专利名称：：具有有限的蒸汽输出的蒸汽-烃重整方法
技术领域：
：本发明涉及通过蒸汽-烃重整产生氢气和/或合成气以及使用来自该蒸汽-烃重整工艺的废热产生蒸汽的方法。更特别地，本发明涉及具有很少或者没有蒸汽输出的这样的工艺。
背景技术：
：合成气用来制造产品如氨、曱醇和氢气。合成气通过高温工艺来产生，其中许多废热是可用的。废热通常用于产生蒸汽和有助于改善合成气设备的总效率。在典型设备中，从废热产生的蒸汽的数量显著地超过在蒸汽-烃重整器中重整烃进料所需要的蒸汽的数量。过多蒸汽被输出或者用于在汽轮机中产生动力。然而，输出蒸汽需要昂贵的管道系统，其包括控制和安全阀、汽阱、伴热等。当蒸汽在附近需要时和/或当消费者乐于为蒸汽支付合理价格时，输出蒸汽证明是正确的。输出蒸汽还可能约束于装置位置以便最小化蒸汽输出管道系统的长度。用于制造合成气的设备从废热中产生大量蒸汽。取决于设计，总蒸汽产量可能高于蒸汽-烃重整器中内部使用所需要的35%-300%。目前工业实践是将过多蒸汽输出或者在汽轮机中使用蒸汽进行电力生产。两种选择需要附加的投资支出并且可能对于其中没有消费者乐于以合理价格购买蒸汽，或者不能有竟争力地生产电力的工程来讲在成本上是不可行的。对于小型制氢单元来说，其中没有调整蒸汽输出，一部分的过多蒸汽经常在工艺中以较差效率进行使用或者被排放掉。制氢装置可能设计有较少的热量回收设备，这导致较差的装置效率。存在着许多设计选4奪，它们已经^:用于改变来自合成气装置的总蒸汽产量并且降低蒸汽输出。这些设计选择考虑了工艺限制条件，如用于催化蒸气重整器的附加的燃料需要。—种广泛使用的选择是将用于重整器的燃烧空气预热至高温，例如高达600。C(1100。F)。燃烧空气典型地在重整器的对流段中预热并且可以使用1或2级进行排列，这取决于所要求的预热温度。预热燃烧空气有助于降低在重整器中燃烧所需要的燃料的数量。因为使用较少的燃料，来自重整器的烟道气的流量被降低，这导致用于产生蒸汽的较少的废热。燃料预热对总蒸汽产量具有相似的但较小的影响。另一选择是使用绝热预重整器。绝热预重整器是填充有镍基重整催化剂的容器，其位于主重整器的上游。蒸汽与烃的混合进料在高温被进料到绝热预重整器。预重整产物被燃烧产物气体再一次加热并且然后进料到主重整器。使用预重整器允许通过加热预重整器流出物物流，从烟道气中将附加热量回收回到工艺中，因而降低可用于产生蒸汽的热量的数量。使用预重整器具有其他好处，例如将高级烃从进料物流中取出送至主重整器。包括预重整器的设备典型地是有成本效率的，因为主重整器的尺寸可以被缩小同时保持高效率。这些用于降低蒸汽数量的方法可用于其中输出蒸汽具有很少或没有价值的情况。然而，使用空气预热和/或预重整器仍然具有大量的废热并且不能在没有受益于蒸汽输出的情况下提供适当的效率。当所制造的蒸汽的功劳不能合理地归结于合成气制造设备的效率中时，需要各种方法来降低对装置效率的影响。当很少有或没有输出蒸汽的需要或者很少有或没有产生输出蒸汽时，需要降低对装置效率的影响。所希望的是在重整工艺中制造氢气，同时很少有或没有产生输出蒸汽并且同时保持总装置效率。
发明内容本发明涉及在生产设备中产生氢气和/或合成气的方法。该方法包括从重整器的多个含催化剂的重整器管取出包括H2、CO、C02和H20的重整气体混合物；从重整气体混合物中形成H2产物气体物流、C02副产物物流、和残余气体物流，其中残余气体物流具有质量流速『r，并且包含小于10mol%C02和小于65mol%H2;任选地将第一部分的残余气体物流引入变换反应器，其中第一部分的残余气体物流具有质量流速『/;从进料蒸汽物流、第二部分的残余气体物流、和含烃的重整器原料物流形成重整器进料气体混合物物流，其中进料蒸汽物流具有第一蒸汽质量流速A,其中第二部分的残余气体物流具有质量流速『2;将重整器进料气体混合物物流引入多个含催化剂的重整器管，在有效形成重整气体混合物的反应条件下在重整反应中使烃与蒸汽反应；将含可燃气体的燃料物流引入重整器的燃烧段，燃料物流包括第三部分的残余气体物流和附加的燃料物流，第三部分的残余气体物流具有质量流速^;将含氧气的氧化剂物流引入重整器的燃烧段；在有效燃烧可燃气体的条件下在燃烧段中用氧气燃烧可燃气体以便形成燃烧产物气体混合物并且产生热量来为重整反应提供能量；从重整器的燃烧段取出燃烧产物气体混合物；和在含液体水的物流和由重整气体混合物形成的物流和由燃烧产物气体混合物形成的物流中的至少之一之间经由间接热交换由含液体水的物流产生含蒸汽的中间气体物流，含蒸汽的中间气体物流具有2MPa至12MPa或2MPa至5MPa的压力并且具有第二蒸汽质量流速&，其中0.9《&^1.2或0.9S^^1.1。在该工艺中制造了用于重整的提供给重整器的90%至120%的蒸汽。第一部分的残余气体物流的质量流速『,和第二部分的残余气体物流的质量流速『2的总和可能小于残余气体物流的总质量流速『r的35%。被引入变换反应器的第一部分的残余气体物流的质量流速W可能是零至残余气体物流的总质量流速『r的10%。残余气体物流的总质量流速『r的80%至100%纟皮循环返回到工艺中，作为第一部分的残余气体、第二部分的残余气体、和第三部分的残余气体。小于20%的残余气体可以被转移到其他工艺或者经火炬燃烧(废弃掉)。C02副产物物流可以包含80至100mol%C02，按干基计。燃料物流可以具有0至小于50mol。/。H2的氲气浓度。燃料物流可以具有20至48mol%H2的氢气浓度。燃料物流可以具有10至50mol%CO的CO浓度。该方法可以进一步包括从由至少一部分的含蒸汽的中间气体物流形成的物流补充进料蒸汽物流。该方法可以进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由重整气体混合物形成的物流或另一由重整气体混合物形成的物流之间，经由间接热交换，过热至少一部分的中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；和从由至少一部分的过热的中间气体物流形成的物流补充进料蒸汽物流。过热的中间气体物流可以被过热40°C至175。C。该方法可以进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由燃烧产物气体混合物形成的物流或另一由燃烧产物气体混合物形成的物流之间，经由间接热交换，过热至少一部分的中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；和从至少一部分的过热的中间气体物流补充进料蒸汽物流。过热的中间气体物流可以过热40°C至175。C。该方法可以进一步包括将温度185°C至230°C的至少一部分的由重整气体混合物形成的物流引入含基于铜氧化物的催化剂的变换反应器。该方法可以进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由重整气体混合物形成的物流或另一由重整气体混合物形成的物流之间经由间接热交换过热中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；使至少一部分的过热的中间气体物流通过汽轮机以产生动力并且由此从过热的中间气体物流形成汽轮机流出物；和从至少一部分的汽丰仑才几流出物补充进津+蒸汽物流。