專利名稱：具有再循環(huán)的催化蒸汽重整的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在催化(水)蒸汽(steam)重整器中生產(chǎn)氫氣的方法。
技術(shù)背景在傳統(tǒng)的催化蒸汽重整工藝中，將重整器給料引入脫硫單元以脫硫 并形成貧硫重整器給料。去除重整器給料中的硫以防止重整催化劑的中 毒。此外，在加氬脫硫單元中，重整器給料中至少部分不飽和烴轉(zhuǎn)化為 飽和烴。將貧硫重整器給料與含蒸汽的氣體(例如工藝蒸汽)結(jié)合以形成貧 硫給料混合物(結(jié)合給料)。非必要地，可以將所述貧硫給料混合物加 熱，然后在預(yù)重整器中進(jìn)行預(yù)重整，在其中用蒸汽對一部分烴進(jìn)行重整 以形成氬氣和一氧化碳。將所述貧硫給料混合物或預(yù)重整器的流出物作為重整器進(jìn)料氣體 混合物引入催化蒸汽重整器中。所述重整器進(jìn)料氣體混合物可以在引入 所述催化蒸汽重整器之前非必要地經(jīng)過加熱。在所述催化蒸汽重整器 中，在重整催化劑上由蒸汽對烴進(jìn)行重整，以形成重整氣體混合物。所 述重整氣體混合物通常包含氬氣、 一氧化碳、二氧化碳和未轉(zhuǎn)化的烴和 蒸汽。催化蒸汽重整器具有多個包含蒸汽重整催化劑的反應(yīng)管，稱作重整 爐管，通常在重整器中彼此平行排列。所述重整器是一種爐子，其中燃 料在重整管外部燃燒為重整反應(yīng)提供熱量。燃料和氧化劑(通常為空氣) 引入通過燃燒器，通過輻射和對流將生產(chǎn)的熱能傳遞到重整管中。重整器進(jìn)料混合物引入到重整管中，在其中發(fā)生重整反應(yīng)形成重整 氣體混合物。將來自重整管的重整氣體混合物收集在共用集管中。將所 述重整氣體混合物作為流出物從所述重整器中去除。所述重整氣體混合 物通常稱作合成氣體或合成氣。所述重整氣體混合物可以進(jìn)一步在轉(zhuǎn)移 反應(yīng)器(shift reactor)中處理和/或在氫氣變壓吸附系統(tǒng)中分離以形成含氫 產(chǎn)物流。作為選擇，作為合成氣的重整氣體混合物可以用于合成其它化 學(xué)物質(zhì)，例如甲醇。在熱交換器(稱作廢熱鍋爐)中回收所述重整氣體混合物中所含的 大部分熱量以生產(chǎn)蒸汽。在所述廢熱鍋爐中生產(chǎn)的蒸汽可以用于形成重 整反應(yīng)所用的含蒸汽的氣體和/或可以輸出到另一個附近的工藝中。除了為精煉廠提供氫氣之外，氫氣生產(chǎn)裝置經(jīng)常需要提供在合同約 束下最小量的輸出蒸汽。輸出蒸汽是由氫氣生產(chǎn)裝置生產(chǎn)并輸出到另一 工藝中的蒸汽。存在氫氣生產(chǎn)速率降低到設(shè)計容量之下的情況(即停爐)。氫氣生 產(chǎn)速率可能會由于氫氣需求的正常波動而降低。氫氣生產(chǎn)速率可能會由 于精煉廠需求缺乏而降低。氫氣生產(chǎn)速率可能會由于缺乏氫氣管道需求 而降低。在氫氣生產(chǎn)停爐過程中會發(fā)生氫氣生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的蒸汽量也降低 的問題。這種蒸汽產(chǎn)量降低部分是因為可由重整器得到的流出物以及來 自廢熱鍋爐的流出物的有關(guān)熱量的降低。蒸汽的生產(chǎn)量與氫氣的生產(chǎn)量 直接相關(guān)。這可能導(dǎo)致由于氫氣產(chǎn)量的降低而使得輸出蒸汽的需求不能 得到滿足的情況。在氫氣生產(chǎn)裝置中以不同氫氣生產(chǎn)速率有效生產(chǎn)蒸汽將是所需的， 特別是在停爐條件下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及一種在生產(chǎn)裝置中生產(chǎn)氫氣的方法。更特別地，本發(fā)明 涉及一種使用催化蒸汽重整器生產(chǎn)氫氣的方法。所述方法包括(a)由含蒸汽的氣體、貧硫(sulfur-depleted)重整器給 料和單獨(dú)(separate )含蒸汽再循環(huán)氣體混合物形成重整器進(jìn)料氣體混合 物，(b)將所述重整器進(jìn)料氣體混合物引入催化蒸汽重整器的多個含 催化劑的重整管中，以形成包含氬氣的重整氣體混合物，(c)將燃料 在多個含催化劑的重整管外部燃燒以提供用于重整所述重整器進(jìn)料氣 體混合物的能量，(d)將來自多個含催化劑的重整管的重整氣體混合 物或重整氣體混合物的 一部分通入鍋爐中，用所述重整氣體混合物或所 迷重整氣體混合物的 一部分形成鍋爐流出物，并由含液態(tài)水的進(jìn)料生產(chǎn) 蒸汽，和(e)由所述鍋爐流出物的第一部分形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣 體混合物。鍋爐流出物的第 一部分以形成所述鍋爐流出物的冷卻部分，和壓縮所迷 鍋爐流出物的所述冷卻部分以形成所迷鍋爐流出物的壓縮部分從而形 成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟可以進(jìn) 一 步包括加熱所述鍋爐流出物的壓縮部分。所述方法可以進(jìn)一 步包括將所述鍋爐流出物的第二部分通入至少 一個熱交換器中以加熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一種。所 述方法可以進(jìn)一步包括將所述重整器給料通入脫硫單元以由重整器給 料形成貧硫重整器給料。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料形成第一氣體混合物，和將所述 第 一 氣體混合物與所述含蒸汽的氣體相結(jié)合。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣 體混合物和所述貧硫重整器給料可以在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合以形成第 一氣體混合物。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與所述含蒸汽的氣體形成富含蒸汽(steam-enriched)再 循環(huán)氣體混合物，和將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與貧硫重整器給 料相結(jié)合。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體可以 在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合以形成所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由貧硫重整器給 料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物，和將所述貧硫給料混合物 與單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合。所述貧硫給料混合物和所述單 獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物可以在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由貧硫重整器給 料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物，將所述貧硫給料混合物引 入預(yù)重整器中形成預(yù)重整氣體混合物，以及將所述預(yù)重整氣體混合物與 所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合。所迷預(yù)重整氣體混合物和所 述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物可以在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合。