RU2220901C2 - Получение синтез-газа паровым реформингом с использованием катализированного оборудования - Google Patents

Получение синтез-газа паровым реформингом с использованием катализированного оборудования Download PDF

Info

Publication number
RU2220901C2
RU2220901C2 RU2001101486/15A RU2001101486A RU2220901C2 RU 2220901 C2 RU2220901 C2 RU 2220901C2 RU 2001101486/15 A RU2001101486/15 A RU 2001101486/15A RU 2001101486 A RU2001101486 A RU 2001101486A RU 2220901 C2 RU2220901 C2 RU 2220901C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
reforming catalyst
pipe
catalyst
wall
Prior art date
Application number
RU2001101486/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001101486A (ru
Inventor
КРИСТЕНСЕН Петер САЙЕР (DK)
КРИСТЕНСЕН Петер САЙЕР
ХАНСЕН Вигго ЛУКАССЕН (DK)
Хансен Вигго Лукассен
Й.Р. Роструп-Нильсен (Dk)
Й.Р. Роструп-Нильсен
Original Assignee
Хальдор Топсеэ А/С
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 Хальдор Топсеэ А/С filed Critical Хальдор Топсеэ А/С
Publication of RU2001101486A publication Critical patent/RU2001101486A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2220901C2 publication Critical patent/RU2220901C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/00141—Coils
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816—Heating by flames
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
    • 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
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • 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
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1011—Packed bed of catalytic structures, e.g. particles, packing elements
    • 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
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1035—Catalyst coated on equipment surfaces, e.g. reactor walls
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1064—Platinum group metal 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1082—Composition of support materials
    • 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
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C01B2203/1264—Catalytic pre-treatment of the feed
    • C01B2203/127—Catalytic desulfurisation
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Данное изобретение направлено на получение синтез-газа путем парового реформинга углеводородного сырья при контакте с катализированным оборудованием. Способ получения газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода путем каталитического реформинга углеводородсодержащего сырья, включает операцию а) пропускания технологического газа, содержащего углеводородное сырье, через трубчатый реактор с катализатором парового реформинга, нагреваемым путем сжигания топлива. Причем катализатор парового реформинга нанесен на металлический лист, имеющий такую же форму, что и стенка реактора, и находящийся в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы трубчатого реактора. Способ дополнительно включает операцию пропускания перед операцией а) углеводородного сырья через первый реактор с катализатором парового реформинга. Катализатор реформинга в реакторе на операции а) используют в сочетании с гранулами катализатора реформинга. Катализатор реформинга включает никель и/или благородные металлы. Данное изобретение позволяет увеличить срок службы реакторов и приводит к лучшему использованию сырья. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Данное изобретение направлено на получение синтез-газа путем парового реформинга углеводородного сырья при контакте с катализированным оборудованием.
Термин "катализированное оборудование" используют для каталитической системы, где слой катализатора закреплен на поверхности другого материала, например на металлических поверхностях. Этот другой материал служит в качестве носителя катализатора, придавая системе прочность. Это позволяет создавать катализаторы таких конфигураций, механическая прочность которых сама по себе была бы недостаточна.
Синтез-газ получают из углеводородов путем парового реформинга в соответствии со следующими реакциями (1)-(3):
CnHm+nH2O _→ nCO+(n+m/2)H2 (-ΔH ° 298 <0) (1)
CO+H2O ⇔ CO2+H2 (-ΔH ° 298 = 41 кДж/моль) (2)
CH4+H2O ⇔ CO+3H2 (-ΔH ° 298 = -206 кДж/моль) (3)