形成C02副产物物流、H2产物气体物流、和残余气体物流的步骤可以包括将至少一部分的重整气体混合物通到C02提取器以便形成C02副产物物流和乏C02的重整气体混合物；和将至少一部分的乏CO2的重整气体混合物通到变压吸附器以便形成H2产物气体物流和残余气体物流。形成重整器进料气体混合物物流的步骤可以包括混合第二部分的残余气体物流和重整器原料物流以便形成加氢脱硫单元进匀i混厶物物流；将加氬脱硫单元进料气体混合物物流通到加氢脱硫单元以便从加氬脱硫单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；和将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便从预重整器的流出物形成重整器进料气体混合物物流。形成重整器进料气体混合物物流的步骤可以包括将重整器原料物流通到加氢脱硫单元以便从加氢脱硫单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合第二部分的残余气体物流、进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；和将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便从预重整器的流出物形成重整器进料气体混合物物流。形成重整器进料气体混合物物流的步骤可以包括将重整器原料物流通到加氢脱硫单元以便从加氢脱碌b单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便形成预重整器流出物物流；和混合预重整器流出物物流和第二部分的残余气体物流以便形成重整器进料气体混合物物流。图l是根据本发明方法用于产生氢气的生产设备的工艺流程图。图2是举例说明用于产生氢气和产生输出蒸汽的现有技术类型的生产设备的工艺流程图。图3是举例说明用于产生氢气和产生输出蒸汽的现有技术类型的生产设备的工艺流程图，其包括预重整器和高温变换反应器。图4是举例说明用于产生氢气和产生输出蒸汽的现有技术类型的生产设备的工艺流程图，其包括预重整器和中温变换反应器。图5是举例说明用于产生氢气的现有技术类型的生产设备的工艺流程图，其包括绝热预重整器、高温变换反应器和传热重整器。图6是举例说明根据本发明方法用于产生氢气的生产设备的工艺流程图。具体实施例方式当应用于本说明书和权利要求中所描述的本发明的实施方案中的任何特征时，如本文中使用的不定冠词"a"和"an"是指一个或多个。使用"a"和"an"不局限于是指单个特征，除非这样的限制被明确指出。在单数或复数名词或名词短语前的定冠词"the"表示一个或多个特别指定的特征并且可以具有单数或复数含义，这取决于其中使用其的上下文内容。形容词"任何(any)"是指一个、一些或全部，不区分数量如<可。为简化和清楚的目的，众所周知的装置、线路和方法的详细说明被省略，使得没有由于不必要的细节而使得本发明的描述变得模糊。短语"至少一部分"是指"部分或全部"。本发明涉及在生产设备中用于产生氲气和/或合成气的方法。参考图1，将描述本发明，所述图1显示了生产设备601的工艺流程图。该方法利用催化蒸汽转化。催化蒸汽转化，也称为蒸汽曱烷重整(SMR)或蒸汽重整，被定义用于在催化剂上通过与蒸汽反应将重整器原料转化为合成气的任何工艺。合成气，通常写作syngas，是包括氢气和一氧化碳的任何混合物。重整反应是吸热反应并且通常可以被描述为CnHm+nH20—nCO+(m/2+n)H2。当产生合成气时，产生了氢用于产生氬气和/或合成气的生产设备是重整器和用于制造氢气和/或合成气的配套设备。配套设备可以包括绝热预重整器、换热器、泵、风扇、水煤气轮换反应器、变压吸附器、冷凝器、汽锅、汽鼓、脱硫器、除气器、集管、歧管、管道系统等。催化蒸汽转化在催化蒸汽重整器600中进行。催化蒸汽重整器，也称为蒸汽曱烷重整器，在本文中被定义为任何燃烧炉，其使用通过燃料的燃烧所提供的热量，在催化剂上通过与蒸汽的反应，用于将含元素氢和碳的原料转化为合成气。原料可以是天然气、曱烷、石脑油、丙烷、炼厂燃料气体、炼厂尾气、或本领域已知的其它适当的重整器原料。合适的操作温度的范围为在入口处350。C至650°C，在出口处750°C至950。C。合适的压力的范围为1至50atm。用于催化蒸汽重整器的优选的操作条件为本领域已知的。该方法包括从重整器的多个含催化剂的重整器管625取出重整气体混合物612。重整气体混合物是任何已经通过重整反应形成的气体混合物。在含催化剂的重整器管中制造的重整气体混合物通常包括H2、CO、C02、和1120。重整气体混合物还可以包括来自进料的CH4，其未能在含催化剂的重整器管中反应。在重整气体混合物中的H2的浓度通常为40mol。/。至55mol%。CO的浓度通常是7mol。/。至18mol%。重整气体混合物可以从集管中的多个含催化剂的管收集。重整气体混合物典型地在750。C(1382。F)至950。C(1742。F)离开含催化剂的重整器管。该方法包括从重整气体混合物612形成H2产物气体物流699、C02副产物物流691、和残余气体物流698。残余气体物流698具有质量流速『r。H2产物气体物流一皮定义为任何由重整气体混合物形成的物流，其具有90至100mol。/。H2的H2浓度，按干基计。残余气体物流被定义为任何由重整气体混合物形成的物流，其包括10至75mol%H2的H2浓度，10至80mol%CO的CO浓度，0至60mol%(CH4)的CH4浓度和0至40mol%C02的C02浓度，全部按干基计。残余气体物流可以包含10至50mol%CH4和30至60mol%H2。残余气体物流可以包含小于30mol%CO2。残余气体可以包含N2、1120及其他气体。残余气体在PSA循环的至少减压(放空)和吹扫阶段期间形成。残余气体物流组成可以随时间变化。C02副产物物流被定义为由重整气体混合物形成的除H2产物气体物流和残余气体物流以外的任何剩余物流。co2副产物物流包含至少一部分的来自重整气体混合物的C02。C02副产物物流可以包含大于50mol。/。的来自重整气体混合物的C02。C02副产物物流可以包含80至100mol%C02,按干基计。形成可能是单个步骤或可以包括各种步骤的组合，例如，混合、反应、加热、冷却、压缩、膨胀、节流、分离等。如果混合物包括-一或多种来自第一气体的元素组分和一或多种来自第二气体的元素组分，混合物由第一气体和第二气体形成。例如，包括来自含甲烷的第一气体的元素碳和/或元素氢和来自含水的第二气体的元素氢和/或元素氧的混合物由含甲烷的第一气体和含水的第二气体形成。混合物可以包括元素碳和元素氢，如来自含甲烷的第一气体的曱烷，和元素氢和元素氧，如来自含水的第二气体的水。或者，含曱烷的第一气体和含水的第二气体可以反应以便混合物包括来自含甲烷的第一气体的元素碳和来自含水的第二气体的元素氧，如二氧化碳。如果第一混合物包括一或多种来自第二混合物的元素组分，那么第一混合物由第二混合物形成。例如，包括元素碳、元素氩、和元素氧的第一混合物，如二氧化碳和氢，可以经由包括元素碳、元素氢和元素氧的第二混合物(如一氧化碳和水)的变换反应形成。