Установка для проведения эндотермических или экзотермических реакций и установка для реформинга

Установка для проведения эндотермических или экзотермических реакций и установка для реформинга

Реферат

 

Установка для проведения эндотермических и экзотермических реакций включает испытывающие различные тепловые деформации конструктивно отдельные детали для проведения этих химических реакций и выполненное по типу поршневого уплотнения уплотнение между этими конструктивно отдельными деталями для создания газонепроницаемого уплотнения во время тепловых деформаций. В установке для реформинга происходит конверсия метана и водяного пара в СО, СО₂ и Н₂. Установка имеет цилиндрический наружный корпус, в котором имеется зона косвенного теплообмена и зона подачи, из которой содержащий метан и водяной пар поток газа подается в зону косвенного теплообмена, патрубок, который выполнен в корпусе и через который в зону косвенного теплообмена подается поток нагревающего газа, который служит источником тепла, необходимого для конверсии, множество труб с плавающим концом заполненные катализатором отводящую трубу, камеру, в которой собирается поток содержащего СО, CO₂ и Н₂ газа, с которой сообщается отводящая труба. Трубы и отводящая труба выполнены с возможностью расширения при тепловых деформациях во взаимопротивоположных направлениях по отношению к зоне подачи. Использование данной группы изобретений позволяет создать простую и надежную в работе установку с низким потреблением энергии. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область техники, к которой относится группа изобретений.

Заявленная группа изобретений представляет собой установку для проведения эндотермических или экзотермических реакций и установку для реформинга, в которой имеется зона косвенного теплообмена, в которой протекает реакция реформинга потока газа, содержащего метан и водяной пар в СО, СО₂ и Н₂.

В приведенном ниже описании и в формуле изобретения под "метаном" подразумевается исходное сырье, которое является источником водорода и углерода, в частности сам метан или смесь жидких и/или газообразных углеводородов, например природный газ или нефть нафта.

Известно, что для реформинга метана и получения из него водорода и углерода, которые являются основными исходными продуктами для синтеза, например, аммиака и/или метанола, в последнее время особенно актуальной стала необходимость в создании такой установки, в которой, с одной стороны, были бы созданы условия для возможно более полного осуществления реакции реформинга метана, и которая, с другой стороны, при сравнительно низком потреблении энергии, низких капиталовложениях и низких эксплуатационных расходах могла бы быть создана и введена в эксплуатацию достаточно просто.

Уровень техники В качестве установки, которая отвечает указанным выше требованиям, в настоящее время в промышленности для проведения реформинга обычно используют установки теплообменного типа, т.е. установки с зоной теплообмена, в которой происходит реакция реформинга метана.

В таких установках большое количество тепла, которое необходимо для проведения эндотермической реакции реформинга, подводится в зону реакции за счет косвенного теплообмена с потоком горячего газа, который подается в установку.

В частности, в установках для производства аммиака, в которых реакция реформинга метана проводится при разных температурах в двух различных секциях, называемых секциями первичного и вторичного реформинга, при этом температура в последней секции больше температуры в первой секции, существует возможность использовать поток отбираемого из второй секции горячего газа в качестве источника тепла, необходимого для проведения реакции реформинга в первой секции.

Установку для реформинга теплообменного типа обычно используют при синтезе аммиака, метана или водорода вместо обычного первичного реформера, как описано, например, в ЕР-А-0298525.

При всех своих многочисленных достоинствах описанная выше установка обладает и целым рядом недостатков, основной из которых заключается в сложности ее конструкции, создание которой связано с большими капиталовложениями.

В такой установке имеется большое количество труб байонетного типа, состоящих из наружной трубы с глухим концом, которая используется для косвенного теплообмена между потоком нагревающего газа и газообразными 30 реагентами (метан и водяной пар) и внутренней трубы, которая используется для вывода из установки образующихся в ней продуктов реакции.

Совершенно очевидно, что такая конструкция с байонентными трубами является достаточно сложной и дорогостоящей, труднодоступна для проведения технического обслуживания и определяет большой наружный диаметр всей установки для реформинга.

