启动预重整工段的方法_2

文档序号:9650025阅读:来源:国知局
至主重整工段,
[0015](c)从主重整工段排出包含氢气、水和碳氧化物的第三气流,其中将第三气流至少部分地再循环至预重整工段。
[0016]在根据本申请启动方法的另外的、特别优选的方面还包括如下方法步骤:
[0017](d)将至少部分第三气流供应至氢气分离工段,
[0018](e)从氢气分离工段排出富含氢气的第四气流并将第四气流供应至脱硫工段,
[0019](f)使富含氢气的第四气流与被供应至脱硫工段的包含烃类和硫成分的进料流接触,在脱硫条件下利用包含硫成分的进料流转化富含氢气的气流,并排出脱硫的含烃进料流,
[0020](g)包含在预重整工段中的催化剂一处于还原或活性状态下,就将脱硫的含烃进料流供应至预重整工段。
[0021]活化条件被理解为如下的反应条件,其适于通过利用含甲醇和蒸汽的气流填充含镍催化剂而将对预重整有活性的含镍催化剂从氧化态或钝化态转变为还原态或活性态。原则上,这些反应条件对本领域技术人员来说是从现有技术例如从专利说明书GB 1465269A中可知的。特别地,这些反应条件必须使得在预重整催化剂仍然以氧化的、钝化态存在时,实现至少部分最初的甲醇和水到碳氧化物和氢气的转化,得到的氢气将一部分仍为氧化的或钝化的催化剂表面转变为金属的、还原的或活化的状态。由于后者,可更快地实现进一步的甲醇与蒸汽的转化,进一步的活化将会自身加速,直到预重整催化剂的整个表面以还原的、活化的状态存在。
[0022]脱硫条件被理解为如下的反应条件,其适于实现将含硫含烃进料流转变为脱硫含烃进料流,其中必须将硫含量降低为低于使用的重整催化剂可接受的极限值。这些反应条件对本领域技术人员来说也是本身已知的且在例如《乌尔曼工业化学百科全书》第六版、1998电子发布的关键词“气体生产”、第“2.2.2催化剂、催化剂毒物、脱硫”章中进行了描述。
[0023]本领域技术人员基于常规实验将会对各操作要求例如活化气流、含硫含烃进料流的组成或使用的催化剂的镍含量的前述条件进行必要调整。
[0024]根据本发明的启动方法的其它优点方面将在从属权利要求2至6中进行说明。
[0025]本发明还涉及一种集成重整装置,其适于实施本发明的启动方法且各自包括至少一个预重整反应器、位于预重整反应器下游的主重整反应器、预重整反应器上游的脱硫反应器和主重整反应器下游的氢气分离装置。其特征在于用于将包含甲醇和水的气态活化气流供应至预重整反应器的定量装置和管道。
[0026]本发明基于以下发现:可以利用以简单的、节省空间的和低风险的方式存储的附加物质甲醇实施以氧化的或钝化的状态存在的预重整催化剂的活化。但是,由于硫含量,不可能绕过脱硫工段而通过利用含烃进料流例如天然气直接填充预重整催化剂来实施预重整催化剂的活化。这将因硫成分而导致预重整催化剂中毒。
[0027]如上所述,当利用包含甲醇和蒸汽的气体混合物实施预重整催化剂的活化时,将会发生活化反应的自加速。特别有利的是,在甲醇中没有催化剂毒物例如硫成分。有利的,除了可容易地通过另外的下游处理工段导引的氢气和碳氧化物以外,通过甲醇的重整反应不获得与所述工艺无关的物质。在氢气分离工段分离后,通过甲醇的重组产生的氢气甚至可用于脱硫工段的启动。从而显著地有利于集成重整设备的启动。
[0028]本发明的优选方面
[0029]优选地,所述包括根据本发明的方法要投入运行的预重整工段的集成重整设备包括蒸汽重整工段(蒸汽重整器)或自热重整工段(ATR)作为主重整工段。这两种重整技术都是技术成熟的,且可以单独使用或相互组合使用(组合重整)。
[0030]根据本发明的方法的有利方面提供的为:被供应至脱硫工段的含有烃类和硫成分的进料流包括含有要被去除的硫成分的天然气。
