專利名稱：一種移動(dòng)床輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油烴的催化轉(zhuǎn)化方法和裝置，更具體地，涉及一種甲烷水蒸氣重整制氫工藝方法和裝置。
背景技術(shù)：
清潔燃料的生產(chǎn)必然帶來(lái)對(duì)氫氣需求的增加，制氫方法盡管很多，但各種礦物質(zhì)包括以煤、石油和天然氣為原料的制氫技術(shù)還是最主要的方法，其中最成熟也最常用的仍然是烴類的蒸汽重整制氫工藝，天然氣水蒸氣重整(Steam Methane Reforming, SME)是目前制氫中成本最低、制氫量最大的方法，約有1/2的氫氣是通過(guò)天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法(SRM)制取的。甲烷水蒸氣重整制氫多采用固定床反應(yīng)器，為降低反應(yīng)器壓降，催化劑一般采用顆粒直徑為Φ (15-20) X (10-15)mm的蜂窩狀固體催化劑，活性組分為氧化鎳。制氫過(guò)程包括在800-820°C的一段或兩段轉(zhuǎn)化反應(yīng)，副產(chǎn)品CO采用300-450°C兩段變換為CO2，通過(guò)溶劑吸收或甲醇洗滌進(jìn)一步脫除CO和CO2，最終平衡的CO2氣相含量為15-20%，氫氣含量小于75%。后續(xù)通過(guò)變壓吸 附得到高純度的工業(yè)用氫氣。甲烷水蒸氣重整制氫具有強(qiáng)吸熱可逆反應(yīng)特點(diǎn)，工藝方面存在反應(yīng)溫度高，氫氣濃度低，反應(yīng)、提純過(guò)程步驟多，生產(chǎn)能力低、投資大等缺點(diǎn)；在催化劑方面，由于催化劑顆粒大，內(nèi)部熱量傳遞存在梯度，催化劑壽命短等缺陷。CN1903431A公開(kāi)了一種吸附強(qiáng)化的甲烷水蒸氣重整制氫復(fù)合催化劑，該催化劑主要由以微米級(jí)和/或納米級(jí)的以碳酸鈣和/或氫氧化鈣粉末為前驅(qū)體的CaO和以碳酸鎳、氧化鎳或硝酸鎳為前驅(qū)體的活性鎳成分和氧化鋁載體復(fù)合而成，各組分摩爾比為，CaO: NiO: Al2O3 = I: (0.1-2.0): (0.1-3.0)，所述的復(fù)合催化劑利用CaO通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方法將CO2及時(shí)從反應(yīng)體系中移走，強(qiáng)化甲烷的水蒸氣重整反應(yīng)。另外，CaO和CO2反應(yīng)放出的熱量正好彌補(bǔ)重整制氫的強(qiáng)吸熱要求。CN1974375A公開(kāi)了一種采用固定床反應(yīng)器的吸附強(qiáng)化甲烷水蒸汽重整制氫方法，制氫反應(yīng)和復(fù)合催化劑的再生在不同的固定床反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行，交替使用。采用含催化劑和吸附劑的復(fù)合催化劑和固定床反應(yīng)器和再生器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)甲烷水蒸汽重整反應(yīng)制備高濃度氫氣的穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。能直接連續(xù)產(chǎn)生純度90-98%含量的氫氣。由于吸附劑達(dá)到吸附飽和的時(shí)間很短，采用這種固定床交替切換根本上是難以實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的匹配無(wú)法進(jìn)行正常操作的。CN1935634A提出了一種采用循環(huán)流化床的吸附強(qiáng)化甲烷水蒸氣重整制氫工藝。采用CN1903431A中公開(kāi)的含CaO和活性鎳的復(fù)合催化劑微粒，催化劑顆粒直徑為5-200微米，將催化劑上的活性組元NiO還原成金屬Ni ;還原后的催化劑進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，在流化狀態(tài)下，甲烷和水蒸氣與催化劑接觸，反應(yīng)生成H2和CO2,反應(yīng)生成的CO2與催化劑上的CaO反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)，以CaCO3的形式保留在催化劑顆粒上。