循環(huán)氣體混合物和:述貧硫重^器給料形成第口一氣體混合物，將^述第料混合;，和^所述包^^循環(huán)氣體的貧硫給料混合物引入預(yù)重整器中 以使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成重整器進(jìn)料氣體混合物。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和貧硫重整器給料可以 在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合以形成第 一 氣體混合物。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體形成富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物，將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與所述貧硫重整器給料結(jié)合以形成 包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物，以及將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫 給料混合物？ I入預(yù)重整器中以使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合 物預(yù)重整以形成重整器進(jìn)料氣體混合物。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混 合物和所述富含蒸汽的氣體可以在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合以形成所述富 含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由貧硫重整器給 料和所述含蒸汽的氣體結(jié)合形成貧硫給料混合物，將所述貧硫給料混合 物與所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合以形成包含再循環(huán)氣體預(yù)重整器中;吏所述包^^再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重i以形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物。爐流出物引入至少 一 個熱交換器中以形t成熱交換器流口出物，加熱重整器 給料和所述含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一 個，和取出所述熱交換器流出物 的一部分以形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物的步驟可以進(jìn) 一 步包括冷卻所述熱交換器流出物的一 部分以形成所述熱交換器流出物的冷卻部分，壓縮所迷熱交換器流出物 的冷卻部分以形成所述熱交換器流出物的壓縮部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物的步 驟可以進(jìn) 一 步包括加熱所述熱交換器流出物的壓縮部分用以形成所述 單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物的步驟可以包括將所述鍋爐流出物通入轉(zhuǎn)移(shift)反應(yīng)器中以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物，和取出所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第 一 部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣括:卻所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流d的第 一部分:形成所述轉(zhuǎn):反應(yīng)器流出 物的冷卻部分，和壓縮所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的冷卻部分以形成所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的壓縮部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物d縮部分用于j成所述單獨(dú);2汽再循環(huán)氣體'i 合物。所述方法可以進(jìn)一步包括將所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分通 入至少 一 個熱交換器中以加熱重整給料和所述含液態(tài)水的給料中的至 少一個。所述方法可以進(jìn)一步包括將所述重整器給料通入脫石充單元中以 由所述重整器給料形成所述貧硫重整器給料。


圖l是適用于執(zhí)行本發(fā)明的用于生產(chǎn)氫氣的方法的生產(chǎn)裝置的示意圖。
具體實施方式
當(dāng)用于說明書和權(quán)利要求書中所屬的本發(fā)明的實施方式中的任何 特征時，此處所用的不定冠詞"一"和"一種"表示一個或多個。除非 這種限定特別指出， "一"和"一種"的使用并不將含義限定到單一 特征。在單數(shù)和復(fù)數(shù)名詞和名詞詞組之前使用的定冠詞"所述"表示特 別限定的一個或多個特征，根據(jù)所用的上下文，其可以具有單數(shù)或復(fù)數(shù) 個含義。形容詞"任何"表示一個、 一些或所有的任意數(shù)量。為了清楚簡要，忽略了對公知裝置、回路和方法的詳述，使得不必 要的細(xì)節(jié)不會使所述說明書不清楚。本發(fā)明涉及一種在生產(chǎn)裝置中生產(chǎn)氫氣的方法。本發(fā)明包括由含蒸汽的氣體、貧硫重整器給料和單獨(dú)含蒸汽再循環(huán) 氣體混合物形成重整器進(jìn)料氣體混合物。如圖1中所示，含蒸汽的氣體31與貧硫重整器給料25和單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41結(jié)合，以形 成所述重整器進(jìn)料氣體混合物11。所述含蒸汽的氣體31、貧硫重整器 給料25和所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41可以以任意順序結(jié)合， 而且可以包括如下所述在預(yù)重整器8中預(yù)重整。形成可以包括不同步驟的結(jié)合，例如結(jié)合、反應(yīng)、加熱、冷卻、壓 縮、膨脹、節(jié)流、分離等。如果混合物包含來自第一氣體的一種或多種 元素組分和來自第二氣體的一種或多種元素組分，那么所述混合物可以 由第一氣體和第二氣體形成。例如，包含來自含甲烷的第一氣體的元素碳和/或元素氫和/或來自含水的第二氣體的元素氫和/或元素氧的混合物 由含曱烷的第 一 氣體和包含水的第二氣體形成。所述混合物可以包括作 為來自含曱烷的第一氣體的甲烷的元素碳和元素氫和作為來自含水的 第二氣體的水的元素氬和元素氧?；蛘吆淄榈牡谝粴怏w和含術(shù)點(diǎn)第二氣體可以反應(yīng)使得所述混合物包含作為二氧化碳的來自含甲烷的第一 氣體的元素碳和來自含水的第二氣體的元素氧。如果第一混合物包含來自第二混合物的一種或多種元素組分，所述 第一混合物由第二混合物形成。例如，包含作為二氧化碳和氫氣的元素 碳、元素氫和元素氧的第 一 混合物可以由包含作為 一 氧化碳和水的元素 碳、元素氫和元素氧的第二混合物通過轉(zhuǎn)移反應(yīng)形成。所述含蒸汽的氣體可以包含大于99體積的蒸汽。重整器進(jìn)料氣體混合物是任何適用于引入重整器生產(chǎn)氫氣的分子 組分的混合物。重整器進(jìn)料氣體混合物可以包含曱烷和蒸汽。貧硫重整器給料是任何其中重整器給料的至少 一部分已經(jīng)通過脫 硫單元的重整器給料。所述貧硫重整器給料可以包含以體積計小于20ppm的石危、或小于10ppm的石危、或小于lppm的石克、或小于50ppb的 疏，可以包含小于1體積％蒸汽。重整器給料可以是天然氣、石腦油、 丙烷、煉廠廢氣或其它適用于在重整器中形成氫氣和/或一氧化碳的給 料。