同样，如果第一混合物包括第二混合物并且由此具有相同的成分的话，第一混合物由第二混合物形成。如果第一混合物包括至少一部分的第二混合物，那么第一混合物由第二混合物形成。H2产物气体物流、C02副产物物流、和残余气体物流可以通过许多方式由重整气体混合物形成。如图l中举例说明的，C02副产物物流691，在通过换热器680和690和变换反应器602之后由重整气体混合物612形成，作为来自C02提取器320的流出物。乏C02的重整气体混合物693从C02提取器320取出并且通到变压吸附器330,其中H2产物气体物流699和残余气体物流698由乏C02的重整气体混合物形成，作为来自变压吸附器330的流出物。因为乏C02的重整气体混合物由重整气体混合物形成，所得的H2产物气体物流699和残余气体物流698由重整气体混合物612形成。备选地，在通过任选的变换反应器后，重整气体混合物612可以首先被通到变压吸附器以便形成氢气产物物流和中间残余气体物流。中间残余气体物流可以然后被通到C02提取器以便形成C02副产物物流和残余气体物流。残余气体物流可以包含小于10mol%C02和小于65mol%H2。然而在另一备选方案中，重整气体混合物612可以-故通到变压吸附系统，其产生H2产物物流、C02产物物流和残余气体物流,如美国专利No.4,914，218中所讨i仑的。C02提取器可以使用任何已知的用于提取C02的方法。例如，使用任何已知的、市售可得的洗气技术和洗气材料，可以进行C02洗气。Benfield含水i威性洗气工艺，ShellSulfinol和UOPSelexolTM，LurgiRectisol,BASF的aMDEA溶剂萃取工艺是有用的用于从气体物流中去除C02的商业技术的实例。备选地，C02可以通过变压吸附、化学吸收膜分离、复合金属氧化物、冷凝、蒸馏等进行提取。在一些方法中，C02提取器的气体进料可以在被引入C02提取器前在热交换器中被冷却。变压吸附(PSA)可被用于分离C02与气体混合物。在PSA技术中，在高分压下，相比于一些其它气体，固体分子筛更强地吸附C02。结果，在高压下，当气体混合物通过吸附床时，C02被从这种混合物中除去。床的再生伴有减压和吹扫。典型地对于临界操作来说，多个吸附容器被用于C02的连续分离，其中一个吸附床被用于C02分离，同时其它的进行再生。从气体物流中分离C02的另一技术是使用氧化物，例如氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)或其组合的化学吸收。在高压和高温下，C02可被CaO吸收，形成碳酸钙(CaC03)，由此从气体混合物中除去C02。吸收剂CaO通过CaC03的煅烧来再生，其又可以将CaC03转变为CaO。膜分离技术也可被用于分离C02和气体物流。用于高温C02提取的膜包括沸石和陶器膜，其是C02选择性的。然而，膜技术的分离效率低，通过膜分离未必实现C02的完全分离。用于C02提取的又一技术可能包括，但其不局限于，使用胺的C02的化学吸收。C02提取器的进料被冷却至适合的温度以便使用胺来使用C02的化学吸收。这种技术基于烷醇胺溶剂，其在较低温度具有吸收C02的能力，并且易于通过提高富溶剂的温度来再生。在富溶剂的再生后，获得了富C02物流。用于这种技术的溶剂可以包括例如三乙醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺和曱基二乙醇胺。用于分离C02的另一技术可以通过物理吸收来进行。可以注意的是全部或者任何上述用于co2分离的技术的结合可有利地用于分离co2。变压吸附是用于提纯的制氢中所用的众所周知的工艺。变rertTTn/丄33么t廿"sr，、,》4"入乂"H乂sr廿n头'AF1cfc/=r/Ji^lTJ6ff々w>Ci"J-5'口—'l工^TJ玉3人H日'JAITJ.l工'I—JLJ7"、l"1H'J力w_l~^目M、K/1JtL四"人厂if勿至、。县《为刀汰W日M户"，冗日'、J迅斧'在曰勺1:T1口J当的吸附剂材料可被用于实践该方法。适当的吸附剂包括例如沸石分子筛、活性碳、硅胶、活性氧化铝等。沸石分子筛吸附剂通常是用于从重整气体混合物分离和提纯氢气所希望的。所述方法任选地包括将第一部分696的残余气体物流引入变换反应器602。第一部分的残余气体物流具有质量流速『7。『/可以是零，因为该步骤是任选的。第一部分696的残余气体物流可以由残余气体物流698形成。压缩机340可用来增加第一部分696的残余气体物流的压力。变换反应器，也称作水煤气变换反应器，以及其操作在本领域中是众所周知的。可以使用一或多个变换反应器。变换反应器包括含催化剂床的容器，其中C0和H20流过所述催化剂床以便形成H2和C02。一或多个变换反应器可以是高温、中温、低温和/或等温变换反应器。高温变换反应器可以在大约350°C至450。C操作，典型地使用非贵金属催化剂例如Fe304和Cr203的混合物(即，大约55wt%Fe和6%Cr)。低温变换反应器可以在大约200°C至260°C下操作并且可以使用非贵催化剂例如Cu-ZnO-A1203、或者Cu-ZnO-Cr203。中温变换反应器在与低温变换反应器相同的温度范围内操作并且使用相似的催化剂。低温变换反应器与高温变换反应器联合使用，而中温变换反应器可以在没有上游高温变换反应器的情况下被操作。中温变换催化剂被设计以便经受通过催化剂床的较高的温升。一些CO幸存于水煤气变换反应。该方法包括形成来自进料蒸汽物流603的重整器进料气体混合物物流610、第二部分695的残余气体物流、和重整器原料物流1。重整器原料物流包括烃。进料蒸汽物流是任何包括90至100质量％蒸汽的物流，其用于形成重整器进料气体混合物物流。进料蒸汽物流可以包括99至100质量％蒸汽。通常，进料蒸汽物流将是包含仅仅少量其它组分或杂质的蒸汽。进料蒸汽物流具有第一蒸汽质量流速&。第一蒸汽质量流速A是进料蒸汽物流中的蒸汽组分的质量流速。在蒸汽浓度是95质量％的情况下，第一蒸汽质量流速是95%乘以物流的总质量流速。因为当应用于本说明书和权利要求中的任何特征时，如本文中使用的不定冠词"a"和"an"是指一个或多个，所以一或多个进料蒸汽物流可用于形成重整器进料气体混合物。第一蒸汽质量流速A，对于一或多个进料蒸汽物流来说，则表示为累加的蒸汽质量流速。第二部分695的残余气体物流由残余气体物流698形成。压缩机340可用来增加第二部分695的残余气体物流的压力。第二部分的残余气体物流具有质量流速『2。如图l所示，第二部分的残余气体物流可在工艺中的不同^f立置^皮引入。第二部分695的残余气体物流可在任何加工前与重整器原料物流1混合。取决于是否需要重整器原料物流的脱硫以及取决于重整器原料和/或第二部分的残余气体物流中的H2浓度，H2可以通过H2物流2来添加。混合H2、第二部分的残余气体物流和重整器原料物流的顺序不重要。混合物可被通到任选的加氩脱硫单元300以便脱硫并且形成乏硫的重整器原料。在重整器原料中的硫被脱除以便防止任何重整催化剂的中毒。进料蒸汽物流603可被添加到乏硫的重整器原料并且所得的混合物通到任选的预重整器605以便形成重整进料气体混合物物流610。多个预重整器可以并联和/或串联使用。多种多样的可以与燃烧产物气体和/或重整气体混合物进行换热，如本领域已知的那样。