用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施制造技術(shù)

一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施，所述合成氣包括氫和一氧化碳，所述用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施的特征在于包括：?至少一個(gè)管式爐，用于實(shí)施所述催化蒸汽重整以產(chǎn)生所述合成氣，?脫氣鍋爐，用于鍋爐給水的熱脫氣，?第一蒸汽鍋爐，用于從熱脫氣后的鍋爐給水生成純蒸汽，?至少一個(gè)第一換熱器，所述至少一個(gè)第一換熱器每個(gè)都用于通過所述合成氣并且通過煙道氣加熱和蒸發(fā)進(jìn)入所述第一蒸汽鍋爐中的鍋爐給水，?至少一個(gè)裝置，用于從所述合成氣機(jī)械分離出冷凝物，?第二蒸汽鍋爐，用于從所述冷凝物生成過程蒸汽，所述第二蒸汽鍋爐裝配有適于將所述純蒸汽用作熱傳遞介質(zhì)的第二換熱器。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施
本技術(shù)涉及一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生主要由氫和一氧化碳組成的合成氣的過程，其中通過產(chǎn)生煙道氣來生成發(fā)生化學(xué)重整反應(yīng)所需的燃燒器的熱，其中通過利用合成氣和煙道氣中所含的熱，從鍋爐給水生產(chǎn)純蒸汽并且從過程冷凝物生成過程蒸汽。本技術(shù)還涉及實(shí)施該過程的設(shè)施。
技術(shù)介紹
這類過程和設(shè)施是已知的。用于烴類原料氣的催化蒸汽重整的基礎(chǔ)過程例如描述在Ullmann的《工業(yè)化學(xué)百科全書》(EncyclopediaofIndustrialChemistry)，第六版，第15卷，氣體產(chǎn)生，第2章中。原料氣，即烴類氣體諸如天然氣和蒸汽，在升高的壓力如20-35bar和高溫如800-950℃下穿過填充有催化劑的外部加熱反應(yīng)管。原料氣被轉(zhuǎn)化為富含氫和一氧化碳的合成氣。這類管式反應(yīng)器常常被稱作SMR，這類過程被稱作SMR過程，SMR是蒸汽-甲烷-重整器(Steam-Methane-Reformer)的縮寫。變壓吸附過程常常被采用用于從合成氣分離氫餾分，這被描述在Ullmann所著的同一卷的第5.5.3章。為了過程的經(jīng)濟(jì)性，非常重要的是將消耗用于加熱原料氣和用于總體上實(shí)施吸熱重整反應(yīng)的熱能盡最大可能地用于生成蒸汽。與烴類原料氣一起使用的蒸汽稱為過程蒸汽。過程蒸汽通過在合成氣冷卻時(shí)從合成氣形成和沉積的冷凝物再蒸發(fā)而獲得。然而，合成氣和煙道氣的熱含量超出生成過程蒸汽所需的熱量。為很好地利用該超出的熱，將該超出的熱用于產(chǎn)生所謂的輸出蒸汽(exportsteam)，輸出蒸汽主要用于SMR過程外部。為了不從SMR過程導(dǎo)出帶有雜質(zhì)的輸出蒸汽，新鮮的鍋爐給水用于生成輸出蒸汽。輸出蒸汽的一部分用于補(bǔ)償生成過程蒸汽期間的淘析損失。合成氣和煙道氣中所含的熱用于生成蒸汽在許多情形中通過在這些氣體與過程冷凝物和鍋爐進(jìn)水之間實(shí)施間接換熱來實(shí)現(xiàn)。德國專利DE102010044939B3描述了以這種方式實(shí)施的過程。本技術(shù)的目的在于提供一種過程和設(shè)施，其中，來自合成氣和煙道氣用于生成蒸汽的熱傳遞以替代的方式解決。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
該目標(biāo)通過根據(jù)本技術(shù)的過程和根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本技術(shù)的過程：一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生主要由氫和一氧化碳組成的合成氣的過程，其中通過產(chǎn)生煙道氣來生成發(fā)生化學(xué)重整反應(yīng)所需的燃燒器的熱，并且，其中通過利用合成氣和煙道氣中所含的熱，從鍋爐給水生成純蒸汽并且從過程冷凝物生成過程蒸汽，其特征在于，合成氣和煙道氣用于生成純蒸汽，并且純蒸汽的一部分作為熱傳遞介質(zhì)用于生成過程蒸汽，純蒸汽作的剩余部分作為輸出蒸汽從過程排出。該過程的一個(gè)較佳方面特征在于，彼此獨(dú)立地調(diào)節(jié)純蒸汽的作為熱傳遞介質(zhì)用于生成過程蒸汽的部分和純蒸汽的作為輸出蒸汽從過程排出的部分各自的壓力。輸出蒸汽的壓力常常由過程外部的消耗部要求，輸出蒸汽的壓力達(dá)到52bar。然而，這個(gè)壓力對(duì)于作為熱傳遞介質(zhì)的蒸汽的過程內(nèi)部使用并不是最佳的。該方面提供將用于內(nèi)部應(yīng)用的壓力降低至例如39bar。通過壓力的這種減小，蒸汽的冷凝焓增加5.8％，這導(dǎo)致生成過程蒸汽所需的純蒸汽的量減少。此外，用于生成過程蒸汽的部件可以針對(duì)這種較低壓力設(shè)計(jì)，由此降低成本。根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施：一種用于實(shí)施本技術(shù)的過程的設(shè)施，包括：-至少一個(gè)管式爐，該至少一個(gè)管式爐用于實(shí)施催化蒸汽重整；-鍋爐，該鍋爐用于鍋爐給水的熱脫氣；-蒸汽鍋爐，該蒸汽鍋爐用于從鍋爐給水生成純蒸汽；-至少一個(gè)換熱器，該至少一個(gè)換熱器每個(gè)都用于通過合成氣和煙道氣加熱和蒸發(fā)鍋爐給水；-至少一個(gè)裝置，該至少一個(gè)裝置用于將冷凝物與合成氣機(jī)械分離；-蒸汽鍋爐，該蒸汽鍋爐用于生成過程蒸汽，該蒸汽鍋爐裝配有適于將純蒸汽用作熱傳遞介質(zhì)的換熱器。具體地，提供一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施，所述合成氣主要由氫和一氧化碳組成，其特征在于，所述用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施包括：-至少一個(gè)管式爐，用于實(shí)施所述催化蒸汽重整以產(chǎn)生所述合成氣，-脫氣鍋爐，用于鍋爐給水的熱脫氣，-第一蒸汽鍋爐，用于從熱脫氣后的鍋爐給水生成純蒸汽，-至少一個(gè)第一換熱器，所述至少一個(gè)第一換熱器每個(gè)都用于通過所述合成氣并且通過煙道氣加熱和蒸發(fā)進(jìn)入所述第一蒸汽鍋爐中的鍋爐給水，-至少一個(gè)裝置，用于從所述合成氣機(jī)械分離出冷凝物，-第二蒸汽鍋爐，用于從所述冷凝物生成過程蒸汽，所述第二蒸汽鍋爐裝配有適于將所述純蒸汽用作熱傳遞介質(zhì)的第二換熱器。根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施的一個(gè)優(yōu)選方面特征在于，存在單獨(dú)的控制設(shè)備，用于調(diào)節(jié)和調(diào)整作為熱傳遞介質(zhì)用于生成所述過程蒸汽的所述純蒸汽的部分的壓力和作為輸出蒸汽從所述設(shè)施排出的部分的壓力。通過這種裝配，蒸汽壓力可以單獨(dú)調(diào)節(jié)以滿足輸出蒸汽消耗部的要求和內(nèi)部過程蒸汽生成的要求。根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施的另一個(gè)優(yōu)選方面特征在于，所述第二換熱器是內(nèi)板換熱器。相對(duì)于換熱器的外部尺寸，板式換熱器提供如此多的換熱表面，因此可以將換熱器整合到第二蒸汽鍋爐中并由此省略外部換熱器。由于這種構(gòu)造，過程蒸汽生成的設(shè)施段所需的空間減少。根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施的另一個(gè)較佳方面特征在于，與所述冷凝物和過程蒸汽相接觸的設(shè)施段由不銹鋼制成。由于這種構(gòu)造，使得能夠?qū)㈦s質(zhì)諸如CO和CO2留在過程冷凝物中，即過程冷凝物的脫氣不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)擔(dān)并且這些組分經(jīng)由過程蒸汽再次供應(yīng)到重整過程。由于使用不銹鋼，添加用于鍵合氧和用于pH調(diào)節(jié)的化學(xué)物質(zhì)可以省略。附圖說明本技術(shù)其它特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用可以從以下示例性實(shí)施例的描述、標(biāo)記示例以及附圖得到。