CN105189343A - 作为用于启动过程中初始重整器的燃料的重整气 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气的方法和设备。在一个方面中,用于回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气的方法包括:a)降低甲醇装置重整气的温度以从重整气中除去至少一些水,所述甲醇装置重整气包含(1)基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,和(6)一氧化碳;以及b)使用除去水的重整气作为蒸汽重整器中的燃料。

Description

作为用于启动过程中初始重整器的燃料的重整气
背景技术
在现有的甲醇重整工艺中,在正常装置启动过程中,通过燃烧系统(flaringsystem)从重整器(重整装置,reformer)中排出大于120,000kg/h的重整气。排出气体降低装置总效率,并且增加装置运转的环境影响,同时浪费大量的能量。
因此,需要新工艺,所述新工艺回收重整气从而减少重整气的排放,其通过在装置启动过程中使用重整气作为燃料降低浪费,提高装置生产力,同时降低装置运转的碳足迹(碳排放量,carbonfootprint)。
发明内容
根据本发明的一个或多个目的,如在本文中体现并广泛描述的,本发明满足这些和其他需求。在一个方面中,提供了用于回收甲醇装置(甲醇车间,甲醇工厂,methanolplant)在启动过程中产生的重整气的方法。所述方法包括:降低甲醇装置反应器重整气的温度以从重整气中除去至少一些水,甲醇装置反应器重整气包括(1)基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,和(6)一氧化碳;以及使用除去水的重整气作为甲醇装置反应器中的燃料。
在另一个方面中,提供了用于回收重整气的设备(apparatus),其中,重整气是甲醇装置在启动过程中产生的。设备包括(1)基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷、(3)氢气、(4)氮气、(5)二氧化碳和(6)一氧化碳,其中,重整气是甲醇装置在启动过程中产生的,所述甲醇装置包括:从重整气火炬烟囱管线(flarestackline)至蒸汽重整器的燃料管线的闭合回路管线(closedlineloop);其中,闭合回路管线包括热交换器;并且其中,热交换器冷却重整气。
尽管可以以特定法定类别(如系统法定类别)来描述和要求保护本发明的方面,但这仅是为了方便起见并且本领域的技术人员将理解可以以任何法定类别来描述和要求保护本发明的每个方面。除非另外明确指出,否则决不旨在将本文中阐述的任何方法或方面解释为需要以具体顺序进行其步骤。因此,在方法权利要求未在权利要求或说明书中明确指出步骤局限于具体顺序时,决不旨在以任何方面推断顺序。这提供了解释的任何可能的非表达基础,包括关于步骤或操作流程的排列的逻辑问题,从语法组织或标点衍生的普通含义,或在说明书中描述的方面的数量或类型。
附图说明
并入并构成本说明书一部分的附图示出了几个方面,并连同说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出了常规工艺。
图2示出了本文中描述的本发明工艺的版本。
本发明的另外的优点将部分地阐述在随后的说明中,并且部分地将从说明中显而易见,或可以通过本发明的实践获知。将通过所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和获得本发明的优点。应当理解的是,上述总体说明和以下详细说明仅是示例性和说明性的,而非限制要求保护的本发明。
具体实施方式
参考本发明的以下具体实施方式及其中包括的实施例可以更容易地理解本发明。
在公开和描述本发明的制品、系统、装置、和/或方法之前,应当理解除非另有规定,否则它们不局限于具体的合成方法,或除非另有规定,否则它们不局限于具体的试剂,当然,对于这可以改变。还应理解本文中所使用的术语仅为了描述特定方面的目的,而并不旨在进行限制。虽然可以在本发明的实践或测试中使用与本文中描述的那些相似或等同的任何方法和材料,但是现在将描述方法和材料的实例。
定义
如在说明书和所附权利要求中所使用的,除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物。