脫硫單元是任何用于去除重整器給料中至少 一部分硫的已知裝置， 例如石油精煉工業(yè)中公知的加氪脫硫單元。圖1顯示重整器給料21通 過脫硫單元2形成貧硫重整器給料25。含蒸汽再循環(huán)氣體混合物定義為任何包含來自重整器的已被回收 用于循環(huán)道重整器中的蒸汽的氣體混合物。所述含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物可以包含大于10體積％的蒸汽，或者可以包含25體積％ ~ 95體積％ 的蒸汽。"單獨(dú)(separate)"含蒸汽再循環(huán)氣體混合物是指所述含蒸汽再循環(huán) 氣體混合物不用于形成所述含蒸汽的氣體或所述貧硫重整器給料。所述方法包括將重整器進(jìn)料氣體混合物引入催化蒸汽重整器的多 個含催化劑的重整管中以形成包含氫氣的重整氣體混合物。如圖1所示， 重整器進(jìn)料氣體混合物11引入重整器1中以形成重整氣體混合物15。催化蒸汽重整也稱作蒸汽曱烷重整(SMR)或蒸汽重整，定義為任 何用于將重整給料通過與蒸汽在催化劑上的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為合成氣體的工藝。合成氣體通常稱作合成氣，是包含氫氣和一氧化碳的混合物。催化蒸汽重整器也稱作蒸汽甲烷重整器，在此定義為任何用于將包 含元素氫和碳的給料通過與蒸汽在催化劑上用燃料燃燒提供的熱量進(jìn) 行反應(yīng)轉(zhuǎn)化為合成氣體的燃燒爐。給料可以是天然氣、曱烷、石腦油、 丙烷、煉廠廢氣、或其它適合的重整器給料。催化蒸汽重整器可以具有 多個含催化劑的重整管，重整器進(jìn)料氣體混合物通過其形成包含氫氣的 重整氣體混合物。此處所用的多個表示至少兩個。含催化劑點(diǎn)重整管裝 有球狀催化劑、規(guī)整填料或本領(lǐng)域已知的其它含催化劑的填料。適用于 重整重整器給料的催化劑是本領(lǐng)域已知的。適用于生產(chǎn)重整管的材料也 是本領(lǐng)域已知的。適用于催化蒸汽重整器的操作溫度和壓力也是本領(lǐng)域 已知的。重整器進(jìn)料氣體混合物的蒸汽與碳之比是通常保持在特定范圍內(nèi) 的參數(shù)。蒸汽在重整器中不僅用于反應(yīng)器。過小的蒸汽與碳之比會導(dǎo)致 碳沉積在重整器催化劑上由此降低重整器催化劑的活性。如果存在下游 的轉(zhuǎn)移反應(yīng)器。過小的蒸汽與碳之比會導(dǎo)致鐵基轉(zhuǎn)移催化劑的過度還 原，這會降低所述轉(zhuǎn)移催化劑的活性。通常適宜地在不會在重整器上形 成碳切轉(zhuǎn)移催化劑不會過度還原的情況下，將所述蒸汽與碳之比保持盡 可能低，這時因為當(dāng)蒸汽與碳之比提高時整個工藝的能量效率會降低。所述方法包括在多個含催化劑的重整管外部燃燒燃料以為重整器 進(jìn)料氣體混合物的重整提供能量。用于重整進(jìn)料氣體混合物以形成重整 氣體混合物的總反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。如上所述，重整器是燃燒爐，表示其 包括燃燒點(diǎn)火。使用燃燒裝置(未示出)來燃燒燃料以為所述吸熱過程 提供能量。包含適合的鍋爐的燃燒系統(tǒng)是本領(lǐng)域已知的。燃燒產(chǎn)物通常 稱作煙道氣，從重整器中去除，可以通過多個本領(lǐng)域已知的熱回收裝置 (未示出)。所述方法包括將來自多個含催化劑的重整管的重整氣體混合物或 重整氣體混合物的 一部分通入鍋爐中以由重整氣體混合物或重整氣體混合物的一部分形成鍋爐流出物。參照圖1,將全部重整氣體混合物15 通入鍋爐3中由此形成鍋爐流出物35。作為選擇，可以將重整氣體混合 物15的一部分通入鍋爐3中形成鍋爐流出物35。鍋爐定義為生產(chǎn)蒸汽的容器。鍋爐3可以生產(chǎn)用于形成一部分含蒸 汽的氣體31或用于在蒸汽生產(chǎn)裝置中的其它蒸汽需求或輸出蒸汽的工藝蒸汽。鍋爐3通常稱作廢熱鍋爐。所述方法包括由鍋爐流出物的第 一部分形成所述單獨(dú)含蒸汽再循流出物以下述多種不同方式形成?？梢詮乃鱿到y(tǒng)中取出鍋爐流出物的第二部分作為含氫氣的產(chǎn)物 流。如果需要，所述鍋爐流出物的第二部分可以通過低能級的熱回收裝 置，經(jīng)過進(jìn)一步處理和/或凈化。如圖l所示，產(chǎn)物流通過非必要的熱交換器4,然后通過非必要的熱交換器5用于進(jìn)一步冷卻，然后通過非必 要的熱交換器6用于進(jìn)一步冷卻，然后通過非必要的熱交換器7用于進(jìn) 一步冷卻。熱交換器4和熱交換器6顯示用于預(yù)熱重整器給料21,其然 后通入脫硫單元2以由重整器給料形成貧疏重整器給料。熱交換器5和 熱交換器7顯示用于加熱含液態(tài)水的進(jìn)料51。含液態(tài)水的進(jìn)料51通常 稱作鍋爐給水，是重要的散熱源，提供從用于生產(chǎn)裝置的包含氫氣的產(chǎn) 物流中重要的熱回收。在含液態(tài)水的進(jìn)料在熱交換器5中加熱之后，所 迷加熱的含液態(tài)水的進(jìn)料或其一部分非必要地通過汽包(未示出)通入 鍋爐3，在其中轉(zhuǎn)化為蒸汽。在鍋爐3中生產(chǎn)的蒸汽可以用于形成重整 器進(jìn)料氣體混合物和/或用于生產(chǎn)裝置中的別處和/或輸出。如圖1所示，所述鍋爐流出物的第二部分首先可以與重整器給料21 在熱交換器4中進(jìn)行間接熱交換，然后與含液態(tài)水的進(jìn)料51在熱交換 器5中進(jìn)行間接熱交換。作為選擇，所述鍋爐流出物的第二部分首先可 以與含液態(tài)水的進(jìn)料51在熱交換器5中進(jìn)行間接熱交換，然后與重整 器給料21在熱交換器4中進(jìn)行間接熱交換。在另一種選擇方案中，可 以使用單一的熱交換器(未示出)來加熱所述重整器給料21和所述含 液態(tài)水的進(jìn)料51。熱交換器4和熱交換器6可以是任意已知的適用于在產(chǎn)物流和重整 器給料21之間提供熱交換的熱交換器。熱交換器5和熱交換器7可以 是任意已知的適用于在產(chǎn)物流和所述含液態(tài)水的進(jìn)料51之間提供熱交 換的熱交換器。所述用于同時加熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料51的 組合熱交換器可以是任意已知的適用于在產(chǎn)物流和(重整器給料21和 含液態(tài)水的進(jìn)料51 )之間提供熱交換的熱交換器。所述熱交換器可以是 現(xiàn)有技術(shù)中公知的傳統(tǒng)的殼狀和管狀熱交換器。適合的結(jié)構(gòu)材料是已知 的。作為將產(chǎn)物流與重整器給料和含液態(tài)水的給料間接熱交換的選擇 或除此之外，所述產(chǎn)物流可以與其它工藝流進(jìn)行間接熱交換。如果需要， 可以使用其它熱交換器來加熱其它工藝流。其它工藝流可以包括例如助 燃空氣、用作燃料的變壓吸附吹掃氣、天然氣、精煉煙道氣、用于脫氣器的水、和/或用于二氧化碳去除系統(tǒng)的一乙醇胺(MEA)溶劑。如圖1所示，所述加熱的重整器給料通過脫硫單元以由重整器給料 形成貧硫重整器給料。照圖1，非必要地取出鍋爐流出物35的第一部分作為物流42用于形成 單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41。非必要地，可以在分離裝置(未示出) 中分離并取出特別組分(例如氫氣和二氧化碳)作為形成單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物41的部分。非必要地，所述方法可以進(jìn)一步包括冷卻 所述鍋爐流出物的第 一部分形成鍋爐流出物的冷卻部分，和壓縮所述鍋 爐流出物的冷卻部分以形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。在這種選擇 中，物流42可以在非必要的熱交換器73中冷卻。作為選擇，物流42 可以通過直接熱交換冷卻，其中將液態(tài)水注入所述物流中。單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41可以形成同時保留鍋爐流出物第 一部分中所含的基本所有水(蒸汽)。