CN111217331A - 通过蒸汽重整和co转化生产氢气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由轻质烃源生产氢气的方法，其中在原料的脱硫和任选的预重整之后通过甲烷蒸汽重整生成合成气。通过一氧化碳的蒸汽转化富集合成气的氢，并随后在变压吸附单元中提纯以获得纯H2产品以及含有CH4、CO、H2和CO2的残余气体混合物；根据本发明，转化步骤在冷却的反应器中进行，其中转化反应的热转移至供入重整器的燃烧器的流体，或转移至用于重整的气体。

Description

通过蒸汽重整和CO转化生产氢气的方法
技术领域
本发明涉及由轻质烃源制造氢气的方法，其中通过甲烷蒸汽重整生成合成气，包括将用于重整的烃脱硫的步骤，随后是任选的预重整步骤、蒸汽重整脱硫和预重整的烃的步骤，通过一氧化碳的转化和在变压吸附单元中提纯以获得纯H2产品以及含有CH4、CO、H2和CO2的残余气体混合物来进行合成气的氢富集，由此从合成气生产氢气。
背景技术
合成气体(也称为合成气(syngas))目前仍主要通过甲烷的蒸汽重整(甲烷蒸汽重整)来生产。重整器的原料由轻质气态烃(其中气态是指气态烃或汽化的液体烃)组成；其通常包括天然气、甲烷、丙烷、丁烷、石脑油以及获自某些炼厂残渣的轻质烃(其可以单独使用或组合使用)；在本发明的上下文中，表述“轻质烃”因此包括用作重整来源的炼厂残渣。该原料通常进行预处理，即脱硫和在需要的情况下预重整，以便在蒸汽重整步骤自身之前将较重质的烃转化成甲烷。在重整结束时，获得合成气，其中两种主要成分是氢气和一氧化碳，但是其还包括二氧化碳、过量的蒸汽、残余的甲烷和杂质。构成原料的烃的一小部分通常用作重整用的主要燃料(primary fuel)；因此，工艺进料气体不同于燃料气体。
为了简化起见，并且要记住轻质气态烃的最常用来源是天然气(或NG)，将参照天然气而不是烃；因此，在本文的剩余部分中，区分工艺天然气(process natural gas，也称为工艺NG)与燃料天然气(fuel natural gas，也称为燃料NG)，要理解的是，该描述也以同样的方式适用于上述其它轻质烃。
根据天然气的组成，重整方法包括以下步骤1至3：
-热脱硫步骤1，在此过程中，在将工艺天然气预热至300-400℃之后，天然气中存在的所有硫化合物通过催化方法在氢化反应器中转化成H2S，制得的H2S随后被捕获在吸附剂床上；
-任选的预重整步骤2，在此过程中比甲烷更重的烃在450-550℃的温度下进入绝热反应器，在绝热反应器中它们在存在的蒸汽的作用下和在预重整催化剂的存在下转化成由CH4、H2、CO和CO2组成的混合物；
-重整步骤3，其包括在重整催化剂的存在下在大约850-950℃的高温下使甲烷(CH4)与原料中所含的蒸汽反应，该反应在管式反应器中进行，该管式反应器安装在蒸汽重整器的炉中，由此获得H2、CO和CO2，即合成气的主要成分。
后续步骤是处理合成气的步骤，在此过程中，其发生组成的变化，直到获得所需最终产物。
因此，处理合成气以生产氢气的方法将包括以下步骤4至6中的一些或全部：
-将合成气中存在的一氧化碳和蒸汽转化(也称为变换或水煤气变换反应)成氢气和二氧化碳的混合物的步骤4；该转化在变换催化剂的存在下在绝热反应器中进行，所述绝热反应器根据催化剂具有200℃至360℃的入口温度；当所需合成气组成有所要求时，特别是当所需主要最终产物是氢气时，进行这一步骤；
-冷却/冷凝步骤5，在此过程中，富含H2和CO2的合成气在多个连续的交换器中冷却，过量的水冷凝并与该气体分离；