При настоящем уровне техники в технологии парового реформинга используют катализатор реформинга в форме гранул различных размеров и форм. Гранулы катализатора помещают в реакторы с неподвижным слоем (трубы реформинг-установки). Реакция реформинга эндотермична. В реформинг-установках обычного типа необходимая теплота подается из пространства снаружи труб обычно путем комбинации излучения и конвекции на внешнюю поверхность трубы реформинг-установки. Тепло переносится через стенку трубы на внутреннюю поверхность трубы посредством теплопроводности и передается газовой фазе путем конвекции. Наконец, тепло переносится из газовой фазы к гранулам катализатора путем конвекции. Температура катализатора может быть более чем на 100oС ниже, чем температура внутренней стенки трубы, при той же аксиальной позиции трубы реформинг-установки.
Было обнаружено, что теплоперенос более эффективен при использовании в процессе парового реформинга катализированного оборудования. Перенос тепла к катализатору происходит от внутренней стенки трубы путем проводимости. Этот механизм переноса гораздо более эффективен, чем перенос путем конвекции через газовую фазу. Результат заключается в том, что температуры внутренней стенки трубы и катализатора почти идентичны (разница составляет менее чем 5oС). Более того, можно уменьшить толщину трубы, что снижает температурную разницу между внутренней и внешней сторонами трубы реформинг-установки. Следовательно, можно иметь как более высокую температуру катализатора, так и более низкую температуру трубы, при этом при замене труб реформинг-установки обычного типа на трубы катализированного оборудования все остальные условия остаются такими же. Желательно, чтобы температура внешней стенки трубы была низкой, так как это продлевает срок службы трубы. Высокая температура катализатора имеет преимущества, так как скорость реакции возрастает с температурой, и так как равновесие реакции (3) сдвигается вправо, что приводит к лучшему использованию сырья.
Падение давления в катализированной трубе реформинг-установки намного ниже, чем в обычном случае для того же диаметра трубы. Это позволяет использовать трубы реактора с меньшим диаметром и тем не менее поддерживающие приемлемое падение давления. При использовании трубы меньшего диаметра срок службы трубы увеличивается, труба устойчива к воздействию более высоких температур, уменьшается расход материала.
Наконец, количество катализатора при использовании катализированного оборудования труб реформинг-установки уменьшается по сравнению с реформинг-установками обычного типа с неподвижным слоем катализатора реформинга.
На чертеже изображена передняя часть установки по производству синтез-газа.
Сырье 2 предварительно нагревают, десульфируют в блоке 4, смешивают с технологическим паром 6 и далее нагревают перед подачей в адиабатическую предварительную реформинг-установку 8. Поток, вытекающий из предварительной реформинг-установки 8, далее нагревают в змеевике теплообменника, расположенном в канале 12 дымового газа, и направляют в трубчатую реформинг-установку 14, где происходит превращение метана до водорода, монооксида углерода и диоксида углерода. Переработка вытекающего из реформинг-установки потока газа зависит от использования продукта.
Катализированное оборудование можно использовать в обоих блоках, изображенных на чертеже:
в подогревающем змеевике 10 для нагревания вытекающего из предварительной реформинг-установки потока газа перед его входом в трубчатую реформинг-установку 14;
в трубчатой реформинг-установке 14.
Каталитическое покрытие металлической поверхности (нанесение тонкого слоя) - хорошо известный процесс (его описание можно найти, например, в Cybulski, A. , Moulijn, J. A. , Structured catalysts and reactors, Marcel Dekker, Inc. , New York, 1998, глава 3 и ссылки в ней). Тонкий слой суспензии, содержащей керамический предшественник, наносят на поверхность, например напылением, окрашиванием или окунанием. После нанесения покрытия суспензию сушат и прокаливают обычно при температуре в диапазоне от 350 до 1000oС. Наконец, керамический слой пропитывают каталитически активным материалом. В качестве альтернативы можно нанести каталитически активный материал одновременно с керамическим предшественником.
К сожалению, реакторы с катализированным оборудованием имеют ряд недостатков по сравнению с реакторами с неподвижным слоем:
слой катализатора нельзя заменить, если он потеряет свою активность со временем или в результате отравления;
слой катализатора можно нанести только на определенные материалы. И трубы реактора должны быть изготовлены из этого типа материала, а он может быть более дорогим, чем обычный материал для труб. Реакции парового реформинга протекают при повышенном давлении, и труба имеет большую толщину, следовательно, стоимость материала существенно влияет на цену;
