通过催化蒸汽-烃重整制造含氢产物气体的方法，该方法的总蒸汽/碳摩尔比为1.5至2.4。该工艺流在顶烧转化炉中的含催化剂的管中反应之前在至少两个预转化炉中反应。该工艺流在第一预转化炉中绝热反应，同时该工艺流在引入第二预转化炉之前加热和/或加热第二预转化炉。该方法避免了主转化炉中的含催化剂的管中的催化剂上的碳形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本专利技术涉及通过蒸汽/烃重整制造含氢气体的方法，更特别涉及总蒸汽/碳摩尔比低于2. 5的方法。通过蒸汽/烃重整，也称作蒸汽-甲烷重整或SMR制氢是公知的。该方法是能量密集型方法。随着能量成本提高，已驱使制氢工业改进重整工艺的热效率。本领域技术人员认识到，当降低总蒸汽/碳摩尔比时热效率改进。较低的蒸气/碳比降低重整工艺的废热损失并由此提高热效率。工业上已成功地将蒸汽/碳摩尔比从常规使用的大约3. 0降至低至 2. 5的值。降低蒸气/碳比的技术障碍之一与在变换反应器中的下游加工相关，特别是在使用铁基高温变换催化剂时。变换反应用于用蒸汽转化转化炉流出物中的一氧化碳以产生更多氢气。当蒸汽/碳摩尔比低于大约2. 8时，高温变换催化剂中的铁会被还原成其最低氧化态。该还原的高温变换催化剂会催化不想要的反应，如将氢气和一氧化碳转化成烃。此外，该还原的催化剂会损失其机械强度，造成催化剂床坍塌和经由催化剂床的不实用压降。已使用对重整工艺的总蒸汽/碳摩尔比不敏感的铜基中温变换催化剂克服这种技术障碍。使用铜基中温变换催化剂，可以将蒸汽/碳摩尔比降至2. 5以下而在变换反应器中没有问题。在降低蒸汽/碳摩尔比时，工业上出现对降低蒸汽/碳摩尔比的另一技术障碍。在小于2. 5的蒸汽/碳摩尔比下，会在顶烧转化炉(top-fired reformer)中的含催化剂的转化炉管中的重整催化剂上形成碳(焦炭或烟灰(soot))。碳的形成使重整催化剂失活和/或碎裂，造成经由转化炉管的不合意压降和/或管的过热。如果催化剂失活和/或碎裂，必须中断制氢以再生或更换催化剂。工业上已通过使二氧化碳再循环和降低热通量来处理这种潜在问题。但是，二氧化碳再循环与制氢对立。热通量降低的运行直接转化成转化炉中昂贵的高合金管的提高的数量和/或长度。燃烧转化炉中重整催化剂的温度影响碳形成。该温度越高，碳形成越严重。由于催化剂位于转化炉管内，催化剂温度常常表示为管壁温度。公知的是，顶烧转化炉比侧烧转化炉更倾向于碳生成。这归因于入口段中的较高热通量，以造成较高管壁温度，由此促进碳形成。因此，使用顶烧转化炉的SMR法五一使用或据称使用小于2. 5 的总蒸气/碳比。工业上希望改进蒸汽/烃重整工艺的热效率。工业上需要可在高热通量下但以低于2. 5的S/C运行提供的效率运行且没有碳沉积风险的使用蒸汽/烃转化炉的制氢法。概述本专利技术涉及。该方法包括(a)将包含蒸汽和至少一种选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的烃的工艺流引4入含有第一重整催化剂的第一反应器，该工艺流具有蒸汽的初始摩尔流速夂和烃-基碳的初始摩尔流速4，在该工艺流中、在一个或多个含蒸汽的流中或在工艺流与所述一个或多个含蒸汽的流的组合中提供该蒸汽，以提供1. 5至2. 4的蒸汽/碳摩尔比，S/C ；(b)将存在时的所述一个或多个含蒸汽的流引入该工艺流，所述一个或多个含蒸汽的流具有0至Ws的蒸汽摩尔流速Ws,并具有0至巧的甲烷-基碳摩尔流速Wc以提供所述蒸汽/碳摩尔比，S/C，其中权利要求1.制造含氢产物气体(60)的方法，包括(a)将包含蒸汽和至少一种选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷的烃的工艺流 (10)引入含有第一重整催化剂(102)的第一反应器(101)，该工艺流(10)具有蒸汽的初始摩尔流速/^；和烃-基碳的初始摩尔流速4，在工艺流(10)中、在一个或多个含蒸汽的流中或在工艺流(10)和所述一个或多个含蒸汽的流的组合中提供该蒸汽，以提供1. 5至2. 4的蒸汽/碳摩尔比，S/C;(b)将存在时的所述一个或多个含蒸汽的流(20、22、24)引入工艺流(12、14、16)，所述一个或多个含蒸汽的流(20、22、24)具有0至SFs的蒸汽的摩尔流速Ws，并具有0至IFc 的甲烷-基碳的摩尔流速Wc以提供所述蒸汽/碳摩尔比，S/C，其中2.