Кроме того, каталитический характер реакции реформинга определяет необходимость равномерного заполнения кольцевого пространства между наружной и внутренней трубами соответствующим катализатором с возможностью его периодической замены. Совершенно очевидно, что наличие внутренней трубы в существенной мере препятствует или по крайней мере затрудняет проведение таких операций.

И наконец, еще одним недостатком, связанным с использованием труб байонетного типа, является повышенный расход энергии, поскольку при этом происходит значительный нежелательный теплообмен между потоком полученного в результате реакции газа и потоком подвергающегося реакции газа, к чему помимо всего прочего добавляется опасность возникновения коррозии металла внутренней трубы под действием образовавшихся газов при их интенсивном охлаждении.

В JP-A-4154601 предложена установка для реформинга, выполненная по типу теплообменника, состоящего из большого количества отдельных заполненных катализатором труб, которые снаружи обтекаются потоком нагревающего газа. Трубы своими концами крепятся к соответствующим трубным решеткам, которые в свою очередь соответствующим образом крепятся к корпусу установки.

Более простой по конструкции и в эксплуатации по сравнению с теплообменником с трубами байонентного типа трубчатый теплообменник, описанный в JP-A-4154601, также обладает серьезными недостатками, поскольку имеющиеся в нем трубы не могут свободно расширяться под действием высоких температур, которые характерны для реакции реформинга, и из-за возникающих в них при этом трещин или из-за возможной поломки труб в таких теплообменниках может произойти смешивание подвергающегося реформингу газа с нагревающим газом, что в свою очередь может привести к выходу из строя всей установки.

Известно изобретение, в котором охарактеризована установка для проведения эндотермических реакций, т. е. описанная в патенте US 4921680 установка для реформинга, включающая конструктивные детали, испытывающи различные тепловые деформации и уплотнительные элементы между ними.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению, в котором охарактеризована установка для проведения реформинга, является описанная в US 4113441 установка для реформинга, в которой происходит конверсия метана и водяного пара в СО, СО₂ и Н₂. Установка содержит цилиндрический наружный корпус, имеющий зону косвенного теплообмена и зону подачи, из которой содержащий метан и водяной пар поток газа подается в зону косвенного теплообмена, расположенный в корпусе патрубок для подачи в зону косвенного теплообмена потока нагревающего газа, который служит источником тепла, необходимого для конверсии, множество заполненных необходимым для реформинга катализатором труб с плавающим концом, проходящих в продольном направлении через зону косвенного теплообмена и сообщающихся с зоной подачи, отводящую трубу, которая сообщена с камерой и по которой из корпуса установки отводится поток содержащего СО, СO₂ и H₂ газа.

Недостатком такого типа установок является не только высокая стоимость ремонтных работ по замене пришедших в негодность труб, но и невозможность обеспечить оптимальную надежную работу в течение длительного срока эксплуатации. Именно эти недостатки и лежат в основе того, что известные выполненные в виде теплообменников установки для реформинга имеют в настоящее время очень ограниченное применение, несмотря на постоянно возрастающую в последнее время потребность, которую в них испытывает промышленность.