當(dāng)單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 形成同時保留鍋爐流出物第 一部分中所含的基本所有水時，所述單獨(dú)含 蒸汽再循環(huán)氣體混合物中的水含量等于或大于鍋爐流出物第 一部分中 的水含量。單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41可以形成同時減少鍋爐流出物第 一部分中所含的一部分水(蒸汽)。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 可以帶走兩相流中的液態(tài)水用于再循環(huán)。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物的步驟可以非必要地包括 將所述鍋爐流出物通入轉(zhuǎn)移反應(yīng)器以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物，并取出所 述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第一部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體 混合物?？梢詮乃鱿到y(tǒng)中將所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的笫二部分去除作 為包含氫氣的產(chǎn)物流。所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分可以通過至少 一個熱交換器中用于加熱重整器給料和/或含液態(tài)水的進(jìn)料，如果需要進(jìn) 一步經(jīng)過處理和/或凈化。如圖1所示，轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分通 過非必要的熱交換器4、非必要的熱交換器5、非必要的熱交換器6和非必要的熱交換器7用于進(jìn)一步冷卻。對所述熱交換器的描述和選擇與 如上所述的鍋爐流出物相同。參照圖1,鍋爐流出物35通過非必要的轉(zhuǎn)移反應(yīng)器8以形成轉(zhuǎn)移反 應(yīng)器流出物95,將所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物95的第一部分去除作為物流 43用于形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41。當(dāng)所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的一部分作為物流43被去除時， 一部分 鍋爐流出物形成了單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41,由于單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物41包含來自鍋爐流出物35的一種或多種元素組分。非 必要地，可以在分離裝置(未示出)中分離并去除特定組分(例如氫氣 和二氧化碳)作為形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41的一部分。所 述分離裝置可以是例如可滲透氫氣和/或二氧化碳的膜、和/或使用對氫 氣和/或二氧化碳具有選擇性的吸附劑的變壓吸附分離。單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41可以形成同時保持轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流 出物的第一部分中所含的基本所有水(蒸汽)。當(dāng)單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣 體混合物形成同時保留轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物第 一部分中所含的基本所有 水時，所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物中的水含量等于或大于所述轉(zhuǎn) 移反應(yīng)器流出物第 一部分中的水含量。單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41 可以形成同時減少轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物第一部分中所含的一部分水(蒸 汽)。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物可以帶走兩相流中的液態(tài)水用 于再循環(huán)。轉(zhuǎn)移反應(yīng)器定義為其中 一氧化碳和水在催化劑存在下反應(yīng)形成氫 氣和二氧化碳的任何裝置。可以使用任何適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)移反應(yīng)器，其選擇無 需過度的試驗。轉(zhuǎn)移反應(yīng)器是本領(lǐng)域公知的。卻所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流^物的第二部分二形成所述一轉(zhuǎn);多反應(yīng)器流出物的 冷卻部分，并壓縮所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的冷卻部分以形成所述單獨(dú)含 蒸汽再循環(huán)氣體混合物。參照圖1,可以在取出蒸汽43之前在熱交換器 (未示出)中冷卻轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物95，或者在形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán) 氣體混合物41之前在非必要的熱交換器71中將蒸汽43除去并冷卻。 可以在非必要的壓縮機(jī)72中壓縮所迷轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的冷卻部分， 以提高壓力，并在非必要的熱交換器73中非必要地加熱以形成單獨(dú)含 蒸汽再循環(huán)氣體混合物41。作為選擇，可以通過直接熱交換冷卻蒸汽42或蒸汽43，在其中將液態(tài)水注入蒸汽中。轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二 部分可以進(jìn)入至少 一個熱交換器中以加熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn) 料中的至少一種，如果需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理和/或凈化。所述重整器給 料可以進(jìn)入脫硫單元以由重整器進(jìn)料形成貧硫重整器進(jìn)料。如圖1所示， 轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分通過非必要的熱交換器4以加熱所述重整 器給料，然后將其通過脫硫單元2。所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分 也顯示通過非必要的熱交換器5、非必要的熱交換器6和非必要的熱交 換器7用于進(jìn)一步冷卻。熱交換器的描述和選擇都是如上所述用于鍋爐 濟(jì)u出物的。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物的步驟可以包括將鍋爐流 出物通入至少一個熱交換器以形成熱交換器流出物并加熱重整器給料 和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一 種，取出所述熱交換器流出物中的 一 部分 用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。