CN110072804A - 氢气工厂中的催化剂还原的方法 - Google Patents

氢气工厂中的催化剂还原的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110072804A
CN110072804A CN201780076243.5A CN201780076243A CN110072804A CN 110072804 A CN110072804 A CN 110072804A CN 201780076243 A CN201780076243 A CN 201780076243A CN 110072804 A CN110072804 A CN 110072804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
method described
reactor
reduction
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780076243.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110072804B (zh
Inventor
A·M·瓦尔塔
T·M·雷博尔德
D·R·小巴尔内斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Praxair Technology Inc
Original Assignee
Praxair Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Praxair Technology Inc filed Critical Praxair Technology Inc
Publication of CN110072804A publication Critical patent/CN110072804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110072804B publication Critical patent/CN110072804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/40—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts characterised by the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J7/00—Apparatus for generating gases
    • B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/16—Reducing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C01B2203/1058—Nickel catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1247—Higher hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1604—Starting up the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1614—Controlling the temperature
    • C01B2203/1623—Adjusting the temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明涉及还原氢气工厂中使用的催化剂的方法。更具体地，本发明涉及蒸气甲烷重整器中使用的催化剂的还原。

Description

氢气工厂中的催化剂还原的方法
背景技术
技术领域
本发明涉及还原氢气或合成气工厂中使用的催化剂的方法。更具体地，本发明涉及蒸气甲烷重整器或预重整器中使用的催化剂的还原，其中在将主要原料引入蒸气甲烷重整器/预重整器之前将氧化的镍催化剂还原成镍金属。
相关技术描述
可利用蒸气来催化转化烃，诸如天然气、石脑油或液化石油气(LPG)，得到合成气(即，氢气(H2)和一氧化碳(CO)的混合物，通常称为“合成气”)这种所谓的蒸气甲烷重整工艺是众所周知的，通常利用该工艺来获得合成气，最终可利用合成气来产生氢气、甲醇、氨或其他化学物质。蒸气甲烷重整器(SMR)是具有多个平行行布置的含催化剂的重整器管并且其中发生吸热蒸气重整反应的炉子。当更换管中的催化剂后启动蒸气甲烷重整器时，SMR管中的催化剂需要从其初始氧化状态还原。通过将蒸气和还原流体引入催化剂可实现还原。在许多位置处，还原流体将是天然气(即甲烷)，其是正常操作中氢气SMR的主要原料。另选地，该还原流体可以是从制氢设备、现有管道提供的氢气，或者通过罐和/或管拖车以液体形式供应的氢气。
在天然气或氢气不易获得的地区，以及工厂/SMR使用不同的原料诸如轻质或重质石脑油或液化石油气的地区，找到足够的天然气或氢气来源用于初始催化剂还原在后勤上既困难又昂贵。因此，期望不同的还原流体且是有必要的。
