[發明專利]用于制備用于蒸汽重整系統的混合進料流的方法和設備

在審

• 申請號: 201710155288.3
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN107200302A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 約爾格·奧特;邁克·萊曼;塞巴斯蒂安·尼丁;克里斯蒂安·賽萊特
• 申請（專利權）人: 喬治·克勞德方法的研究開發空氣股份有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 沈同全,車文

技術領域

本發明涉及一種制備用于蒸汽重整系統的混合進料流的方法，該蒸汽重整系統包含至少一個重整級。混合進料流包括包含甲烷的第一進料流和包含高級烴、烯烴和二烯烴的第二進料流，其中第一和/或第二進料流還包含有機硫化合物。可以使用天然氣作為第一進料流，并且可以使用例如煉廠廢氣作為第二進料流。第二進料流還能夠包含甲烷、氫氣以及金屬和氯化物。

此外，本發明還涉及一種用于實施這種方法的設備。

背景技術

能夠通過使用蒸汽將烴催化轉化為合成氣，即氫(H₂)和一氧化碳(CO)的混合物。如在烏爾曼工業化學百科全書，第六版，1998電子版本，關鍵詞“氣體制備”中所解釋的，這種所謂的蒸汽重整是制備合成氣的最常用的方法，合成氣隨后能夠被轉化為諸如甲醇或氨的更重要的基礎化學品。

天然氣的蒸汽重整強烈吸熱地進行。因此，其在重整爐中進行，在重整爐中，許多含催化劑的重整器管平行地布置，在重整器管中發生蒸汽重整反應。重整器管主要通過燃燒器點火，燃燒器安裝在重整爐的內部空間中的上側或下側或側壁上，并且直接點燃重整器管之間的空間。

在通過熱交換器或燃燒加熱器預熱之后，烴-蒸汽混合物在最終加熱之后進入重整器管并且在重整器管中在重整催化劑處轉化以獲得一氧化碳和氫氣。產物氣體的組成由反應平衡決定；除了一氧化碳和氫氣之外，產物氣體因此還包含二氧化碳、未轉化的甲烷和蒸汽。

對于能量優化和/或在具有高級烴的原料中，在預熱器之后的所謂的預重整器能夠被用于預裂解原料。在另一加熱器中，然后將預裂化原料加熱到進入主重整器(例如蒸汽重整器)的期望入口溫度。常規預重整能夠被定義為在有限溫度(明顯低于700℃)下的蒸汽重整過程。其導致氣態中間產物，其主要成分是甲烷和蒸汽。中間產物不含或僅含少量高級烴。該中間產物通常在稱為主重整器的蒸汽重整器中進一步被處理。

如在在上述引文中的烏爾曼工業化學百科全書中所解釋的，鎳基催化劑通常用于蒸汽重整。它們通常對催化劑毒物如硫、砷、銅、釩、鉛和氯或鹵素敏感。硫特別明顯地降低催化劑活性，并且實際上能夠在適合作為蒸汽重整的進料的所有原料中找到。較早的脫硫系統用浸漬的活性炭作為吸附劑并且在環境溫度下操作。然而，該吸附方法的效率取決于進料氣流中的具體硫化合物而不同。為此，現在優選如下脫硫系統：其中在350-400℃的溫度下對作為吸附劑的氧化鋅進行硫化合物的除去。這些基于氧化鋅的脫硫系統在吸收硫化氫和諸如硫化羰和硫醇的硫化合物(有局限性)方面是非常可靠的。另一方面，除去諸如例如噻吩的環狀有機硫化合物通常需要在通常為350℃至380℃的溫度下用氫氣或含氫氣體在鈷-鉬或鎳-鉬催化劑上加氫。這里也參考加氫脫硫或加氫脫硫(HDS)。將環狀硫化合物加氫成硫化氫，然后將硫化氫結合在下游固定的氧化鋅床中。該加氫同時能夠用于在進料氣中對不飽和烴(例如，烯烴或二烯烴)加氫。由于該加氫的溫度范圍通常限于250℃至400℃，所以進料氣中不飽和化合物的含量必須受到限制，這是因為它們的加氫強烈放熱地進行。

對于蒸汽重整，使用含甲烷的天然氣作為原料或所謂的進料是主要的；但是，根據局部可用性，還使用其它烴，例如石腦油、液化氣或煉廠氣。美國專利說明書US 3,477,832例如描述了一種通過石腦油和類似烴的催化蒸汽重整來制備合成氣的方法。本申請意義上的石腦油應理解為平均碳數為七的烴，其包含直鏈烴和支鏈烴，一定量的芳香烴和烯烴以及各種雜質，例如硫組分。為了在環境條件下將該物質混合物液體轉移到用于蒸汽重整的進料流中，將其蒸發并加熱，其中溫度理想地應在260℃至316℃之間，但絕不應超過343℃，否則包含在進料中的組分的分解將通過在蒸汽重整系統和上游系統部件中形成不期望的碳沉積物而發生。

國際專利申請WO2011/016981A2公開了一種制備用于蒸汽重整系統的混合進料流的方法，其中煉廠氣，例如FCC廢氣或焦化廢氣用作基礎，這些廢氣與天然氣流混合。除烯烴外，這兩種煉廠氣還包含二烯烴，例如1，3-丁二烯。據教導，烯烴含量和這些流在有機硫化合物中的含量需要預處理，以避免碳沉積在重整催化劑上或催化劑受到硫化合物毒害，否則可能導致這種催化劑失活。