[发明专利]预重整器旁路

说明书

本发明涉及一种改善的用于包含烃的流体的重整的设备和方法。

背景

天然气或其他含有烃的流体形式的原料被用作生产多种终产物如氨气、氢气和甲醇以及更复杂产品的起始点。

通常，原料如天然气可以通过催化工艺在蒸汽(“工艺蒸汽”)和/或二氧化碳的存在下在一个或多个重整器中被重整为含有如一氧化碳、氢气、水、甲烷和/或二氧化碳的物质的流体，其也称为合成气体或合成气。取决于其组成，合成气可用于多种终产物的进一步生产中。

在合成设备中，防止在重整器中形成碳通常是必要的。当下游一个或多个重整器在严苛条件下进行操作时，绝热预重整可以是避免碳形成的一种方式。此外，预重整器能够有助于提高从烟道气和/或来自重整器的重整工艺气体的显热来回收热。然而，在某些情况下，将烟道气和/或重整工艺气体中的显热用于其他目的(例如用于和氨设备相关的尿素设备中蒸汽涡轮驱动机中使用的蒸汽产生)是有益的。

方面

在本发明的第一方面，提供了一种系统，其促进了更加成本有效的系统。

在本发明的第二方面，提供了一种设备，其使得重整器在更加严苛的条件(主要是热通量方面)下进行操作，降低了总成本。

在本发明的第三方面，提供了一种系统，其使得利用通常不在使用天然气作为原料的氨设备中使用的预重整器是可行的。

在本发明的第四方面，提供了一种系统，其克服了与热整合需求相关的问题。

概述

通过包括以下的设备提供这些和其他优点：

-预重整器，包括入口和出口，

-重整器，包括入口和出口，

-用于将第一量的蒸汽添加至工艺流的第一蒸汽混合点和用于将第二量的蒸汽添加至工艺流的第二蒸汽混合点，

-管道，其供应工艺流至预重整器并在预重整器的出口和重整器的入口之间提供流体连通，和

其中，第一蒸汽混合点位于预重整器的上游并且第二蒸汽混合点位于预重整器和重整器之间，因为，这使得在其通过预重整器之后，部分蒸汽被添加至工艺进料。

当这种方式下部分蒸汽绕过预重整器时，相对于重整工艺中随后所需的所有蒸汽在工艺流进入预重整器之前被添加的情况，其改变了对于预重整器和其工作部件如催化剂的要求。这种方式下，可能提供一种设备，其具有优于传统设备设置的几个优点。一个直接的优点在于成本(无论是从经济上还是从能量的角度)降低，因为在预重整器中需要更少的催化剂，并且没有降低性能，例如在转化高级烃方面其使得重整器能够在更严苛的条件下操作。

如上所述，在本申请的上下文中，“成本”可能不仅涉及直接的经济成本，而且还涉及能量消耗和其他因素的消耗，如材料使用等。

工艺流可包含多种不同的包括多种烃的流体。在许多实施方案中，工艺流是天然气，但甚至可以是重石脑油。

包括预重整器和重整器的设备可以还包括脱硫装置、其他类型的重整器、水煤气变换装置、CO₂去除装置、甲烷化、合成气净化(如变压吸附装置)、氨合成回路和/或甲醇合成回路。该设备可以是例如用于生产合成气，例如用于氨生产的设备(其可以进一步包括尿素生产装置或与之关联)，或甲醇设备，其可以进一步包括甲醇蒸馏工段。

在几个并且通常优选的实施方案中，该设备包括单个预重整器。

该设备可包括预热去往预重整器的工艺流的第一换热器。在这种情况下，管道可引导工艺流至第一换热器，并从那里至预重整器。

此外或可替代地，该设备可以包括预热去往重整器的工艺流的第二换热器，在这种情况下，管道可引导来自预重整器的流出物至第二换热器，并从那里至重整器。

根据设备的整体设置和预期的工艺，蒸汽的量可以变化。在一些实施方案中，设备被布置为使约30％的工艺蒸汽在第一蒸汽混合点添加和/或其余部分的工艺蒸汽在第二蒸汽混合点添加。