參照圖1，鍋爐流出物35 通過非必要的熱交換器4以形成熱交換器流出物96。將一部分熱交換器 流出物96取出作為用于形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41的物流 48?？梢詮南掠蔚臒峤粨Q器(例如熱交換器5、熱交換器6和/或熱交換 器7)中取出一部分熱交換器流出物。所述部分熱交換器流出物可以在 非必要的熱交換器71中冷卻，在非必要的壓縮機(jī)72中壓縮，并在非必 要地?zé)峤粨Q器73中加熱，如果需要。作為選擇，可以通過直接熱交換 冷卻所述部分熱交換器流出物，其中將液態(tài)水注入到蒸汽中。形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物的步驟可以包括將鍋爐流 出物通入轉(zhuǎn)移反應(yīng)器中以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物，將至少 一部分所述轉(zhuǎn) 移反應(yīng)器流出物通入至少 一個熱交換器中以形成熱交換器流出物，并加 熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一 種，取出所述熱交換器流出 物中的一部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。參照圖1, 鍋爐流出物35通過非必要的轉(zhuǎn)移反應(yīng)器9中以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物 95。轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物95通過熱交換器4以形成熱交換器流出物96并 加熱所述重整器給料21。重整器給料21顯示進(jìn)入脫^L單元2以由重整 器給料21形成貧硫重整器給料25。將一部分熱交換器流出物96取出作 為用于形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41的物流48。所述加熱交換 器流出物的第二部分％進(jìn)入非必要的熱交換器5、 6和7。可以在圖1 中所示的任何非必要的熱交換器中取出熱交換器流出物。所述部分熱交換器流出物可以在非必要的熱交換器71中冷卻，在非必要的壓縮機(jī)72 中壓縮，并在非必要地?zé)峤粨Q器73中加熱，如果需要。作為選擇，可 以通過直接熱交換冷卻所述部分熱交換器流出物，其中將液態(tài)水注入到 蒸汽中。如上所述，所述含蒸汽的氣體、所述貧硫重整器給料和所述單獨(dú)含 蒸汽再循環(huán)氣體混合物可以以任意順序結(jié)合并可以包括在預(yù)重整器中 預(yù)重整。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由所述單獨(dú)含蒸 汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料形成第一氣體混合物和將 所述第一氣體混合物和所述含蒸汽的氣體相結(jié)合。參照圖1,單獨(dú)含蒸 汽再循環(huán)氣體混合物41和貧硫重整器給料25結(jié)合作為物流44以形成 第一氣體混合物，然后將所述第一氣體混合物與所述含蒸汽的氣體31 相結(jié)合形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物11。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體 混合物和所述貧硫重整器給料可以在壓縮機(jī)噴射器(也稱作噴射器，未 示出)中結(jié)合以提供具有適當(dāng)壓力的用于和所述含蒸汽的氣體相結(jié)合的 第一氣體混合物。壓縮機(jī)噴射器是本領(lǐng)域中已知的，適當(dāng)?shù)膲嚎s機(jī)噴射 器可以在無需過度的試驗的情況下選擇。美國專利號6818198中公開了 壓縮機(jī)噴射器在用于再循環(huán)自熱重整器流出物的系統(tǒng)中的應(yīng)用。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由所述單獨(dú)含蒸 汽再循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體形成富含蒸汽再循環(huán)氣體混 合物，以及將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料相 結(jié)合。如圖1所示，單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41與含蒸汽的氣體 31結(jié)合作為物流45用于形成所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物，然后將 所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料25結(jié)合用于提 供重整器進(jìn)料氣體混合物11。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述 含蒸汽的氣體31可以在壓縮機(jī)噴射器(未示出)中結(jié)合。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由所述貧硫重整 器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物，以及將所述貧硫給料 混合物和所迷單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合。參照圖1，貧硫重 整器給料25和含蒸汽的氣體31相結(jié)合以形成貧硫給料混合物82,然后 將所述貧硫給料混合物82和單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41相結(jié)合作 為物流46用于形成重整器進(jìn)料氣體混合物11。所述單獨(dú)含蒸汽循環(huán)氣體混合物和所述貧硫給料混合物可以在壓縮機(jī)噴射器(未示出)中結(jié)合。 形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由所述貧硫重整 器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物，將所述貧硫給料混合 物引入預(yù)重整器中形成預(yù)重整氣體混合物，和將所述預(yù)重整氣體混合物 和所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合。參照圖1,貧硫重整器給料25和含蒸汽的氣體相結(jié)合形成貧硫給料混合物82。貧硫給料混合物 82引入非必要的預(yù)重整器8中形成預(yù)重整氣體混合物85。預(yù)重整氣體 混合物85和單獨(dú)單蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合作為物流47以形成重 整器進(jìn)料氣體混合物11。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫 給料混合物可以在壓縮機(jī)噴射器(未示出)中相結(jié)合。預(yù)重整器在此處的定義為任何用于將包含元素氫和元素碳的給料 通過在催化劑上在加熱或不加熱的情況下與蒸汽發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為合成 氣的未燃燒容器。預(yù)重整器可以是絕熱固定床反應(yīng)器。預(yù)重整器可以是 管式反應(yīng)器。預(yù)重整器通常使用與主重整器不同類型的催化劑，例如高 活性、高鎳含量的催化劑。預(yù)重整器中的溫度可以在約800。F(40(TC ) ~ 約1100。F ( 600°C )。對預(yù)重整器的加熱可以由來自重整器或其它來源 的煙道氣提供，但其特征在于不使用燃燒火焰的直接加熱。預(yù)重整器和 重整器可以物理相連。