-在变压吸附(PSA)单元中提纯该合成气的步骤6，由此获得纯度超过99.99％的氢气(称为纯氢气)和含有CH4、CO、H2和CO2的残余气体混合物(也简称为“PSA残余物”)；要指出的是，这些PSA残余物的热值足以再循环到重整步骤3中的重整器炉的燃烧器中；通过燃料NG提供附加的燃料供应，用于补充来自残余物的能量供应和确保操作灵活性。
步骤4的CO转化反应(水煤气变换反应)是催化平衡反应。该反应是放热的，并且低温有利于CO的转化。该反应通常在绝热固定床催化反应器中进行。
取决于其组成，离开转化反应器的合成气在比其入口温度高至少50℃或甚至150℃或更多的温度下；在反应器中同时发生的这种转化反应造成的温度升高代表相对于假定的等温操作大约10至15％的转化率损失。保持更稳定的温度的反应器(冷却的且理想状态下为等温的反应器)可以提高转化率，因此对给定的氢气生产水平，可以减少工艺天然气的消耗。另一方面，提高该反应器中的转化率将导致作为辅助燃料(secondary fuel)再循环的步骤6的PSA残余物的热值降低，由此需要通过增加燃料NG供应来进行补偿。
因此需要一种方法，对于给定的最终生产水平，该方法能够显著降低来源气态烃(天然气)的总体消耗，换句话说，该方法能够在减少工艺NG的消耗的同时减少燃料NG的消耗，从而最终实现NG的总体消耗的显著减少。
使用等温或拟等温反应器来进行放热催化反应是已知的做法。
US 7,981,271 B2因而公开了一种拟等温径向反应器，其尤其用于合成氨，其中多个矩形板形式的交换器浸没在催化剂床中；冷反应物料流充当传热流体，该反应物在多个交换器中预热后径向穿过该催化剂床。
US 2010/0176346 A1本身公开了一种等温反应器，其包括插在壳中的管。该壳含有沸水，该管分为两段：在第一段中，离开重整的气体进行循环，并通过与沸水的间接交换来冷却，而在填充有催化剂的第二段中进行水煤气变换反应。通过用沸水的间接冷却，该第二段保持在准恒定温度下，该沸水的至少一部分转化为蒸汽。
US 2017/0021322 A1公开了用于进行放热反应(如甲醇或甲醛的甲烷化或合成)的拟等温反应器。这种反应器包括两个催化区，其能够进行反应物的两步转化。这两个催化区浸没在单个壳体中，在其中它们与沸水或沸点适于该室的运行压力的任何其它流体间接交换热量。
这些不同的文献教导了使用反应放热来预热反应中的试剂(US 7,981,271)或用于生成蒸汽(US 2010/0176346-US 2017/0021322)。
但是，通过提高进入反应器的反应物的温度，US 7,981,271 B2的教导与本发明适用的方法的需要背道而驰，该方法需要在步骤3和4之间冷却合成气；就其本身而言，US2017/0021322 A1和US 2010/0176346 A1使用水煤气转化反应的热量来加热水，并由此产生蒸汽。
在下文的[表1]中给出了用于水煤气变换反应并集成到现有技术的蒸汽重整工艺中的现有技术的转化反应器的性能数据；数据表明：
-工艺NG的消耗降低，但是
-燃料NG的联合消耗增加，
-所得整体烃节约有限，在环境和经济方面不利，并且在投资回报期方面也不利。
因此，现有技术中的技术方案不能向要解决的问题提供令人满意的解决方案，即对给定的最终生产水平而言显著减少天然气(包括工艺NG与燃料NG)的消耗。
发明内容
因此，本发明的目的是显著降低该方法中天然气的总体消耗，通过同时减少工艺NG的消耗和燃料NG的消耗来实现这一目的，首先通过使用冷却的反应器转化CO，第二通过使用由CO转化反应产生并在冷却过程中在反应器中回收的热量作为热供应以部分取代燃料NG来加热该重整原料。本发明的技术方案因此能够通过该设备减少天然气的总体消耗，而最终的生产水平没有任何改变。
为此，本发明提供了由轻质烃源生产氢气的方法，其至少包括以下步骤：