более того, производство длинных труб катализированного оборудования реактора может быть затруднительным. Длина трубы реактора может достигать 10 м и более. Будет затруднительно получить слой катализатора реформинга равномерной толщины по всей длине такой трубы, и средство получения равномерного слоя, которое можно использовать в малом масштабе, такое как центрифугирование трубы, труднее применить для трубы такого размера. К тому же соответствующая тепловая обработка трубы такого размера затруднительна.
Эти недостатки можно преодолеть, если изготовлять катализированное оборудование отдельно от реактора, как это описано ниже.
Металлическую подложку разрезают на части подходящего размера. На лист наносят тонкий слой вышеописанным способом. После нанесения тонкого слоя листу придают подходящую форму. В качестве альтернативы можно придать листу его конечную форму до нанесения тонкого слоя. Металлической подложке придают по существу ту же форму, что имеет стенка реактора, и располагают так, чтобы она находилась непосредственно в теплопроводящей связи со стенкой реактора.
Можно будет заменить слой катализатора, если он не будет обладать достаточной каталитической активностью. Дорогая сталь, используемая для получения соединения катализатора с металлической поверхностью, будет составлять только маленькую долю в общем расходе металла. Катализированное оборудование можно изготавливать в виде более маленьких секций, которые будет легче производить и обрабатывать.
Соответственно, данное изобретение обеспечивает способ получения газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода, путем каталитического парового реформинга углеводородного сырья, включающий операцию:
а) пропускания технологического газа, содержащего углеводородное сырье, через трубчатый реактор с катализатором парового реформинга, нагреваемым путем сжигания топлива, причем катализатор парового реформинга нанесен на металлическую подложку, имеющую по существу такую же форму, что и стенка реактора, и находящуюся в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы трубчатого реактора.
Указанный способ может дополнительно включать операцию пропускания перед операцией (а) углеводородного сырья через первый реактор с катализатором парового реформинга, нагреваемым горячим газовым потоком, причем катализатор парового реформинга нанесен на металлическую подложку, имеющую по существу такую же форму, что и стенка реактора, и находящуюся в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы реактора.
В конкретном варианте осуществления данного изобретения катализатор реформинга в реакторе на операции (а), нанесенный на металлическую подложку, используют в сочетании с гранулами катализатора реформинга.
Катализатор парового реформинга, используемый в предлагаемом способе, может включать никель и/или благородные металлы.
Пример
Система реактора с подогревающим змеевиком для превращения углеводородов состоит из 16 труб длиной 20 м. Трубы имеют внутренний диаметр 100 мм и наружный диаметр 120 мм. Внутренняя стенка каждой трубы предназначена для покрытия тонким слоем катализатора реформинга.
Механическая прочность каждой трубы является удовлетворительной при использовании стали 18Cr/8Ni, содержащей Cr, Ni и Fe в соотношении 18:8:74. Однако материал катализатора не имеет адгезии к такому типу стали. Он обладает адгезией к высоколегированной никелем стали, такой как Inconel 600, которая содержит Сr, Ni и Fe в соотношении 15,5:76:8,5.
При обычном типе конструкции каждая труба должна быть изготовлена из высоколегированной никелем стали, что было бы крайне дорого, как видно из приведенной таблицы. Кроме того, было бы трудно по всей длине каждой трубы (20 м) получить равномерную толщину покрытия катализатором.
Согласно предложенному способу, используют реактор, в котором каждая труба изготовлена из более дешевой стали 18Cr/8Ni, и в трубе находится лист фольги высоколегированной никелем стали, покрытый катализатором. Этот лист изготовлен путем разрезания фольги на листы с размерами, соответствующими внутренним размерам трубы, с последующим осуществлением покрытия фольги из жидкой фазы катализатором реформинга и формованием ее в трубчатом виде, соответствующем каждой трубе. Затем ее вводят в трубу и располагают в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы.
Характеристики реактора, содержащего трубы из высоколегированной никелем стали, и реактора, содержащего трубы из стали 18Cr/8Ni и фольгу высоколегированной никелем стали, являются идентичными. Однако цена реактора с трубами, содержащими фольгу, примерно на 50% ниже, как видно из таблицы.