Задача, которая лежит в основе настоящей группы изобретений связана с необходимостью создания простой с точки зрения ее осуществления и надежной в работе установки для реформинга, в которой при низких капиталовложениях, низких эксплуатационных и ремонтных затратах и низком потреблении энергии реакция реформинга метана протекала бы с максимально возможной полнотой.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков, достигается в установке для проведения эндотермических и экзотермических реакций, включающей испытывающие различные тепловые деформации конструктивно отдельные детали для проведения этих химических реакций и выполненное по типу поршневого уплотнения уплотнение между этими конструктивно отдельными деталями для создания между указанными деталями газонепроницаемого уплотнения во время их деформаций.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в установке для реформинга, в которой происходит конверсия метана и водяного пара в СО, CO₂ и H₂ и которая имеет по существу цилиндрический наружный корпус 2, в котором имеются зона 5 косвенного теплообмена; и зона 4 подачи, из которой содержащий метан и водяной пар поток газа подается в зону 5 косвенного теплообмена; патрубок 11, который выполнен в корпусе 2 и через который в зону 5 косвенного теплообмена подается поток нагревающего газа, который служит источником тепла, необходимого для конверсии, множество труб 6 с плавающим концом, которые заполнены необходимым для реформинга катализатором и которые проходят в продольном направлении через зону 5 косвенного теплообмена и сообщаются с зоной 4 подачи; и отводящую трубу 15 для отвода из корпуса 2 установки потока содержащего СО, CO₂ и Н₂ газа, достигается тем, что она дополнительно имеет расположенную за трубами 6 камеру 9, в которой собирается поток содержащего СО, СО₂ и Н₂ газа, образовавшегося в результате конверсии, и с которой сообщается отводящая труба 15, при этом трубы 6 и отводящая труба 15 выполнены с возможностью расширяться при тепловых деформациях во взаимно противоположных направлениях по отношению к зоне 4 подачи.

Отводящая труба 15 расположена на оси корпуса 2 и проходит параллельно трубам 6 через зону 5 косвенного теплообмена и зону 4 подачи и проходит от камеры 9, в которой собирается образовавшийся в результате реформинга газ, до расположенного на корпусе 2 выходного патрубка 14.

В установке имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между отводящей трубой 15 и трубной решетки 3, которая находится между зоной 4 подачи и зоной 5 косвенного теплообмена.

В установке имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между отводящей трубой 15 и корпусом 2.

В установке имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между трубной решеткой 3 и корпусом 2.

Газонепроницаемые уплотнения 16 расположены рядом с выходным патрубком 14.

Газонепроницаемый уплотнения 16 выполнены по типу уплотнений с компрессионными кольцами.

В приведенном ниже описании и в формуле изобретения под трубами с плавающим концом понимаются трубы, у которых по крайней мере один конец конструктивно выполнен свободным и может перемещаться (плавать), компенсируя тем самым тепловое расширение труб.

Отличительной особенностью предлагаемой в настоящем изобретении установки для реформинга является то, что камера, в которой собирается образовавшийся в результате реформинга газ, сообщается как со множеством заполненных катализатором труб, в которых при косвенном теплообмене протекает реакция реформинга, так и с отводящей трубой, по которой из корпуса установки выводится полученный в результате реформинга газ.

При этом весь газ, образовавшийся в результате реакции реформинга, собирается в одной и той же камере, из которой он выводится по одной общей отводящей трубе.

Такая конструкция позволяет создать выполненную в виде теплообменника и лишенную недостатков, присущих известным установкам подобного типа, установку для реформинга, надежную в работе, крайне простую конструктивно, не требующую для своего создания больших капиталовложений и в то же самое время обеспечивающую эффективное протекание в ней реакции реформинга метана.

В предлагаемой установке ремонтные операции и операции, связанные с загрузкой или заменой катализатора, можно выполнить достаточно просто благодаря наличию в ней большого количества отдельных независимых друг от друга труб с плавающими концами.

Кроме того, в предлагаемой установке, в которой полученный в результате реформинга газ целиком собирается в одной общей камере и выводится из корпуса установки по трубе, которая в тепловом отношении не связана с теплообменными трубками, существенно уменьшен теплообмен между газом, полученным в результате реформинга, и исходным подвергаемым реформингу газом, что позволяет уменьшить опасность газовой коррозии металла, из которого изготовлена отводящая труба, и снизить по сравнению с известными установками эксплуатационные расходы.

В предпочтительном варианте предлагаемой в настоящем изобретении установки отводящую трубу целесообразно расположить на оси корпуса параллельно указанным трубам и пропустить ее через зону косвенного теплообмена и зону подачи по всей длине установки от камеры, в которой собирается полученный в результате реформинга газ, до патрубка, через который из корпуса установки выводится полученный газ. Такая схема позволяет создать очень простую и компактную конструкцию с эффективной компенсацией разницы тепловых деформаций отдельных деталей установки, которая возникает из-за различной тепловой нагрузки на отдельные детали установки и различных свойств материалов, из которых они изготовлены.