在天然气和/或氢气不足以用于催化还原或作为原料的地方，已经认识到可使用其他还原流体诸如甲醇或氨。在现有技术中，并参考英国专利1,465,269，公开了通过将甲醇和蒸气引入反应器中来初始还原催化剂。同样，国际申请公开号WO2014/184022公开了使用甲醇进行初始催化剂还原，重点在于预重整器以及用于脱硫的氢气。尽管这些文献通常涉及在开始重整操作之前还原催化剂，但是它们没有公开本发明的方法和/或装置，其中还原流体通过随后用于正常工厂操作期间的温度控制的现有喷雾淬火喷嘴引入。
为了克服相关技术的缺点，本发明的一个目的是利用氢气或合成气工厂中的现有工厂设备，其旨在用于正常的工厂操作，用于利用替代的还原流体如甲醇或氨进行初始催化剂还原步骤。本发明的另一个目的是减少或彻底消除诸如热交换器、罐、管道等物品的资本支出，这些物品仅在工厂的初始启动时或在偶尔的后续催化剂还原期间使用。此外，这将消除用于有限使用的设备的额外维护成本。本发明的另一个目的是将本发明的方法和装置扩展到其他类型的重整器，其可包括预重整器、自热重整器和可能需要催化剂还原的其他反应器。
通过阅读本说明书、附图和所附权利要求，本发明的其他目的和方面对于本领域普通技术人员将变得显而易见。
发明内容
根据本发明的一个方面，一种启动集成氢气或合成气工厂的方法，该集成氢气或合成气工厂包括其中具有催化剂的反应器，该方法包括：
提供催化剂还原流体，并通过液体喷雾淬火喷嘴将催化剂还原流体引入蒸气流中；
引入催化剂还原流体和蒸气流的混合物并还原设置在反应器内的催化剂；以及
此后，允许反应器原料和蒸气流进入其中进行重整的反应器中，并且其中通过所述液体喷雾淬火喷嘴引入液态水作为控制组合的反应物原料和蒸气流的温度的方法。
附图说明
根据本发明的优选实施方案的以下详细描述，并结合附图将更好地理解本发明的目的和优点，在附图中，类似的数字在整个说明书中指代相同的特征，并且其中：
图1是说明利用甲醇进行初始启动的示例性氢气工厂的设备以及利用石脑油作为原料的稳态操作的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种还原在形成合成气中使用的催化剂从而将其活化用于重整反应中的方法和装置。通常，在英国专利1,465,269中讨论了用甲醇还原催化剂诸如镍基催化剂的方法，该专利的内容通过引用整体并入本文。当氢气不易获得时以及当主要原料不能用作还原剂时，使用替代的还原流体，如甲醇或氨，因为可能通过焦化或其他机制使催化剂失活。有问题的原料通常比天然气重，如LPG或石脑油。
迄今为止，使用替代的还原剂如甲醇或氨将需要专用设备将还原剂引入催化剂。该设备可包括储存容器、泵、蒸发器或其他热交换器、控制阀、隔离阀以及所有相关的管道、仪器和控制装置。本文详述的本发明减少了该专用设备的量，而是重新利用在正常操作期间具有另一功能的设备。具体地，通常用于控制进入SMR入口的进料温度的喷雾淬火喷嘴可重新用于引入甲醇用于催化剂还原。
在一个示例性实施方案中，适用于实施本发明的集成氢气工厂可包括至少一个预重整器以及SMR。液体甲醇可通过油罐车通过输送泵提供到储存容器中。储存容器优选地是被设计用于在正常操作例如LPG期间用于二级原料的现有储存容器，但是可专用于此目的。为了确保甲醇不含可能损害重整或预重整催化剂的杂质，使其通过过滤器，例如使用活性炭除去杂质的过滤器。
甲醇进料泵将清洁的液体甲醇的压力升高到引入重整器上游的蒸气中所需的压力。这些泵可被设计用于这种服务，或者优选地是用于在正常稳态操作例如LPG中提升二级原料的压力的相同泵。
泵通过SMR上游的管线引导甲醇，引入甲醇液体，与蒸气流混合，通过喷雾淬火喷嘴，其主要目的是在氢气工厂的正常稳态操作中喷射液态水作为控制温度的方法。将甲醇注入蒸气流中并蒸发。最小蒸气与甲醇的摩尔比为20:1，其中甲醇流速缓慢增加至所需的流速。然而，通常蒸气与甲醇的比率在20:1至30:1，优选地20:1至25:1，并且最优选地20:1至23:1的范围内。监测和控制变换反应器的入口温度，每小时取样用于分析过程冷凝物。当产生氢气时，管出口处的蒸气与氢气的摩尔比应保持在6至8。当氢气生产以所需纯度开始时，它储存在氢气接收器中，并可通过氢气再循环作为还原步骤使用，以备将来用于例如脱硫催化剂的还原。
此后，开始集成氢气工厂的正常操作，其中引入主要原料并且停止从储存容器引入甲醇。相反，液体喷雾淬火喷嘴由锅炉给水供给，以将其给予混合进料作为温度控制的方法。例如，当需要较低温度的重整器入口时，较高流速的水通过喷雾淬火喷嘴喷射，其中它蒸发并冷却原料流。
参考图1，说明了示例性氢气工厂的本发明的初始启动和正常稳态操作。
集成工艺工厂100的初始启动通常需要活化蒸气甲烷反应器70以及可能的其他反应器(例如，预重整器)中使用的催化剂。该反应器70通常是燃烧炉内的管填充反应器。在重整器管50中提供的催化剂通常以氧化(钝化)状态供应。活化需要化学还原反应性金属物质(例如镍)。这种还原可在初始启动期间通过使用还原流体如甲醇来实现。
初始启动程序是本领域技术人员已知的。通常，制备、吹扫和加热工艺管线。蒸气甲烷重整反应器70的燃烧器使用主要燃料250(诸如石脑油)进行燃烧。在锅炉60和240中产生蒸气，并通过流45供给蒸气甲烷重整反应器70。