在本文中,可以将范围表示为从“约”一个特定值和/或至“约”另一特定值。当表达这样的范围时,进一步的方面包括从一个特定值和/或至其他特定值。类似地,当将值表示为近似值时,通过利用先行词“约”,将理解特定值形成了进一步的方面。将进一步理解的是,每个范围的端点显著与其他端点相关又独立于其他端点。还应当理解的是,存在多个本文中公开的值,并且除了该值本身外,本文中也将每个值公开为“约”该特定值。例如,如果公开了值“10”,那么还公开了“约10”。还应当理解的是,还公开了在两个特定单元之间的每个单位。例如,如果公开了10和15,那么还公开了11、12、13和14。
在说明书和总结的权利要求中提及组合物中具体要素或组分的重量份,是指在以重量份表示的组合物或制品中的要素或组分与任何其他要素或组分之间的重量关系。因而,在含有2重量份的组分X和5重量份的组分Y的混合物中,X和Y以2:5的重量比存在,并且不管在混合物中是否包含另外的组分,X和Y以这样的比率存在。
除非明确地指出相反,否则组分的重量百分数(wt.%)是基于其中包含组分的制剂或组合物的总重量。
如在本文中所使用的,术语“可选的”或“可选地”是指随后描述的事件或情况可能或可能不发生,并且该描述包括所述事件或情况发生的实例和所述事件或情况没有发生的实例。
除非另外明确指出,否则决不旨在将本文中阐述的任何方法解释为要求其步骤以具体顺序进行。因此,在方法权利要求中没有真正叙述其步骤所遵循的顺序或在权利要求或说明书中没有另外具体地声明将步骤限制为具体顺序时,决不旨在以任何方面推断顺序。这提供了解释的任何可能的非表达基础,包括:关于步骤或操作流程的排列的逻辑问题;由语法组织或标点衍生的普通含义;和在说明书中描述的实施方式的数量或类型。
公开的是在本文中所公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其他材料,并且应理解,当公开了这些材料的组合、子集、交互作用、组等而不可能明确公开这些混合物的各个不同的个体和集合的组合和改变的具体参考时,本文对每一种进行了具体预期和描述。因此,如果存在各种可以进行的另外的步骤,应理解的是,利用本发明的方法的任何具体的实施方式或实施方式的组合可以进行这些另外的步骤中的每一个。
用于回收的方法
在一个方面中,本公开指向用于回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气的方法,包括:a)降低甲醇装置反应器重整气的温度从而从重整气中除去至少一些水,甲醇装置反应器重整气包括(1)基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,和(6)一氧化碳;以及随后b)使用除去水的重整气作为甲醇装置中的燃料。
在一个方面中,重整气的回收可以用于增加产量并降低排出从而对环境具有积极影响。在另一个方面中,重整气的回收可以降低排出、减少废气、提高产量,和/或降低碳足迹。
典型地,重整气是标准甲醇装置运行过程中弛放气(排气,purgegas)和天然气的混合物。在典型的启动过程中,不存在可用的弛放气,并且天然气可以用于启动重整器加热。在本发明中,在启动过程中回收重整气,而不是排出。在一个方面中,随后重整气用作启动过程中的燃料。在另一个方面中,如果重整气不充足或者如果热值不足够,可以添加另外的天然气至重整气。
在进一步的方面中,重整气降低的温度范围从80℃至100℃,包括83℃、85℃、87℃、90℃、93℃、95℃和97℃的示例性值。在进一步的方面中,温度范围可以源自任何两个示例性值。例如,重整气的温度范围从83℃至97℃。
在一个方面中,温度取决于重整气中水的百分比。在另一个方面中,重整气温度降低至水可以从气体中分离的点(point)。
在一个方面中,启动时间范围从9小时至25小时,包括10h、13h、15h、17h、20h和23h的示例性值。在进一步的方面中,时间可以处于源自任何两个示例性值的范围中。例如,启动时间范围可以从10h至25h。
在一个方面中,经通过热交换器冷却重整气。在另一个方面中,取决于所需的最低温度,冷却可以利用任何冷却介质进行。在进一步的方面中,所需的最低温度取决于水可以从气体中分离的温度。
在另一个方面中,经通过分离器干燥重整气。在一个方面中,经通过过滤器进一步干燥重整气。
在一个方面中,重整气包括水、甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳。在另一个方面中,重整气由水、甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳组成。在又一方面中,重整气由甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳组成。
