Hter的進(jìn)料速率控制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于設(shè)計(jì)熱交換重整器（HER）的構(gòu)造以最小化金屬塵化的方法，和用于在熱交換重整器（HER）中實(shí)現(xiàn)改善的熱控制的方法。通過分析與主重整單元（MRU）和熱交換重整器（HER）相關(guān)的各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了改善的熱控制和減少的金屬塵化。
【專利說明】HTER的進(jìn)料速率控制
[0001 ] 關(guān)于通過蒸汽重整生產(chǎn)合成氣，要求高溫以獲得烴向合成氣的可行的轉(zhuǎn)化。
[0002]在傳統(tǒng)的合成氣設(shè)備中，已經(jīng)將合成氣中的顯熱用于產(chǎn)生蒸汽。對(duì)其進(jìn)行夾點(diǎn)分析將通常得出以下結(jié)論:當(dāng)在熱端中的溫度差異通常在650-750°C范圍內(nèi)時(shí)，來自重整器的氣體中的顯熱可被更好地利用。然而，由于稱為金屬塵化的腐蝕現(xiàn)象，以設(shè)備的可靠性不受損害的方式設(shè)計(jì)熱交換裝置是具有挑戰(zhàn)性的。甚至在用于傳統(tǒng)合成氣設(shè)備中的廢熱鍋爐中(其中熱金屬表面親合金屬塵化的可能性由于在蒸汽/水側(cè)上相對(duì)低的溫度和高傳熱系數(shù)而顯著降低)，已經(jīng)觀察到由于金屬塵化導(dǎo)致的失效。
[0003]因此當(dāng)設(shè)計(jì)利用來自蒸汽重整段的顯熱的裝置時(shí)，最重要的是金屬塵化現(xiàn)象的大量知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是可獲得的。
[0004]通常，夾點(diǎn)分析和/或CAPEX/0PEX (資本支出/運(yùn)行支出)評(píng)價(jià)顯示溫度方法(temperature approach)應(yīng)當(dāng)在10_150°C之間以具有投資和運(yùn)行成分之間的最佳平衡。更高的值通常與更“獨(dú)特的(exotic) ”材料相關(guān)，即在具有高溫和/或高腐蝕電位的環(huán)境中。
[0005]對(duì)于合成氣生成，主要重整段的出口溫度在850-1050°C的范圍內(nèi)，這意味著該顯熱可以用于將工藝料流加熱至600-900°C。除了在重整方法本身，這種料流在合成氣方法中不存在。因此，已經(jīng)考慮了不同的概念來利用來自主重整器的合成氣中的顯熱進(jìn)行進(jìn)一步的蒸汽重整，例如，Aasberg-Petersen K., Dybkjsr 1., Ovesen C.V., Schjodt N.C.,Sehested J., Thomsen S.G.，’Natural gas to syngas - Catalysts and catalyticprocesses，，， Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2011。
[0006]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1顯示了在NH3設(shè)備前端中的HTER ；
圖2顯示了用于合成染料的基于ATR前端中的HTER ；
圖3顯示了 H2設(shè)備中的HTER ；
圖4顯示了卡口管HTER ;
圖5顯示了雙管HTER ;
氣體加熱的蒸汽重整器可以與主重整器串聯(lián)(稱為HTER-s，即，串聯(lián)的熱交換重整器)或并聯(lián)(HTER-p)主重整器構(gòu)造。主重整器可以是管式重整器、二段轉(zhuǎn)化爐或自熱重整器。HTER-s具有可以獲得更高的平均出口溫度的優(yōu)點(diǎn)，其對(duì)于進(jìn)料的整體轉(zhuǎn)化和特別是對(duì)于合成燃料的合成氣的更高C0/H2比是有利的，而對(duì)于HTER-p概念來說前端的總壓降更低。以下將僅討論HTER-p，并且在圖1-3中顯示了 HTER-p在不同設(shè)備類型中的實(shí)施方式。
