专利名称：烃类蒸汽预转化工艺及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及烃类蒸汽预转化工艺及应用。
烃类蒸汽预转化工艺是指烃类在低水碳比、低温、高空速条件下蒸汽转化生产富甲烷气的过程。该项技术首先应用于用轻油制取合成天然气，近几年来经过不断的发展逐步应用到以轻油为原料的制取合成氨、工业氢气和羰基合成气领域。目前，以轻油为原料在列管式转化炉直接蒸汽转化制取合成气或工业氢气的过程，采用外供热，转化炉热效率很低。而且，对原料轻油的品质要求高，操作难度大。将预转化技术应用到轻油蒸汽转化制取合成气或工业氢气上，对降低转化炉的热负荷，改善转化炉的操作条件，延长转化催化剂和炉管的使用寿命有很大的好处。
附
图1为国内外已有的烃类蒸汽预转化工艺流程图。
图中1-预转化反应器5-脱硫原料气2-转化炉对流段6-转化气3-转化炉管7-饱和蒸汽4-汽包8-过热蒸汽附图2为本发明烃类蒸汽预转化工艺流程。
图中1-预转化反应器7-饱和蒸汽2-转化炉对流段8-过热蒸汽3-转化炉管 9-开工加热炉4-汽包 10-预转化反应器旁路5-脱硫原料气 11-开工压缩机6-转化气如附图1所示，原料石脑油经过加氢脱硫后，与过热蒸汽8混合进入预转化反应器1，在预转化反应器内，脱硫原料气5与水蒸汽在压力2.0-5.0Mpa、温度400-600℃、水碳比1.0-3.0条件下发生预转化反应，生成含甲烷60-70％、一氧化碳0.5-1.5％、二氧化碳10-20％、氢气10-20％的富甲烷气。然后，富甲烷气再与过热蒸汽混合进入蒸汽转化炉对流段2，预热至490-510℃后进入转化炉管3，在转化炉管内与水蒸汽在780-820℃、水碳比2.0-3.5条件下发生转化反应生成转化气6，转化气再经过变换、脱碳、甲烷化或者变压吸附制得氢气产品。该工艺流程比较紧骤，但由于预转化反应器与蒸汽转化炉完全串联在一起，预转化的开停车必须与转化系统同时进行，开停车不方便。随着预转化技术在合成氨和制氢等行业的推广应用，越来越多的合成氨和制氢老装置要增加预转化系统，以改善操作条件，延长转化炉和转化催化剂的运行周期。如果按照附图1所述的工艺流程进行改造，由于预转化反应是放热反应，脱硫原料气经过预转化反应器后温度要升高600-100℃，转化炉对流段原料气预热段盘管和转化炉入口管要严重超温，所以，转化炉对流段必须进行大的改造，改造周期长、投资大。
本发明的目的在于提供一种烃类蒸汽预转化工艺及应用，即在原有生产装置不停车、转化炉对流段不改造的情况下，将预转化工序投入系统。从而节省改造施工时间，减少设备投资，给工厂带来较显著的经济效益。
本发明是这样实现的如附图2所示，在预转化反应器1之前设开工加热炉9，并与装置开工系统相联，便于单独对预转化催化剂进行升温还原；预转化进出口加旁路10，便于随时将预转化反应器串入或切出系统；将饱和蒸汽7和过热蒸汽8均引至预转化反应器和转化炉管3进口，便于调节转化对流段2盘管温度。通过采取这些措施后，就可以实现随时将预转化反应器串入系统或切出系统。
原料石脑油经过加氢脱硫后，与过热蒸汽8和饱和蒸汽7混合进入预转化反应器1，在预转化反应器内，原料气与水蒸汽在压力2.0-5.0Mpa、温度400-600℃、水碳比1.0-3.0条件下发生预转化反应，生成含甲烷60-70％、一氧化碳0.5-1.5％、二氧化碳10-20％、氢气10-20％的富甲烷气。然后，富甲烷气再与过热蒸汽和饱和蒸汽混合进入蒸汽转化炉对流段2，预热至490-510℃后进入转化炉管3，在转化炉管内与水蒸汽在780-820℃、水碳比2.0-3.5条件下发生转化反应生成转化气6，转化气再经过变换、脱碳、甲烷化或者变压吸附制得氢气产品。
具体的工艺祥述如下先按重量将预转化反应器1催化剂装填好，用99.999％的氮气吹扫置换干净，启动开工压缩机11建立预转化和开工系统循环升温还原流程，开工加热炉9点火，用氢氮气(含氢气20-80％)作载气先对预转化催化剂进行升温还原，还原过程中以10-20℃/hr的速度将床层温度升至450℃，还原结束后准备串入系统。在装置正常开车的情况下投用预转化的步骤为1．将蒸汽转化炉管3入口的蒸汽分配进入预转化反应器1前和预转化反应器1后。从蒸汽过热盘管出来的过热蒸汽8按水碳比2.0和3.0的比例，分配进入预转化反应器前和预转化反应器后。在后面的各步骤中始终保持总水碳比为5.0不变。