在进一步的方面中,重整气包括以基于重整气的总重量的范围从50wt%至92.9wt%的氢气的量存在的氢气;以基于重整气的总重量的范围从0wt%至2.5wt%的量存在的水;以基于重整气的总重量的范围从0.1wt%至5wt%的量存在的氮气;以基于重整气的总重量的范围从5wt%至20wt%的量存在的一氧化碳;以基于重整气的总重量的范围从1wt%至15wt%的量存在的二氧化碳;以及以基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量存在的甲烷。
在更进一步的方面中,重整气包括约71.7wt%的氢气、约2.5wt%的水、约1.1wt%的氮气、约14.3wt%的一氧化碳、约7.4wt%的二氧化碳和约3wt%的甲烷。
在另一个方面中,重整气包含基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水。在进一步的方面中,重整气包括范围从0wt%至2.5wt%的量的水。在另一个方面中,水的量可以处于源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气包括范围从0wt%至2.0wt%、或大于0wt%至2.0wt%、或0.3wt%至1.7wt%的量的水。
在一个方面中,除去重整气中约55%至约99%之间的水。在进一步的方面中,水的量可以处于源自任何两个示例性值的范围内。例如,除去重整气中60%至99%之间(或70%至99%之间)的水。
在一个方面中,从重整气中除去水包括降低重整气的温度并且干燥冷却的重整气。在另一个方面中,通过使用热交换器、分离器和/或过滤器除去水。在进一步的方面中,使用任何合适的吸收或吸附方法除去水。
在进一步的方面中,将除去水的重整气循环至天然气进入甲醇装置之前的点。
在一个方面中,方法进一步包括在除去水之后添加天然气至重整气。
在另一个方面中,在装置启动过程中,以每约1,339,307kg/25小时的重整气添加范围从399,300kg/25小时的天然气的量将天然气添加至重整气中。在进一步的方面中,添加的天然气取决于所需的热值。基于甲醇装置通常所需的热量,已经计算了以上添加的天然气的量。
在进一步的方面中,通过使用重整气作为燃料节省的天然气的总量是约6132MMNTU/25h。在另一个方面中,基于典型的甲醇装置计算节省的天然气的量。
在另一个方面中,重整气包括范围从50wt%至92.9wt%的量的氢气。例如,重整气可以包含范围从55wt%至85wt%、或61wt%至74wt%的量的氢气。
在一个方面中,基于重整气的总重量,重整气包括范围从1wt%至8wt%的量的甲烷。在进一步的方面中,甲烷的量存在于源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气包括范围从1wt%至7wt%、或1.5wt%至5wt%的量的甲烷。在另一个方面中,重整气包括3wt%的量的甲烷。
在另一个方面中,重整气包括范围从0.1wt%至5wt%的量的氮气。在进一步的方面中,范围可以源自任何两个示例性值。例如,重整气可以包含范围从2wt%至5wt%的量的氮气。
在一个方面中,重整气包括范围从1wt%至15wt%的量的二氧化碳。在进一步的方面中,可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气可以包含范围从6wt%至10wt%的量的二氧化碳。
在另一个方面中,CO2的总冲击是900至1200MT/25h,例如,1098MT/25h。在一个方面中,针对典型的甲醇装置计算CO2的总冲击。在另一个方面中,取决于装置容量,可以改变CO2的总冲击。
在进一步的方面中,重整气包括范围从5wt%至20wt%的量的一氧化碳。在进一步的方面中,可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气可以包含范围从6wt%至10wt%的量的一氧化碳。
在另一个方面中,重整气热值是50,000Kcal/Kgmol至60,000Kcal/Kgmol,例如,57,520Kcal/Kgmol。在进一步的方面中,针对典型的甲醇装置计算重整气热值。在一个方面中,重整气热值可以由于许可者(licensor)不同而改变。
在进一步的方面中,天然气热值是180,000Kcal/Kgmol至200,000Kcal/Kgmol,例如,192,930Kcal/Kgmol。在一个方面中,针对典型的甲醇装置计算天然气热值并且其根据装置可以变化。
在一个方面中,重整气的流量范围从18448kg/h至84596kg/h。在进一步的方面中,流量可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气的流量范围可以从19000kg/h至80000kg/h。