反應(yīng)飽和后催化劑經(jīng)過(guò)汽提，進(jìn)入的再生器中進(jìn)行高溫煅燒，將CaCO3高溫分解為CaO和CO2,使催化劑恢復(fù)化學(xué)吸附活性，循環(huán)使用。具體步驟為，將復(fù)合催化劑輸送至再生器內(nèi)進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理后的復(fù)合催化劑再經(jīng)脫氣后在氫氣的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行還原；按照水碳比2-10向流化床反應(yīng)器內(nèi)通入水蒸汽和甲烷，在流化狀態(tài)下的復(fù)合催化劑與甲烷、水蒸汽同時(shí)進(jìn)行重整制氫反應(yīng)，反應(yīng)停留時(shí)間為I秒至5分鐘，反應(yīng)氣速0.3 1.0米/秒，復(fù)合催化劑和反應(yīng)物甲烷的比例為10: I 0.002: 1，復(fù)合催化劑使用后轉(zhuǎn)移到再生器加熱再生，循環(huán)使用，能實(shí)現(xiàn)流化床反應(yīng)器操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性，具有傳質(zhì)、傳熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。CN1935634A公開(kāi)的方法通過(guò)循環(huán)流化連續(xù)操作，有效解決了固定床傳熱、傳質(zhì)速率低的缺點(diǎn)，但該方法存在以下缺點(diǎn):I)由于采用復(fù)合型催化劑，作為甲烷蒸汽重整活性組元的Ni在循環(huán)流化過(guò)程中的反應(yīng)器、再生器循環(huán)還原、氧化，特別是高溫再生過(guò)程容易導(dǎo)致Ni活性組元的燒結(jié)而失活；2)重整活性組元Ni在再生器被氧化為NiO后，需要在還原器中還原成金屬Ni，其最佳狀態(tài)是在低溫下進(jìn)行還原，以避免Ni金屬粒子的聚集而失活，這樣需要把再生后的催化劑進(jìn)行降溫后進(jìn)行還原反應(yīng)，還原后的催化劑又要進(jìn)行升溫到反應(yīng)溫度，造成大量的能源消耗。從甲烷水蒸氣重整制氫目前狀況來(lái)看，由于甲烷水蒸氣重整制氫的催化劑開(kāi)發(fā)相對(duì)比較成熟，由于甲烷水蒸氣重整制氫是一個(gè)強(qiáng)吸熱過(guò)程，如何降低過(guò)程能耗成為工藝開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新的熱點(diǎn)。但這些已有技術(shù)存在催化劑頻繁燒焦再生的缺陷，易造成催化劑因Ni晶粒長(zhǎng)大而破壞其高分散度，影響催化劑的活性和穩(wěn)定性，使得裝置難以穩(wěn)定地操作下去，如何合理地解決吸附強(qiáng)化蒸氣重整中的吸附劑連續(xù)吸附再生是該領(lǐng)域國(guó)際上公認(rèn)的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是提供一種輕烴水蒸氣重整制備氫氣的方法，可滿足連續(xù)化生產(chǎn)要求，在實(shí)現(xiàn)蒸汽轉(zhuǎn)化制備氫氣同時(shí)，催化劑活性長(zhǎng)期穩(wěn)定、熱量?jī)?nèi)傳輸及溫度平穩(wěn)控制。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之二是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的用于輕烴水蒸氣重整制備氫氣的生產(chǎn)裝置。本發(fā)明提供的一種移動(dòng)床輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的方法，包括:(I)輕烴和水蒸氣預(yù)熱后由底部進(jìn)入反應(yīng)器，與催化劑顆粒粒徑不同的重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，輕烴和水蒸氣在蒸汽重整條件下反應(yīng)生成h2、CO和CO2,所述的CO2與吸附催化劑中的CaO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO3 ；(2)步驟(I)中的產(chǎn)物氣體和混合催化在反應(yīng)器頂部氣固分離，分離出的產(chǎn)物氣體進(jìn)入后續(xù)提純分離裝置獲得高純度氫氣；(3)混合催化劑由反應(yīng)器底部進(jìn)入篩分分離器按粒徑分離，分離出的重整催化劑返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，分離出的吸附催化劑進(jìn)入再生器再生，然后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用。