[發明專利]用于啟動自熱重整器的工藝

在審

• 申請號: 202011468400.7
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN113003537A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 林經漢;漢斯·科佩奇;維羅納卡·格羅尼曼
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/26
• 分類號: C01B3/26
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

本發明涉及一種用于啟動ATR(自熱重整器)的工藝，其中在該ATR中在啟動期間通過蒸汽重整來產生合成氣。為了促進該自熱重整器的ATR反應器中的自燃，將該重整的合成氣再循環至該ATR反應器的上游部段，并與工藝蒸汽和含烴工藝流混合。一旦該混合工藝流在該ATR反應器的上游部段處達到最小氫氣閾值濃度，就向該ATR反應器的燃燒器添加氧氣，以獲得該混合工藝流的自燃。由于本發明的工藝，可以省略用于促進該混合料流自燃的外部氫氣源。本發明進一步涉及一種被配置用于執行本發明工藝的設備。

技術領域

本發明涉及一種用于啟動ATR(自熱重整器)的工藝。本發明進一步涉及一種被配置用于執行所述工藝的設備。

背景技術

合成氣(也稱為“合成氣體”)主要是氫氣(H₂)、一氧化碳(CO)和通常一些二氧化碳(CO₂)的混合物。一氧化碳和二氧化碳可以統稱為“碳氧化物”。自熱重整是產生富含碳氧化物的合成氣體的最有效方式之一。在自熱重整工藝中，氧氣和蒸汽與甲烷(CH₄)反應以形成合成氣。甲烷源通常是天然氣(NG)，其具有高甲烷含量。用于ATR的其他含烴原料可以是煉油廠廢氣、預重整氣、費托尾氣、液化石油氣(LPG)或石腦油。取決于來源，需要進行預重整步驟以由較重的烴類來產生甲烷。

自熱重整工藝的反應在單一反應器中進行，其中根據以下反應，甲烷被部分地氧化，隨后進行催化重整步驟：

4CH₄+O₂+2H₂O→10H₂+4CO

針對理想的情況，其中沒有獲得作為副產物的CO₂。

針對ATR反應器中的部分氧化反應，使用燃燒器。因此，必須將ATR反應器加熱到高溫，比如800℃-1000℃。為了緩解含烴和氧原料氣體混合物的自燃，可以對所述原料添加氫。因此，自燃溫度可以降低到例如450℃-600℃，如美國專利第10,106,405號所述。

氫氣以富氫氣流的形式提供，它是純氫氣或者是具有高氫氣濃度的氣流。通常，富氫氣流是從外部來源引入的。富氫氣流的外部來源可以是鄰近設備，該鄰近設備具有過量富氫氣流或氫氣生成單元，比如變壓吸附單元。

取決于ATR(包括設備和鄰近設備)的配置，可能沒有外部氫氣來源可用于緩解ATR反應器的自燃。出于經濟原因，提供專用氫氣源僅用于啟動ATR反應器的目的可能是不合適的。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于啟動ATR(自熱重整器)的工藝和設備，其解決了上述技術問題。

特別地，本發明的目的是提供一種用于啟動ATR的工藝，其不需要外部氫氣源。

獨立權利要求的主題為上述至少一個目的的至少部分解決方案做出了貢獻。從屬權利要求提供了有助于至少一個目的的至少部分解決方案的優選實施例。如果適用，根據本發明的類別的元件的優選實施例對于根據本發明的相應的其他類別的相同或對應元件的部件也應當是優選的。

術語“具有(having)”、“包括(comprising)”或“包含(containing)”等不排除可能包括其他元素、成分等的可能性。不定冠詞“一(a)”或“一個(an)”不排除可能存在多個。

通常，該問題通過一種用于啟動ATR(自熱重整器)的工藝來至少部分解決，該ATR包括具有燃燒器的ATR反應器，

所述工藝包括以下步驟：通過加熱裝置來加熱惰性氣體，并將經加熱的惰性氣體引入包含該ATR反應器的循環回路中；

通過加熱裝置來加熱惰性氣體和工藝蒸汽的混合物，并將經加熱的惰性氣體和工藝蒸汽的混合物引入包含該ATR反應器的循環回路中；