在另一个方面中,热交换器的功率(duty)范围从4.2×106KJ/h至6.5×106KJ/h并且从重整气除去的水的量范围从55%至98%。在一个方面中,热交换器的功率范围从4.2×106KJ/h至6.5×106KJ/h。功率可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,热交换器的功率范围从4.3×106KJ/h至6.4×106KJ/h。
在本文中公开的方法可以使用本发明设备。
用于回收的设备
在一个方面中,本发明指向用于回收重整气的设备,所述重整气包括(1)基于重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷、(3)氢气、(4)氮气、(5)二氧化碳和(6)一氧化碳,其中,重整气是甲醇装置在启动过程中产生的,所述甲醇装置包括:从重整气火炬烟囱管线至蒸汽重整器的燃料管线的闭合回路管线,其中,闭合回路管线包括热交换器,其中,热交换器冷却重整气。
在一个方面中,设备是甲醇装置的一部分。如在本文中所使用的,甲醇装置是其中甲醇由原料如天然气生产的装置。
在一个方面中,重整气包括水、甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳。在另一个方面中,重整气由水、甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳组成。在进一步的方面中,重整气包括以基于重整气的总重量范围从50wt%至92.9wt%的氢气的量存在的氢气;以基于重整气的总重量范围从0wt%至2.5wt%的量存在的水;以基于重整气的总重量范围从0.1wt%至5wt%的量存在的氮气;以基于重整气的总重量范围从5wt%至20wt%的量存在的一氧化碳;以基于重整气的总重量范围从1wt%至15wt%的量存在的二氧化碳;以及以基于重整气的总重量范围从1wt%至8wt%的量存在的甲烷。在又进一步的方面中,重整气由甲烷、氢气、氮气、二氧化碳和一氧化碳组成。在更进一步的方面中,重整气包括约71.7wt%的氢气、约2.5wt%的水、约1.1wt%的氮气、约14.3wt%的一氧化碳、约7.4wt%的二氧化碳和约3wt%的甲烷。在一个方面中,基于典型的甲醇装置已经计算出重整气组成。
在另一个方面中,基于重整气的总重量,重整气包括不大于2.5wt%的量的水。在进一步的方面中,重整气包括范围从0wt%至2.5wt%,例如,大于0至2.5wt%的量的水。在另一个方面中,水的量可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,重整气包括范围从0wt%至2.0wt%,例如,大于0至2.0wt%,或0.1wt%至1.8wt%的量的水。
在一个方面中,闭合回路管线冷却并干燥重整气。在另一个方面中,将热交换器重整气冷却并在过滤器中干燥。
在一个方面中,回路管线进一步包括分离器和过滤器,其中分离器或过滤器或它们的组合,从重整气中除去55%至99%的水。
在一个方面中,除去重整气中约55%至约99%之间的水。在进一步的方面中,水的量可以在源自任何两个示例性值的范围内。例如,除去重整气中60%至90%之间的水。
在进一步的方面中,在热交换器的下游,设备进一步包括混合器,其中混合器添加天然气至重整气。
在另一个方面中,在装置启动过程中,以每约1,339,307kg/25小时的重整气添加范围从399,300kg/25小时的天然气的量将天然气添加至重整气。在一个方面中,添加的天然气的量取决于所需的热值。天然气的以上量基于典型的甲醇装置。
现在参照图1,示出了在甲醇装置启动过程中用于初始重整器的现有工艺。在正常运转下,重整的燃料气3是弛放气和来自天然气管线1的天然气的混合物。弛放气可以来自甲醇分离器7和通气洗涤器(放空洗涤器,ventscrubber)9。在正常运转过程中,弛放气可以流动至蒸汽重整器3和加氢脱硫部分(段,section)8。可以添加天然气至弛放气,以提供用于重整器的燃料气所需的热值。在正常运转过程中,重整气可以通过压缩机从脱水器(drainseparator)4进料至甲醇超级转化器(superconverter)5并且没有重整气进入火炬烟囱(flarestack)6。然而,在正常启动过程中,没有弛放气是可利用的并且天然气可以用于开始加热重整器。在启动过程中,大量的重整气可以通过火炬烟囱6排出。当弛放气可利用时,在75%装置负荷下,随后天然气和弛放气混合物可以用作重整器燃料。在当前的工艺中,通过火炬烟囱排出的高量的重整气可以对持续性具有负面影响并降低装置效率。
