用于改造和提高烃重整工段的能力的方法技术

一种用于改造化工机器的重整工段(2)的方法，其中所述重整工段(2)处理第一烃进料流，并且被设计为蒸汽发生器的重整工段下游的设备(4)通过以下步骤的方式转化为GHR：用含有重整催化剂的热交换主体(12)替换所述蒸汽发生器的热交换主体；将第二烃进料流(1a)引导至含有催化剂的热交换主体内；从所述热交换主体中抽取重整气流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于改造和提高烃重整工段的能力的方法
本专利技术涉及烃的重整领域，用于通过使所述烃与蒸汽在合适的催化剂上反应来获得合成气体。本专利技术特别涉及一种用于改造化工机器中的烃重整工段的方法。
技术介绍
包括烃重整工段的化工机器是已知的。通常，蒸汽重整过程用于将烃(例如天然气)转化为所需的合成气体。已知的实例是氨或甲醇生产机器，其中重整工段产生所谓的补充气体，其供给随后的转化工段。众所周知，重整过程必须在非常高的温度下进行，以实现高的烃转化率。通常，重整工段的合成气体流出物(例如二次重整器或自热重整器(ATR)的流出物)具有约1000℃的温度。通常，所述合成气体被冷却到约300℃-400℃的温度，以回收能量并允许进行必要的处理，例如变换处理、二氧化碳脱除或甲烷化等，其与重整工段的高气体出口温度不相容。用于冷却合成气体和回收热量的广泛使用的技术是生产饱和蒸汽或过热蒸汽，其可在相同的机器中使用，例如产生机械动力和/或为该过程的其它阶段提供热量的机器。然而，从热力学观点来看，从约1000℃的温度的气体开始生产蒸汽具有效率低的缺点。实际上蒸发温度受技术因素的限制，包括装置可承受的最大压力，并且蒸发温度通常在300℃至350℃的范围内。这意味着热量在大的温度梯度下被传递，这导致热力学效率低下。一种用于更合理利用来自合成气体的热量的方法是将所述合成气体用作气体加热重整器(GHR)的热源。GHR本质上是一种包括耐压壳体和热交换主体(例如管子)的热交换器，该耐压壳体通常内部是耐火类型，以便在相对低的温度下运行。热交换主体的内部包含重整催化剂，并且被待重整的烃穿过，而热合成气体在壳体内部、在主体的外部上流动。例如，在已知技术中，待重整的烃进料的第一部分被引导至一级重整炉或二级重整炉，所述进料的第二部分被引导至GHR。由进料的第一部分的重整产生的所述重整炉的热合成气体流出物为GHR提供热量，从而允许第二进料部分的重整。从热力学的观点来看，该过程比生产蒸汽更有效，因为合成气体的高温热量用于也处于高温的过程，即自身重整的过程。现有的一级重整工段或二级重整工段的下游的GHR的安装也是一种提高现有机器(特别是氨合成或甲醇合成)的能力的已知方法。已知重整工段是防止容量增加的瓶颈之一，通常因为重整工段包括一级管重整器，在一级管重整器中的管内气体的最大流速不能增加超过一定限度。安装适于新鲜烃进料的重整部分的GHR消除了重整工段所代表的瓶颈，获得更多的合成气体，并因此获得更多的产品。然而，GHR是一种昂贵的设备，因为它必须承受非常高的温度和非常腐蚀性的气体，这需要使用高级材料来抵抗。此外，在现有的一级重整工段或二级重整工段的下游插入一个或更多个配有管束和加压容器的GHR，需要修改重整器输出管道、建造新的地基、以及消除或替换已安装在该区域中的其它现有装置。因此，从成本的观点来看，基于新GHR的安装的容量的改造或增加并不总是有吸引力的。WO-A-2015/067436公开了一种改造氨机器前端部的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于烃重整的改造化工机器的方法，特别是一种提高其能力的方法，其克服了上述缺点。特别地，本专利技术旨在提供一种热力学有效的方法，并且同时与已知方法相比，该方法在投资成本方面更便宜。这些目的通过一种用于改造化工机器的重整工段的方法来实现，其中：所述重整工段接收烃进料的第一料流并将所述第一料流转化成至少部分重整的气体，所述机器包括至少一个设备，所述设备用作流体加热器或蒸发器(锅炉)并且包括壳体和多个第一热交换主体，其中所述设备用来自重整工段的至少部分重整的热气体被供给到在壳体侧部上，并且由于与所述热气体的间接热交换，所述流体在所述第一热交换主体内被加热或蒸发，所述方法包括：用含有重整催化剂的第二热交换主体替换所述第一热交换主体，提供烃进料管线，所述烃进料管线被布置成将第二烃进料流引导到所述热交换主体的内部，以及提供管线，所述管线被布置成从所述第二热交换主体提取至少部分重整的气流，所述设备因此被转变成气体加热重整器。在优选的应用中，所述方法应用于蒸汽发生器。在文献中，气体加热重整器通常用缩写GHR的方式来指代。在下文中，为了简洁起见，将使用该缩写。在优选的实施例中，所述第二热交换主体具有用于所述至少部分重整的气体的出口，其与所述设备的壳体侧部连通，使得在所述第二热交换主体中产生的气体与来自重整工段的气体混合，形成从所述设备的壳体提取的至少部分重整气体的气流。