另外或者备选地，第二部分695的残余气体物流可与乏硫的重整器原料混合，即，在重整器原料已经通过任选的加氢脱硫单元300后。仍然另外或备选地，第二部分695的残余气体物流可与预重整器流出物混合，即，在重整器原料已经与蒸汽物流603混合并且通过预重整器605后。预重整器605可以是绝热预重整器或者对流预重整器。预重整器是本领域众所周知的。预重整器在本文中被定义为任何用于通过与蒸汽的反应在催化剂上在具有或没有加热的情况下将含元素氢和元素碳的原料转化为合成气的未燃烧的容器。预重整器可以是绝热固定床反应器。预重整器可以是管式反应器。预重整器通常使用与主重整器不同类型的催化剂，例如高活性、高镍含量催化剂。预重整器中的温度可以是在大约800。F(400。C)至大约1100。F(600。C)的范围内。至预重整器的热量可以由来自重整器或者其它来源的燃烧产物(氺fcr气)气体提供，但其特征在于没有通过燃烧火焰直接辐射加热。预重整器和重整器可以物理连接。预重整器流出物中的H2浓度典型地为小于20mol%H2,而重整器流出物中的H2浓度典型地为大于45mol%。预重整器流出物中的CH4浓度典型地为大约25mol%CH4，而重整器流出物中的CH4浓度典型地为小于大约6mol%CH4。重整器原料物流是任何包括烃的物流(除残余气体物流以外)，其适用于重整反应中以便形成氢气。烃可以是任何C1至C5链烷或者链烯或者任何其它已知的并且用于蒸汽-烃重整的烃。重整器原料物流可以是例如天然气物流或者被提纯的曱烷物流。其它重整器原料可以包括任何含烃物流例如丙烷、汽化丁烷、汽化石脑油、或者炼厂燃料气体(RFG)。因为当应用于本说明书和权利要求中的任何特征时，如本文中使用的不定冠词"a"和"an"是指一个或多个，所以一或多个含烃的重整器原料物流可用于形成重整器进料气体混合物。重整器原料物流可以包括一或多种烃。重整器进料气体混合物物流是任何含气体混合物的物流，所述气体混合物包括蒸汽和至少一种适于引入重整器以便产生氢气的烃。重整器进料气体混合物通常被称为"混合进料"。重整器进料气体混合物物流可以通过混合重整器原料物流1和进料蒸汽物流603来形成。重整器进料气体混合物物流可以通过混合进料蒸汽物流和重整器原料物流并且将混合物通过任选的预重整器605来形成。重整器原料物流可以具有1.5至5的蒸汽-碳比，基于摩尔量计。硫可以在加氢脱硫单元300中从重整器原料物流中脱除。该方法包括将重整器进料气体混合物物流610引入催化蒸汽重整器600的多个含催化剂的重整器管625并且在有效形成重整气体混合物612的反应条件下在重整反应中使烃与蒸汽反应。重整器进料气体混合物可以通过集管被分配到多个含催化剂的重整器管。在催化剂上使用蒸汽转化原料的反应发生在重整器的反应段中，所述重整器的反应段位于含催化剂的重整器管625的内部。催化蒸汽重整器可以具有多个含催化剂的重整器管，重整器进料气体混合物通过其以便形成重整气体混合物。如本文中使用的，多个(pluraiity)是指三个或以上。催化蒸汽重整器可以具有高达UOO个含催化剂的重整器管。含催化剂的重整器管是反应器，通常是管状的，其已经装载有颗粒状催化剂、规整填料或者本领域已知的其它含催化剂的填料。管的横截面可以是圆的或者其它期望的形状。合适的用于对重整器原料进行重整的催化剂是本领域已知的。用于制造重整器管的合适的材料是本领域已知的。有效形成重整气体混合物的反应条件包括温度为500°C至1200。C和压力为1至50atm。优选的反应条件是本领域已知的。该方法包括将包括可燃气体的燃料物流632引入重整器600的燃烧段650。燃料物流包括第三部分630的残余气体物流和附加的燃料物流634。第三部分的残余气体物流具有质量流速『h至少一部分的燃料可以在燃烧产物气体混合物和/或重整气体混合物之间通过热交换(未示)来预热。因为当应用于本说明书和权利要求中的任何特征时，如本文中使用的不定冠词"a"和"an"是指一个或多个，所以一或多个燃料物流可被引入重整器的燃烧段。第三部分的残余气体物流和附加的燃料物流可以被混合并且一起被引入或者单独地被引入，视期望而定。被引入重整器的燃烧段的附加的燃料可以是任何适于通过在重整器中燃烧来提供热量的燃料。附加的燃料可以包括炼厂燃料气体、炼厂尾气、天然气、提纯的曱烷、丙烷等等。变压吸附器残余气体典型地具有低浓度的H2。因此，燃料可以具有0至小于50mol%H2或者0至20mol%H2的H2浓度。燃料的H2浓度基于一或多个附加的燃料物流和第三部分的残余气体物流的所得的合并物流。90%至100%的用于重整的热量可以通过第三部分的残余气体物流的燃烧来提供。由第三部分的残余气体物流或者附加的燃料所提供的能量的比例可以由各个物流所提供的可用热量来计算。可用热量是在燃烧室内所释放的总热量减去干烟道气损失和水分损失。它代表了用于有用目的剩余的并且平衡了壁、孔、传送器等的热量损失的热量的数量。可用热量的概念是众所周知的并且例如在以下文献中进4亍了4笨讨由NortAmericanMfg.Co.出片反的NorthAmericanCombustionHandbook,第一巻，第三版。来自残余气体的热能％是来自第三部分的残佘气体物流的可用热量除以由第三部分的残余气体物流和附力口的燃4牛物流所4是-洪的总热量，以百-分凄t表示。重整器的燃烧段是其中进行燃烧的段。通常火焰是可见的，然而无焰燃烧也可被使用。该方法包括将含氧气的氧化剂物流633引入重整器600的燃烧段650。氧化剂物流可以是具有大约21mol。/o的氧浓度的空气。氧化剂物流可以是具有大于21mol。/。至70mol。/。的氧浓度的富氧空气。氧化剂物流可以是具有13mol。/。至小于21mol。/。或者15mol。/o至小于21moP/。的氧浓度的乏氧空气，例如来自燃气轮机的排气。至少一部分的氧化剂物流可通过喷头(lances)引入。氧化剂物流可以;陂预热，温度为100至600。C。氧化剂物流可以在燃烧产物气体混合物660和/或重整气体混合物612之间通过热交换(未示)来预热。至少一部分的燃料可以在将燃料引入燃烧段650前，与氧化剂预混。至少一部分的燃料可通过燃料喷头(lances)引入。为确保燃料基本上完全燃烧，氧气与燃料的摩尔比通常按化学计量提供以便提供大约5至10molQ/o的过量氧气。因此，氧气存在于燃烧产物气体混合物中。燃料和氧化剂可通过燃烧器引入。用于重整器的燃烧器是市售可得的。该方法包括在有效使燃料燃烧以便形成燃烧产物气体混合物660并且产生热量以便为重整反应提供能量的条件下在燃烧段650中使用氧气来使燃料燃烧。有效使燃料燃烧以便形成燃烧产物气体混合物的条件包括炉温为700。C至2500°C和压力为0.9至l.latm。在空气中，CH4的点燃温度为约700°C。炉温是在外焰外的重整器的燃烧段中的炉内气体温度并且可以通过吸入式高温计来测定。适当的条件包括炉温为1500。C至2500。C或者1700。C至2300。C，压力为0.9至l.latm。重整器中的优选的燃烧条件是本领域已知的。当燃料和氧气燃烧时，产生了热量并且形成了燃烧产物气体混合物660。热量被转移到多个含催化剂的重整器管625,由此为吸热重整反应提供能量。燃烧产物气体混合物是任何气体混合物，其获自燃料和氧气的至少部分燃烧并且包括C02和H20。