步骤(a)：通过蒸汽重整由所述轻质烃的来源生成合成气，该步骤本身至少包括将所述烃脱硫以用于重整的步骤(a1)，预重整脱硫烃的任选步骤(a2)，在安装在由燃烧器加热的重整器炉中的管式反应器中蒸汽重整该脱硫和任选预重整的烃的步骤(a3)，所述燃烧器至少由包含该方法的氢生产步骤(b)中产生的残余气体混合物的一部分或全部的辅助燃料气体和(优选由该轻质烃来源抽取的)主要燃料来供给燃料；
步骤(b)：由步骤(a)中生成的合成气来生产氢气，该步骤本身至少包括通过根据放热转化反应CO+H2O→CO2+H2转化一氧化碳来富集该合成气中的氢气的步骤(b1)，和在变压吸附单元中提纯合成气以获得纯H2产物和含有CH4、CO、H2和CO2的残余气体混合物的步骤(b2)，
其特征在于步骤(b1)的转化反应在冷却的转化反应器中进行，其中步骤(b1)中产生的热量的一部分在该反应器中通过与第一流体的间接热交换来传递，由此在其用于合成气生成步骤(a)之前将该第一流体预热，并且在于离开转化反应器的富氢合成气在其用于步骤(a)之前通过与第二流体的间接热交换冷却。
本发明的方法可以具有下列变体的一种或多种：
-合成气在温度TE下进入转化反应器，该富氢合成气离开冷却至低于TE+40℃、优选低于TE+30℃、更优选低于TE+10℃的温度TS的对流反应器；
-要预热的第一气态流体是进料到该重整器的燃烧器的残余气体混合物，要预热的第二气态流体由用于重整的轻质烃组成；
-要预热的第一气态流体由用于重整的轻质烃组成，并且要预热的第二气态流体是进料到该重整器的燃烧器的残余气体混合物；
-对于类似的氢生产水平和操作条件，轻质烃的总消耗量相对于使用绝热转化反应器的方法减少至少1％、优选至少2％、更优选至少3％；换句话说，通过向氢生产方法提供减少至少1％、优选至少2％、更优选至少3％的轻质烃总量，并保持其它方法运行条件相似，氢生产水平保持不变。
根据本发明的另一主题，本发明提供了用于实施如上定义的任意一种方法的冷却的转化反应器，其特征在于其装备有允许第一流体在用于步骤(a)之前预热的装置、用于循环所述第一流体以进行预热和用于与合成气热交换以进行冷却的反应器内部装置、和用于排出所述预热的第一流体的装置。
该反应器可以具有下列变体的一种或多种：
-冷却的转化反应器可以是板-波纹板反应器；
-冷却的转化反应器可以是管壳式反应器，并可以适于使合成气在填充催化剂的管中循环和使所述第一流体循环以在壳中预热；
-冷却的转化反应器可以是管壳式反应器，并可以适于使合成气在填充催化剂的壳中循环和使所述第一流体循环以在管中预热。
根据本发明的又一主题，本发明提供了适于根据上述任一实施方案实施本发明的方法的设备，其特征在于其装备有选自上述那些的冷却的转化反应器，并装备有适于输送所述第一流体以预热并将其送至所述反应器的装置，并装备有适于将所述第一预热流体从其来自所述转化反应器的出口输送至其在重整阶段中的使用位置的装置。
附图简述
本发明的其它特征与优点将由实施方案的以下描述变得显而易见，所述实施方案通过举例说明给出，而没有任何限制，该描述结合以下附图给出：
[图1]显示了呈现用于通过PSA最终生产氢气的重整天然气的方法的示意图，该方法通常包括用于水煤气变换反应的绝热反应器。
[图2]是呈现本发明的第一技术方案的示意图，将用于水煤气变换反应的冷却的反应器与重整天然气以通过PSA最终生产氢气的方法相结合，其中所述反应器经由该方法的冷源来冷却。
[图3]是呈现本发明的第二技术方案的示意图，将用于水煤气变换反应的冷却的反应器与重整天然气以通过PSA最终生产氢气的方法相结合，其中所述反应器经由该方法的冷源来冷却，与第一技术方案不同。
具体实施方式
在下表中显示了现有技术的方法与本发明的方法的对比性能数据。