一種輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫移動(dòng)床反應(yīng)裝置，該裝置包括移動(dòng)床反應(yīng)器、篩分分離器、催化劑提升管和再生器，移動(dòng)床反應(yīng)器下部連通篩分分離器，篩分分離器內(nèi)部經(jīng)篩網(wǎng)分隔為兩種不同粒徑的催化劑出口，其中一個(gè)催化劑出口連通催化劑提升管底部，另一個(gè)出口經(jīng)料封后連通催化劑再生器，再生器下部經(jīng)料封后與催化劑提升管底部連通，催化劑提升管上部與移動(dòng)床反應(yīng)器上部連通；所述的移動(dòng)床反應(yīng)器上部經(jīng)氣固分離設(shè)備設(shè)置反應(yīng)產(chǎn)物出口，底部設(shè)置輕烴和水蒸氣原料入口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的移動(dòng)床輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法和裝置的有益效果為:本發(fā)明提供的方法采用逆流移動(dòng)床反應(yīng)器和兩種不同粒徑的催化劑，一方面強(qiáng)化了甲烷水蒸氣制氫反應(yīng)，另一方面通過(guò)篩分將兩種催化劑分開(kāi)，不使重整催化劑進(jìn)入再生器，避免了高溫再生過(guò)程導(dǎo)致Ni活性組元的氧化燒結(jié)失活。本發(fā)明提供的方法和裝置，輕烴制氫轉(zhuǎn)化效率高、溫度自動(dòng)控制平穩(wěn)并提高了熱量傳輸效率、合理地解決了吸附劑連續(xù)吸附再生這一瓶頸問(wèn)題，使裝置和操作更加簡(jiǎn)化和安全，并且整套裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。


圖1是本發(fā)明提供的輕烴移動(dòng)床蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法和裝置的流程示意圖。圖中:3_移動(dòng)床反應(yīng)器；5_篩分分離器；11_再生器；15_第一顆粒料封閥；16_第二顆粒料封閥；1、2、4、6、7、8、9、10、12、13、14、17 均為管線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的甲烷水蒸氣重整制氫方法，是這樣具體實(shí)施的:(I)輕烴和水蒸氣預(yù)熱后由底部進(jìn)入`反應(yīng)器，與催化劑顆粒粒徑不同的重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，輕烴和水蒸氣在蒸汽重整條件下反應(yīng)生成h2、CO和CO2,所述的CO2與吸附催化劑發(fā)生化學(xué)吸附反應(yīng)，吸附催化劑中的CaO轉(zhuǎn)化為CaCO3 ；(2)步驟(I)中的產(chǎn)物氣體和混合催化劑在反應(yīng)器頂部氣固分離，分離出的產(chǎn)物氣體進(jìn)入后續(xù)分離提純裝置獲得高純度氫氣；(3)混合催化劑由反應(yīng)器底部進(jìn)入篩分分離器按粒徑分離，分離出的重整催化劑返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，分離出的吸附催化劑進(jìn)入再生器再生，然后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用。本發(fā)明提供的方法中，所述的輕烴為Cl C8的石油烴，包括餾程在< 220°C范圍內(nèi)的各種煉油裝置產(chǎn)生的干氣、液化石油氣、直餾石腦油。