燃烧产物气体混合物可以包括1120、C02、N2、02、和通常较少数量的CO和未燃烃。燃烧产物气体混合物还可包括NOx或其它污染物气体。可以使用工业燃烧领域中已知的NOx还原技术，例如烟道气循环，燃料分级、氧气分级、选择性催化、或用氨的非催化还原等等。该方法包括从重整器的燃烧段650取出燃烧产物气体混合物660。燃烧产物气体混合物可被通到重整器的对流段620,其中热量可以从燃烧产物气体混合物转移到其它物流，由此提高整个工艺的效率。该方法包括在含液体水的物流677和由重整气体混合物612形成的物流和由燃烧产物气体混合物660形成的物流中的至少之一之间经由间接热交换产生包括来自含液体水的物流677的蒸汽的中间气体物流655。图1显示在热交换器680中在含液体水的物流677和重整气体混合物612之间的热交换。在热交换器680中的蒸汽产生速度可以通过使用旁路(未示)来改变。虽然未显示于图1中，备选地或者另外地，在含液体水的物流和燃烧产物气体混合物660之间的热交换可以在重整器的对流段620中进行。包括蒸汽的中间气体物流655具有2MPa至12MPa的压力和第二蒸汽质量流速/2。第二蒸汽质量流速72与第一蒸汽质量流速^的比值是0.9至1.2。第二蒸汽质量流速A与第一蒸汽质量流速尺/的比值可以是0.9至1.1。这是指该系统产生了与重整器所需的几乎相同数量的蒸汽。含蒸汽的中间气体物流可以具有2MPa至5MPa的压力。当产生用于输出的蒸汽时，压力要求典型地大于用于形成混合进料所需要的。本发明方法的优点在于可以产生较低压力的蒸汽。这种较低压力的蒸汽可适用于重整器中，但不适用于蒸汽输出。含蒸汽的中间气体物流是任何在含液体水的物流和由重整气体混合物形成的物流和由燃烧产物气体混合物形成的物流中的至少之一之间经由间接热交换产生的包括90至100质量％蒸汽或者99至100质量％蒸汽的物流。通常，含蒸汽的中间气体物流将是包含仅仅少量其它组分或杂质的蒸汽。因为当应用于权利要求中的任何特征时，如本文中使用的不定冠词"a"和"an"是指一个或多个，所以一或多个含蒸汽的中间气体物流可以在一或多个含液体水的物流和一或々山杀狄々Alr.、曰.入AAJKrV:AA>U>、'云A:l从-Afe立aU>々VJr》，、A》义丄4:iWf、_，l、t，1,lcrv、-|_一^>er>>，、》、,>￡A*,—*1-■I,—Ax又4夹严工。华一沐5》1乂贝里》Tb逸it2,丁疋1弋恭一5入夕n、,S7於'/"L日"T叫体物流的累加蒸汽质量流速，各自具有2MPa至12MPa的压力。如图l所示，来自液体水的气态蒸汽的分离可以通过使用任选的汽鼓640来辅助。在该方法中，第二蒸汽质量流速A的80%至100%,可以在含液体水的物流和由重整气体混合物形成的物流之间经由间接热交换产生。在该方法中，第二蒸汽质量流速/2的0至20%,可以在含液体水的物流和由燃烧产物气体形成的物流之间经由间接热交换产生。在多个物流用于形成中间气体物流的情况下，第二蒸汽质量流速的百分比，其归因于在含液体水的物流和由重整气体混合物形成的物流之间的间接热交换，可以通过能量平衡来确定。用于产生第二蒸汽质量流速的总能量QT可以通过确定从用于产生第二蒸汽质量流速的每一个物流中提取的热量来找到。所提取的热量是组成、质量流速和温度变化的函数。归因于在含液体水的物流和含重整气体混合物的物流之间的间接热交换的第二蒸汽质量流速的百分比是从含重整气体混合物的物流中提取的热量与所提取的总能量的比值，表示为百分数。蒸汽产生速度可以与重整器中的蒸汽消耗速度平衡。可能优选的是在生产设备601内整合蒸汽产生和消耗，然而，没有防范在生产设备和其它附近的设备之间的蒸汽的至少部分交换。在该方法中，/2可以等于A并且100%的第二蒸汽质量流速/2，可以在含液体水的物流677和由重整气体混合物612形成的物流和由燃烧产物气体660形成的物流中的至少之一之间经由间接热交换产生。小于35质量％的残余气体混合物可以被循环回到任选的变换反应器和/或以便形成重整器进料气体混合物物流。备选地所述的，^，其中^是被引入变换反应器的第一部分696的残余气体混合物的质量流速，『2是用于形成重整器进料气体混合物物流的第二部分695的残余气体物流的质量流速，『r是残余气体物流698的总质量流速。小于25质量％的残余气体混合物可以被循环回到任选的变换反应器和/或以便形成重整器进料气体混合物物流。备选地所述被循环的大部分或全部的残余气体混合物可以作为第二部分695的残余气体物流被循环以便形成重整器进料气体混合物物流。零至10质量％的残余气体物流可以作为第一部分696的残余气体物流被循环到变换反应器，即，W。在蒸汽产生和消耗集成在生产设备内的情况下，该方法可以进一步包括补充来自由包括蒸汽的至少一部分的中间气体物流655形成的物流的进料蒸汽物流603,如图1所示。使用来自重整气体混合物的热量在工艺内产生的蒸汽被用于作为进料蒸汽物流603进料到重整器600。该方法可以进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由重整气体混合物形成的物流或另一由重整气体混合物形成的物流之间(未示)，经由间接热交换过热中间气体物流655，由此形成过热的中间气体物流656。本领域技术人员可以必然地想象到除了本文中明确公开以外的重整气体混合物可用于产生蒸汽和过热蒸汽的各种方式。该方法可以进一步包括，从由至少一部分的过热的中间气体物流形成的物流补充进料蒸汽物流，如图l所示。另外或备选地，为经由与重整气体混合物热交换来过热中间气体物流，该方法可以包括在中间气体物流和至少一部分的由燃烧产物气体混合物形成的物流之间经由间接热交换过热中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流。本领域技术人员可以想象到除了本文中明确公开的那些以外的重整气体混合物和燃烧产物气体混合物可用于产生蒸汽和过热蒸汽的各种方式。该方法可以进一步包括从至少一部分的过热的中间气体物流补充进料蒸汽物流。与是否通过由重整气体混合物形成的物流或由燃烧产物气体混合物形成的物流加热中间气体物流无关，过热的中间气体物流可被过热40至125。C。过热是加热蒸气以致引起蒸气相对于悬浮液滴保持自由状态。指出的是，气体物流被过热40。C是指实际温度与饱和温度之间的差为40°C。该方法可以进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由重整气体混合物形成的物流612之间经由间接热交换过热中间气体物流655，由此形成过热的中间气体物流656，和^f吏至少一部分的过中间气体物流656形成汽轮才几流出物657。至少一部分的汽4仑才几流出物657可用来补充进料蒸汽物流603。由汽轮机597产生的电力可用来给压缩机340提供动力。汽轮机可以发电并且该电力被用于给压缩机提供动力。来自汽轮机的轴功可以与压缩机整合。例如，压缩机/膨胀器或压扩器(compander)可用来将涡轮597与压缩机340整合。低品位热量保留在重整气体混合物中，通过产生低压蒸汽可以回收燃烧产物气体。第二含蒸汽的中间气体物流可以在汽锅(未示)内从第二含液体水的物流(未示)和由重整气体混合物形成的物流和由燃烧产物气体混合物形成的物流中的至少之一产生。