專利名稱：用于制備含有一氧化碳的混合氣的管式加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管式加熱器，該加熱器用于烴類的催化裂解以便制備一種未處理的合成氣體，該合成氣體主要包含氫氣、一氧化碳和二氧化碳，該加熱器包含多個管，該管設(shè)置在燃燒室中并裝有催化劑。
這種管式加熱器是已知的并被用于例如天然氣的催化裂解以制備合成氣體，該合成氣體被用來例如甲醇的合成。在管中通常保持1至20巴的范圍的壓力，在管的輸出端處未處理的合成氣體的溫度在700～1000℃之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，管的輸出端受到腐蝕作用，這導(dǎo)致碳化物(金屬粉塵)的形成從而引起金屬材料的損壞。
本發(fā)明的目的是有效地保護(hù)管的輸出端，該輸出端以及其鄰接區(qū)域?qū)饘俜蹱罡g是敏感的。在上文第一段所描述的這種管式加熱器中，根據(jù)本發(fā)明，這個問題是這樣解決的，即設(shè)置這樣一裝置，其用于供應(yīng)基本上不含一氧化碳的氣態(tài)或汽化的保護(hù)流體到達(dá)至少一些管的輸出端的外表面上，所述輸出端位于燃燒室的外邊，并且未處理的合成氣體從其中流過。所述保護(hù)流體防止含有一氧化碳的合成氣體的腐蝕作用，特別是在圍繞管的輸出端的敏感區(qū)域。根據(jù)一氧化碳的含量發(fā)生金屬粉狀腐蝕的溫度區(qū)域是大約500～850℃之間。
至少在一些管的輸出端的外邊設(shè)置有用于容納保護(hù)流的腔室，該腔室通常鄰接一耐火襯，該耐火襯環(huán)繞著管的輸出端。
也就是說，本發(fā)明提出一種管式加熱器，其由于烴類的催化裂解以便制備一種未處理的合成氣體，該合成氣體主要包含氫氣、一氧化碳、二氧化碳，所述加熱器包含多個管，該管設(shè)置在燃燒室中并裝有催化劑，其特征在于，所述加熱器還設(shè)置有用于供應(yīng)氣態(tài)或汽化的保護(hù)流體的裝置，該保護(hù)流體中基本沒有一氧化碳并到達(dá)至少一些管的輸出端的外表面，所述輸出端位于燃燒室的外邊，未處理的合成氣體從該輸出端流過。
在至少一些管的輸出端的外邊設(shè)置有一腔室，該腔室用于容納保護(hù)流體。
至少在一些管的輸出端設(shè)置有耐火襯。
保護(hù)流體通過一管線供應(yīng)，該管線沿著連接管延伸一定的距離，在該管中合成氣體被引導(dǎo)，保護(hù)流體與所述管的外表面相接觸。
下面參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的管式加熱器的設(shè)計進(jìn)行詳細(xì)說明。這些附圖是

圖1是表示管式加熱器的水平剖面示意圖。
圖2是表示管的輸出端的大比例的縱剖面圖。
一耐火的外殼1包含一燃燒室2，在燃燒室2中，多個豎直管3從外邊被加熱。加熱是由多個燃燒器4完成的，該燃燒器4被供給例如天然氣等燃料。一種包含烴類和蒸汽的混合氣通過供給線5供應(yīng)到管3中，并在管3中的催化劑的作用下在管3中反應(yīng)，該催化劑包含例如鎳催化劑。一種未處理的合成制品就這樣制備而成，該合成制品之要包含氫氣、一氧化碳和二氧化碳。在700～1000℃最好至少在800℃時，合成氣體在管中向下流去并由輸出端3a流出進(jìn)到收集管線6中。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，輸出端3a的外表面和其周圍對金屬粉狀腐蝕是特別敏感的，這將由于碳化物的形成而引起金屬的損壞。該碳化物是由于一氧化碳的分解反應(yīng)而形成的，