优选地，所述第一热交换主体和/或所述第二热交换主体是属于管束的管子。更优选地，所述第一热交换主体和所述第二热交换主体均分别由第一管束和第二管束的管子形成，并且所述方法包括：-从所述设备的壳体中抽取第一管束，和-将所述第二管束插入所述壳体中。优选地，从蒸汽发生器转变为GHR的所述设备是竖直的。例如，所述设备竖直于待重整的烃的入口位于顶部；根据本实施例，第二管束的管子优选具有用于烃的顶部入口端部和用于至少部分重整气体的开放的底部出口端部。在其它实施例中，所述热交换主体可具有不同的形式，例如板的形式。在优选的实施例中，转变为GHR的所述设备与所述现有的重整区段并行操作。根据所述实施例，烃进料的一部分被引导至所述现有重整工段，并且所述烃进料的另一部分被引导至所述GHR。现有的重整工段可以包括例如一级重整器和二级重整器或ATR。重整工段的能力(定义为由所述工段产生或能够产生的合成气体的量)增加。相对于现有重整工段的最大能力，引导至新的GHR的烃进料流(通过修改现有设备获得)可以是附加的料流。本专利技术的优点是通过使用现有设备的壳体而获得的，现有设备的壳体已经被设计成承受来自重整工段的合成气体的高温。通过使用该现有的壳体，不需要修改将重整器连接到壳体的高温管道的路径，不需要建造用于支撑新的GHR的新的地基，也不需要替换或拆卸现有的设备。所述设备被转变成GHR，其提供两个主要优点：它以热力学更有效的方式利用重整气体的高温热量，并增加重整工段的容量。由于GHR的外壳是整个反应器成本的重要部分，因此经济优势是可观的。此外，本专利技术避免了对用于容纳新的GHR的机器的修改，这种修改代表了甚至更多的成本。该操作易于执行，因为通常管束被安装在设备的法兰上，并且因此可以拆除和抽取旧管束，并将含有催化剂的新管束栓接在相同法兰上。这允许快速进行修改，避免了长时间和昂贵的机器停机时间。在特别优选的实施例中，第一管束和第二管束包括单个法兰。因此，在改造操作期间，第一管束和第二管束可以分别仅从设备的一个侧部(例如从顶部)被抽取和插入。例如，第一管束包括卡口管。本专利技术源于这样的理解，即，可以以更合理的方式使用包括“有价值的”部件，即能够承受高温的壳体的已经可用的设备。可以说本专利技术降低了蒸汽生产的能力，但是这个明显的缺点通过用于提高重整能力的高温热量的有效使用来过度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于改造化工机器的重整工段(2)的方法，其中：/n所述重整工段(2)接收烃进料和蒸汽的第一料流(1)并将所述第一料流(1)转化为至少部分重整的气体(3)，/n所述机器包括至少一个设备(4)，所述设备(4)用作流体的加热器或蒸发器并且包括壳体(6)和第一热交换主体(5)，其中所述设备用来自所述重整工段(2)并供给到壳体侧部的至少部分重整的热气体(3)来加热，并且所述流体通过与所述热气体的间接热交换在所述第一热交换主体内被加热和/或蒸发，/n所述方法包括：/n通过用含有重整催化剂的第二热交换主体(12)替换所述第一热交换主体来改进所述设备，/n提供烃进料管线(1a)，所述烃进料管线(1a)被布置成将烃进料的第二料流引导到所述第二热交换主体内，以及/n提供管线(9)，所述管线(9)被布置成从所述第二热交换主体提取至少部分重整的气流，/n所述设备(4)因此被转变成气体加热重整器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180313 EP 18161463.71.一种用于改造化工机器的重整工段(2)的方法，其中：
所述重整工段(2)接收烃进料和蒸汽的第一料流(1)并将所述第一料流(1)转化为至少部分重整的气体(3)，
所述机器包括至少一个设备(4)，所述设备(4)用作流体的加热器或蒸发器并且包括壳体(6)和第一热交换主体(5)，其中所述设备用来自所述重整工段(2)并供给到壳体侧部的至少部分重整的热气体(3)来加热，并且所述流体通过与所述热气体的间接热交换在所述第一热交换主体内被加热和/或蒸发，
所述方法包括：
通过用含有重整催化剂的第二热交换主体(12)替换所述第一热交换主体来改进所述设备，
提供烃进料管线(1a)，所述烃进料管线(1a)被布置成将烃进料的第二料流引导到所述第二热交换主体内，以及
提供管线(9)，所述管线(9)被布置成从所述第二热交换主体提取至少部分重整的气流，
所述设备(4)因此被转变成气体加热重整器。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热交换主体具有与所述设备的壳体侧部连通的出口，使得在所述热交换主体中产生的至少部分重整的气体与...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔曼诺·菲利普，
申请(专利权)人：卡萨乐有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH