操作催化蒸汽-烃重整器的方法技术

一种操作催化蒸汽-烃重整器的方法，其中根据一个或多个过程流的与组成无关的性质的所得值和碳形成标准，提高或降低所述进料的蒸汽流量比。所述与组成无关的性质选自影响在重整催化剂上碳形成的性质，例如，温度、压力和流速。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景 通过催化蒸汽-烃重整(也称为蒸汽重整、蒸汽-甲烷重整或SMR)的氢和/或合成气生产为众所周知的，并且在称为重整器的反应器中进行。重整反应为吸热反应，并且通常可描述为CnHm + n H2O — n CO + (m/2 + n) H2。当产生合成气时产生氢。吸热的该过程为能源密集的过程。当能量成本提高时，氢生产工业期望改进重整器的热效率。蒸汽为在重整反应中的反应物之一。在催化蒸汽-烃重整器中，将含烃原料与蒸汽在混合三通处混合，以形成混合进料。将混合进料加热，并通向在燃烧的管式重整器中的重整器管，以经历重整反应。在重整器管中反应之前，可将混合进料首先通向所谓的预重整器。提供用于重整反应的蒸汽通常称为过程蒸汽，区别于输出蒸汽，输出蒸汽作为产物从重整设备输出。所用的过程蒸汽的量为催化蒸汽-烃过程的关键的操作参数。另一方面，由于降低的废热损失，当过程蒸汽的量降低时，催化蒸汽-烃重整器的热效率提高。另一方面，当过程蒸汽的量降低至临界值以下时，在重整器管内的催化剂上碳形成的倾向提闻。碳形成使重整催化剂失活和/或分解，造成通过重整器管的不期望压降和/或管的过热。如果催化剂失活和/或分解，必须中断氢生产，以再生或更换催化剂。因此，所用的过程蒸汽的量通常大于重整反应所需的。在工业实践中，使用称为“蒸汽:碳摩尔比”(简单地，也称为“蒸汽:碳比率”，简称为“S/C”)的参数来控制所用的过程蒸汽的量。进料的蒸汽:碳摩尔比为进料中蒸汽的摩尔流速与进料中基于烃的碳的摩尔流速的比率。设定和控制蒸汽:碳比率对于`催化蒸汽-烃重整器操作是重要的。理想地，操作者想以最低合适值的蒸汽:碳比率来操作，使得重整器以其最高效率操作，而没有碳形成的风险。没有碳形成风险的最低蒸汽:碳比率可看作是临界蒸汽:碳比率。通常，基于期望的过程条件、所选的设备、重整催化剂、投放的原料组成和/或基于过去的操作经验，在重整器的设计阶段期间确定临界蒸汽:碳比率。临界蒸汽:碳比率通常基于最差的情况来计算，例如，使用在炉龄末期的催化剂活性。为了处理在过程和设备中意想不到的变化，将出于控制目的的目标蒸汽:碳比率设定为稍高于临界蒸汽:碳比率。在工业实践中，测量含烃流的流速和碳数量，以确定含烃流的基于烃的碳的摩尔流速。随后调节过程蒸汽流速，以保持目标蒸汽:碳比率。工业上期望改进蒸汽/烃重整器操作的热效率。工业上期望使用蒸汽/烃重整器的氢生产过程，该重整器可用改进的效率来操作，而没有在重整催化剂上碳形成的风险。概述 存在过程的若干方面，如以下概述。方面#1.一种，所述重整器具有多个含有重整催化剂的重整器管，所述重整催化剂用于使蒸汽与一种或多种烃在所述重整催化剂存在下在重整反应中反应，其中所述蒸汽以一定蒸汽流量比引入，所述方法包括:得到一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质中每一个的值，所述一种或多种与组成无关的性质选自影响在所述重整催化剂上碳形成的性质； 至少根据所述一种或多种与组成无关的性质的值和碳形成标准，确定提高或降低所述蒸汽流量比；和 根据确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤，提高或降低所述蒸汽流量比。方面#2.根据方面#1的方法，其中所述一个或多个过程流选自通向所述重整器的入口流、来自所述重整器的出口流、通向预重整器的入口流和来自所述预重整器的出口流，其中所述预重整器的出口流进料所述重整器。方面#3.根据前述方面中任一项的方法，其中所述一种或多种与组成无关的性质选自温度、压力和总体流速。方面#4.根据前述方面中任一项的方法，所述方法还包括: 得到所述一个或多个过程流的一种或多种与组成有关的性质中每一个的值，所述一种或多种与组成有关的性质选自影响在所述重整催化剂上碳形成的性质； 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述一种或多种与组成有关的性质的值。方面#5.根据前述方面中任一项的方法，所述方法还包括: 得到所述一个或多个过程流的组成； 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述一个或多个过程流的组成。方面#6.根据前述方面中任一项的方法，所述方法还包括: 得到所述重整催化剂活性的值； 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述重整催化剂活性的值。方面#7.根据前述方面中任一项的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括通向所述重整器用于所述重整反应的含烃进料的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的流速的值。方面#8.根据方面#7的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质还包括通向所述重整器的另一含烃进料的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的另一含烃进料的流速的值，其中所述另一含烃进料为包含来自所述重整器的流出物的再循环流。方面#9.根据前述方面中任一项的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括所述通向重整器用于重整反应的含烃进料的温度，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的温度的值。方面#10.根据前述方面中任一项的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括所述通向重整器用于重整反应的含烃进料的压力，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的压力的值。方面#11.根据前述方面中任一项的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括通向所述重整器用于燃烧加热的燃料流的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的燃料流的流速的值。方面#12.根据前述方面中任一项的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括: 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ； 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的碳形成温度T。； 计算在所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的温差AT，其中AT=Te-T ;和比较所述温差△ T与作为所述碳形成标准的目标温差，以确定提高或降低所述蒸汽流量比。方面#13.根据方面#1至#11中任一项的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括: 测量在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ； 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的碳形成温度T。