[0031 ] 在根据本发明的方法的特别优选的一种实施方案中,所述主重整工段包括自热重整工段,其中在包含在预重整工段中的催化剂的活化结束之后,在预重整工段中的甲醇的蒸汽重组之后从预重整工段排出的气流被用于点燃自热重整工段的燃烧器,所述气流被供应至主重整工段且包含氢气、水和碳氧化物。出人意料的是,发现通过甲醇的蒸汽重组获得的所述气体混合物因其低的点火延迟时间而对点燃自热重整工段的燃烧器是非常有用的。这样,当集成重整设备配备有自热重整器时,在集成重整设备中获得根据本发明的启动方法的其它优点。
[0032]特别有利的是,在被充入主重整工段之前,通过热交换器或燃烧器使在预重整工段中的甲醇的蒸汽重组之后从预重整工段排出的气流过热。从而可以以特别简单的方式将包含在主重整工段中的催化剂加热至其操作温度。
[0033]示例性实施方案和数值例
[0034]由示例性实施方案和数值例以及附图的以下说明还可理解本发明的其它发展、优点和可能的应用。所描述和/或说明的所有特征独立于它们在权利要求中的内容或它们的后向引用本身或以任意组合形成本发明。
【附图说明】
[0035]唯一的附图示意性地示出根据特别优选的实施方案的本发明方法,其中所述主重整工段包括自热重整器(ATR)并且含有烃类和硫成分的进料流是含硫天然气。
【具体实施方式】
[0036]图中没有示出的是实施本方法所需要的辅助设备和配件,例如关闭构件,阀门,诸如栗、压缩机或鼓风机的传送部件,冷凝槽,蒸发器,其例如用于甲醇。此外,在以下示例性实施方案的描述中,将不会论述在启动方法之前发生的准备步骤,例如装置的惰性化、利用所需催化剂对反应器的填充。本领域技术人员将基于自身的专业知识选择和使用合适的辅助设备和配件或必要的准备步骤。
[0037]在图1所示的流程图中,通过管道1供应加工蒸汽(process steam)。通过管道2向加工蒸汽充入预先蒸发的甲醇并与蒸汽混合。或者,可将甲醇和过热蒸汽加入管道5中。甲醇还可以以液体形式定量供给,且例如被喷入过热气体/蒸汽混合物中。
[0038]蒸汽/甲醇的混合比的优选范围为2-20摩尔/摩尔,通常为10摩尔/摩尔。经由管道3,将甲醇/蒸汽混合物供应至热交换器4。离开热交换器4后,通过管道5将预热的甲醇/蒸汽混合物导引到炉子6(过热器),其中通过位于炉子中的热交换器束将预热的甲醇/蒸汽混合物进一步加热到预重整催化剂的活化温度,通常在300°C到400°C之间,优选为360°C。通过管道7,将加热的甲醇/蒸汽混合物供应至预重整反应器8,其中通过甲醇的蒸汽重组,在最初仍氧化的或钝化的预重整催化剂上产生氢气,氢气启动市售的、镍基预重整催化剂的活化。结合在催化剂表面上的氧化物被转变为蒸汽。通过管道9将催化剂活化的废气再次供应至炉子6并在其中进一步加热,所述废气大体上包含蒸汽、未转化的氢气、碳氧化物以及少量未转化的甲醇和通过碳氧化物的氢化获得的甲烷。通过管道10,将进一步加热的活化废气供应至自热重整器11的燃烧器。活化废气进入ATR的进气温度通常是约650°C。活化废气释放其热含量至自热重整器11及其中包含的催化剂床,由此将催化剂床加热到操作温度。由于其氢含量以及相关的低点火延迟时间,活化废气进一步用于在达到ATR操作温度之后点燃ATR燃烧器,所述操作温度的范围为650 °C到大于1000 °C,其中为了这一目的,通过管道22供应氧气。进入ATR燃烧器的气体发生自燃。
[0039]离开自热重整器11的活化废气通过管道12被供应至热交换器13,通过管道14被供应至热交换器4且通过管道15被供应至热交换器16。在重整设备正常运行时,将在热交换器13和16中回收的热能用于蒸汽形成(图1中未示出)。在根据本发明
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