Claims (4)

1. Способ получения газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода путем каталитического реформинга углеводородсодержащего сырья, включающий операцию (а) пропускания технологического газа, содержащего углеводородное сырье, через трубчатый реактор с катализатором парового реформинга, нагреваемым путем сжигания топлива, причем катализатор парового реформинга нанесен на металлический лист, имеющий такую же форму, что и стенка реактора, и находящийся в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы трубчатого реактора.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий операцию пропускания перед операцией (а) углеводородного сырья через первый реактор с катализатором парового реформинга, нагреваемым горячим газовым потоком, причем катализатор парового реформинга нанесен на металлический лист, имеющий такую же форму, что и стенка реактора, и находящийся в непосредственной теплопроводящей связи с внутренней стенкой трубы реактора.
3. Способ по п.1 или 2, в котором катализатор реформинга в реакторе на операции (а) используют в сочетании с гранулами катализатора реформинга.
4. Способ по любому из пп.1-3, в котором катализатор парового реформинга включает никель и/или благородные металлы.
RU2001101486/15A 1998-07-16 1999-07-01 Получение синтез-газа паровым реформингом с использованием катализированного оборудования RU2220901C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK199800948A DK173496B1 (da) 1998-07-16 1998-07-16 Fremgangsmåde til fremstilling af syntesegas ved vanddampreformering under anvendelse af en katalyseret metaloverflade
DKPA199800948 1998-07-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001101486A RU2001101486A (ru) 2003-01-20
RU2220901C2 true RU2220901C2 (ru) 2004-01-10

Family

ID=8099309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101486/15A RU2220901C2 (ru) 1998-07-16 1999-07-01 Получение синтез-газа паровым реформингом с использованием катализированного оборудования

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6746624B1 (ru)
EP (1) EP1181240A2 (ru)
JP (1) JP3790426B2 (ru)
CN (1) CN1187259C (ru)
AU (1) AU752810B2 (ru)
BR (1) BR9912123A (ru)
CA (1) CA2340698C (ru)
DK (1) DK173496B1 (ru)
RU (1) RU2220901C2 (ru)
WO (1) WO2000003579A2 (ru)
ZA (1) ZA200100293B (ru)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002521295A (ja) * 1998-07-21 2002-07-16 ハルダー トプソー エイエス 蒸気改質による合成ガスの製造方法
US6749829B2 (en) * 2002-07-23 2004-06-15 Bp Corporation North America Inc. Hydrogen to steam reforming of natural gas to synthesis gas
EP1413547A1 (en) 2002-09-26 2004-04-28 Haldor Topsoe A/S Process for the production of synthesis gas
EP1403217A1 (en) 2002-09-26 2004-03-31 Haldor Topsoe A/S Process and apparatus for the preparation of synthesis gas
ES2405587T3 (es) 2002-09-26 2013-05-31 Haldor Topsoe A/S Procedimiento y aparato para la preparación de gas de síntesis
ES2381105T3 (es) * 2003-02-05 2012-05-23 Haldor Topsoe A/S Procedimiento para el tratamiento de gas de síntesis
US7320778B2 (en) * 2004-07-21 2008-01-22 Catacel Corp. High-performance catalyst support
WO2006045746A1 (en) * 2004-10-20 2006-05-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process to prepare a mixture of carbon monoxide and hydrogen
KR20060081728A (ko) * 2005-01-10 2006-07-13 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지 시스템, 개질기 및 버너
US7565743B2 (en) * 2005-04-14 2009-07-28 Catacel Corp. Method for insertion and removal of a catalytic reactor cartridge
US7472936B2 (en) * 2005-04-14 2009-01-06 Catacel Corp. Tool for insertion and removal of a catalytic reactor cartridge
US20060230613A1 (en) * 2005-04-14 2006-10-19 Catacel Corporation Catalytic reactor cartridge
DE102005021500A1 (de) * 2005-05-10 2006-11-16 Uhde Gmbh Verfahren zur Aufheizung eines Dampf-/Erdgasgemisches im Bereich eines Gassammelrohres nach einem Primärreformer
US7682580B2 (en) * 2005-05-19 2010-03-23 Catacel Corp. Catalytic reactor having radial leaves
US7504048B2 (en) * 2005-06-14 2009-03-17 Air Products And Chemicals, Inc. Axial convective reformer
US7501102B2 (en) * 2005-07-28 2009-03-10 Catacel Corp. Reactor having improved heat transfer
US7829035B2 (en) 2006-01-19 2010-11-09 Massachusetts Institute Of Technology Oxidation catalyst
US7501078B2 (en) * 2007-01-10 2009-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Process for generating synthesis gas using catalyzed structured packing
CN101012925B (zh) * 2007-01-31 2012-08-22 徐建明 烃燃料与水或水蒸汽燃烧产生的废气回收后再循环燃烧利用的方法
DE102012222560A1 (de) * 2012-12-07 2014-06-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Reaktor zur Freisetzung von Wasserstoff
CN114570400B (zh) * 2022-03-20 2024-03-26 胡进 降低有机固废热裂解过程中油蜡比例的催化剂、催化剂结构件及应用