本發(fā)明提供的方法中，所述的輕烴和水蒸氣預(yù)熱至350 550°C、優(yōu)選400 450°C引入反應(yīng)器中。本發(fā)明提供的方法中，所述的輕烴和水蒸氣的重量比為1: (I 5)、優(yōu)選I: (2 4)。本發(fā)明提供的方法中，所述的蒸汽重整條件為溫度為650 860°C、優(yōu)選680 820°C，壓力為 0.1 3.0MPa、優(yōu)選 0.15 2.5MPa。本發(fā)明提供的方法中，所述的吸附催化劑高溫再生是經(jīng)料封后由空氣輸送進(jìn)入再生器中再生，再生器的溫度為690 1250°C、優(yōu)選720 920°C，壓力為0.1 0.2MPa，再生完成后，再生吸附催化劑經(jīng)料封后返回反應(yīng)器重復(fù)使用，根據(jù)反應(yīng)溫度控制返回反應(yīng)器的再生吸附催化劑的流量。
本發(fā)明提供的方法中，所述的再生器中優(yōu)選添加燃料補(bǔ)充熱量。所述的重質(zhì)燃料油包括常壓重油、減壓蠟油、焦化蠟油、浙青、常壓渣油、減壓渣油、水煤漿、煤粉。本發(fā)明提供的方法中，優(yōu)選地，所述的蒸汽重整催化劑為大粒徑小球催化劑，所述的吸附催化劑為小粒徑小球型催化劑。所述小粒徑是指和蒸汽重整催化劑顆粒粒徑相比，所述的吸附催化劑顆粒粒徑較小。更優(yōu)選所述的蒸汽重整催化劑的顆粒粒徑為2 3毫米，所述的吸附催化劑顆粒平均粒徑為0.1 I毫米。本發(fā)明提供的方法中，所述的吸附催化劑為含有碳酸鈣和/或氧化鈣活性組分的耐熱無(wú)機(jī)氧化物催化劑。優(yōu)選地，所述的吸附催化劑為氧化鈣和/或碳酸鈣，以及氧化鋁的復(fù)合催化劑。更優(yōu)選地，其中，以催化劑總量為基準(zhǔn)，以氧化物計(jì)，所述的吸附催化劑氧化鈣和/或碳酸鈣的含量為5 30重％，氧化鋁的含量為70 95重％。本發(fā)明提供的方法中，所述的蒸汽重整催化劑為含有氧化鎳活性組分的耐熱無(wú)機(jī)氧化物催化劑。所述的耐熱無(wú)機(jī)氧化物選自氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、氧化銻、氧化鐵、氧化銅、氧化鎂、氧化鑰和氧化鶴中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選地，所述的蒸汽重整催化劑為氧化鎳/氧化鋁復(fù)合催化劑，更優(yōu)選地，以催化劑總量為基準(zhǔn)，以氧化物計(jì)，所述的蒸汽重整催化劑中氧化鎳的含量為12 16重％，氧化鋁的含量為84 88重％。本發(fā)明提供的方法中，所述的移動(dòng)床反應(yīng)器是指一種用以實(shí)現(xiàn)氣固相反應(yīng)過(guò)程或液固相反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器。在反應(yīng)器頂部連續(xù)加入顆粒狀或塊狀固體反應(yīng)物或催化劑，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，固體物料逐漸下移，最后自底部連續(xù)卸出。流體則自下而上，或自上而下通過(guò)固體床層，以進(jìn)行反應(yīng)。由于固體顆粒之間基本上沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但卻有固體顆粒層的下移運(yùn)動(dòng)，因此，也可將其看成是一種移動(dòng)的固定床反應(yīng)器?！N輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫移動(dòng)床反應(yīng)裝置，該裝置包括移動(dòng)床反應(yīng)器、篩分分離器、催化劑提升管和再生器，移動(dòng)床反應(yīng)器下部連通篩分分離器，篩分分離器內(nèi)部經(jīng)篩網(wǎng)分隔為兩種不同粒徑的催化劑出 口，其中一個(gè)催化劑出口連通催化劑提升管底部，另一個(gè)出口經(jīng)料封后連通催化劑再生器，再生器下部經(jīng)料封后與催化劑提升管底部連通，催化劑提升管上部與移動(dòng)床反應(yīng)器上部連通；所述的移動(dòng)床反應(yīng)器上部經(jīng)氣固分離設(shè)備設(shè)置反應(yīng)產(chǎn)物出口，底部設(shè)置輕烴和水蒸氣原料入口。