液态甲醇将从油罐车转移到储存容器210中。该储存容器优选地是被设计用于在正常稳态操作例如LPG期间用于二级原料的现有储存容器。为了确保甲醇不含可能损害重整或预重整催化剂的杂质，使其通过过滤器除去杂质(例如，使用活性炭)。该过滤器的尺寸被设定为至少五分钟的最小停留时间，以确保足够的污染物去除。
此后，启动甲醇进料泵220以将清洁的液体甲醇的压力升高到引入重整器管50上游的蒸气流30中所需的压力。这些泵可以是为这种服务定制设计的，或者优选地是用于在正常稳态操作例如LPG中提升二级原料的压力的相同泵。
在初始启动期间，隔离阀320和330关闭。打开隔离阀310以通过喷雾淬火喷嘴35将甲醇液体230引入流30中，在喷雾淬火喷嘴35中其蒸发。蒸气与甲醇的比率将为20:1至30:1，优选地20:1至23:1，液态甲醇流量在3至12小时内从500kg/hr至1500kg/hr范围内的起始值缓慢增加至3000kg/hr至6000kg/hr范围内的所需流速。
流230的流速由控制阀340通过比率控制回路控制。通过比率控制器360计算流230和蒸气流20之间的流量比，其基于蒸气流20的流速向流量控制器370指示流过控制阀340的液体甲醇的量以满足所需的蒸气与甲醇的比率。
可通过热电偶监测催化剂的还原，或者更通常地通过目测监测重整器管50的颜色/温度来监测催化剂的还原。在初始催化剂还原期间引入还原流体之前，重整器管50的外部明显地呈现鲜红色。在将加热的混合蒸气和还原流体流45引入重整器管50的内部之后，将开始吸热重整反应。吸热反应将使管冷却，导致外管颜色明显变暗和变黑。在引入还原流体和蒸气的数小时内，重整器管50将明显变暗，随着反应前在该位置处还原催化剂，较深的颜色持续穿过重整器管50的长度。当所有重整器管在其整个长度上明显变暗时，或者在催化剂供应商给出的规定时间范围的上限(例如12小时)之后提供还原流体和蒸气之后，催化剂还原完成。
当氢气以大于操作变压吸附(PSA)单元90所需的最小速率的流量产生(将花费几个小时)时，PSA启动并提供所需纯度的氢气以储存在氢气接收器中，其可通过几乎纯的氢气循环95用作还原流体用于将来的步骤，诸如还原容器15中所含的脱硫催化剂，和/或预重整催化剂。一旦制备了所有工艺容器和管线，打开隔离阀330，通过进料流5引入主要进料(例如石脑油)，并还原甲醇进料230。一旦工厂完全在主进料上操作并且甲醇流速降至零，关闭隔离阀310，将流230与喷雾淬火喷嘴35隔离，并开始正常操作模式。
在该实施方案的正常稳态操作中，石脑油原料5被供给到加工厂100。在石脑油原料的情况下，石脑油作为液体从罐(未示出)泵送至足够高的压力以克服工艺管线压力损失并以期望的压力(例如200psia至400psia)到达PSA单元90。液体原料与几乎纯的再循环氢气流95混合，然后在一个或多个热交换器10中蒸发和过热，然后在一个或多个热交换器中加热以达到氢化和脱硫15所需的温度(例如，500℉至800℉，优选地约700℉)。在氢化和脱硫之后，将进料与蒸气流20混合，蒸气流20优选地通过该方法产生并在过热温度下提供，以达到所需的蒸气与碳的比率(例如，1.5至3.5，优选地约2.8)以产生混合进料流。
所得混合进料流30通常在一个或多个热交换器40中加热至蒸气甲烷重整反应器的所需入口温度。加热的混合进料流45流过填充有镍基催化剂的重整器管50，该镍基催化剂在初始启动期间已经被还原。重整器入口温度在900℉至1300℉的范围内，优选地1050℉至1200℉。混合进料经历吸热重整反应，产生含有氢气和一氧化碳(CO)的合成气。
在1400℉至1800℉，优选地1550℉至1650℉的温度范围内离开反应器的该合成气通过一个或多个热交换器60冷却。另外，当需要更高的氢气回收率时，使用一种或多种含有附加催化剂(例如氧化铁)的反应容器80进行放热水气变换反应。水气变换反应将大部分CO转化为二氧化碳(CO2)和额外的氢气。合成气在一个或多个热交换器10和110中冷却至变压吸附(PSA)单元90的所需入口温度，在80℉至120℉范围内。
当需要除氢气以外的产品时，可包括其他单元操作。一个示例是用于更大的一氧化碳回收的附加设备，其可包括但不限于胺吸附单元和基于低温蒸馏的分离。该方法中的热交换的一部分将通常包括产生蒸气，通常用于该方法和作为出口产物120。
控制重整器管50的入口处的温度的一种方法是使液态水25流过打开的隔离阀320，并将该液态水通过喷雾淬火喷嘴35喷射到重整器管50上游的混合进料流30中。由于该喷射水流的自然蒸发冷却，混合的进料流被冷却。通过温度指示器350监测重整器管50的入口温度，并且控制回路确定待通过控制阀340流动的液态水的流速以达到所需温度。该喷雾淬火喷嘴35是用于喷射甲醇以在初始启动期间用于催化剂还原的相同喷雾淬火喷嘴。优选地，在整个工厂蒸气与碳的比率中考虑该水添加。
喷雾喷嘴的使用不限于蒸气甲烷重整反应器的温度控制。类似的喷雾喷嘴可通过冷却对各种流提供温度控制，包括但不限于预重整器入口流以及其他工艺流。
虽然已经参考本发明的具体实施方案详细描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可进行各种改变和修改，并且可采用等同物。