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1008667A (en) 1972-06-30 1977-04-19 Foster Wheeler Corporation Catalytic steam reforming
US4162290A (en) * 1976-11-19 1979-07-24 Pullman Incorporated Parallel steam reformers to provide low energy process
DE2848086C2 (de) * 1978-11-06 1986-11-06 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Röhrenreaktor für katalytische Prozesse
DE3480192D1 (en) 1983-03-25 1989-11-23 Ici Plc Steam reforming
US5039510A (en) * 1983-03-25 1991-08-13 Imperial Chemical Industries Plc Steam reforming
DE3424208A1 (de) * 1984-06-30 1986-01-16 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren und vorrichtung zur umsatzsteigerung von mit wasserstoffbildung ablaufenden gasreaktionen
GB9000389D0 (en) * 1990-01-08 1990-03-07 Ici Plc Steam reforming
JPH0596148A (ja) * 1991-10-04 1993-04-20 Ube Ind Ltd 伝熱管用触媒カートリツジ及び伝熱管内への触媒の充填方法
JPH0664902A (ja) * 1992-08-21 1994-03-08 Ube Ind Ltd 伝熱管用触媒カートリッジ及び伝熱管内への触媒の充填方法
US6274113B1 (en) * 1994-01-04 2001-08-14 Chevron Phillips Chemical Company Lp Increasing production in hydrocarbon conversion processes
NL1000146C2 (nl) * 1995-04-13 1996-10-15 Gastec Nv Werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie.
ATE194816T1 (de) * 1996-10-04 2000-08-15 Haldor Topsoe As Dampfreformierungsverfahren
DE69800734T2 (de) 1997-01-22 2001-08-09 Haldor Topsoee As Lyngby Erzeugung eines Synthesegases durch Dampfreformierung unter Verwendung eines katalysierten Hardware
DK173052B1 (da) * 1997-05-05 1999-12-06 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til fremstilling af ammoniak syntesegas
DE69933351T2 (de) * 1998-11-18 2007-01-11 Haldor Topsoe A/S Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit katalytischer Oberflächenschicht

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000003579A3 (en) 2001-10-11
JP3790426B2 (ja) 2006-06-28
AU752810B2 (en) 2002-10-03
WO2000003579A2 (en) 2000-01-27
US6746624B1 (en) 2004-06-08
CA2340698A1 (en) 2000-01-27
CA2340698C (en) 2004-11-30
BR9912123A (pt) 2001-04-10
ZA200100293B (en) 2002-06-26
EP1181240A2 (en) 2002-02-27
CN1187259C (zh) 2005-02-02
CN1342131A (zh) 2002-03-27
AU4904599A (en) 2000-02-07
DK173496B1 (da) 2001-01-02
DK199800948A (da) 2000-03-28
JP2002520247A (ja) 2002-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2220901C2 (ru) Получение синтез-газа паровым реформингом с использованием катализированного оборудования
US11383978B2 (en) Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production
US4981676A (en) Catalytic ceramic membrane steam/hydrocarbon reformer
CA2442491C (en) Process for the production of synthesis gas
CA1084435A (en) Parallel steam reformers to provide low energy process
US6254807B1 (en) Control of H2 and CO produced in partial oxidation process
US5525322A (en) Method for simultaneous recovery of hydrogen from water and from hydrocarbons
US7074347B2 (en) Process for the preparation of synthesis gas
AU2002365663B2 (en) Process and apparatus for steam-methane reforming
JP4959105B2 (ja) 合成ガスの製造方法およびその装置
CA2451416A1 (en) Catalytic reactor
NZ329613A (en) Preparation of synthesis gas by steam reforming of a hydrocarbon feedstock through tubular reactors using a thin film catalyst
EA002517B1 (ru) Получение синтез-газа путем риформинга в потоке водяного пара
JP2004269344A (ja) 合成ガスの製造方法およびその装置
CA2711433C (en) Cylindrical steam reformer
US11607657B2 (en) Heat integrated reformer with catalytic combustion for hydrogen production
KR101785484B1 (ko) 반응 효율이 우수한 탄화수소 수증기 개질용 촉매반응기
JPH04349101A (ja) メタノール改質装置
MXPA98000600A (en) Production of synthesis gas through steam reform using hardware catalyz
AU2013203724A1 (en) Cylindrical steam reformer