第二含蒸汽的中间气体物流可以具有130kPa至450kPa的压力。这种第二中间气体物流可用于除气器中，在C02脱除单元中再生溶剂，和/或其它有用的目的。因为这种低压物流的压力不具有2至12MPa的压力，该物流(steam)不计入i2。本发明参考以下实施例将得到更好地理解，所述实施例意图是举例说明，然而并非限制本发明的范围。本发明仅仅由权利要求限定。实施例实施例1根据实施例1的结构示于图2中。图2是现有技术类型制氢设备的工艺流程图。重整器原料l,在本实施例中，天然气，与氢气循环液流2混合以便形成含氢气的进料物流3。在换热器311和312中，含氢气的进料物流3经由间接热交换用来自变换反应器302的变换反应器流出物物流14加热。变换反应器流出物物流14,由来自重整器100的重整气体混合物12通过在变换反应器302中反应而形成。加热的含氢气的进料物流5被引入加氢脱硫单元300以便脱疏和形成乏硫的重整器原料6。在重整器原料中的硫被脱除以便防止重整催化剂的中毒。通过混合，随后与燃烧产物气体在重整器100的对流段120中的间接热交换，重整器进料气体混合物物流10由进料蒸汽物流203和乏硫的重整器原料6形成。重整器进料气体混合物物流10被引入催化蒸汽重整器100的多个含催化剂的重整器管101,其中烃和蒸汽在重整反应中反应以便形成合成气。合成气从多个含催化剂的重整器管101中作为含氢气的重整气体混合物12取出。重整气体混合物还可包括二氧化碳、一氧化碳、水和曱烷。通过在重整器100的燃烧段110中使燃料和空气燃烧来提供用于重整反应的热量。燃料由被引入燃烧段110的变压吸附器(PSA)残余气体30提供。PSA残余气体也被称作PSA吹扫气体并且包含H2、CO、CH4及其他气体并且因此适用作燃料。用于燃烧的燃料同样由被引入燃烧段110的附加的燃料32提供。附加的燃料也被称为微调燃料并且在本实施例中是天然气。空气被引入燃烧段110作为预热的燃烧空气103。使用压缩机或鼓风机551和对流段120中的热交换器，形成预热的燃烧空气103。燃烧产物气体混合物130从燃烧段110中取出并且用于通过间接热交换加热对流段120中的各种物流。在图2中的工艺流程图中，从各种热源产生蒸汽。补给水170和来自水分离器323的水171被加热并且被进料到除气器410。已经在除气器410中子贞热并脱气的水176被进料到汽鼓440中。汽鼓典型地位于高处。来自汽鼓的水被引导到对流段120中的换热器，其在水和燃烧产物气体混合物130之间提供间接热交换。来自汽鼓440的水同样被引导到热交换器301,其在水和重整气体混合物12之间提供间接热交换。蒸汽和水的二相混合物从对流段120中的每一个换热器和热交换器301流回到汽鼓。蒸汽200的饱和物流从汽鼓440中取出，同时液体水被再循环至换热器以便形成更多的蒸汽。蒸汽200的饱和物流在对流段120中的另一热交换器中进行过热。过热蒸汽用于补充进料蒸汽物流203并且以便形成输出蒸汽205。重整气体混合物12通过高温变换反应器302以便形成变换反应器流出物14。变换反应器流出物通过各种换热器311、312、314、316,水分离器323并且到达变压吸附器系统330。水作为物流171被取出并且含氢气的物流17被送到变压吸附器系统330。变压吸附器系统330将在变换的重整气体混合物中的氢气与其它组分分离以{更形成产物氩气物流18和PSA残余气体30。图2中的工艺流程图中所示的工艺是1'吏用商业化工艺才莫拟软件建模的。天然气在全部实施例中用作重整器原料。这种结构的输入参数和结果总结在表1中。输入参数包括蒸汽-碳比，S/C，和被引入燃烧段的氧化剂的实际或总的氧气氮气摩尔比02/N2。结果包括用于重整的蒸汽与所产生的总蒸汽的比值，S/ST,和归一化的净比能和归一化的总比能。所产生的总蒸汽ST是压力大于2MPa的所产生的总蒸汽。低品位蒸汽不包括在ST内。总比能，GSE,是被引入燃烧段的附加的燃料的高发热值(J/Nm3)HHV燃料与燃料的流速(NmVh)F燃料之积和被引入重整器的重整器原料的高发热值(J/Nm"HHV原料与重整器原料的流速(NmVh)F原料之积的总和除以制氢速度(NmVh)HPR，由单位J/Nm3表示；数学表达为GSE=;辨+hw絲*f辦。净比能，nse，是被引入燃烧段的附加的燃料的高发热值(J/Nm"HHV燃料与燃料的流速(NmVh)F燃料之积，加上被引入重整器的重整器原料的高发热值(J/Nn^)HHVm与重整器原料的流速(NmVh)F原料之积，减去在25°C输出蒸汽与水之间的焓差(J/kg)AH与输出蒸汽的质量流量(kg/h)F蒸汽之积，以上全部除以制氢速度(Nm3/h)HPR,由单位J/Nm3表示；数学表达为."，'se-^荐+*&荐_AH*^总比能总大于或等于净比能，因为没有为输出蒸汽提供贡献。当没有输出蒸汽时，总比能与净比能相等。表l中的全部比能结果相对于实施例1的净比能进行归一化处理。如表1所示，根据模拟结果，在系统中所产生的蒸汽的大约53%,在混合进料中，被循环回到重整器。归一化的总比能大于归一化的净比能约i6%。在没有输出蒸汽的贡献情况下，比能增加达大约16%。实施例2根据实施例2的结构示于图3中。图3是现有技术类型包括预重整器的制氢设备的工艺流程图。除绝热预重整器105与一些换热器之外，才艮据实施例2的结构与在图2中的才艮据实施例1的结构相同，在图2和图3中相同元素的情况下，使用相同的附图标记。不同之处在于重整器进料气体混合物物流IO通过混合随后在重整器IOO的对流段120中与燃烧产物气体的间接热交换、在预重整器105中进行预重整以及再在对流段120中加热，由进料蒸汽物流203与乏硫的重整器原料6形成。在其它方面，为实施例l所提供的结构的描述加以必要的变更适用于实施例2的结构。根据实施例2的工艺是使用商业化工艺模拟软件建模的。这种结构的输入参数和结果总结在表1中。如表1所示，根据模拟结果，在系统中所产生的蒸汽的大约67%,在混合进料中，被循环回到重整器。这些结果表明在重整器中所述工艺使用了更大百分比的工艺中所产生的蒸汽。或者这样说，当使用预重整器时，输出了更少的蒸汽。相比于实施例1的净比能，归一化的净比能降低大约0.3%。这意味着实施例2中的结构略优于实施例1的结构，因为需要较少的能量来产生规定量的氢气。实施例2的总比能大于实施例1的净比能7%。在没有输出蒸汽的贡献情况下，比能增加达大约7%,相比于实施例1的净比能来说。相比于实施例1的总比能，这是显著的改进。实施例3根据实施例3的结构示于图4中。图4是包括预重整器的现有技术类型制氢设备的工艺流程图。在这种结构中，使用中温变换反应器303代替高温变换反应器。因此已经改变一些热量回收。在其它方面，实施例3的结构非常类似于实施例2的结构。在图2、3和4中存在相同元素的情况下，使用相同的附图标记。为实施例l和2所提供的结构的描述加以必要的变更适用于实施例3的结构。基于工艺流程图，区别对于本领域技术人员来说l显而易见的。根据实施例3的工艺是使用商业化工艺模拟软件建模的。这种结构的输入参数和结果总结在表1中。如表1所示，根据模拟结果，在系统中所产生的蒸汽的大约64%,在混合进料中，被循环回到重整器。这些结果表明与实施例l相比，在重整器中，所述工艺使用了更大百分比的工艺中所制造的蒸汽，但是相比于实施例2是略微少的蒸汽。