[表1]给出了包括用于水煤气变换反应的绝热反应器的方法与根据现有技术包括用于相同反应的冷却的反应器的方法的各能数据的比较，条件总体上是可比较的。
[表2]给出了包括用于水煤气变换反应的绝热反应器的方法与包括用于相同反应的冷却的反应器的本发明的第一方法的各性能数据的比较，条件总体上是可比较的。
[表3]给出了包括用于水煤气变换反应的绝热反应器的方法与包括用于相同反应的冷却的反应器的本发明的第二方法的各性能数据的比较，条件总体上是可比较的。
所选择的用于重整的烃是天然气(NG)；可以重整的其它轻质烃来源可以以相同的方式适用，单独或组合，包括以提供主要燃料为目的。对于图中的要素与流体的编号，使用三位数字：百位对应于图的图号，其它两位标识所引用的要素或流体。
[图1]显示了将用于水煤气变换反应的绝热反应器常规集成到蒸汽重整方法中。由工艺天然气(其已经预先进行脱硫和预重整)和水蒸气组成的混合物104在620℃至650℃的温度下供入存在于重整炉101中的重整管102；接触存在于该管中的蒸汽重整催化剂，烃被转化，合成气108在管的底端离开，在那里将其收集。当其离开炉时，合成气的温度为大约900℃。将预热的燃烧空气105以及燃料天然气106和来自PSA单元107的残余物(二者均可在环境温度下获得)供入该炉的燃烧器103(其意在向该管供应重整所需的热量)。通过在锅炉109中与预热的水110热交换将离开重整的非常热的合成气108冷却至360℃的温度，由此产生蒸汽111。在锅炉出口处，冷却的合成气112在360℃下进入绝热转化反应器113，在那里其进行水煤气变换反应；一部分存在的一氧化碳在其中催化转化(经由存在的水蒸气)成二氧化碳和氢气。富含H2和CO2的合成气114在420℃至430℃的高于其入口温度的温度下离开该转化反应器113，并随后经由通过管壳式热交换器115来散热，在此它将工艺天然气116预热至360℃的温度。将预热的工艺天然气117供入该方法的脱硫步骤(该步骤未显示)。
[图2]显示了根据本发明集成用于水煤气变换反应的冷却的反应器的第一技术方案。根据该技术方案，将已经预先脱硫并预重整的工艺天然气和水蒸气的混合物204在620℃至650℃的温度下供入重整炉201的管202；在与管中存在的蒸汽重整催化剂接触时，烃被转化，合成气208在该管的底端离开，在那里将其收集。在离开该炉时，合成气208的温度为大约900℃，并随后在用预热水210进料的锅炉209中冷却至380℃的温度，由此产生蒸汽211。在锅炉出口处，冷却的合成气212进入用于水煤气变换反应的冷却的反应器213；存在于该气体中的一部分一氧化碳在水蒸气的存在下并在与放置在该反应器213的壳中的固定床214中的催化剂接触的情况下被转化，该转化产生二氧化碳和氢气。放置在催化剂床中的一束管215允许残余PSA气体207a循环——氢气提纯PSA单元未显示——通过在管215中循环，气体207a被预热；预热的气体207b达到357℃的温度。富含H2和CO2的合成气216同时被冷却并在380℃的温度下离开该反应器，并随后在管壳式交换器217中用作热源以将工艺天然气218预热至360℃的温度。将由此预热的工艺天然气219供入该方法的脱硫步骤(后一步骤未显示)。
向重整炉201的燃烧器203中供入预热的燃烧空气205、环境温度下的天然气206以及来自PSA单元的预热的残余气体207b。