现在参照图2,示出了新工艺的方面。在现有的甲醇重整技术中,在传统装置启动过程中,通过脱水器23至火炬烟囱25,而不是包括热交换器29、分离器30和凝聚式过滤器(coalescingfilter)31的闭合管线回路,巨大量的重整气的排出将发生。在启动过程中,对于重整器/加氢脱硫部分27没有可利用的弛放气,并且将经由天然气管线20的天然气用于开始重整器加热。公开的工艺可以回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气并且可以使用重整气作为用于蒸汽重整器22的燃料或作为用于整装锅炉(快装锅炉,packageboiler)32的燃料。在启动过程中使用重整气要求,在该方面中,添加包括热交换器29、分离器30和凝聚式过滤器31的闭合管线回路至现有的工艺回路。闭合管线回路在火炬烟囱25之前和混合器21上游相交(横断,intersect)现有的燃料回路。
在启动过程中,重整气的排出温度可以是约80℃至100℃。重整气可以含有至多2.5wt%的水。在启动过程中使用该气体作为重整器燃料可以要求降低温度从而除去水。交换器29可以降低气体的温度,同时分离器30和凝聚式过滤器31可以除去水。随后可以将重整气进料至混合器21和蒸汽重整器22。重整气23的热值可以是低的,但是可以用天然气20补充(如果需要的话)。因此,上面描述的工艺可以利用重整气并具有以下优点:降低排出和废料同时提高产量和碳足迹。
在本文中公开的设备可以使用本发明方法。
方面
公开的组合物和方法包括至少以下方面。
方面1:一种用于回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气的方法,包括:(a)降低甲醇装置重整气的温度从而从重整气中除去至少一些水,甲醇装置重整气包括(1)基于重整气的总重量,不大于2.5wt%的量的水,(2)基于重整气的总重量,范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,和(6)一氧化碳;以及(b)使用除去水的重整气作为蒸汽重整器中的燃料。
方面2:根据方面1的方法,其中,重整气包括以基于重整气的总重量范围从50wt%至92.9wt%的氢气的量存在的氢气;以基于重整气的总重量范围从0wt%至2.5wt%的量存在的水;以基于重整气的总重量范围从0.1wt%至5wt%的量存在的氮气;以基于重整气的总重量范围从5wt%至20wt%的量存在的一氧化碳;以基于重整气的总重量范围从1wt%至15wt%的量存在的二氧化碳;以及以基于重整气的总重量范围从1wt%至8wt%的量存在的甲烷。
方面3:根据方面1-2中任一个的方法,其中,重整气降低的温度是约80℃至100℃。
方面4:根据方面1-3中任一个的方法,其中,除去重整气中约55%至约99%的水。
方面5:根据方面1-4中任一个的方法,其中,从重整气除去水包括降低重整气的温度从而冷却重整气并且干燥冷却的重整气。
方面6:根据方面1-5中任一个的方法,其中,经通过热交换器冷却重整气。
方面7:根据方面1-6中任一个的方法,其中,经通过分离器干燥重整气。
方面8:根据方面1-7中任一个的方法,其中,经通过过滤器进一步干燥重整气。
方面9:根据方面1-8中任一个的方法,其中,用于热交换器的功率范围从4.2×106KJ/h至6.5×106KJ/h并且从重整气除去的水的量的范围从55%至99%。
方面10:根据方面1-9中任一个的方法,其中,将除去水的重整气再循环至天然气进入甲醇装置之前的点。
方面11:根据方面1-10中任一个的方法,进一步包括在除去水之后添加天然气至重整气。
方面12:根据方面1-11中任一个的方法,其中,在装置启动过程中,每约1,339,307kg/25小时的重整气添加约399,300kg/25小时的天然气。
方面13:根据方面1-12中任一个的方法,其中,通过使用重整气作为燃料节省的天然气的总量是约6132MMNTU/25h。
方面14:根据方面1-13中任一个的方法,其中重整气的流量在约18448kg/h至约84596kg/h之间。
方面15:一种用于回收重整气的设备,所述重整气包括(1)基于重整气的总重量,不大于2.5wt%的量的水、(2)基于重整气的总重量,范围从1wt%至8wt%的量的甲烷、(3)氢气、(4)氮气、(5)二氧化碳和(6)一氧化碳,其中,重整气是甲醇装置在启动过程中产生的,甲醇装置包括:从重整气火炬烟囱管线至蒸汽重整器的燃料管线的闭合回路管线;其中,闭合回路管线包括热交换器;并且其中,热交换器冷却重整气。
方面16:根据方面15的设备,其中闭合回路管线冷却并干燥重整气。
方面17:根据方面15-16中任一个的设备,其中回路管线进一步包括分离器和过滤器,其中分离器或过滤器或它们的组合,从重整气除去55%至99%的水。
方面18:根据方面15-17的设备,其中在热交换器的下游,设备进一步包括混合器,其中混合器添加天然气至重整气。
实验
提出以下实施例以便向本领域的普通技术人员提供如何制造和评价本文中要求保护的制品、装置和/或方法的完全公开和描述,并且旨在对本发明是纯示例性的而并非旨在限制发明人所认为的他们的发明的范围。已经作出努力从而确保关于数字(例如,数量、温度等)的精确性,但应考虑一些误差和偏差。
