[发明专利]重整烃的方法

说明书

本发明涉及生产富氢气体（尤其用于生产氨、甲醇、二甲醚(DME)、氢气和通过费-托合成(Fischer-Tropsch synthesis)来生产烃的合成气）的方法。更尤其，本发明涉及通过串联布置的辐射炉重整阶段、热交换重整阶段和自热重整阶段来生产合成气，其中热交换重整阶段中的反应所需要的热通过来自自热重整阶段的热流出合成气来提供，并且将冷却介质加入到热交换重整阶段中。

重整气体的产物流作为热交换重整中的热源的用途是本领域中已知的。因此，EP-A-0033128和EP-A-0334540研究了并联布置，其中将烃进料平行引入辐射炉和热交换重整器中。然后将来自辐射炉的部分重整的气体用作用于热交换重整器中的重整反应的热源。

其它并联布置将热交换重整与自热重整组合。EP-A-0983963、EP-A-1106570和EP-A-0504471研究了其中将烃进料平行引入热交换重整器和自热重整器中的方法。将来自自热重整器的热产物合成气用作用于热交换重整器中发生的重整反应的热交换介质。

在许多情况下，有必要通过方法中的辐射炉来整合蒸汽甲烷重整阶段。因此，用于生产合成气的其它方法将热交换重整、辐射炉和自热重整组合。美国专利No. 4,079,017公开了一种方法，其中将烃进料平行引入辐射炉和热交换重整器中。将来自两种重整器的产物流合并并引入自热重整器中，并将来自自热重整器的产物气体用作热交换重整器中的热源。

在EP-A-0440258中，我们公开了一种方法，其中首先使烃进料通过第一热交换重整器，以提供部分重整的物流（stream）。然后将该部分重整的物流平行引入辐射炉和第二热交换重整器中。将来自两种重整器的产物流合并并引入自热重整器中。将来自自热重整器的产物气体用作第二热交换重整器中的热源，同时将来自所述第二热交换重整器的产物气体用作第一热交换重整器中的热源。

串联布置也是本领域中已知的。我们的专利DK 148882公开了生产合成气的方法，其中使烃进料通过热交换重整器和自热重整器，并且其中将来自后者的产物气体用作热交换重整器中的热源。美国专利No. 4,824,658和美国专利No.6,296,679（两篇参考文献中的图2）公开了一种方法，其中将全部烃进料首先引入热交换重整器中，然后传送至辐射炉中并最终传送至自热重整器中。将来自自热重整器的产物气体用作热交换重整器中的热源。

US 4,376,717和我们的US 2009/0184293公开了一种方法，其中首先使烃进料通过辐射炉（管式重整器）；然后使部分重整的气体经受热交换重整并最终经受自热重整。将来自后者的产物气体用作热交换重整中的热源。在我们的US 2009/0184293中，我们特别发现，通过提供其中使全部烃进料通过串联布置的辐射炉、热交换重整器和自热重整器的方法，显著降低了金属尘化(metal dusting)的风险。在诸如热交换重整器与辐射炉或自热重整器并联或串联之类的其它常规方法中，当来自自热重整器的流出物气体在其通过热交换重整器期间冷却时，热交换重整器的金属部件经历低温。因此，热交换重整器的金属部件落在金属尘化温度的限制范围内。

JP 59217605公开了一种装置，其除了主体外壳中的重整部件之外还具有用于CO的转移反应部件，所述装置能够在紧凑型装置中从烃产生氢气。重整反应接收来自燃烧催化剂床的热量。

我们现已发现，通过提供其中使全部烃进料通过串联布置的辐射炉、热交换重整器和自热重整器，并且将冷却介质与进料至热交换重整器的实际工艺气体分开加入到该重整器中的方法，不仅显著降低了金属尘化的风险，而且可实现相当廉价的热交换重整器。尽管存在着热交换重整是吸热过程并因此需要能量输入的事实，但向热交换重整器中加入冷却介质（优选蒸汽）会在该重整器的金属部件中产生冷端，这使得有可能为反应器中的管构造相对冷的管支撑体（tub support）。同时，蒸汽流足够低，以使得与来自自热重整器（或二级（secondary）重整器）的冷却气体接触的反应器部件仍处于使金属尘化的可能性降低或消除的足够的温度水平。因此，保持重整管的温度高于或接近金属尘化限值的优点在产生冷端的同时得以维持，所述端使得管得以支撑。这使得能够使用非专门开发用于抵抗金属尘化的材料，同时使得重整性能不受损害。

因此，如权利要求1中所定义，我们提供从烃原料生产合成气的方法，其包括下列步骤：