； 计算在所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的温差AT，其中AT=Te-T ;和比较所述温差△ T与作为所述碳形成标准的目标温差，以确定提高或降低所述蒸汽流量比。方面#14.根据方面M至#11中任一项的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括:至少由所述一种或多种与组 成无关的性质的所得值和所述一种或多种与组成有关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ；至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值和所述一种或多种与组成有关的性质的所得值计算在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作催化蒸汽?烃重整器的方法，所述重整器具有多个含有重整催化剂的重整器管，所述重整催化剂用于使蒸汽与一种或多种烃在所述重整催化剂存在下在重整反应中反应，其中所述蒸汽以一定蒸汽流量比引入，所述方法包括：得到一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质中每一个的值，所述一种或多种与组成无关的性质选自影响在所述重整催化剂上碳形成的性质；至少根据所述一种或多种与组成无关的性质的值和碳形成标准，确定提高或降低所述蒸汽流量比；和根据确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤，提高或降低所述蒸汽流量比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种操作催化蒸汽-烃重整器的方法，所述重整器具有多个含有重整催化剂的重整器管，所述重整催化剂用于使蒸汽与一种或多种烃在所述重整催化剂存在下在重整反应中反应，其中所述蒸汽以一定蒸汽流量比引入，所述方法包括: 得到一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质中每一个的值，所述一种或多种与组成无关的性质选自影响在所述重整催化剂上碳形成的性质； 至少根据所述一种或多种与组成无关的性质的值和碳形成标准，确定提高或降低所述蒸汽流量比；和 根据确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤，提高或降低所述蒸汽流量比。2.权利要求1的方法，其中所述一个或多个过程流选自通向所述重整器的入口流、来自所述重整器的出口流、通向预重整器的入口流和来自所述预重整器的出口流，其中所述预重整器的出口流进料所述重整器。3.权利要求1的方法，其中所述一种或多种与组成无关的性质选自温度、压力和总体流速。4.权利要求1的方法，所述方法还包括: 得到所述一个或多个过程流的一种或多种与组成有关的性质中每一个的值，所述一种或多种与组成有关的性质选自影响在所述重整催化剂上碳形成的性质； 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述一种或多种与组成有关的性质的值。5.权利要求1的方法，所述方法还包括: 得到所述一个或多个过程流的组成；` 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述一个或多个过程流的组成。6.权利要求1的方法，所述方法还包括: 得到所述重整催化剂活性的值； 其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤还取决于所述重整催化剂活性的值。7.权利要求1的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括通向所述重整器用于所述重整反应的含烃进料的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的流速的值。8.权利要求7的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质还包括通向所述重整器的另一含烃进料的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的另一含烃进料的流速的值，其中所述另一含烃进料为包含来自所述重整器的流出物的再循环流。9.权利要求1的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括所述通向重整器用于重整反应的含烃进料的温度，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的温度的值。10.权利要求1的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括所述通向重整器用于重整反应的含烃进料的压力，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的含烃进料的压力的值。11.权利要求1的方法，其中所述一个或多个过程流的一种或多种与组成无关的性质包括通向所述重整器用于燃烧加热的燃料流的流速，并且其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤取决于所述通向重整器的燃料流的流速的值。12.权利要求1的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括: 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ； 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的碳形成温度T。； 计算在所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的温差AT，其中AT=Te-T ;和比较所述温差△ T与作为所述碳形成标准的目标温差，以确定提高或降低所述蒸汽流量比。13.权利要求1的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括: 测量在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ； 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的碳形成温度T。； 计算在所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的温差AT，其中AT=Te-T ;和比较所述温差△ T与作为所述碳形成标准的目标温差，以确定提高或降低所述蒸汽流量比。14.权利要求4的方法，其中所述确定提高或降低所述蒸汽流量比的步骤包括: 至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值和所述一种或多种与组成有关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的重整器管中在一个或多个长度位置处的温度T ；至少由所述一种或多种与组成无关的性质的所得值和所述一种或多种与组成有关的性质的所得值计算在所述多个重整器管的所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处的碳形成温度T。； 计算在所述重整器管中在所述一个或多个长度位置处...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭向东，WR利奇特，JR奥利里，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：
国别省市：