[发明专利]含高级烃的烃进料自热转化的方法

说明书

本发明涉及含高级烃的烃进料无烟灰自热转化(ATR)。

在自热转化中，烃进料的燃烧是在炉燃烧区段用焰火反应与低于化学计算量的氧进行的，接着部分燃烧后的进料在蒸气转化催化剂的固定床中蒸气转化。烃的亚化学计量燃烧导致有害的烟灰形成。通过使用专门的燃烧炉设计和通过控制ATR方法的操作条件，烟灰的形成可以被克服。烟灰是在一定范围的操作条件内在自热反应器的火焰中形成的。当蒸气量相对于送入ATR反应器中的其它组分是在临界值以下时，在反应的进料中形成烟灰。一种用于ATR的这种燃烧炉叙述于美国专利5,496,170中。蒸气的限制量可以表示成蒸气与碳的临界比，该比值是蒸气的摩尔进料流速与在烃进料中碳的摩尔流速之比。烃进料可以是以天然气或包括LPG、丁烷、石脑油等烃的形式。碳的摩尔流速以烃的摩尔流速乘烃的含碳量计算。

不会造成烟灰形成的操作条件的实例已由Christensen和Primdahl总结在论文中(《烃加工》1994年3月39-46页)。这些条件表示于表1中。这些试验在中试装置中进行。由于从相对小的中试装置的热损失，绝热ATR出口温度将高于测得的ATR出口温度。这意味着如若大装置(从中热损失是很小的)经受严格相同的操作条件，那么ATR出口温度将接近绝热ATR出口温度。烟灰产物母体是在ATR的燃烧区段形成的。大多数热损失在燃烧区段后出现其后的热损失对燃烧区段中的反应物不会有任何影响。氧与碳比(O₂/C)也表示于表1中。此比值的定义类似于蒸气与碳之比，但用氧替代蒸气。ATR反应器的出口温度可以由O₂/C之比计算，当从反应器的热损失已知时。

表1

例号 氧与碳之比  H₂O/C CO₂/C测得ATR出口温度     ℃绝热ATR出口温度     ℃A    0.60  1.43   0    950    1013B    0.62  0.59   0    1065    1173C    0.60  0.86   0    1000    1073D    0.67  0.68  0.47    1018    1147E    0.70  0.67  0.75    1030    1147F    0.73  0.58  0.98    1028    1177不造成烟灰形成的操作条件(取自Christensen和Primdahl论文，1994年)。