权利要求1的方法，其中该燃烧器仅安装在转化炉的顶板中以便在与所述多个含催化剂的转化炉管中的工艺流并流的方向上生成火焰。3.前述权利要求任一项的方法，其中反应步骤(e)是在加热步骤(d)之后。4.权利要求1或2任一项的的方法，其中反应步骤(e)与加热步骤(d)同时。5.前述权利要求任一项的方法，其中离开第二反应器(103)的工艺流(16)的温度为 510°C至640°，该方法进一步包括在将包含甲烷和蒸汽的工艺流(40)引入所述多个含催化剂的转化炉管(107)之前将工艺流(16)加热至少10°C达到560°C至650°C的入口温度。6.前述权利要求任一项的方法，其中第一重整催化剂(102)包含30重量％至50重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属和含有50重量％至70重量％的氧化铝和铝酸钙中的至少一种的第一载体，该第一重整催化剂(102)用钾促进。7.权利要求6的方法，其中第一重整催化剂(102)包含0.5重量％至3重量％的钾。8.权利要求6的方法，其中第一载体是结构化载体。9.前述权利要求任一项的方法，其中第二重整催化剂(104)包含10重量％至20重量％ 的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属和第二载体。10.权利要求9的方法，其中该第二载体是包含氧化铝、铝酸钙和铝酸镁中的至少一种的耐火载体。11.权利要求10的方法，其中该第二载体是结构化载体。12.权利要求9的方法，其中用钾促进该第二重整催化剂。13.权利要求1的方法，其中该第二重整催化剂(102)与该第一重整催化剂(104)相同。14.前述权利要求任一项的方法，其中工艺流(16)具有符合下列公式的摩尔分数比/P,15.权利要求1的方法，其中S/C为2.0至2. 2。16.权利要求15的方法，其中第一重整催化剂(102)和第二重整催化剂(104)包含30 重量％至50重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属且反应步骤(e)在加热步骤(d) 之后。17.权利要求1的方法，其中S/C为1.8至2. 0。18.权利要求17的方法，其中第一重整催化剂(102)包含30重量％至50重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属，第二重整催化剂(104)包含10重量％至20重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属，且反应步骤(e)在加热步骤(d)之后。19.权利要求1的方法，其中S/C为1.5至1. 8。20.权利要求19的方法，其中第一重整催化剂(102)包含30重量％至50重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属，第二重整催化剂(104)包含10重量％至20重量％的至少一种选自镍、钴及其混合物的金属，且反应步骤(e)与加热步骤(d)同时。全文摘要通过催化蒸汽-烃重整，该方法的总蒸汽/碳摩尔比为1.5至2.4。该工艺流在顶烧转化炉中的含催化剂的管中反应之前在至少两个预转化炉中反应。该工艺流在第一预转化炉中绝热反应，同时该工艺流在引入第二预转化炉之前加热和/或加热第二预转化炉。该方法避免了主转化炉中的含催化剂的管中的催化剂上的碳形成。文档编号C01B3/38GK102395524SQ201080016727 公开日2012年3月28日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月15日专利技术者加格 D., S. 瓦纳 E., 德 吉斯特 P., 纳塔拉 S., R. 利奇特 W., 彭向东 申请人:气体产品与化学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭向东，D加格，WR利奇特，S纳塔拉，P德吉斯特，ES瓦纳，
申请(专利权)人：彭向东，D加格，WR利奇特，S纳塔拉，P德吉斯特，ES瓦纳，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。