Hter的进料速率控制的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于设计热交换重整器（HER）的构造以最小化金属尘化的方法，和用于在热交换重整器（HER）中实现改善的热控制的方法。通过分析与主重整单元（MRU）和热交换重整器（HER）相关的各种参数，实现了改善的热控制和减少的金属尘化。
【专利说明】HTER的进料速率控制
[0001 ] 关于通过蒸汽重整生产合成气，要求高温以获得烃向合成气的可行的转化。
[0002]在传统的合成气设备中，已经将合成气中的显热用于产生蒸汽。对其进行夹点分析将通常得出以下结论:当在热端中的温度差异通常在650-750°C范围内时，来自重整器的气体中的显热可被更好地利用。然而，由于称为金属尘化的腐蚀现象，以设备的可靠性不受损害的方式设计热交换装置是具有挑战性的。甚至在用于传统合成气设备中的废热锅炉中(其中热金属表面亲合金属尘化的可能性由于在蒸汽/水侧上相对低的温度和高传热系数而显著降低)，已经观察到由于金属尘化导致的失效。
[0003]因此当设计利用来自蒸汽重整段的显热的装置时，最重要的是金属尘化现象的大量知识和经验是可获得的。
[0004]通常，夹点分析和/或CAPEX/0PEX (资本支出/运行支出)评价显示温度方法(temperature approach)应当在10_150°C之间以具有投资和运行成分之间的最佳平衡。更高的值通常与更“独特的(exotic) ”材料相关，即在具有高温和/或高腐蚀电位的环境中。
[0005]对于合成气生成，主要重整段的出口温度在850-1050°C的范围内，这意味着该显热可以用于将工艺料流加热至600-900°C。除了在重整方法本身，这种料流在合成气方法中不存在。因此，已经考虑了不同的概念来利用来自主重整器的合成气中的显热进行进一步的蒸汽重整，例如，Aasberg-Petersen K., Dybkjsr 1., Ovesen C.V., Schjodt N.C.,Sehested J., Thomsen S.G.，’Natural gas to syngas - Catalysts and catalyticprocesses，，， Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2011。
[0006]【专利附图】
【附图说明】
图1显示了在NH3设备前端中的HTER ；
图2显示了用于合成染料的基于ATR前端中的HTER ；
图3显示了 H2设备中的HTER ；
图4显示了卡口管HTER ;
图5显示了双管HTER ;
气体加热的蒸汽重整器可以与主重整器串联(称为HTER-s，即，串联的热交换重整器)或并联(HTER-p)主重整器构造。主重整器可以是管式重整器、二段转化炉或自热重整器。HTER-s具有可以获得更高的平均出口温度的优点，其对于进料的整体转化和特别是对于合成燃料的合成气的更高C0/H2比是有利的，而对于HTER-p概念来说前端的总压降更低。以下将仅讨论HTER-p，并且在图1-3中显示了 HTER-p在不同设备类型中的实施方式。
[0007]在表1中显示了主重整器的典型的操作参数。
【权利要求】
1.一种用于设计热交换重整器(HER)的构造以最小化金属尘化的方法，所述HER是合成气生产单元的一部分，所述合成气生产单元包括主重整单元(MRU)和热交换重整器(HER)，其中设置来自MRU的流出物以向HER提供热，和其中设置烃原料以并行地通过MRU和HER 二者，由此提供: a.具有MRU蒸汽与碳之比(MRUS/C)，流出物出口温度(Tmku)和MRU烃流动速率(Fmku)的MRU烃进料和 b.具有HER蒸汽与碳之 比(HERS/。)和HER烃流动速率(Fhek)的HER烃进料， 所述方法包括: -确定HER内的温度曲线如何随距HER的入口的距离作为FheJFmeu之比、MRU出口温度(T_)、MRU蒸汽与碳之比(MRUS/。)、HER蒸汽与碳之比(HERS/。)和总的烃流动速率(Fmeu +Fhee)的函数而变化； -由所述温度曲线，确定金属尘化不显著的距HER的入口的距离(A)； -在大于所述距HER的入口的距离(A)的距离，由对于金属尘化具有更高抗性的第一金属构建HER ;和 -在小于所述距HER的入口的距离(A)的距离，由对于金属尘化具有比所述第一金属更低抗性的第二金属构建HER。
2.一种用于在合成气生产单元的热交换重整器(HER)中实现改善的热控制的方法，所述合成气生产单元包括主重整单元(MRU)和热交换重整器(HER)，其中设置来自MRU的流出物以向HER提供热量，和其中设置烃原料以并行地通过MRU和HER 二者，由此提供: a.具有MRU蒸汽与碳之比(MRUS/C)，流出物出口温度(Tmku)和MRU烃流动速率(Fmku)的MRU烃进料和 b.具有HER烃流动速率(Fhek)的HER烃进料， 所述方法包括:通过基于MRUs^TmePHERs/。和总的烃流动速率(F_+FHEK)调节进入MRU和HER的烃流来调节FHEK/F_之比，以在热交换重整器(HER)中维持稳定的温度曲线。
3.根据权利要求2的方法，其中所述方法包括增大或缩小FHEK/F_之比，优选缩小Fhek/Fmeu的比。
4.根据权利要求2的方法，其中所述方法包括增大或缩小MRU蒸汽与碳之比(MRUS/。)，提高或降低MRU流出物出口温度(T_)，增大或缩小HER蒸汽与碳之比(HERsxc)和/或提高或降低总的烃流动速率(F_+Fhek )。
5.根据权利要求4的方法，其中所述方法包括增大TR蒸汽与碳之比(TRS/C)。
6.根据前述权利要求的任一项的方法，其中HER是卡口型HER或双管型HER。
7.根据前述权利要求的任一项的方法，其中所述方法包括缩小Fhek/F_比。
8.根据前述权利要求的任一项的方法，其中MRU向氢气设备、氨设备、甲醇设备和/或合成燃料设备提供合成气。
9.根据前述权利要求的任一项的方法，其中MSR选自管式重整器、吹空气的二段转化炉、吹氧气的二段转化炉和自热重整器。
10.根据前述权利要求的任一项的方法，其中设置来自MRU的流出物与在HER中的HER烃进料并流流动或逆流流动。
11.根据前述权利要求的任一项的方法，其中烃原料包含天然气、LPG、石脑油、重整汽油(RFG)、或者LPG与石脑油的混合物。
12.根据前述权利要求的任一项的方法，其中所述合成气生产单元进一步包括设置在MRU和/或HER上游的预重整器。
13.根据权利要 求2-11的任一项的方法用于减少HER中的金属尘化的用途。
【文档编号】C01B3/34GK103922282SQ201410015931
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2013年1月14日
【发明者】M.F.詹森, C.F.汉森 申请人:赫多特普索化工设备公司