Claims (13)

1.一种启动集成氢气或合成气工厂的方法，所述集成氢气或合成气工厂包括其中具有催化剂的反应器，所述方法包括：
提供催化剂还原流体，并通过液体喷雾淬火喷嘴将所述催化剂还原流体引入蒸气流中；
引入催化剂还原流体和蒸气流的混合物并还原设置在所述反应器内的催化剂；以及
此后，允许反应器原料和蒸气流进入其中进行重整的反应器中，并且其中通过所述液体喷雾淬火喷嘴引入液态水作为控制组合的反应物原料和蒸气流的温度的方法。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原流体选自甲醇、氨和脲。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述原料选自天然气、石脑油和LPG。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应器是其中具有催化剂的预重整器或蒸气甲烷重整器。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述催化剂是基于镍的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在正常稳态操作期间，所述反应器的入口处的温度在900℉至1300℉的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：在所述稳态操作期间在1400℉至1800℉范围内的温度下在所述反应器的出口处去除合成气。
8.根据权利要求1所述的方法，其中达到在20:1至30:1的范围内的最小蒸气与还原剂摩尔比。
9.根据权利要求1所述的方法，其中达到在20:1至23:1的范围内的最小蒸气与还原剂摩尔比。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原剂流体储存在通常用于工厂原料的容器中。
11.根据权利要求1所述的方法，其中使用在工厂原料的正常操作中使用的泵从所述存储器泵送所述还原剂流体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中通过使所述还原剂流体通过活性炭床过滤器来进一步净化所述还原剂流体。
13.根据权利要求1所述的方法，其中在正常稳态操作期间，所述反应器原料和蒸气流的蒸气与碳的比率在约1.5至3.5的范围内。
CN201780076243.5A 2016-12-15 2017-12-13 氢气工厂中的催化剂还原的方法 Active CN110072804B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/379610 2016-12-15
US15/379,610 US10294102B2 (en) 2016-12-15 2016-12-15 Method of catalyst reduction in a hydrogen plant
PCT/US2017/065970 WO2018111971A1 (en) 2016-12-15 2017-12-13 Method of catalyst reduction in a hydrogen plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110072804A true CN110072804A (zh) 2019-07-30
CN110072804B CN110072804B (zh) 2020-04-24

Family

ID=61007786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780076243.5A Active CN110072804B (zh) 2016-12-15 2017-12-13 氢气工厂中的催化剂还原的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10294102B2 (zh)
EP (1) EP3554993B1 (zh)
KR (1) KR102126938B1 (zh)
CN (1) CN110072804B (zh)
BR (1) BR112019011772B8 (zh)
CA (1) CA3046639C (zh)
DK (1) DK3554993T3 (zh)
ES (1) ES2835283T3 (zh)
WO (1) WO2018111971A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110542561A (zh) * 2019-08-29 2019-12-06 武汉理工大学 废气-燃料催化重整与催化剂再生的天然气发动机试验系统及控制方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR102021007738A2 (pt) * 2021-04-22 2022-11-01 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras Método de manutenção da atividade de catalisadores de pré-reforma

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1465269A (en) * 1974-05-21 1977-02-23 Davy Powergas Ltd Catalytic process
US20060292069A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Pez Guido P Process for autothermal generation of hydrogen
CN101102963A (zh) * 2004-11-18 2008-01-09 普莱克斯技术有限公司 蒸汽甲烷重整方法
CN102974360A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 新奥科技发展有限公司 一种甲烷水蒸气重整催化剂、其制备方法及燃气发电机烟气利用的方法
WO2013061040A2 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Compactgtl Limited Gas-to-liquid technology
WO2014184022A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-20 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for starting up a prereforming stage
CN105255531A (zh) * 2015-10-19 2016-01-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种低温干馏煤气制天然气并联产氢气的系统及方法