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。附圖為是本發(fā)明提供的輕烴移動(dòng)床蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法流程圖。如附圖所示，移動(dòng)床反應(yīng)器3頂端設(shè)置氣固分離器，用于分離固體催化劑和產(chǎn)物氣體。分離出的產(chǎn)物氣體經(jīng)管線4進(jìn)入后續(xù)的氫氣分離提純裝置提純后進(jìn)入管網(wǎng)；移動(dòng)床反應(yīng)器3下部流出的固體催化劑含有兩種不同粒徑的重整催化劑和吸附催化劑進(jìn)入篩分分離器5，將兩種不同顆粒粒徑的催化劑分離出來(lái)，優(yōu)選蒸汽重整催化劑為大粒徑的小球型催化劑，吸附催化劑為小粒徑小球型催化劑。經(jīng)篩分分離器5分離出的重整催化劑經(jīng)催化劑輸送管線6進(jìn)入催化劑提升管線10的底部，由經(jīng)管線8來(lái)的蒸汽提升后返回移動(dòng)床反應(yīng)器3的上部；分離出的吸附催化劑經(jīng)用來(lái)鎖氣鎖壓的第一料封顆粒閥15進(jìn)入待生催化劑輸送管線9，由來(lái)自管線7的空氣輸送進(jìn)入再生器11底部，補(bǔ)充的重質(zhì)燃料油經(jīng)管線14進(jìn)入再生器11下部，吸附了二氧化碳的吸附催化劑燃燒除去其上附著的焦碳，并脫除催化劑中的二氧化碳，同時(shí)提高溫度。再生器頂部的高溫?zé)煔饨?jīng)管線13排出，可用來(lái)與水蒸氣進(jìn)行換熱；燃燒提溫后的吸附催化劑經(jīng)用來(lái)鎖氣鎖壓的第二料封顆粒閥16和催化劑輸送管線12進(jìn)入催化劑提升管線10的底部，由經(jīng)管線8來(lái)的蒸汽提升后返回反應(yīng)器上部，第二料封顆粒閥16根據(jù)反應(yīng)器溫度控制調(diào)節(jié)返回移動(dòng)床反應(yīng)器3的吸附催化劑的流量，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器溫度的自動(dòng)平穩(wěn)控制；經(jīng)管線I來(lái)的預(yù)熱后輕烴原料與經(jīng)管線2來(lái)的水蒸氣一起由下部進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器3，與移動(dòng)床反應(yīng)器中的兩種催化劑接觸反應(yīng)；新鮮吸附催化劑可經(jīng)管線17補(bǔ)充進(jìn)入催化劑輸送管線7，在常壓下進(jìn)行添加補(bǔ)充，由于補(bǔ)充添加速度緩慢，不會(huì)對(duì)反應(yīng)器的溫度控制造成影響。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。實(shí)施例中，蒸汽重整催化劑為氧化鎳/氧化鋁催化劑，制備方法如下:采用市售的粒徑2 3毫米氧化鋁小球(工業(yè)品，中國(guó)鋁業(yè)公司山東鋁廠)，按鎳和鋁的比例，即使催化劑含有14重％的氧化鎳的量，采用硝酸鎳溶液浸潰I小時(shí)，在120°C干燥2小時(shí)后，1000°C焙燒2小時(shí)得到蒸汽重整催化劑。經(jīng)分析所述的蒸汽重整催化劑中含有14重％的氧化鎳，86重％的氧化鋁，粒徑2 3毫米，催化劑的表觀堆積密度為0.71克/暈升°吸附催化劑為氧化鈣/氧化鋁催化劑，制備方法如下:按含有10重％的氧化鈣的比例，將氧化鈣粉(工業(yè)品，淄博齊魯乙烯化工公司)和氧化鋁粉(工業(yè)品，中國(guó)鋁業(yè)公司山東鋁廠)捏合后，在滾球機(jī)上滾制成粒徑為0.1 I毫米的小球，在120°c下干燥4小時(shí)后，經(jīng)550°C焙燒2小時(shí)，得到吸附催化劑。所述的催化劑的表觀堆積密 度為0.75克/毫升，含有10重％的氧化鈣，90重％的氧化鋁。實(shí)施例試驗(yàn)流程如附圖所示，以脫硫后的天然氣為輕烴原料(甲烷含量> 96v%，硫含量
