[发明专利]通过烃类原料气的催化蒸汽重整产生合成气的方法和设施

说明书

一种用于通过烃类原料气的催化蒸汽重整产生合成气的方法和设施，合成气主要由氢和一氧化碳组成，其中通过产生烟道气来生成发生化学重整反应所需的燃烧器的热，其中通过利用合成气和烟道气中所含的热，从锅炉给水生成纯蒸汽并且从过程冷凝物生成过程蒸汽，其中合成气和烟道气用于生成纯蒸汽，并且纯蒸汽的一部分作为热传递介质用于生成过程蒸汽，纯蒸汽的剩余部分作为输出蒸汽从过程排出。

技术领域

本发明涉及一种用于通过烃类原料气的催化蒸汽重整产生主要由氢和一氧化碳组成的合成气的方法，其中通过产生烟道气来生成发生化学重整反应所需的燃烧器的热，其中通过利用合成气和烟道气中所含的热，从锅炉给水生产纯蒸汽并且从过程冷凝物生成过程蒸汽。

本发明还涉及实施该方法的设施。

背景技术

这类方法和设施是已知的。用于烃类原料气的催化蒸汽重整的基础过程例如描述在Ullmann的《工业化学百科全书》(Encyclopedia of Industrial Chemistry)，第六版，第15卷，气体产生，第2章中。原料气，即烃类气体诸如天然气和蒸汽，在升高的压力如20-35bar和高温如800-950℃下穿过填充有催化剂的外部加热反应管。原料气被转化为富含氢和一氧化碳的合成气。这类管式反应器常常被称作SMR，这类方法被称作SMR方法，SMR是蒸汽-甲烷-重整器(Steam-Methane-Reformer)的缩写。变压吸附过程常常被采用用于从合成气分离氢馏分，这被描述在Ullmann所著的同一卷的第5.5.3章。

为了方法的经济性，非常重要的是将消耗用于加热原料气和用于总体上实施吸热重整反应的热能尽最大可能地用于生成蒸汽。与烃类原料气一起使用的蒸汽称为过程蒸汽。过程蒸汽通过在合成气冷却时从合成气形成和沉积的冷凝物再蒸发而获得。然而，合成气和烟道气的热含量超出生成过程蒸汽所需的热量。为很好地利用该超出的热，将该超出的热用于产生所谓的输出蒸汽(export steam)，输出蒸汽主要用于SMR过程外部。为了不从SMR过程导出带有杂质的输出蒸汽，新鲜的锅炉给水用于生成输出蒸汽。输出蒸汽的一部分用于补偿生成过程蒸汽期间的淘析损失。

合成气和烟道气中所含的热用于生成蒸汽在许多情形中通过在这些气体与过程冷凝物和锅炉进水之间实施间接换热来实现。德国专利DE102010044939B3描述了以这种方式实施的过程。

本发明的目的在于提供一种方法和设施，其中，来自合成气和烟道气用于生成蒸汽的热传递以替代的方式解决。

发明内容

该目标通过根据本发明的用于通过烃类原料气的催化蒸汽重整来产生主要由氢和一氧化碳组成的合成气的方法和根据本发明的用于实施该方法的设施来实现。

根据本发明的方法：

一种用于通过烃类原料气的催化蒸汽重整产生主要由氢和一氧化碳组成的合成气的方法，其中通过产生烟道气来生成发生化学重整反应所需的燃烧器的热，并且，其中通过利用合成气和烟道气中所含的热，从锅炉给水生成纯蒸汽并且从过程冷凝物生成过程蒸汽，其特征在于，合成气和烟道气用于生成纯蒸汽，并且纯蒸汽的一部分作为热传递介质用于生成过程蒸汽，纯蒸汽作的剩余部分作为输出蒸汽从过程排出。

该方法的一个较佳方面特征在于，彼此独立地调节纯蒸汽的作为热传递介质用于生成过程蒸汽的部分和纯蒸汽的作为输出蒸汽从过程排出的部分各自的压力。输出蒸汽的压力常常由过程外部的消耗部要求，输出蒸汽的压力达到52bar。然而，这个压力对于作为热传递介质的蒸汽的过程内部使用并不是最佳的。该方面提供将用于内部应用的压力降低至例如39bar。通过压力的这种减小，蒸汽的冷凝焓增加5.8％，这导致生成过程蒸汽所需的纯蒸汽的量减少。此外，用于生成过程蒸汽的部件可以针对这种较低压力设计，由此降低成本。

根据本发明的设施：

一种用于实施本发明的过程的设施，包括：