Так, в частности, предлагаемая конструкция, которая отличается большой простотой, позволяет безо всякого ее заметного усложнения должным образом и достаточно надежно компенсировать разницу в тепловых деформациях теплообменных труб и отводящей трубы, по которой из установки выводится полученный в ней газ.

Указанное выше расположение отводящей трубы позволяет выполнить плавающей и камеру, в которой собирается полученный в результате реформинга газ, при этом теплообменные трубы и отводящая труба могут свободно расширяться во взаимно противоположных направлениях по отношению к зоне подачи.

В такой установке не только не возникают механические проблемы, связанные с разницей коэффициентов линейного расширения материалов, но и определенным образом обеспечивается взаимная компенсация тепловых деформаций его отдельных деталей.

В этом варианте предпочтительно между отводящей трубой и трубной решеткой, которая находится между зоной подачи и зоной теплообмена, а также между этой отводящей трубой и корпусом, разместить соответствующие газонепроницаемые уплотнения, которые позволяют устранить нежелательную утечку исходных или образовавшегося в результате реформинга газа и могут работать при различных тепловых деформациях установки.

В предлагаемой в настоящем изобретении конструкции количество газонепроницаемых уплотнений, которые обеспечивают нормальную работу установки, сведено к минимуму и ограничено уплотнениями, расположенными между отводящей трубой, трубной решеткой и наружным корпусом установки.

Газонепроницаемые уплотнения предпочтительно располагать вблизи выходного патрубка корпуса, обеспечив тем самым возможность легкого доступа к уплотнениям и упростив их обслуживание и замену.

Отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения рассмотрены в приведенном ниже описании не ограничивающего изобретения примера его выполнения со ссылками на прилагаемые к описанию чертежи.

Краткое описание чертежей Фиг.1 - продольный разрез предлагаемой в изобретении установки для реформинга.

Фиг. 2 - продольный разрез части установки по фиг.1, в конструкцию которой внесены изменения, соответствующие предпочтительному варианту изобретения.

Фиг. 3 - показанный в увеличенном масштабе продольный разрез части установки по фиг.2.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения На фиг.1-3 показана предлагаемая в настоящем изобретении установка 1 для реформинга, которая предназначена для реформинга потока, содержащего метан и водяной пар газа. Установка 1 имеет по существу цилиндрический наружный корпус 2, в котором расположена полностью перекрывающая его внутреннее поперечное сечение трубная решетка 3, которая делит корпус на зону 5 косвенного теплообмена и зону 4, из которой содержащий метан и водяной пар поток газа подается в зону 5. В зоне 5 косвенного теплообмена расположено большое количество плавающих теплообменных труб 6, которые проходят в продольном направлении вниз от трубной решетки 3.

Внутри труб 6 имеется зона (не показана), которая заполнена обычным катализатором реформинга. Кроме того, трубы 6 имеют первый конец 7, который сообщается с зоной 4, и второй конец 8, который сообщается с камерой 9, в которой собирается содержащий СО, СО₂ и Н₂ поток газа, полученного в результате реакции реформинга. Своим вторым концом 8 трубы 6 крепятся к трубной решетке 10, которая расположена между трубами и камерой 9.

Корпус 2 имеет также расположенные в зоне 5 косвенного теплообмена патрубки 11 и 12, предназначенные соответственно для подвода в установку и выхода из нее нагревающего газа, который служит источником тепла, необходимого для проведения реакции реформинга. Корпус 2 имеет также расположенные в зоне 4 патрубки 13 и 14, через которые соответственно осуществляется подача в корпус подвергающегося реформингу, содержащего метан и водяной пар газа и выход из корпуса образовавшегося в результате реформинга газа, в состав которого входят СО, СО₂ и Н₂.

В корпусе 2 расположена отводящая труба 15, которая предназначена для вывода из установки образовавшегося в нем в результате реформинга газа. Труба 15 сообщается с камерой 9 и выходным патрубком 14, через который из установки выводится полученный в нем газ.