<0.5微克/克)預(yù)熱至400°C，水蒸氣預(yù)熱至500°C后由底部進(jìn)入移動(dòng)床反應(yīng)器，與由移動(dòng)床反應(yīng)器上部進(jìn)入的蒸汽重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，發(fā)生蒸汽重整反應(yīng)生成氫氣，從反應(yīng)器底部流出的催化劑經(jīng)篩分分離器分離出大、小兩種粒徑的催化劑，大粒徑的蒸汽重整催化劑進(jìn)入催化劑提升管線由蒸汽提升后直接返回移動(dòng)床反應(yīng)器頂部；小粒徑的吸附催化劑經(jīng)第一料封顆粒閥后進(jìn)入催化劑輸送管線，由空氣輸送進(jìn)入再生器中，再生器中噴入MlOO燃料油輔助燃燒，通過(guò)油量的控制調(diào)節(jié)再生器的溫度，再生煙氣由上部排出。再生吸附催化劑溫度提升至850°C _860°C，經(jīng)第二料封顆粒閥進(jìn)入催化劑提升管線由蒸汽提升后返回移動(dòng)床反應(yīng)器，由第二料封顆粒閥調(diào)節(jié)催化劑的流量使移動(dòng)床反應(yīng)器的床層溫度維持為780°C。所述的移動(dòng)床反應(yīng)器的壓力為0.5MPa，床層溫度為780 °C，再生器的壓力為
0.1MPa，溫度控制在850°C _860°C。產(chǎn)物氫氣相對(duì)移動(dòng)床反應(yīng)器的體積空速為lOOOtT1，天然氣與水蒸氣的重量比為1: 2.5，反應(yīng)后天然氣中甲烷的轉(zhuǎn)化率> 90%，產(chǎn)物氣中含有68 70v %的氫氣，送入后段膜分離器分離可得90 92v %的中等純度氫氣，或送入變壓吸附分離裝置獲得更高純度99.9999v%的高純氫氣。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)床輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法，其特征在于，包括: (1)輕烴和水蒸氣預(yù)熱后由底部進(jìn)入反應(yīng)器，與催化劑顆粒粒徑不同的蒸汽重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，輕烴和水蒸氣在蒸汽重整條件下反應(yīng)生成h2、CO和CO2,所述的CO2與吸附催化劑中的CaO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO3 ； (2)步驟(I)中的產(chǎn)物氣體和混合催化劑在反應(yīng)器頂部氣固分離，分離出的產(chǎn)物氣體進(jìn)入后續(xù)分離提純裝置獲得高純度氫氣； (3)混合催化劑由反應(yīng)器底部進(jìn)入篩分分離器按粒徑分離，分離出的重整催化劑返回反應(yīng)器中循環(huán)使用，分離出的吸附催化劑進(jìn)入再生器再生，然后返回反應(yīng)器中循環(huán)使用。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴為Cl CS的石油烴類。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴與水蒸氣的重量比為1: (I 5)。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，所述的輕烴與水蒸氣的重量比為1: (2 4)。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣預(yù)熱至350 550°C引入反應(yīng)器中。
6.按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于，所述的輕烴和水蒸氣預(yù)熱至400 450°C引入反應(yīng)器中。
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整條件為:溫度為650 860°C，壓力為0.1 3.0MPa0
8.按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整條件為:溫度為680 820°C，壓力為0.15 2.5MPa 。
9.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整催化劑為含有氧化鎳活性組分的耐熱無(wú)機(jī)氧化物催化劑。
10.按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整催化劑為氧化鎳/氧化鋁復(fù)合催化劑。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征在于，以催化劑總重量為基準(zhǔn)，以氧化物計(jì)，所述的蒸汽重整催化劑中氧化鎳的含量為12 16重％，氧化鋁的含量為84 88重％。