进入预转化反应器前的过热蒸汽经过预转化反应器的旁路10后进入转化系统。2．将来自脱硫部分的原料气5从进入转化系统慢慢切入预转化系统，此时，装置的投油量及配蒸汽量保持不变，而转化所需另一部分过热蒸汽仍在预转化反应器后配入。同时稳定装置转化部分的正常操作。3．点燃开工加热炉9，调整预转化反应器入口温度为430℃。调节进入转化部分的饱和蒸汽7与过热蒸汽8的量，使转化炉管3的入口温度保持在490-510℃。4．稳定上述操作后，慢慢开预转化反应器入口阀和出口阀，同时慢慢关闭旁路阀，投用预转化反应器。此时，由于原料气在预转化反应器中发生预转化反应而使转化炉入口温度升高，因此，应及时调节在预转化系统后配入的饱和蒸汽与过热蒸汽的量，以保证转化炉的正常操作。调整操作，将原料气全部切入预转化反应器。5．调整饱和蒸汽与过热蒸汽的量，控制预转化和转化入口温度在正常工艺指标范围内，稳定预转化和转化的正常操作。
在装置正常开车的情况下切出预转化的步骤为1．关闭预转化反应器进出口阀，开其旁路阀，将预转化反应器切出系统。2．将至预转化反应器和转化炉入口的饱和蒸汽关闭，同时，控制进转化炉的蒸汽总量不变，调节转化入口温度在490-510℃。
本发明的积极效果在于在装置正常开车的情况下，能随时方便地将预转化反应器串入或切出系统，不影响装置的正常开停车；在老装置上增加预转化系统，转化炉对流段不需要进行改造，能节省设备投资；预转化投用以后，能拓宽原料的范围，改善转化炉的操作条件，对延长转化催化剂和炉管的使用寿命很有好处，转化催化剂的使用寿命可以由1-2年提高到4年。
实施例(1)在装置正常开车的情况下，将预转化串入系统。1．将蒸汽转化炉入口的蒸汽分配进入预转化反应器前和预转化反应器后。从蒸汽过热盘管出来的过热蒸汽按水碳比2.0和3.0的比例，分配进入预转化反应器前和预转化反应器后。在后面的各步骤中始终保持总水碳比为5.0不变。进入预转化反应器前的过热蒸汽经过预转化反应器的旁路后进入转化系统。2．将来自脱硫部分的原料气从进入转化系统慢慢切入预转化系统，此时，装置的投油量及配蒸汽量保持不变，而转化所需另一部分过热蒸汽仍在预转化反应器后配入。同时稳定装置转化部分的正常操作。3．点燃开工加热炉，调整预转化反应器入口温度为430℃。调节进入转化部分的饱和蒸汽与过热蒸汽的比例，使转化炉管的入口温度保持在490-510℃。4．稳定上述操作后，慢慢开预转化反应器入口阀和出口阀，同时慢慢关闭旁路阀，投用预转化反应器。此时，由于原料气在预转化反应器中发生预转化反应而使转化炉入口温度升高，因此，应及时调节在预转化系统后配入的饱和蒸汽与过热蒸汽的比例，以保证转化炉的正常操作。调整操作，将原料气全部切入预转化反应器。5．调整饱和蒸汽与过热蒸汽的配比，控制预转化和转化入口温度在正常工艺指标范围内，稳定预转化和转化的正常操作。在压力2.6Mpa，入口温度420℃，床层温度510℃的条件下，预转化反应器出口气体组成为CH462.5％、H217.8％、CO 0.5％、CO219.2％。
实施例(2)按实施例1所述的方法将预转化串入系统。在压力2.6Mpa，入口温度400℃，床层温度480℃的条件下，预转化反应器出口气体组成为CH461.5、H217.8％、CO 0.60％、CO219.1％。
实施例(3)按实施例1所述的方法将预转化串入系统。在压力2.6Mpa，入口温度380℃，床层温度460℃的条件下，预转化反应器出口气体组成为CH463.5％、H216.5％、CO 0.6％、CO219.4％。
权利要求
1．烃类蒸汽预转化工艺及应用，其特征在于在预转化反应器之前设置开工加热炉和开工压缩机，并与装置开工系统相连，在预转化进出口设置旁路，将饱和蒸汽加入转化炉，使得预转化和转化入口温度可以随意调节，而不必对转化炉对流段进行改造。
全文摘要
本发明涉及烃类蒸汽预转化工艺及应用,其特征在于设置了一套预转化开工系统,预转化反应器可以随时方便地串入或切出系统,将饱和蒸汽加入转化炉入口,使得预转化和转化入口温度可以随意调节,而不必对转化炉对流段进行改造。
文档编号C01B3/00GK1300712SQ99122910
公开日2001年6月27日 申请日期1999年12月22日 优先权日1999年12月22日
发明者刘小秦, 肖俊钦, 曹孝广, 姜维, 倪福保, 皮红星, 何建辉, 程立泉, 文尚军, 谢文莲, 吴明 申请人:巴陵石化鹰山石油化工厂