該反應(yīng)在500～850℃的范圍內(nèi)是特別劇烈的。在這范圍的溫度通常出現(xiàn)在輸出端3a的外表面和其周圍。
收集管線6的內(nèi)表面具有耐火襯6a，耐火襯6a也圍繞著管3的輸出端3a。因為耐火襯具有一定的孔隙率，合成氣體必須被料想到的擴(kuò)散通過耐火襯，在相對低的溫度合成氣體到達(dá)輸出端3a的上表面，那么上邊提到的腐蝕就會發(fā)生。
為了保護(hù)輸出端3a和其最靠近的周圍抵抗腐蝕作用導(dǎo)致碳化物的形成，每一輸出端均設(shè)置有一供應(yīng)管線7，來自主管線8的氣態(tài)或汽化的保護(hù)流體通過該供應(yīng)管線7。保護(hù)流體可以包含例如氫氣、水蒸汽。氮?dú)饣蚨趸細(xì)狻?br> 從圖2可以明顯地看出保護(hù)流體是怎樣被引導(dǎo)通過供應(yīng)管線7進(jìn)入到腔室9，該腔室9設(shè)置在收集管線6的喇叭口狀的放大部10內(nèi)，放大部10在其頂端10a與管3焊在一起。保護(hù)流體防止輸出端3a的外表面和放大部10的內(nèi)表面上的金屬粉狀腐蝕。
收集管線6的耐火襯6a環(huán)繞著管3的輸出端3a。耐火襯例如可由夯實的混合物構(gòu)成并且是稍微多孔的，因而保護(hù)流體能夠由腔室9中擴(kuò)散出并穿過襯，最后在收集管線6中與合成氣體一起被排出。
從圖1和圖2很明顯地看出，來自主管線8的管線7引導(dǎo)保護(hù)流體向下延伸一定的距離并與連接管3的外表面相接觸，因此，管3里邊的熱氣被用來以間接的熱交換形式加熱管線7中的保護(hù)流體，當(dāng)保護(hù)流體進(jìn)入到腔室9時，其溫度升高了。保護(hù)流體的這種加熱防止了鄰接于輸出端3a的熱應(yīng)力。
權(quán)利要求
1.一種管式加熱器，其由于烴類的催化裂解以便制備一種未處理的合成氣體，該合成氣體主要包含氫氣、一氧化碳、二氧化碳，所述加熱器包含多個管，該管設(shè)置在燃燒室中并裝有催化劑，其特征在于，所述加熱器還設(shè)置有用于供應(yīng)氣態(tài)或汽化的保護(hù)流體的裝置，該保護(hù)流體中基本沒有一氧化碳并到達(dá)至少一些管的輸出端的外表面，所述輸出端位于燃燒室的外邊，未處理的合成氣體從該輸出端流過。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式加熱器，其特征在于，在至少一些管的輸出端的外邊設(shè)置有一腔室，該腔室用于容納保護(hù)流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管式加熱器，其特征在于，至少在一些管的輸出端設(shè)置有耐火襯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的管式加熱器，其特征在于，保護(hù)流體通過一管線供應(yīng)，該管線沿著連接管延伸一定的距離，在該管中合成氣體被引導(dǎo)，保護(hù)流體與所述管的外表面相接觸。
全文摘要
一種管式加熱器包含多個管，該管設(shè)置在燃燒室中并裝有催化劑。主要包含氫氣、一氧化碳和二氧化碳的合成氣體在所述管中制備。在所述管的輸出端的外表面上由于金屬粉狀腐蝕有形成碳化物的風(fēng)險。為防止這種腐蝕，一種基本上沒有一氧化碳的氣態(tài)或汽化的保護(hù)流體被供應(yīng)到管的輸出端的周圍區(qū)域。
文檔編號B01J8/06GK1098699SQ9410796
公開日1995年2月15日 申請日期1994年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月13日
發(fā)明者弗雷德里希·霍曼, 維爾納·羅爾, 漢斯·岡特·莫爾羅特爾 申請人:金屬股份公司