[發(fā)明專利]用于制備氫和/或一氧化碳的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580038308.4
• 申請日: 2005-09-02
• 公開（公告）號: CN101056817A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: I·德克賈爾;A·K·詹森;C·L·勞拉森;H·O·斯塔爾
• 申請（專利權(quán)）人: 赫多特普索化工設(shè)備公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;C01B31/18;B01J8/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;黃可峻

本發(fā)明涉及用于通過蒸汽重整烴進料來制備氫和一氧化碳富集氣體的方法和裝置。特別地，本發(fā)明涉及用于制備氫和/或一氧化碳的方法，該方法沒有聯(lián)產(chǎn)過量的蒸汽并且具有增加的熱效率。

在本領(lǐng)域中眾所周知的是通過以下方式制備氫和/或一氧化碳：蒸汽重整烴進料、通過蒸汽制備冷卻來自蒸汽重整的產(chǎn)物工藝氣體、隨后一氧化碳轉(zhuǎn)化、進一步冷卻、分離冷凝水、通過適當(dāng)手段凈化氫和/或一氧化碳。在氫是期望產(chǎn)物氣體的情況下，上述凈化可以包括以下步驟：脫除二氧化碳、隨后甲烷化或通過PSA-單元(變壓吸附)。凈化可以包括在膜中分離部分氫的步驟，其中氫和一氧化碳的混合物是期望產(chǎn)物；或者通過脫除二氧化碳、隨后深冷分離或可用于一氧化碳回收的其它方法，其中一氧化碳是期望產(chǎn)物。在最后一種情況中，來自一氧化碳回收單元的富氫尾氣可被進一步處理，例如在PSA單元中，用于回收作為第二期望產(chǎn)物的純氫。

因為蒸汽重整是高度吸熱過程，通常在輻射燃燒室中的裝有催化劑的管中進行烴進料的重整反應(yīng)，如下述文獻所述：美國專利No.5,932,141和出版物“Revamp?options?to?increase?hydrogenproduction”(I.Dybkjr，S.Winter?Madsen和N.Udengaard，PetroleumTechnology?Quarterly，Spring?2000，第93-97頁)的圖2。在上述重整單元中，利用多個在燃燒室壁不同水平處排列的燃燒器通過外部燃燒來供給熱量，所述燃燒器用低過量的室氣操作，典型地高于化學(xué)計量的量(即，恰好包含燃料中全部可燃組分完全燃燒所需要的氧氣的量的空氣的量)的5-20％，使得提供高的絕熱火焰溫度(即，如果沒有與環(huán)境交換焓的話，將由燃料和空氣或含氧氣體所獲得的溫度)，例如2000℃或更高。因此用于重整反應(yīng)的熱量由來自熱的氣體或從燃燒室壁至重整裝置管的輻射供給，固體催化劑被置于重整裝置管中，并且在較小的程度，通過來自煙道氣的對流供給，所述煙道氣在高溫下離開燃燒室，典型地大約1000℃。在許多實際情況中，蒸汽價值不大，因此蒸汽輸出是不期望的。在這類重整方法中，使用輻射燃燒室(管式重整裝置)，不可能以這種避免生產(chǎn)過量蒸汽的方式調(diào)整工況。此外，僅約50％的點燃載荷(fired?duty)被傳遞到重整裝置管壁，因此需要恒定的外部燃料輸入。因此，蒸汽重整方法的熱效率是低的。

另一種類型的重整方法是熱交換重整，更具體地所謂的對流重整，其中重整反應(yīng)所需要的熱量主要由從煙道氣至裝有催化劑的管的對流提供，在所述裝有催化劑的管中發(fā)生了反應(yīng)。在對流重整單元中，絕熱火焰溫度必須低于某一最大值，這取決于構(gòu)造重整裝置的管以及重整單元的其它機械制零件所用的材料的耐受性，因為在絕熱火焰溫度下煙道氣與重整裝置內(nèi)部構(gòu)件(其可能在太高的溫度下受到損傷)直接接觸。當(dāng)使用大氣空氣時，需要高過量的燃燒空氣，典型地化學(xué)計量比以上大約100％或更多。當(dāng)將熱量供給重整反應(yīng)后離開重整單元時，煙道氣仍然包含大量的氧，典型地大約10％v/v或更高，并且典型地溫度為約600℃。工藝氣體中的潛熱和離開重整裝置的煙道氣中的潛熱大多數(shù)情況下通常被用于蒸汽制備和用于預(yù)熱烴進料。

歐洲專利申請No.0535505描述了這種在特定類型的熱交換反應(yīng)器中的重整方法，所述熱交換反應(yīng)器包括插入管(bayonet?tube)，即其中催化劑被放置在外管和內(nèi)管之間的環(huán)形空間的管，其中在一個方向上烴進料首先通過含催化劑的環(huán)形空間，然后在相反方向上通過內(nèi)部的、空的(無催化劑)管。除了由在插入管外部流動的煙道氣供給的熱量以外，流過插入管的內(nèi)管的重整氣體提供了附加的熱量。這類反應(yīng)器在本領(lǐng)域中還被稱為對流重整裝置。在耐火材料襯里的殼的內(nèi)部，其由多個插入管構(gòu)成，并且特別適用于高壓應(yīng)用并且有較大的生產(chǎn)能力，例如，高達約10.000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時的氫。與輻射燃燒室不同，對流重整裝置具有單個燃燒器，其通常與重整裝置管段分離，因此精簡了重整裝置的設(shè)計與操作。