实施例1
通过使用装置数据评估工艺。表1,2和3概述了结果。
需要的总重整气:重整气:热值是57520Kcal/Kgmol;天然气:热值是192930Kcal/Kgmol。
除去2.3%的水需要热交换器、分离器和过滤器。用于热交换器的功率如下面表3:
化学工程工具AspenHysys-7.2用于计算。按照计算,总天然气节省等于6132MMBTU/25h。在启动中使用的总重整气是1339307kg/25h。在启动过程中重整气的最小和最大流量分别是18448kg/h和84596kg/h。CO2的总冲击是1098MT/25h。水压(hydraulic)计算提供管尺寸。据计算,具有40标度(schedule)的14"管适于处理此流量(flowrate)。
对于本领域技术人员显而易见的是在不背离本发明的范围或精神的情况下,可以在本发明中做出各种修改和变化。从考虑本文中公开的本发明的说明书和实践而言,本发明的其他实施方式对本领域的技术人员来说将是显而易见的。旨在认为说明书和实施例仅是示例性的,本发明的真实范围和精神是通过所附权利要求所指出的。

Claims (18)

1.一种用于回收甲醇装置在启动过程中产生的重整气的方法,包括:
a)降低甲醇装置重整气的温度以从所述重整气中除去至少一些水,所述甲醇装置重整气包含(1)基于所述重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于所述重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,以及(6)一氧化碳;以及
b)使用除去水的重整气作为蒸汽重整器中的燃料。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述重整气包含以基于所述重整气的总重量的范围从50wt%至92.9wt%的氢气的量存在的氢气;以基于所述重整气的总重量的范围从0wt%至2.5wt%的量存在的水;以基于所述重整气的总重量的范围从0.1wt%至5wt%的量存在的氮气;以基于所述重整气的总重量的范围从5wt%至20wt%的量存在的一氧化碳;以基于所述重整气的总重量的范围从1wt%至15wt%的量存在的二氧化碳;以及以基于所述重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量存在的甲烷。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法,其中,所述重整气的降低的温度是约80℃至100℃。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其中,除去了所述重整气中的约55%至约99%的水。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中,从所述重整气除去水包括降低所述重整气的温度以冷却所述重整气以及干燥冷却的所述重整气。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,经通过热交换器冷却所述重整气。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中,经通过分离器干燥所述重整气。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其中,经通过过滤器进一步干燥所述重整气。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法,其中,热交换器的功率范围从4.2×106KJ/h至6.5×106KJ/h,并且从所述重整气除去的水的量的范围从55%至99%。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中,将除去水的所述重整气再循环至天然气进入所述甲醇装置之前的点。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法,进一步包括在除去水之后将天然气添加至所述重整气。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法,其中,在装置启动过程中,每约1,339,307kg/25小时的重整气添加约399,300kg/25小时的天然气。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其中,通过使用重整气作为燃料节省的天然气的总量是约6132MMNTU/25h。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法,其中,重整气的流量范围从18448kg/h至84596kg/h。
