[发明专利]二氧化碳排放减少的蒸汽-烃重整

说明书

背景技术

对减少来自工业过程的二氧化碳排放存在逐渐增加的压力。大的氢气生产工厂每年可产生高达900,000公吨的二氧化碳，因此可以认为其是明显的二氧化碳来源。

在欧洲、加拿大和加利福尼亚，逐步采用二氧化碳减少法规。这意味着温室效应气体(GHG)立法仍然是2012-2015时间框架计划中的重要考虑事项。对该问题的当前理解是新工厂将必须为二氧化碳捕集作出计划，但是在投入生产日期可以不要求按照和运行这样的系统。因此，工业上希望可在需要时实施的灵活二氧化碳捕集即用设计。

工业上希望通过蒸汽-烃重整生产氢气并同时捕集二氧化碳从而降低或消除二氧化碳排放。

工业上希望基于法规和经济性来调节二氧化碳捕集的量。

工业上希望一种与传统方法相比二氧化碳排放降低的能量有效的大规模氢气生产方法。

发明内容

本发明涉及用于生产含氢产物气体的方法。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、戊烷及己烷的烃的工艺料流引入到重整炉内的多个含催化剂的重整管中，并且在700℃-1000℃的第一温度和2-50个大气压(atmosphere)的第一压力下使工艺料流在所述多个含催化剂的重整管内反应以形成包含氢气、一氧化碳、甲烷和蒸汽的重整料流，将该重整料流从所述多个含催化剂的重整管中取出；

(b)在190℃-500℃的第二温度和2-50个大气压的第二压力下使该重整料流在变换催化剂存在下反应以形成包含二氧化碳、氢气、一氧化碳和甲烷的第二工艺料流；

(c)将该第二工艺料流用洗涤料流洗涤以形成贫含二氧化碳的料流和载有二氧化碳的洗涤料流；

(d)分离贫含二氧化碳的料流以形成含氢产物气体以及包含甲烷和一氧化碳的副产物气体；

(e)将该副产物气体的一部分引入到处于所述多个含催化剂的重整管上游位置的工艺料流中和/或引入到处于第二重整反应器的重整催化剂上游位置的重整料流中；和

(f)使包含部分含氢产物气体、任选的部分副产物气体和任选的增补燃料的燃料气体在所述多个含催化剂的重整管外部的重整炉中燃烧以给在所述多个含催化剂的重整管内部使工艺料流反应供给能量，并将烟道气从重整炉中取出。

可以将步骤(d)中所形成的副产物气体的50体积％-98体积％引入到步骤(e)的工艺料流中。

该方法可以包括在425℃-600℃的第三温度和2-50个大气压的第三压力下在第二重整催化剂存在下使工艺料流在非燃烧的反应器中反应以在将工艺料流引入到所述多个含催化剂的重整管之前在工艺料流中形成二氧化碳和氢气。可以将副产物气体的一部分引入到非燃烧的反应器的工艺料流上游中。非燃烧的反应器中反应的工艺料流可包含部分副产物气体。

该方法可以包括：

在将重整料流从所述多个含催化剂的重整管中取出后将富氧气体引入到重整料流中以使重整料流部分氧化；和

在使重整料流在变换催化剂存在下反应之前，在重整催化剂存在下于第二重整反应器中使部分氧化的重整料流在足以于重整料流中形成包含一氧化碳和氢气的反应产物的反应条件下反应。

可以将副产物气体的一部分引入到处于第二重整反应器上游位置的重整料流中。该重整料流可包含至少部分副产物气体。

该方法可以包括：

在将重整料流从所述多个含催化剂的重整管中取出后，将包含至少一种烃和任选蒸汽的原料气引入到重整料流中，所述至少一种烃选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和己烷；

在将重整料流从所述多个含催化剂的重整管中取出后将富氧气体引入到重整料流中以使重整料流部分氧化；和

在使重整料流在变换催化剂存在下反应之前，在重整催化剂存在下于第二 重整反应器中使部分氧化的重整料流在足以于重整料流中形成包含一氧化碳和氢气的反应产物的反应条件下反应。

该方法还可以包括在190℃-300℃的第四温度和2-50个大气压的第四压力下使第二工艺料流在第二变换催化剂存在下反应以在洗涤第二工艺料流的步骤之前在第二工艺料流中形成二氧化碳和氢气。第二变换催化剂可以包含铜。

燃料气体可以包含30体积％-98体积％的含氢产物气体和2体积％-70体积％的副产物气体。

附图说明

图1是用于减少二氧化碳排放地生产含氢产物气体方法的工艺流程图。

图2是用于减少二氧化碳排放地生产含氢产物气体方法的另一个工艺流程图。

图3是用于减少二氧化碳排放地生产含氢产物气体方法的又一个工艺流程图。