[图3]显示了根据本发明将用于水煤气变换反应的冷却的反应器集成到通过天然气的蒸汽重整制造合成气的方法中的第二技术方案。根据该技术方案，将已经预先脱硫并在需要的情况下预重整的工艺天然气和水蒸气组成的混合物304送入蒸汽重整炉301的重整管302。在500℃至650℃的温度下进入的气体混合物与存在于该管中的蒸汽重整催化剂接触，烃被转化，在该管的出口处收集合成气308；离开蒸汽重整炉301的气体308处于850℃至950℃的温度下。将其在锅炉309中冷却到250℃至400℃的温度，该锅炉用预热的水310供料并产生蒸汽311。冷却的合成气312随后进入冷却的反应器313以进行水煤气变换反应。在与放置在该壳中的固定床314中的催化剂接触的情况下，一部分存在的一氧化碳转化成二氧化碳和氢气。一束管315放置在催化剂床中，冷却流体在其中循环，该流体根据本发明的第二技术方案实施例由工艺天然气318组成，该工艺天然气在进入脱硫单元之前必须预热。预热的天然气319在360℃的温度下离开管束315并被送入脱硫单元(未显示)。
在将其一部分热量释放给天然气318之后，该合成气316在380℃的温度下离开变换反应器313，并随后进入管壳式热交换器317，在此其向来自PSA单元的残余气体307a提供热量。将由此预热至360℃的温度的PSA残余物307b送入蒸汽重整炉301的燃烧器303，燃烧器303也用燃烧空气305(其可以已预热或未预热)和环境温度下的燃料天然气306供料。
显示在[图2]和[图3]中的本发明的转化反应器是管壳式反应器，合成气在含有催化剂的壳中循环，用于再加热的气态流体在管中循环；也可以使用其中合成气在含有催化剂的管中循环且用于再加热的流体在壳中循环的管壳式反应器。也可以采用任何其它类型的交换器，尤其是板-波纹板交换器。
下面的[表1]显示了包括用于水煤气变换反应的绝热反应器的方法和包括用于相同反应的等温反应器的方法各性能数据的比较，下面的条件在其它方面是可比较的：
-氢生产水平对两种配置是相同的(5800kmol/h)；
-进入转化反应器的合成气在两种情况下具有相同的组成：49.3％H2，10.2％CO，5.2％CO2，32.2％H2O，0.3％N2，2.8％CH4；
-在第一种配置中，合成气在360℃的温度下进入绝热反应器(A)；出口温度随后为428℃；
-在第二种配置中，等温反应器(I)本身在380℃的温度下运行。
[表1]
Figure BDA0002290590210000091
对等温反应器报道的性能数据是在使用沸水作为冷却流体的管壳式反应器的基础上进行模拟的结果。包括用于水煤气变换反应的绝热反应器的方法和包括用于相同反应的等温反应器(冷却的，具有相同的天然气入口和出口温度)的方法各性能数据的比较显示：
-关于工艺NG：等温反应器提供了更好的转化率，生产5800kmol/h氢气所需的工艺NG量可以减少2.2％；
-关于燃料NG：用作辅助燃料的PSA残余物(步骤6)比绝热反应器情况下的CO含量更低，因此热量供应更低，这必须予以补偿，因此燃料NG的消耗增加了10.6％；
-关于总NG：相对于采用绝热反应器的标准方法，结果是在现有技术的采用等温反应器的方法中，天然气的总消耗量总体上节约了0.5％。
[表2]显示了通过模拟获得的[图2]中所示本发明的方法和[表1]中的采用绝热变换反应器的常规方法的比较性能数据。在两种情况下，制氢速率相同，为5800kmol/h的氢气，并且进入反应器的合成气组成相同：49.3％H2，10.2％CO，5.2％CO2，32.2％H2O，0.3％N2和2.8％CH4。
[表2]
Figure BDA0002290590210000101
呈现的数据表明：
-初始在35℃的温度下的PSA残余物在转化反应器中预热至357℃的温度，并与合成气交换其热量，所述合成气在380℃的温度下进入并在相同的温度下离开，尽管转化反应放热；要由燃料NG供应给重整的热量量较低，其消耗因此减少；