相比于实施例1的净比能，归一化的净比能降低大约1.5%。这意味着通过使用如实施例3中的中温变换反应器代替如实施例1结构中的高温变换反应器，需要较少的能量来产生规定量的氢气。实施例3的总比能大于实施例1的净比能8%。在没有输出蒸汽的贡献情况下，比能增加达大约8%,相比于实施例1的净比能来说。相比于实施例1的总比能，这是显著的改进。实施例4根据实施例4的结构示于图5中。图5是包括预重整器和对流热交换重整器107的现有技术类型制氢设备的工艺流程图。对流热交换重整器描述在美国专利No.5,264，202中。如该实施例中所示的，可使用对流热交换重整器来减少或消除蒸汽输出。然而，问题是对于对流热交换重整器来说需要较多的资本投资和/或现有生产设备的改型是困难的。根据实施例4的结构类似于图3中的根据实施例2的结构。在图3和图5中存在相同元素的情况下，使用相同的附图标记。区别在于来自预重整器105的流出物被分成重整器进料气体混合物物流10和对流热交换重整器进料物流11。对流热交换重整器进料物流11被引入对流热交换重整器107中的重整器管。包括重整气体混合物12的物流被引入对流热交换重整器107以便为进料物流11的重整提供热量。由重整气体混合物12和由重整进料物流11形成的混合物形成的流出物物流13从对流热交换重整器107中取出。流出物物流13通过汽锅301、高温变换反应器302和变换反应器302下游的各种其它换热器。在其它方面，为实施例1所提供的结构的描述加以必要的变更适用于实施例4的结构。这种结构的输入参数和结果总结在表1中。根据实施例4的工艺是使用商业化工艺模拟软件建模的。如表1所示，根据模拟结果，在系统中所产生的全部蒸汽，在混合进料中，被循环回到重整器。没有蒸汽输出。相比于实施例1的净比能，归一化的净比能增加大约2.3%。这意味着实施例4中的结构略逊于实施例1的结构，因为要求更多的能量来产生规定量的氢气。然而，如果能够提供非输出蒸汽的贡献的话，实施例4的结构看起来更有吸引力，因为相比于实施例l的16%,损失仅仅是2.3%。实施例4的总比能大于实施例1的净比能2.3%,而实施例1的总比能大于实施例1的净比能16%。实施例5根据实施例5的结构示于图6中。图6是举例说明本发明的制氩设备的工艺流程图。重整器进料气体混合物物流610被引入催化蒸汽重整器600的多个含催化剂的重整器管625,其中烃和蒸汽在重整反应中反应以便形成合成气。合成气从多个含催化剂的重整器管625取出，作为重整气体混合物612,其包括H2、C02、CO、CH4和H20。重整气体混合物612通过换热器680、311和315，然后通到水煤气变换反应器602以便形成变换反应器流出物614。变换反应器602包含中温变换催化剂。变换反应器流出物614通过换热器314、318、312、316和321,然后至水分离器323。来自水分离器323的水171循环回到工艺中。用于制造蒸汽的补给水由补给水170提供。乏水物流16,其包含C02、H2和CO被通到C02提取器320,其中99%的CO^人该物流中除去，由此形成C02副产物物流691和乏C02的物流693。乏C02的物流693被通到变压吸附器系统330。变压吸附器系统330分离变换的重整气体混合物中的氢气和其它组分以便形成产物氲气物流699和PSA残余气体698。PSA残余气体698纟皮分成一部分630的残余气体和一部分697的残余气体。部分630被用于形成一部分的重整器的燃料，部分697被用于形成一部分的重整器的进料。重整器原料l，在这个实施例中，天然气，与氩气循环液流2混合以便形成含氢气的进料物流3。经由间接热交换加热含氬气的进料物流3以便形成加热的含氢气的进料物流5。含氪气的进料物流3，在热交换器312中与来自变换反应器602的变换反应器流出物物流614经由间接热交换加热，并且在热交换器311中与重整气体混合物612经由间接热交换进一步加热。变换反应器流出物物流614通过在变换反应器602中的反应由来自重整器600的重整气体混合物612形成。加热的含氢气的进料物流5被引入加氢脱硫单元300以便脱硫和形成乏硫的重整器原料306。重整器原料中的硫被脱除以便防止重整催化剂的中毒。部分697的残余气体在压缩机340中压缩，在热交换器325中加热，由此形成物流695。物流695与来自加氢脱石克单元300的乏硫的重整器原料306混合，由此形成混合物物流606。混合物物流606与蒸汽物流603混合，在重整器600的对流段620中加热并且通到预重整器605。来自预重整器605的流出物在对流段620中通过与燃烧产物气体的间接热交换来加热以便形成重整器进料气体混合物物流610。重整器进料气体混合物物流610由以下形成由进料蒸汽物流603形成的预重整的混合物，在压缩和加热后的部分697的残余气体物流，和在加热和脱硫后的重整器原料1。在这个实施例中，没有残余气体698被循环到变换反应器。通过使燃料和空气中的氧气在重整器600的燃烧段650中燃烧来提供用于重整反应的热量。燃料由部分630的残余气体物流提供，后者在热交换器324中被加热并然后被引入燃烧段650。燃烧用的燃料同样由附加的燃料634提供，后者被引入燃烧段650。在这个实施例中，附加的燃料是天然气。预热空气633被引入燃烧段650。预热空气633由在对流段620中通过间接热交换加热压缩空气物流(steam)101来形成。燃烧产物气体混合物660从燃烧段650取出并且用于通过间接热交换在对流段620中加热各种物流。在图6的工艺流程图中，在水和由重整气体混合物612形成的物流之间以及在水和由燃烧产物气体混合物660形成的物流之间通过间接热交换来产生蒸汽。水676,其已经被预热并且在除气器410中脱气，被进料到汽鼓640。汽鼓典型地位于高处。来自汽鼓640的水677被引导到热交换器680，其在水和重整气体混合物612之间提供间接热交换。来自汽鼓640的水同样被引导到对流段620,用于在水和燃烧产物气体混合物660之间进行间接热交换。蒸汽和水的二相混4、物/人热交纟奂器680和7于流4爻620流回到汽l支640。蒸汽655的々包和物流从汽鼓640中取出，同时液体水被再循环至换热器以便形成更多的蒸汽。蒸汽655的饱和物流在对流段620中进行过热。在这个实施例中，过热蒸汽用于补充进料蒸汽物流603，而没有形成输出蒸汽。在图6中的工艺流程图中所示的工艺是使用商业化工艺模拟软件建模的。蒸汽-碳比，S/C,其是输入参数，以及这种结构的结果总结在表l中。结果包括用于重整的蒸汽与所产生的总蒸汽的比值，S/ST,和净比能与总比能。如表1所示，根据模拟结果，在系统中所产生的全部蒸汽，在混合进料中，被循环回到重整器。在这种结构中没有蒸汽输出。相比于实施例1的净比能，归一化的净比能降低大约1.8%。即使当给出输出蒸汽的贡献时，比能消耗小于实施例1中的比能消耗。因为根据实施例5的工艺没有产生输出蒸汽，总比能和净比能是相同的。结果表明实施例5中的方法的总比能低于实施例1-3的总比能。这对于其中很少需要或者不需要输出蒸汽的情况来说是重要的。虽然本发明已经针对具体的实施方案或实施例进行了描述，但其不局限于此，而是可以在不背离如所附权利要求中限定的本发明范围的情况下变化或改变成任何多种其它形式。