Предлагаемое конструктивное решение, предполагающее использование большого количества отдельных труб 6 в сочетании с камерой 9 и трубой 15 для отвода из установки образовавшегося в ней газа, позволяет создать установку, которая является очень простой с точки зрения механики, которая легко может быть выполнена и которая в то же самое время надежна в работе и обладает высокой эффективностью в отношении затрат энергии и достигаемого в ней конверсионного выхода реакции реформинга.

В показанной на фиг.1 конструкции отводящая труба 15 расположена на оси корпуса 2 параллельно трубам 6 и проходит насквозь через зону 5 косвенного теплообмена и зону 4 подачи.

В альтернативном варианте изобретения (не показан) труба 15 проходит от камеры 9 до нижнего конца установки 1, а выходной патрубок 14 расположен на одной с ней оси в нижнем конце корпуса 2.

Показанная на фиг. 1 конструкция позволяет увеличить в пределах зоны 5 полезное пространство для размещения труб 6, увеличив тем самым поверхность теплообмена.

Позицией 16 на чертежах обозначено газонепроницаемое уплотнение, которое препятствует нежелательной утечке исходных или образовавшихся в результате реформинга газов. Наличие таких уплотнений 16 обеспечивает оптимальную и надежную работу установки 1 при различных тепловых деформациях ее отдельных деталей, в частности теплообменных труб 6 и отводящей трубы 15.

Газонепроницаемые уплотнения 16 в варианте по фиг.1 расположены между отводящей трубой 15 и трубной решеткой 3 и между трубой 15 и корпусом 2, а в варианте по фиг. 2 они расположены между трубой 15 и трубной решеткой 3 и между трубной решеткой 3 и корпусом 2.

В варианте по фиг.1 оба газонепроницаемых уплотнения 16 расположены на одном и том же элементе установки 1, в частности на отводящей трубе 15, что максимально упрощает их размещение внутри установки.

С целью облегчить обслуживание и замену газонепроницаемых уплотнений 16 их целесообразно разместить, как показано на фиг.2, в непосредственной близости от выходного патрубка 14, через который из установки выводится образовавшийся в нем газ.

В предпочтительном варианте изобретения газонепроницаемые уплотнения 16 отводящей трубы размещены внутри расположенного на трубной решетке 3 трубчатого стояка 17, который направлен в сторону патрубка 14.

В качестве газонепроницаемых уплотнений 16 предпочтительно использовать уплотнение лабиринтного типа или более предпочтительно уплотнение типа компрессионного кольца.

В приведенном ниже описании под уплотнением лабиринтного типа подразумевается уплотнение, образованное двумя взаимодействующими и помещенными друг в друга внутренней и внешней деталями по существу трубчатой формы, при этом после установки внутренней детали внутрь внешней детали благодаря соответствующей форме наружной поверхности внутренней детали между ними образуются непрерывные выступы и канавки (лабиринт), которые препятствуют прохождению газа.

Под уплотнением типа компрессионного кольца в описании подразумевается уплотнение, образованное компрессионным кольцом, которое расположено между внешней деталью и находящейся внутри нее внутренней деталью и которое препятствует прохождению газа через зазор между этими деталями.

Использование таких уплотнений в качестве уплотнения 16 позволяет создать надежное газонепроницаемое уплотнение, позволяющее компенсировать значительные тепловые деформации, постоянно возникающие в предназначенной для реформинга установке.

На фиг. 3 в увеличенном масштабе показано использованное в изображенной на фиг. 2 установке 1 газонепроницаемое уплотнение 16, которое выполнено в виде компрессионных колец и которое расположено между отводящей трубой 15 и расположенном на трубной решетке 3 стояком 17. Уплотнение 16 состоит из нескольких компрессионных колец 18 (предпочтительно не менее двух), установленных в соответствующие кольцевые канавки 19 цилиндрического элемента 20, который предпочтительно разборным соединением, например болтами (не показаны), крепится к концу 21 отводящей трубы 15. Наличие компрессионных колец 18 между трубой 15 (внутренняя деталь) и стояком 17 (внешняя деталь) препятствует попаданию образовавшегося в результате реформинга газа в зону 5 теплообмена и в то же самое время допускает, компенсируя тепловые деформации, продольные перемещения отводящей трубы 15 относительно стояка 17.