Family Cites Families (8)

* 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
EP0936182A3 (en) 1998-02-13 2000-02-23 Haldor Topsoe A/S Method of soot-free start-up of autothermal reformers
GB0510514D0 (en) * 2005-05-24 2005-06-29 Johnson Matthey Plc Steam reforming
US8163046B2 (en) 2008-03-28 2012-04-24 IFP Energies Nouvelles Start-up process for a unit for producing highly thermally-integrated hydrogen by reforming a hydrocarbon feedstock
US20160060553A1 (en) 2013-05-06 2016-03-03 Saudi Basic Industries Corporation Reformed gas as fuel for primary reformer during startup
BR112015030640B1 (pt) * 2013-06-19 2021-09-08 Fpinnovations Processo para produzir um metanol purificado
US20160236183A1 (en) * 2013-10-17 2016-08-18 Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras Catalyst for the production of synthesis gas and process for obtaining it
US9321642B2 (en) * 2013-12-04 2016-04-26 L'Air Liquide Société´Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Method for decreasing SMR tube temperature

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1465269A (en) * 1974-05-21 1977-02-23 Davy Powergas Ltd Catalytic process
CN101102963A (zh) * 2004-11-18 2008-01-09 普莱克斯技术有限公司 蒸汽甲烷重整方法
US20060292069A1 (en) * 2005-06-24 2006-12-28 Pez Guido P Process for autothermal generation of hydrogen
WO2013061040A2 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Compactgtl Limited Gas-to-liquid technology
CN102974360A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 新奥科技发展有限公司 一种甲烷水蒸气重整催化剂、其制备方法及燃气发电机烟气利用的方法
WO2014184022A1 (en) * 2013-05-13 2014-11-20 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Method for starting up a prereforming stage
CN105255531A (zh) * 2015-10-19 2016-01-20 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种低温干馏煤气制天然气并联产氢气的系统及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110542561A (zh) * 2019-08-29 2019-12-06 武汉理工大学 废气-燃料催化重整与催化剂再生的天然气发动机试验系统及控制方法
CN110542561B (zh) * 2019-08-29 2021-08-13 武汉理工大学 废气-燃料催化重整与催化剂再生的天然气发动机试验系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112019011772A2 (pt) 2019-10-29
BR112019011772B8 (pt) 2024-02-27
CA3046639A1 (en) 2018-06-21
ES2835283T3 (es) 2021-06-22
US10294102B2 (en) 2019-05-21
KR20190091496A (ko) 2019-08-06
US20180170751A1 (en) 2018-06-21
KR102126938B1 (ko) 2020-06-25
DK3554993T3 (da) 2020-12-21
EP3554993B1 (en) 2020-09-30
EP3554993A1 (en) 2019-10-23
WO2018111971A1 (en) 2018-06-21
CN110072804B (zh) 2020-04-24
CA3046639C (en) 2020-11-17
BR112019011772B1 (pt) 2023-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2556671C2 (ru) Способ получения водорода исходя из жидких улеводородов, газообразных углеводородов и/или кислородосодержащих соединений, в том числе полученных из биомассы
JP5721310B2 (ja) 酸素除去
US20110085967A1 (en) Hydrogen product method and apparatus
KR20090044811A (ko) 용이한 초기 구동, 운전 안정성 및 높은 열효율을 갖는수소발생 장치
KR102516703B1 (ko) 부유식 수소공급장치
CN102165037B (zh) 烃化合物合成反应单元及其运转方法
US20080237090A1 (en) Process and system for redcuing the olefin content of a hydrocarbon feed gas and production of a hydrogen-enriched gas therefrom
CN103648971B (zh) 适用于制备氢的合成气中间体的制备方法
US8865079B2 (en) Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, hydrocarbon synthesis reaction system, and hydrocarbon synthesis reaction method
CN110072804A (zh) 氢气工厂中的催化剂还原的方法
CA2966243A1 (en) Method and plant for the production of synthesis gas
CN111217331A (zh) 通过蒸汽重整和co转化生产氢气的方法
JP4135871B2 (ja) 排熱を熱源として灯油または軽油を改質する装置及び方法
JP2004244274A (ja) 水素含有ガス製造装置及びその運転方法
CN102165041B (zh) 烃合成反应装置、烃合成反应系统以及烃合成方法
US20120304539A1 (en) Production of a mixture of hydrogen and natural gas
Badhe et al. Single Step Compact Steam Methane Reforming Process for Hydrogen-Cng (H-Cng) Production from Natural Gas

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant