[發明專利]一種輕烴蒸汽轉化制氫的方法、裝置和反應系統

有效

• 申請號: 201110449231.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103183319A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 楊小明
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C01B3/40
• 分類號: C01B3/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

1.一種輕烴蒸汽轉化制氫的方法，其特征在于，包括：

(1)輕烴和水蒸氣預熱后由底部進入流化態反應器，與有磁性的蒸汽重整催化劑和無磁性的吸附催化劑接觸，在蒸汽重整條件下反應生成H₂、CO和CO₂，所述的CO₂與吸附催化劑中的CaO反應轉化為CaCO₃；

(2)產物氣和復合催化劑在流化態反應器頂部氣固分離，分離出的產物氣進入后續分離提純裝置獲得高純度氫氣；

(3)混合催化劑由流化態反應器的催化劑出口進入磁分離器按磁性分離，分離出的有磁性的蒸汽重整催化劑返回流化態反應器中循環使用，分離出的無磁性的吸附催化劑經燃燒再生后返回流化態反應器循環使用。

2.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整條件為：反應溫度為650～860℃，壓力為0.1～3.0MPa。

3.按照權利要求2的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整條件為：反應溫度為680～820℃，壓力為0.15～2.5MPa。

4.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣的重量比為1∶(1～5)。

5.按照權利要求4的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣的重量比為1∶(2～4)。

6.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣預熱至350～550℃引入反應器中。

7.按照權利要求6的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣預熱至400～450℃引入反應器中。

8.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整催化劑為含有氧化鎳活性組分的耐熱無機氧化物催化劑。

9.按照權利要求8的方法，其特征在于，以催化劑總重量為基準，以氧化物計，所述的蒸汽重整催化劑中含有12～16％的氧化鎳，含有84～88％的氧化鋁。

10.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的吸附催化劑為含有碳酸鈣和/或氧化鈣活性組分的耐熱無機氧化物催化劑。

11.按照權利要求10的方法，其特征在于，以催化劑總重量為基準，以氧化物計，所述的吸附催化劑中含有5％～30％的氧化鈣和/或碳酸鈣，含有70％～95％的氧化鋁。

12.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的吸附催化劑經料封后由含氧氣體輸送進入再生器中在690～1250℃下再生。

13.按照權利要求12的方法，其特征在于，所述的再生器中吸附催化劑在720～920℃的條件下再生。

14.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的再生器中添加燃料補充熱量。

15.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的流化態反應器為提升管反應器。

16.按照權利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴為C1～C8的石油烴類。

17.一種用于輕烴蒸汽轉化制氫的反應-再生裝置，其特征在于，該裝置包括流化態反應器、磁分離器和再生器，流化態反應器的催化劑出口連通磁分離器，磁分離器的磁性催化劑出口連通流化態反應器催化劑入口，磁分離器的非磁性催化劑出口經料封閥后連通再生器，再生器的再生催化劑出口經料封閥后與流化態反應器催化劑入口連通；所述的流化態反應器設置輕烴和水蒸氣原料入口，所述的流化態反應器頂部設置氣固分離設備。

18.一種輕烴蒸汽轉化制氫的反應系統，其特征在于，包括流化態反應器、磁分離器、再生器、反應物料和復合催化劑，輕烴和水蒸氣與有磁性的蒸汽重整催化劑和無磁性的吸附催化劑流化態反應器中接觸，在蒸汽重整條件下反應生成H₂、CO和CO₂，吸附催化劑吸附其中的CO₂；流化態反應器頂部設置氣固分離設備，反應產物由氣固分離設備的氣相出口排出反應器，混合催化劑由流化態反應器的固相出口進入磁分離器，有磁性的蒸汽重整催化劑由磁分離器的磁性催化劑出口引出，返回流化態反應器中；無磁性的吸附催化劑由磁分離器的無磁性催化劑出口引出，進入再生器中燃燒再生并提高溫度，然后由再生器的再生催化劑出口經料封返回流化態反應器中。