Газонепроницаемые уплотнения 16 в установках 1 по фиг.1 и 2 предпочтительно выполнить по типу уплотнения по фиг.3.

По сравнению с лабиринтными уплотнениями уплотнение из компрессионных колец обладает целым рядом преимуществ, к которым в частности относится возможность создания более эффективного уплотнения (т.е. утечка газа через компрессионное уплотнение меньше, чем через лабиринтное), большие возможности с точки зрения принятия оптимальных конструктивных решений (уплотняемый зазор между внутренней и внешней деталями в уплотнении с компрессионными кольцами может быть как минимум в 10 раз больше, чем зазор в лабиринтном уплотнении) и возможность создания более компактной конструкции (уплотнение с компрессионными кольцами имеет меньшую длину, чем лабиринтное уплотнение).

Применение поршневых колец позволяет создать газонепроницаемое уплотнение, которое надежно работает даже при повреждении и/или расцентровке образующих уплотняемый зазор внешней и внутренней деталей, создает больше возможностей для сборки и наладки предназначенной для реформинга установки 1, менее чувствительно к попаданию в зазор посторонних предметов и менее подвержено заеданию.

Наибольший эффект от применения поршневых уплотнений может быть получен в установках, в которых проводят в основном эндотермические или экзотермические химические реакции, в том числе и в реакторах для синтеза аммиака или метанола, когда требуется создать уплотнение между конструктивно различными деталями, испытывающими различные тепловые деформации.

На фиг. 1 и 2 стрелками F1 и F2 обозначены соответственно направления прохождения через предназначенную для реформинга установку 1 содержащего метан и водяной пар потока газа (газ, подвергающийся реформингу) и потока нагревающего газа, являющегося источником тепла для косвенного теплообмена.

Предлагаемая в настоящем изобретении установка для реформинга работает следующим образом.

Приведенные ниже данные по температуре относятся к установке для первичного реформинга.

Как показано на фиг. 1, содержащий метан и водяной пар поток F1 газа (газ, подвергающийся реформингу), предварительно нагретый до температуры в пределах от 300 до 500^oС, по подводящему патрубку 13 подается в зону 4 установки 1, из которой он поступает в трубы 6 (внутритрубное пространство теплообменника), в которых при температуре в интервале от 500 до 1000^oС происходит реакция реформинга. Для реформинга подаваемого в установку газа трубы 6 соответствующим образом заполняются катализатором.

Реакция реформинга протекает под действием тепла, которое передается подвергающемуся реформингу газу от потока F2, нагретого до температуры от 900 до 1100^oС горячего газа, который через входной патрубок 11 подается в зону 5 теплообмена. Поток F2 горячего газа обтекает трубы 6 снаружи (межтрубное пространство теплообменника) и выходит из корпуса 2 по отводящему патрубку 12 с температурой от 300 до 600^oС.

Необходимое для реакции реформинга тепло передается от потока F2 горячего газа потоку F1 более холодного подвергающегося реформингу газа за счет косвенного теплообмена.

Поток F1 образовавшихся в результате реформинга газов (СО, СО₂ и Н₂) выходит из труб 6 через их нижние концы 8 и собирается в камере 9, из которой он по отводящей трубе 15 и выходному патрубку 14 выводится из установки 1 с температурой от 500 до 1000^oС.

Как уже было отмечено выше, поток F1 газа после попадания в сборник и в отводящую трубу 15 не имеет непосредственного теплового контакта с протекающим по трубам 6 подвергающимся реформингу газом, что исключает всякий нежелательный теплообмен между подвергающимся реформингу газом и газом, образовавшимся в результате реформинга.