表1实施例1实施例2实施例3实施例4实施例<table>tableseeoriginaldocumentpage31</column></row><table>权利要求1.在生产设备中产生氢气和/或合成气的方法，其包括从重整器的多个含催化剂的重整器管取出包括H2、CO、CO2和H2O的重整气体混合物；从重整气体混合物中形成H2产物气体物流、CO2副产物物流、和残余气体物流，其中残余气体物流具有质量流速WT，并且包含小于10mol％CO2和小于65mol％H2；任选地将第一部分的残余气体物流引入变换反应器，其中第一部分的残余气体物流具有质量流速W1；从进料蒸汽物流、第二部分的残余气体物流、和含烃的重整器原料物流形成重整器进料气体混合物物流，其中进料蒸汽物流具有第一蒸汽质量流速R1，其中第二部分的残余气体物流具有质量流速W2；将重整器进料气体混合物物流引入多个含催化剂的重整器管，在有效形成重整气体混合物的反应条件下在重整反应中使烃与蒸汽反应；将含可燃气体的燃料物流引入重整器的燃烧段，燃料物流包括第三部分的残余气体物流和任选地附加的燃料物流，第三部分的残余气体物流具有质量流速W3；将含氧气的氧化剂物流引入重整器的燃烧段；在有效燃烧可燃气体的条件下在燃烧段中用氧气燃烧可燃气体以便形成燃烧产物气体混合物并且产生热量来为重整反应提供能量；从重整器的燃烧段取出燃烧产物气体混合物；和在含液体水的物流与由重整气体混合物形成的物流和由燃烧产物气体混合物形成的物流中的至少之一之间经由间接热交换由含液体水的物流产生含蒸汽的中间气体物流，含蒸汽的中间气体物流具有2MPa至12MPa的压力并且具有第二蒸汽质量流速R2，其中<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mn>0.9</mn><mo>≤</mo><mfrac><msub><mi>R</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>R</mi><mn>1</mn></msub></mfrac><mo>≤</mo><mn>1.2</mn><mo>.</mo></mrow>]]></math></maths>2.权利要求l的方法，其中0.9《^S1.1。尺i3.权利要求l的方法，其中^^<0.35。4.权利要求l的方法，其中^^<0.2。5.权利要求l的方法，其中0《^S0.1。6.权利要求l的方法，其中0.^+w2+w3"。7.权利要求1的方法，其中CO2副产物物流包含80至100mol%co2，按干基计。8.权利要求1的方法，其中燃料物流具有O至小于50mol%H2的氢气浓度。9.权利要求l的方法，进一步包括从由至少一部分的含蒸汽的中间气体物流形成的物流补充进料蒸汽物流。10.权利要求1的方法，进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由重整气体混合物形成的物流或另一由重整气体混合物形成的物流之间经由间接热交换过热至少一部分的中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；和从由至少一部分的过热的中间气体物流形成的物流补充进料蒸汽物流。11.权利要求10的方法，其中过热的中间气体物流-故过热40。C至175。C。12.权利要求l的方法，进一步包括在中间气体物流和至少一部分的由燃烧产物气体混合物形成的物流或另一由燃烧产物气体混合物形成的物流之间经由间接热交换过热至少一部分的中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；和从至少一部分的过热的中间气体物流补充进料蒸汽物流。13.权利要求12的方法，其中过热的中间气体物流^皮过热40°C至175。C。14.权利要求1的方法，其中含蒸汽的中间气体物流具有2MPa至5MPa的压力。15.权利要求l的方法，进一步包括将温度185。C至230。C的至少一部分的由重整气体混合物形成的物流引入含基于铜氧化物的催化剂的变换反应器。16.权利要求l的方法，进一步包括在中间气体物流与至少一部分的由重整气体混合物形成的物流或另一由重整气体混合物形成的物流之间经由间接热交换过热中间气体物流，由此形成过热的中间气体物流；使至少一部分的过热的中间气体物流通过汽轮机以便产生动力并且由此从过热的中间气体物流形成汽轮4几流出物；和从至少一部分的汽轮机流出物补充进料蒸汽物流。17.权利要求l的方法，其中形成C02副产物物流、H2产物气体物流、和残余气体物流的步骤包括将至少一部分的重整气体混合物通到C02提取器以便形成C02副产物物流和乏C02的重整气体混合物；和将至少一部分的乏C02的重整气体混合物通到变压吸附器以便形成H2产物气体物流和残余气体物流。18.权利要求l的方法，其中形成重整器进料气体混合物物流的步骤包括混合第二部分的残余气体物流和重整器原料物流以便形成加氢脱硫单元进料气体混合物物流；将加氢脱硫单元进料气体混合物物流通到加氢脱硫单元以便从加氩脱硫单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；和将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便从预重整器的流出物形成重整器进料气体混合物物流。19.权利要求l的方法，其中形成重整器进料气体混合物物流的步骤包括将重整器原料物流通到加氢脱碌u单元以便从加氢脱碌u单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合第二部分的残余气体物流、进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；和将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便从预重整器的流出物形成重整器进料气体混合物物流。20.权利要求l的方法，其中形成重整器进料气体混合物物流的步骤包括将重整器原料物流通到加氢脱碌u单元以^f更从加氢脱石充单元的流出物形成乏硫的重整器原料物流；混合进料蒸汽物流和乏硫的重整器原料物流以便形成预重整器进料气体混合物物流；将预重整器进料气体混合物物流通入预重整器以便形成预重整器流出物物流；和混合预重整器流出物物流和第二部分的残余气体物流以便形成重整器进料气体混合物物流。21.权利要求l的方法，其中通过第三部分的残余气体物流的燃烧提供90%至100%的用于重整反应的能量。全文摘要一种在生产设备中用于产生氢气和/或合成气的方法，其中产生了很少或者没有产生输出蒸汽。由工艺废热产生的大部分或全部的蒸汽被用于蒸汽-烃重整器中。重整气体被通到变压吸附系统用于H<sub>2</sub>提纯。在所述方法中，在将残余气体循环到重整器用作进料和燃料前，从变压吸附器残余气体中除去CO<sub>2</sub>。比较了使用该方法和现有技术类型方法的装置效率。文档编号C01B3/38GK101538014SQ20091012895公开日2009年9月23日申请日期2009年3月17日优先权日2008年3月17日发明者D·A·扎格诺利,E·S·根金,G·H·古维利奥格卢,K·A·斯科特申请人:气体产品与化学公司