15.一种用于回收重整气的设备,所述重整气包含(1)基于所述重整气的总重量的不大于2.5wt%的量的水,(2)基于所述重整气的总重量的范围从1wt%至8wt%的量的甲烷,(3)氢气,(4)氮气,(5)二氧化碳,以及(6)一氧化碳,其中,所述重整气是甲醇装置在启动过程中产生的,所述甲醇装置包括:
从重整气火炬烟囱管线至蒸汽重整器的燃料管线的闭合回路管线;
其中,所述闭合回路管线包括热交换器;并且
其中,所述热交换器冷却所述重整气。
16.根据权利要求15所述的设备,其中,所述闭合回路管线冷却并且干燥所述重整气。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的设备,其中,所述回路管线进一步包括分离器和过滤器,其中,所述分离器、或所述过滤器、或它们的组合从所述重整气除去55%至99%的水。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的设备,其中,在所述热交换器的下游,所述设备进一步包括混合器,其中,所述混合器将天然气添加至所述重整气。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI812713B (zh) * 2018-06-27 2023-08-21 丹麥商托普索公司 啟動加氫脫硫區段的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10294102B2 (en) 2016-12-15 2019-05-21 Praxair Technology, Inc. Method of catalyst reduction in a hydrogen plant

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1400489A1 (en) * 2002-09-23 2004-03-24 Kellogg Brown & Root, Inc. Process and apparatus for autothermal reforming with recycle of a portion of the produced syngas
CN101113127A (zh) * 2006-07-26 2008-01-30 李莉 一种以炼厂气为原料制取甲醇的方法
CN101823937A (zh) * 2010-05-11 2010-09-08 昆明理工大学 以冶金烟气中多碳源为原料一步法生产甲醇和二甲醚的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4728506A (en) * 1986-05-16 1988-03-01 Catalyst Services, Inc. Start-up method for ammonia plants
EP2861528B1 (en) * 2012-06-19 2018-01-17 Haldor Topsøe A/S Process for starting up a gas-to-liquid process
KR101957939B1 (ko) * 2012-09-05 2019-03-13 할도르 토프쉐 에이/에스 가스 액화 공정의 시동 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1400489A1 (en) * 2002-09-23 2004-03-24 Kellogg Brown & Root, Inc. Process and apparatus for autothermal reforming with recycle of a portion of the produced syngas
CN101113127A (zh) * 2006-07-26 2008-01-30 李莉 一种以炼厂气为原料制取甲醇的方法
CN101823937A (zh) * 2010-05-11 2010-09-08 昆明理工大学 以冶金烟气中多碳源为原料一步法生产甲醇和二甲醚的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI812713B (zh) * 2018-06-27 2023-08-21 丹麥商托普索公司 啟動加氫脫硫區段的方法

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