-预热PSA残余物提高了重整炉的热产率(51.3％代替49.8％，或提高1.5％)，由此进一步减少了必须供应的热量量和燃料NG的消耗量；
-离开转化反应器的合成气温度远低于常规方法的离开绝热转化反应器的合成气的温度(380℃而不是428℃，或低大约50℃)，由此证实了转化反应器中温度的稳定化，这可以改善转化反应的产率；因此，对相同氢气生产水平所需的工艺NG流速降低。
[表3]显示了通过模拟获得的[图3]中所示本发明的方法和[表1]中的采用绝热变换反应器的常规方法的比较性能数据。在两种情况下，制氢速率相同，为5800kmol/h的氢气，并且进入反应器的合成气组成相同：49.3％H2，10.2％CO，5.2％CO2，32.2％H2O，0.3％N2，2.8％CH4。
[表3]
Figure BDA0002290590210000111
呈现的数据表明：
-通过与在380℃的温度下离开转化反应器的合成气热交换，初始在35℃的温度下的PSA残余物被预热至360℃的温度；
-预热PSA残余物提高了重整炉的热产率(51.3％代替49.8％，或提高1.5％)，由此进一步减少了必须供应的热量量和燃料NG的消耗量；
-离开转化反应器的合成气温度远低于常规方法的离开绝热转化反应器的合成气的温度(380℃而不是428℃，或低大约50℃)，由此证实了转化反应器中温度的稳定化，这可以改善转化反应的产率；因此，对相同氢气生产水平所需的工艺NG流速降低。
从这些表可以看出，本发明的两种配置均具有可比较的优点：
-工艺NG和燃料NG的消耗均降低；对于给定的生产水平，通过用于水煤气变换反应的冷却的反应器中改善的转化率，减少了工艺NG的消耗，同时通过谨慎选择用于将转化反应产生的热量转移到转化反应器外部的冷却液，减少了燃料NG的消耗；
-因为后者与PSA残余物的预热有关，其提高了重整炉的热产率，由此进一步减少了必须提供的热量和燃料NG的消耗；因此，与已知的技术方案相比，这意味着在更大程度上减少了天然气的总体消耗。
本发明提出的两种技术方案是有利的：
-首先，如表2和3所示，在改善重整操作方面，减少了烃的消耗并改善了重整炉的热产率；
-其次，由于变换反应器在较低温度下运行，催化剂的烧结因此将减少，从而提高了催化剂的寿命。
根据现有情况，其它标准将允许优选技术方案的一种或另一种。
在更新现有单元的情况下，使用PSA残余物作为反应器中的传热流体的技术方案更为有利，因为它涉及对现有系统的较少修改：
-天然气预热系统的管道不变；
-用于预热天然气的交换器可以保持不变，或根据其尺寸可能需要增加多个管；
-除了输送PSA残余物的管道外，该单元的机械集成几乎不做修改。
在构建新单元的情况下，使用天然气作为反应器中的传热流体的技术方案是优选的，因为将简化该单元的操作，原因如下：
-简化了启动顺序：在该技术方案中，在启动时可以使用传热流体，而PSA残余物(图2的技术方案中的传热流体)不可用(PSA上游的整个链必须首先启动，包括转化反应器)。这意味着该技术方案可以在冷却模式下直接启动转化反应器；
-出于相同的原因，与使用PSA残余物对其进行冷却的技术方案相反，在PSA完全或部分故障的情况下，不会对转化反应器的操作产生影响。
因此，相对于现有技术和本领域技术人员的实践，本发明呈现了许多优点，尤其在于：
-保持更稳定温度的反应器(冷却的且理想地等温反应器)能够提高转化率，并因此可以对给定的氢气生产水平减少工艺天然气的消耗；
-使用转化产生的热量来加热进料到重整的流体显著降低了烃的总消耗；
-经由预热来自PSA单元的残余物谨慎地使用/移除来自反应器的热量首先可以供应重整所需的一部分能量，其次可以提高蒸汽重整炉的热产率。
本发明还导致在其环境内考虑的设备方面的改进，包括以下方面：