[0007]在表1中顯示了主重整器的典型的操作參數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于設(shè)計(jì)熱交換重整器(HER)的構(gòu)造以最小化金屬塵化的方法，所述HER是合成氣生產(chǎn)單元的一部分，所述合成氣生產(chǎn)單元包括主重整單元(MRU)和熱交換重整器(HER)，其中設(shè)置來自MRU的流出物以向HER提供熱，和其中設(shè)置烴原料以并行地通過MRU和HER 二者，由此提供: a.具有MRU蒸汽與碳之比(MRUS/C)，流出物出口溫度(Tmku)和MRU烴流動(dòng)速率(Fmku)的MRU烴進(jìn)料和 b.具有HER蒸汽與碳之 比(HERS/。)和HER烴流動(dòng)速率(Fhek)的HER烴進(jìn)料， 所述方法包括: -確定HER內(nèi)的溫度曲線如何隨距HER的入口的距離作為FheJFmeu之比、MRU出口溫度(T_)、MRU蒸汽與碳之比(MRUS/。)、HER蒸汽與碳之比(HERS/。)和總的烴流動(dòng)速率(Fmeu +Fhee)的函數(shù)而變化； -由所述溫度曲線，確定金屬塵化不顯著的距HER的入口的距離(A)； -在大于所述距HER的入口的距離(A)的距離，由對(duì)于金屬塵化具有更高抗性的第一金屬構(gòu)建HER ;和 -在小于所述距HER的入口的距離(A)的距離，由對(duì)于金屬塵化具有比所述第一金屬更低抗性的第二金屬構(gòu)建HER。
2.一種用于在合成氣生產(chǎn)單元的熱交換重整器(HER)中實(shí)現(xiàn)改善的熱控制的方法，所述合成氣生產(chǎn)單元包括主重整單元(MRU)和熱交換重整器(HER)，其中設(shè)置來自MRU的流出物以向HER提供熱量，和其中設(shè)置烴原料以并行地通過MRU和HER 二者，由此提供: a.具有MRU蒸汽與碳之比(MRUS/C)，流出物出口溫度(Tmku)和MRU烴流動(dòng)速率(Fmku)的MRU烴進(jìn)料和 b.具有HER烴流動(dòng)速率(Fhek)的HER烴進(jìn)料， 所述方法包括:通過基于MRUs^TmePHERs/。和總的烴流動(dòng)速率(F_+FHEK)調(diào)節(jié)進(jìn)入MRU和HER的烴流來調(diào)節(jié)FHEK/F_之比，以在熱交換重整器(HER)中維持穩(wěn)定的溫度曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述方法包括增大或縮小FHEK/F_之比，優(yōu)選縮小Fhek/Fmeu的比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述方法包括增大或縮小MRU蒸汽與碳之比(MRUS/。)，提高或降低MRU流出物出口溫度(T_)，增大或縮小HER蒸汽與碳之比(HERsxc)和/或提高或降低總的烴流動(dòng)速率(F_+Fhek )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述方法包括增大TR蒸汽與碳之比(TRS/C)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中HER是卡口型HER或雙管型HER。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中所述方法包括縮小Fhek/F_比。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中MRU向氫氣設(shè)備、氨設(shè)備、甲醇設(shè)備和/或合成燃料設(shè)備提供合成氣。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中MSR選自管式重整器、吹空氣的二段轉(zhuǎn)化爐、吹氧氣的二段轉(zhuǎn)化爐和自熱重整器。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中設(shè)置來自MRU的流出物與在HER中的HER烴進(jìn)料并流流動(dòng)或逆流流動(dòng)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中烴原料包含天然氣、LPG、石腦油、重整汽油(RFG)、或者LPG與石腦油的混合物。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，其中所述合成氣生產(chǎn)單元進(jìn)一步包括設(shè)置在MRU和/或HER上游的預(yù)重整器。
13.根據(jù)權(quán)利要 求2-11的任一項(xiàng)的方法用于減少HER中的金屬塵化的用途。
【文檔編號(hào)】C01B3/34GK103922282SQ201410015931
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】M.F.詹森, C.F.漢森 申請(qǐng)人:赫多特普索化工設(shè)備公司