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料形成第一氣體混合物，將第一氣 體混合物與所迷含蒸汽的氣體相結(jié)合形成含再循環(huán)氣體的貧硫給料混 合物，以及將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物引入到預(yù)重整器中 以使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成所述重整器 進(jìn)料氣體混合物。參照圖1,單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41和貧硫重 整器給料25相結(jié)合作為物流44以形成第一氣體混合物，將第一氣體混 合物與所述含蒸汽的氣體31相結(jié)合形成含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合 物83。將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物83引入到預(yù)重整器8 中，由此形成包含再循環(huán)氣體的預(yù)重整進(jìn)料氣體混合物，其用于形成重 整器進(jìn)料氣體混合物11。所述包含再循環(huán)氣體的預(yù)重整進(jìn)料氣體混合物 可以非必要地在熱交換器(未示出)中加熱以形成重整器進(jìn)料氣體混合 物11。所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料可以在 壓縮機(jī)噴射器中相結(jié)合。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體形成富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物， 將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物預(yù)所述貧硫重整器給料相結(jié)合形成 包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物，以及將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫 給料混合物引入預(yù)重整器中以使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合 物預(yù)重整以形成重整器進(jìn)料氣體混合物。參照圖1，含蒸汽的氣體31與單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物41相結(jié)合作為物流45以形成富含蒸汽再體可以在:縮機(jī)噴射器(未示S)中相結(jié)合。;述富含蒸汽再-環(huán)氣體 混合物與貧硫重整器給料25相結(jié)合形成包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混 合物83。包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物83引入非必要的預(yù)重整器 8中，由此形成包含再循環(huán)氣體的預(yù)重整氣體混合物，其用于形成重整 器進(jìn)料氣體混合物11。所述包含再循環(huán)氣體的預(yù)重整氣體混合物可以非 必要地在熱交換器(未示出)中進(jìn)一步加熱以形成重整器進(jìn)料氣體混合 物11。形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟可以包括由所述貧硫重整 器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物，將所述貧硫給料混合 物和所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合形成包含再循環(huán)氣體的 貧硫給料混合物，將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物引入預(yù)重整 器中以使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整用于形成重整 器進(jìn)料氣體混合物。參照圖1,貧硫重整器給料25和含蒸汽的氣體31 相結(jié)合形成貧硫給料混合物。所述貧硫給料混合物和所述單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物41相結(jié)合作為物流46用于形成包含再循環(huán)氣體的貧硫(未;出)中與所述貧硫給:混合物相結(jié)合:包含i循環(huán)氣體的貧硫i料混合物83引入預(yù)重整器8中，由此形成包含再循環(huán)氣體的預(yù)重整氣 體混合物，器用于形成重整器進(jìn)料氣體混合物U。所述包含再循環(huán)氣體 的預(yù)重整氣體混合物可以非必要地進(jìn)一步在熱交換器(未示出)中加熱 以形成重整器進(jìn)料氣體混合物11。重整工藝是已知的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不經(jīng)過過多試驗的情 況下設(shè)計和/或選擇用于執(zhí)行本發(fā)明的方法的裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在 本說明書的基礎(chǔ)上不需經(jīng)過過多試驗就可以使用本發(fā)明的方法。無需經(jīng)過過多試驗就可以確定在此并未公開的適合的操作參數(shù)。本發(fā)明公開了催化蒸汽重整器可以在深度停爐(即小于40%設(shè)計氫 氣生產(chǎn)容量)情況下使用本發(fā)明的方法操作。有時，氫氣生產(chǎn)裝置可能 需要在低于其設(shè)計操作限度的速率下運(yùn)行。在停爐或深度停爐條件下， 催化蒸汽重整器中在處理側(cè)(進(jìn)料大量的重整管中)和爐子測(燃料和 空氣流到鍋爐中，煙道氣流過爐子)的流動分布都會變差。這些流動的 分布不均會轉(zhuǎn)化為重整器中溫度的分布不均，因此增加了在重整器系統(tǒng) 中金屬組分過熱的風(fēng)險。由于深度停爐下加熱任務(wù)會降低到其設(shè)計操作 最小值一下，因此會發(fā)生鍋爐操作的困難。通過使用單獨(dú)含蒸汽再循環(huán) 氣體混合物控制進(jìn)入重整管的總流量，可以控制傳遞到管中的熱量，并 由此避免管內(nèi)的局部過熱。除了重整管中的分布不均和過熱之外，深度停爐的另 一 個問題是對 用于測定流量和將流量控制在某些限定之下的流量控制閥和流量計的 限制。執(zhí)行計算機(jī)模擬來評價本發(fā)明的方法。在模擬中，含蒸汽的氣體(工程蒸汽)以395。C和4. 2MPa提供，貧硫重整器給料以347 。C和4. 2MPa 提供。參照附圖描述了實施例。實施例1在實施例1中，用含蒸汽的氣體和貧硫烴進(jìn)料形成重整器進(jìn)料氣體 混合物，不使用單獨(dú)含蒸汽循環(huán)氣體混合物。在所述實施例中不使用預(yù) 重整器。使用熱交換器4和熱交換器5分別對烴進(jìn)料和含液態(tài)水的進(jìn)料 進(jìn)行加熱。在引入重整器l之前，將重整器進(jìn)料氣體混合物加熱到367 °C，并具有3. 6MPa的壓力。將重整器生產(chǎn)氫氣的速率設(shè)定到比其設(shè)計 生產(chǎn)速率小15%,即重整器停爐。在熱交換器3中得到的蒸汽生產(chǎn)是全 容量時的蒸汽生產(chǎn)的85%。在所述生產(chǎn)速率下生產(chǎn)每單位氫氣的凈能耗 比全生產(chǎn)容量時大0. 51%。凈能耗速率定義為總能耗速率(進(jìn)料、燃料 和動力)減去出口蒸汽的能量速率。生產(chǎn)每單位氫氣的凈能耗定義為凈 能耗速率處以氫氣生產(chǎn)速率。實施例2在實施例2中，用含蒸汽的氣體、貧硫烴進(jìn)料和單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物形成重整器進(jìn)料氣體混合物。