Кроме того, в предлагаемой установке обеспечивается эффективная компенсация различных по величине тепловых деформаций ее отдельных деталей, в частности теплообменных труб 6 и отводящей трубы 15, которые подвержены различному тепловому воздействию и изготовлены из разных материалов, причем достигается это за счет определенного конструктивного выполнения камеры 9 и отводящей трубы 15 и наличия уплотнений 16, которые, допуская относительные перемещения различных деталей, предотвращают нежелательную утечку газа.

Важно подчеркнуть, что применение таких уплотнений не усложняет конструкцию предлагаемой в настоящем изобретении установки.

В конструктивных вариантах по фиг.1 и 2 трубы 6 целесообразно сгруппировать в трубный пучок, обеспечив тем самым оптимальное заполнение трубами зоны 5 теплообмена.

Кроме того, для увеличения фактической поверхности теплообмена и его эффективности в трубном пучке предпочтительно разместить соответствующие диафрагмы 22, а сами трубы 6 выполнить с ребрами (не показаны).

При синтезе аммиака в качестве потока F2 горячего газа предпочтительно использовать горячий газ из секции вторичного реформинга.

В приведенном выше описании достаточно подробно рассмотрены все многочисленные преимущества настоящего изобретения, в частности возможность создания надежной установки для реформинга, которая, с одной стороны, имеет простую конструкцию и легко может быть выполнена, а с другой стороны, обеспечивает возможность реформинга метана при низком расходе энергии и низких затратах на обслуживание и ремонт.

Формула изобретения

1. Установка для реформинга, в которой происходит конверсия метана и водяного пара в СО, СО₂ и Н₂ и которая имеет по существу цилиндрический наружный корпус 2, в котором имеются зона 5 косвенного теплообмена и зона 4 подачи, из которой содержащий метан и водяной пар поток газа подается в зону 5 косвенного теплообмена; патрубок 11, который выполнен в корпусе 2 и через который в зону 5 косвенного теплообмена подается поток нагревающего газа, который служит источником тепла, необходимого для конверсии, множество труб 6 с плавающим концом, которые заполнены необходимым для реформинга катализатором и которые проходят в продольном направлении через зону 5 косвенного теплообмена и сообщаются с зоной 4 подачи; и отводящую трубу 15 для отвода из корпуса 2 установки потока содержащего СО, СО₂ и Н₂ газа, отличающаяся тем, что она дополнительно имеет расположенную за трубами 6 камеру 9, в которой собирается поток содержащего СО, СО₂ и Н₂ газа, образовавшегося в результате конверсии, и с которой сообщается отводящая труба 15, при этом трубы 6 и отводящая труба 15 выполнены с возможностью расширяться при тепловых деформациях во взаимно противоположных направлениях по отношению к зоне 4 подачи.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что отводящая труба 15 расположена на оси корпуса 2 и проходит параллельно трубам 6 через зону 5 косвенного теплообмена и зону 4 подачи и проходит от камеры 9, в которой собирается образовавшийся в результате реформинга газ, до расположенного на корпусе 2 выходного патрубка 14.

3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что в ней имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между отводящей трубой 15 и трубной решеткой 3, которая находится между зоной 4 подачи и зоной 5 косвенного теплообмена.

4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что в ней имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между отводящей трубой 15 и корпусом 2.

5. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что в ней имеются газонепроницаемые уплотнения 16, расположенные между трубной решеткой 3 и корпусом 2.

6. Установка по любому из пп. 3-5, отличающаяся тем, что газонепроницаемые уплотнения 16 расположены рядом с выходным патрубком 14.

7. Установка по любому из пп. 3-5, отличающаяся тем, что газонепроницаемые уплотнения 16 выполнены по типу уплотнений с компрессионными кольцами.

8. Установка для проведения эндотермических или экзотермических реакций, включающая испытывающие различные тепловые деформации конструктивно отдельные детали для проведения этих химических реакций и выполненное по типу поршневого уплотнения уплотнение между этими конструктивно отдельными деталями для создания между указанными деталями газонепроницаемого уплотнения во время их тепловых деформаций.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3