-由于天然气的消耗量减少，CO2排放将减少；
-炉的热产率提高，并在内部更有效地利用了热量，因此将减少过量蒸汽的产生。

Claims (10)

1.由轻质烃来源生产氢气的方法，其至少包括：
a.通过蒸汽重整所述轻质气态烃生成合成气的步骤(a)，其至少包括将所述烃脱硫用于重整的步骤(a1)，预重整脱硫烃的任选步骤，在安装在由燃烧器加热的重整器炉中的管式反应器中蒸汽重整该脱硫和任选预重整的烃的步骤，所述燃烧器至少由包含该方法的氢气生产步骤(b)中产生的残余气体混合物的一部分或全部的辅助燃料气体和主要燃料气体来供给燃料，该主要燃料气体优选由轻质气态烃来源抽取；
b.由步骤(a)中生成的合成气来生产氢气的步骤(b)，其至少包括通过根据放热转化反应CO+H2O→CO2+H2转化一氧化碳来富集该合成气中的氢气的步骤(b1)，和在变压吸附单元中提纯合成气以获得纯H2产物和含有CH4、CO、H2和CO2的残余气体混合物的步骤(b2)，
其特征在于步骤(b1)的转化反应在冷却的转化反应器中进行，其中步骤(b1)中产生的热量的一部分在该反应器中通过与第一气态流体的间接热交换来传递，由此在其用于合成气生成步骤(a)之前将该流体预热，并且在于离开转化反应器的富氢合成气(216，316)在其用于步骤(a)之前通过与第二气态流体的间接热交换来冷却。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用在温度TE下进入转化反应器(213，313)的合成气(212，312)，离开反应器的富氢合成气(216，316)冷却至低于TE+40℃、优选低于TE+30℃、更优选低于TE+10℃的温度TS。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中用于预热的第一气态流体是进料到该重整器的燃烧器的残余气体混合物，用于预热的第二气态流体由用于重整的轻质烃组成。
4.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中用于预热的第一气态流体由用于重整的轻质烃(318)组成，用于预热的第二气态流体是进料到该重整器的燃烧器的残余气体混合物(307a)。
5.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于对于类似的氢气生产水平和操作条件，相对于使用绝热转化反应器的方法，轻质烃的总消耗量减少至少1％、优选至少2％、更优选至少3％。
6.适于实施权利要求1至5任一项所限定的方法的冷却的转化反应器，其特征在于其装备有允许第一流体在其用于步骤(a)之前预热的装置、用于循环所述第一流体以进行预热和用于与合成气热交换以进行冷却的反应器内部装置、和用于排出所述预热的第一流体的装置。
7.如权利要求6所述的冷却的转化反应器，其特征在于其是板-波纹板反应器。
8.如权利要求6所述的冷却的转化反应器，其特征在于其是管壳式反应器，并适于使合成气在填充催化剂的管中循环和使所述第一流体循环以在壳中预热。
9.如权利要求6所述的冷却的转化反应器，其特征在于其是管壳式反应器，并适于使合成气在填充催化剂的壳中循环和使所述第一流体循环以在管中预热。
10.适于实施权利要求1至5任一项所述的方法的设备，其特征在于其装备有权利要求6至9任一项所述的冷却的转化反应器，并装备有适于输送所述第一流体以在其用于步骤(a)之前进行预热并将其送至所述反应器的装置，以及装备有适于将所述第一预热流体从其来自所述反应器的出口输送至其在重整阶段中的使用位置的装置。
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