在所述實施例中不使用預(yù)重整器。首先將所述貧硫烴進(jìn)料25和所述含蒸汽的氣體31相結(jié)合以形成貧 硫烴混合物82。然后將所迷貧硫烴混合物和所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體 47相結(jié)合形成重整器進(jìn)料氣體混合物86。為了形成所述單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物，在399。C和3. 3MPa取出第一部分合成氣流95,冷卻 到20(TC,壓縮到3. 7MPa，并在此加熱到365°C。通過分別在熱交換器 4、熱交換器5、熱交換器6和交換器7中加熱所述烴進(jìn)料、所述含液態(tài) 水的進(jìn)料、所述烴進(jìn)料和所述含液態(tài)水的進(jìn)料回收剩余部分的合成器中 的熱量。將所述重整器進(jìn)料氣體混合物86以368。C和3.6MPa引入催化 蒸汽重整器中。將重整器生產(chǎn)氫氣的速率設(shè)定到比其設(shè)計生產(chǎn)速率小15 %。將一定量的單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物引入以使重整器1中的總 體積流量等于全容量時重整器內(nèi)的體積流量。生產(chǎn)每單位氫氣的凈能耗 僅比設(shè)計速率時提高0. 1%,蒸汽產(chǎn)量提高到設(shè)計容量時的90%。生產(chǎn)每單位氬氣的凈能耗的改進(jìn)中大約一半時由于熱交換器5和熱 交換器7中熱量回收的提高。另一半是由于所述含蒸汽的物流31的使 用降低了 5%。因為所述含蒸汽再循環(huán)氣體混合物為重整器進(jìn)料帶回了 大量的蒸汽，因此這種降低是可能存在的。
權(quán)利要求
1.用于在生產(chǎn)裝置中生產(chǎn)氫氣的方法，包括(a)由含蒸汽的氣體、貧硫重整器給料和單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物形成重整器進(jìn)料氣體混合物；(b)將所述重整器進(jìn)料氣體混合物引入催化蒸汽重整器的多個含催化劑的重整管中，以形成包含氫氣的重整氣體混合物；(c)將燃料在多個含催化劑的重整管外部燃燒以提供用于重整所述重整器進(jìn)料氣體混合物的能量；(d)將來自多個含催化劑的重整管的重整氣體混合物或重整氣體混合物的一部分通入鍋爐中，用所述重整氣體混合物或所述重整氣體混合物的一部分形成鍋爐流出物，并由含液態(tài)水的進(jìn)料生產(chǎn)蒸汽；和(e)由所述鍋爐流出物的第一部分形成單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中所述含蒸汽的氣體包含大于99體積％ 的蒸汽。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中所迷貧硫重整器給料包含小于1體積％ 的蒸汽。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物包含 大于10體積％的蒸汽。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物包含 25體積％ ~ 95體積％的蒸汽。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 的步驟包括冷卻所述鍋爐流出物的第 一部分以形成所迷鍋爐流出物的冷卻部 分；和壓縮所述鍋爐流出物的所述冷卻部分以形成所述鍋爐流出物的壓 縮部分，用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 的步驟進(jìn)一步包括加熱所述鍋爐流出物的壓縮部分，用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán) 氣體混合物。
8. 權(quán)利要求l的方法，進(jìn)一步包括將所述鍋爐流出物的第二部分通入至少 一個熱交換器中以加熱重 整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一種。
9. 權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括將所述重整器給料通入脫硫單元以由重整器給料形成貧硫重整器 給料。
10. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料形成第一 氣體混合物；和將所述笫 一 氣體混合物與所述含蒸汽的氣體相結(jié)合。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中形成所述笫一氣體混合物的步驟包括將所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與所述貧硫重整器給料在壓 縮機(jī)噴射器中相結(jié)合結(jié)合。
12. 權(quán)利要求l的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與所述含蒸汽的氣體形成富含蒸 汽再循環(huán)氣體混合物；和將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與貧硫重整器給料相結(jié)合。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中所述形成富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 的步驟包括將所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體在壓縮 機(jī)噴射器中結(jié)合。
14. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物；和
15. 權(quán)利要求l"方法r其中形2所述重整器進(jìn)^氣體混合物的步驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物；和 將所述貧硫給料混合物和所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合。
16. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物； 將所述貧硫給料混合物引入預(yù)重整器中形成預(yù)重整氣體混合物；和 將所述預(yù)重整氣體混合物與所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物結(jié)合。
17. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物； 將所述貧硫給料混合物51入預(yù)重整器中形成預(yù)重整氣體混合物；和 將所述預(yù)重整氣體混合物與所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物在 壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合。
18. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧疏重整器給料形成第一氣體混合物；將所述第 一 氣體混合物與所述含蒸汽的氣體結(jié)合形成包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物；和將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物？ 1入預(yù)重整器中以使所 述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成重整器進(jìn)料氣體混合物。
19. 權(quán)利要求18的方法，其中所述形成第一氣體混合物的步驟包括將所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述貧硫重整器給料在壓 縮機(jī)噴射器中結(jié)合。
