[發明專利]一種烴類制氫的方法和裝置

在審

• 申請號: 202111229794.5
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN116002616A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 喬瑞琪;李福超;魏曉麗
• 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;B01J29/08;B01J29/14;B01J29/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種烴類制氫的方法和裝置，包括將催化劑引入流態化反應器的活化區，與活化劑接觸得到活化催化劑；預熱后的烴類原料經霧化氣霧化后，從流態化反應器的脫氫區底部引入，與活化催化劑接觸進行脫氫反應；水蒸氣從流態化反應器的氣化區下部氣體入口引入，與來自脫氫區的帶炭催化劑及反應油氣進行氣化反應，反應產物與積炭催化劑經分離得到含氫氣的生成氣和積炭催化劑。本發明對原料適用性強，采用流化床工藝進行烴類制氫反應，具有較高的氫氣產率。

技術領域

本發明涉及一種烴類制氫的方法和裝置。

背景技術

隨著原油重質化、劣質化的發展趨勢，以及清潔燃料生產標準的進一步提高，市場對氫氣的需求量也在不斷提高。目前中國的氫能市場處于發展初期，氫氣年均需求約2200萬噸，預計到2060年，我國氫氣年均需求將達到約1.3億噸。

目前，氫氣主要來源于天然氣水蒸氣重整，是目前最成熟也最為常用的方法。但由于天然氣水蒸氣重整制氫具有反應過程強吸熱且可逆的特點，存在反應溫度高，能耗較大，工藝流程復雜，催化劑壽命短等缺陷。同時，由于我國原油資源較為貧乏，且原油偏重，煉油工業生產過程中除產生高價值的汽油、柴油產品外，還會產生一定量的催化柴油等劣質油品及干氣、液化氣等低價值烴類產品，因此，開發出一種可以實現劣質油品或低價值烴類高價值利用的制氫技術，既可以為煉廠創造效益，也符合我國國情的基本需要。

CN103183318B公開了一種移動床輕烴蒸汽轉化制氫方法和裝置，輕烴和水蒸氣預熱后由底部進入反應器，與粒徑不同的重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，輕烴和水蒸氣在蒸汽重整條件下反應生成H₂、CO和CO₂；該方法中的輕烴原料仍以甲烷為主，且重整催化劑沒有得到有效的循環再生。

CN103373706B公開了一種甲烷重整制氫方法及裝置，將氫氣和甲烷先與復合催化劑接觸反應進行催化劑還原，甲烷和水蒸氣則由中部進入重整反應器，分離出的產物氣體進入后續分離提純裝置得到高純度氫氣，省去了復合催化劑再生后的還原裝置。

從上述公開的專利可以看出，現有采用流態化反應器制氫的方法中，反應原料更多地是采用甲烷、天然氣、油田氣等輕烴類原料，反應原料相對較為單一，且存在工藝流程長、過程復雜、生產條件苛刻等問題。因此，為了滿足市場對氫氣的需求，擴展烴類原料的來源范圍，降低反應過程能耗，有必要開發一種烴類流化床制氫的生產裝置和方法，在增產化工原料氫氣的同時，實現煉廠內劣質油品或低價值烴類的高價值利用，實現節能減排的效果。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種烴類制氫的方法。

本發明的另一目的是提供一種烴類制氫的裝置。

本發明提供的烴類制氫的方法，包括下列步驟：

(1)將催化劑引入流態化反應器的活化區，與活化劑接觸得到活化催化劑；

(2)預熱后的烴類原料經霧化氣霧化后，從流態化反應器的脫氫區底部引入，與活化催化劑接觸進行脫氫反應；

(3)水蒸氣從流態化反應器的氣化區下部氣體入口引入，與來自脫氫區的帶炭催化劑及反應油氣進行氣化反應，反應產物與積炭催化劑經分離得到含氫氣的生成氣和積炭催化劑。

所述活化劑選自C1-C2的烴類、C1-C4的醇類、H2和CO中的一種或多種。所述活化劑與烴類原料的重量比為0.001-1優選0.001-0.5。

所述烴類選自石油烴類、礦物油和合成油中的一種或一種以上的混合物，所述石油烴類是氣態烴、汽油、柴油、減壓蠟油、常壓渣油、減壓蠟油摻混部分減壓渣油或二次加工獲得的烴油，礦物油選自煤液化油、油砂油和頁巖油中的一種或一種以上的混合物，合成油為煤、天然氣或瀝青經過F-T合成得到的餾分油。其中所述二次加工獲得的烴油選自焦化汽油、催化柴油、加氫柴油、焦化柴油、焦化蠟油、脫瀝青油、糠醛精制抽余油中的一種或幾種。