烃类蒸汽转化流程
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烃类蒸汽转化流程
1、凯洛格流程
天然气首先被压缩至3.6MPa,通过对流段预热至350℃左右进入钴钼反应器和氧化脱硫槽,将硫脱至小于后与中压蒸汽混合(水碳比为2.7-3.5),再入对流段预热至520℃左右,通过上集气管,猪尾管从辐射段顶部进入转化炉管,在转化炉管内边反应边吸热,当离开炉管底部时温度达820℃,甲烷含量为10%左右,压力3.1MPa,经炉底分集气管和上升管,0.5ppm温度升至850℃左右,出炉顶汇集子集气总管再入二段炉。工艺空气压缩至3.3-3.5MPa并混入少量蒸汽经对流段预热至450℃后进入二段炉,与一段炉转化气混合、燃烧、进一步转化、出二段炉的温度达1000℃左右,甲烷含量小于0.4%,二段炉出来的工艺气经第一,第二废热锅炉温度降至370℃以后进入变换炉。辐射段出来的烟气温度为1000℃左右,经对流段预热工艺混合气,工艺空气,动力蒸汽,原料气锅炉给水等使温度降至240℃左右后由引风机排入大气。
流程设置中的关键设备为一段转化炉,烃类蒸汽转化反应主要在此进行,为了维持正常操作,必须使转化反应和传热相适应,在满足工艺要求的前提下,力求降低对转化炉管的要求和节约高温合金钢的使用。就合成氨生产而言,它要求转化后的甲烷含量越低越好,一般不大于0.5%,如果这任务全由一段炉来承担,则出口温度为1000℃左右,这无疑对炉管材料的要求太苛刻了。由于制合成氨原料气时需要氮。因而又引出了二段炉流程,一段炉反应所需的热量是通过管
壁从高温烟气中传入的,因此对炉管要求较高,因二段炉是绝热反应,高温的或得是靠工艺气中的氢、一氧化碳和甲烷与空气中的氧燃烧,不需传热的高合金材料,只需耐火衬里就行了。对于制氢,就不能没二段炉,它的操作条件也不一样,所得气体中甲烷含量也远大于0.5%,对流段的设置,一方面是充分利用废热,另一方面也是减少辐射段的热负荷,以就可节省高温材料。脱硫设备的设置是由于转化催化剂的要求。二段炉气废热锅炉的设置也是充分回收能量。