20. 權(quán)利要求l的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體形成富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物；將所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物與所述貧硫重整器給料結(jié)合以 形成包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物；和將所述包含再循環(huán)氣體的貧疏給料混合物引入預(yù)重整器中以使所 述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成重整器進(jìn)料氣體混 合物。
21. 權(quán)利要求20的方法，其中形成所述富含蒸汽再循環(huán)氣體混合物 的步驟包括將所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物和所述含蒸汽的氣體在壓縮 機(jī)噴射器中結(jié)合。
22. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物；將所述貧硫給料混合物與所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物相結(jié)合以形成包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物；和將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物S1入預(yù)重整器中使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物。
23. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物的步 驟包括由貧硫重整器給料和所述含蒸汽的氣體形成貧硫給料混合物；將所述貧硫給料混合物與所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合物在壓縮機(jī)噴射器中結(jié)合以形成包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物；和將所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物引入預(yù)重整器中使所述包含再循環(huán)氣體的貧硫給料混合物預(yù)重整以形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物。
24. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟包括將所述鍋爐流出物引入轉(zhuǎn)移反應(yīng)器中以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物；和 取出所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第一部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽 再循環(huán)氣體混合物。
25. 權(quán)利要求24的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟進(jìn)一步包括冷卻所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第 一 部分以形成所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流 出物的冷卻部分；和壓縮所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的冷卻部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽 再循環(huán)氣體混合物。
26. 權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括將所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的第二部分通入至少 一個熱交換器中以 加熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少 一種。
27. 權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括將所述重整器給料通入脫硫單元以由重整器給料形成貧硫重整器 給料。
28. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟包括將鍋爐流出物通入至少一個熱交換器中形成熱交換器流出物，并加 熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少一種；和取出所述熱交換器流出物的一部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循 環(huán)氣體混合物。
29. 權(quán)利要求28的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟進(jìn)一步包括冷卻熱交換器流出物的 一部分以形成所述熱交換器流出物的冷卻 部分；和壓縮所述熱交換器流出物的冷卻部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物。
30. 權(quán)利要求1的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟包括將所述鍋爐流出物通入轉(zhuǎn)移反應(yīng)器中以形成轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物； 將所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器流出物的至少 一部分通入至少 一個熱交換器中以形成熱交換器流出物，并加熱重整器給料和含液態(tài)水的進(jìn)料中的至少一種；和取出所述熱交換器流出物的一部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再循 環(huán)氣體混合物。
31. 權(quán)利要求30的方法，其中形成所述單獨(dú)含蒸汽再循環(huán)氣體混合 物的步驟進(jìn)一步包括冷卻熱交換器流出物的 一 部分以形成所述熱交換器流出物的冷卻 部分；和壓縮所述熱交換器流出物的冷卻部分用于形成所述單獨(dú)含蒸汽再 循環(huán)氣體混合物。
32.權(quán)利要求31的方法，進(jìn)一步包括將所述重整器給料通入脫硫單元以由重整器給料形成貧硫重整器 給料。
全文摘要
一種在具有催化蒸汽重整器、所述催化蒸汽重整器下游的鍋爐、和非必要具有預(yù)重整器和非必要具有轉(zhuǎn)移反應(yīng)器的生產(chǎn)裝置中產(chǎn)生氫氣的方法，其中使用由鍋爐流出物形成的含蒸汽再循環(huán)氣體混合物形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物。所述鍋爐產(chǎn)生蒸汽用于形成所述重整器進(jìn)料氣體混合物、用于所述生產(chǎn)裝置的別處、和/或用于輸出蒸汽。
文檔編號C01B3/32GK101274744SQ20081008668
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者B·E·赫布, J·R·奧利里, K·詹布納森, 彭向東 申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司