所描述和/或說明的所有特征自身或以任何組合的方式形成本技術(shù)的主題，而不受它們在權(quán)利要求中所包含的內(nèi)容或它們的反向引用的限制。根據(jù)本技術(shù)的過程將在下面參照附圖的圖1加以說明，其中：圖1示出根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施的示例性實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式圖1：該流程圖示出根據(jù)本技術(shù)的設(shè)施1的示例性實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)例中，設(shè)施1用于從烴類原料氣諸如天然氣和蒸汽產(chǎn)生氫。僅示出對(duì)于理解技術(shù)必不可少的設(shè)施或過程的部分。在設(shè)計(jì)為管式爐的SMR重整器2中，由天然氣3和過程蒸汽4組成的原料氣被轉(zhuǎn)化成主要由一氧化碳和氫組成的合成氣5。通過燃燒器6加熱SMR重整器2，圖中僅示出一個(gè)燃燒器6，燃燒器6以空氣7和燃料氣8操作，在燃燒器6中產(chǎn)生煙道氣9。為利用合成氣5和煙道氣9中所含的熱，它們都被用作熱傳遞介質(zhì)用于通過換熱器10a和10b加熱蒸汽鍋爐10，并且此外，合成氣5還用于通過換熱器20加熱天然氣3，以及通過換熱器11a加熱脫氣鍋爐11。在脫氣鍋爐11中，鍋爐給水12被熱脫氣，排除氣21從設(shè)施排出。經(jīng)由導(dǎo)管13，經(jīng)脫氣和加熱的鍋爐給水進(jìn)入蒸汽鍋爐10中，在蒸汽鍋爐10中，該鍋爐給水被蒸發(fā)成純蒸汽14。純蒸汽14的一部分作為輸出蒸汽14a從過程或設(shè)施排出，另一部分14b作為加熱蒸汽用于加熱蒸汽鍋爐17，蒸汽鍋爐17裝配有內(nèi)板換熱器17a。換熱器17a中獲得的冷凝物經(jīng)由導(dǎo)管22再循環(huán)到脫氣鍋爐11中。蒸汽14a和14b的壓力每個(gè)可以通過閥門23a和23b調(diào)節(jié)。在換熱器10b中與鍋爐給水換熱之后，煙道氣9從過程中排出用于其它處理。在冷凝水分離器15中，合成氣中形本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施，所述合成氣包括氫和一氧化碳，所述用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施的特征在于包括：?至少一個(gè)管式爐，用于實(shí)施所述催化蒸汽重整以產(chǎn)生所述合成氣，?脫氣鍋爐，用于鍋爐給水的熱脫氣，?第一蒸汽鍋爐，用于從熱脫氣后的鍋爐給水生成純蒸汽，?至少一個(gè)第一換熱器，所述至少一個(gè)第一換熱器每個(gè)都用于通過所述合成氣并且通過煙道氣加熱和蒸發(fā)進(jìn)入所述第一蒸汽鍋爐中的鍋爐給水，?至少一個(gè)裝置，用于從所述合成氣機(jī)械分離出冷凝物，?第二蒸汽鍋爐，用于從所述冷凝物生成過程蒸汽，所述第二蒸汽鍋爐裝配有適于將所述純蒸汽用作熱傳遞介質(zhì)的第二換熱器。

【技術(shù)特征摘要】
2016.04.22 EP 16400012.71.一種用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施，所述合成氣包括氫和一氧化碳，所述用于通過烴類原料氣的催化蒸汽重整產(chǎn)生合成氣的設(shè)施的特征在于包括：-至少一個(gè)管式爐，用于實(shí)施所述催化蒸汽重整以產(chǎn)生所述合成氣，-脫氣鍋爐，用于鍋爐給水的熱脫氣，-第一蒸汽鍋爐，用于從熱脫氣后的鍋爐給水生成純蒸汽，-至少一個(gè)第一換熱器，所述至少一個(gè)第一換熱器每個(gè)都用于通過所述合成氣并且通過煙道氣加熱和蒸發(fā)進(jìn)入所述第一蒸汽鍋爐中的鍋爐給水，-至少一個(gè)裝置，用于從所述合成氣機(jī)械分離出冷凝物，-第二蒸汽鍋爐，用于從所述冷凝物生成過程蒸汽，所述第二蒸汽鍋爐裝配有適于將所述純...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳越，姜太奎，菲利普·塔迪耶洛，托馬斯·文茨，
申請(專利權(quán))人：喬治·克勞德方法的研究開發(fā)空氣股份有限公司，
類型：新型
國別省市：法國,FR