12.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的吸附催化劑為含有碳酸鈣和/或氧化鈣活性組分的耐熱無(wú)機(jī)氧化物催化劑。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述的吸附催化劑為氧化鈣和/或碳酸鈣、以及氧化鋁的復(fù)合催化劑。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，以催化劑總重量為基準(zhǔn)，以氧化物計(jì)，所述的吸附催化劑中氧化鈣和/或碳酸鈣的含量為5 30重％，氧化鋁的含量為70 95重％。
15.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述的吸附催化劑經(jīng)料封后由空氣輸送進(jìn)入再生器中在690 1250°C下再生。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于，所述的再生器中吸附催化劑在720 920°C的條件下再生。
17.按照權(quán)利要求15或16的方法，其特征在于，所述的再生器中添加燃料補(bǔ)充熱量。
18.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，步驟(I)中所述的蒸汽重整催化劑為大粒徑小球催化劑，所述的吸附催化劑為小粒徑小球催化劑。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于，所述的蒸汽重整催化劑的顆粒粒徑為2 3毫米，所述的吸附催化劑的顆粒粒徑為0.1 I毫米。
20.一種輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫移動(dòng)床反應(yīng)裝置，其特征在于，該裝置包括移動(dòng)床反應(yīng)器、篩分分離器、催化劑提升管和再生器，移動(dòng)床反應(yīng)器下部連通篩分分離器，篩分分離器內(nèi)部經(jīng)篩網(wǎng)分隔為兩種不同粒徑的催化劑出口，其中一個(gè)催化劑出口連通催化劑提升管底部，另一個(gè)出口經(jīng)料封后連通催化劑再生器，再生器下部經(jīng)料封后與催化劑提升管底部連通，催化劑提升管上部與移動(dòng)床反應(yīng)器上部連通；所述的移動(dòng)床反應(yīng)器上部經(jīng)氣固分離設(shè)備設(shè)置反應(yīng)產(chǎn)物出口 ，底部設(shè)置輕烴和水蒸氣原料入口。
全文摘要
一種移動(dòng)床輕烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氫方法和裝置，包括輕烴和水蒸氣預(yù)熱后由底部進(jìn)入反應(yīng)器，與粒徑不同的重整催化劑和吸附催化劑逆流接觸，輕烴和水蒸氣在蒸汽重整條件下反應(yīng)生成H2、CO和CO2，CO2與吸附催化劑中的CaO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CaCO3；反應(yīng)生成的產(chǎn)物氣體由反應(yīng)器頂部氣固分離后進(jìn)入后續(xù)提純分離裝置獲得高純度氫氣；混合催化劑由反應(yīng)器底部進(jìn)入篩分分離器按粒徑大小分離，分離出的重整催化劑返回移動(dòng)床反應(yīng)器中循環(huán)使用，分離出的吸附催化劑經(jīng)再生后返回移動(dòng)床反應(yīng)器循環(huán)使用。本發(fā)明提供的方法和裝置省去了重整活性組元Ni頻繁高溫氧化為NiO后在還原器中還原成金屬Ni過(guò)程，簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，延長(zhǎng)催化劑的壽命并降低了系統(tǒng)能耗。
文檔編號(hào)C01B3/40GK103183318SQ201110449278
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者楊小明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院