Получение со-обогащенного синтез-газа - RU2019100062A
Код документа: RU2019100062A
Формула
1. Химический реактор для осуществления риформинга первого потока поступающего материала, содержащего газообразные углеводороды и пар, причем указанный химический реактор содержит:
оболочку, содержащую источник теплоты,
реакционную трубу установки для риформинга, выполненную с возможностью вмещения каталитического материала, причем указанная реакционная труба установки для риформинга помещена внутри оболочки и выполнена с возможностью нагрева указанными источниками теплоты, причем указанная реакционная труба установки для риформинга содержит первый вход для подачи указанного первого потока поступающего материала в первую реакционную зону риформинга указанной реакционной трубы установки для риформинга,
где указанная реакционная труба установки для риформинга содержит проход поступающего материала, выполненный с возможностью провода второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с указанным каталитическим материалом, содержащемся внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга и обеспечения указанного второго потока поступающего материала во вторую реакционную зону риформинга указанной реакционной трубы установки для риформинга, причем указанная вторая реакционная зона риформинга расположена ниже по ходу потока от указанной первой реакционной зоны риформинга,
где указанный проход поступающего материала выполнен так, что указанный второй поток поступающего материала находится в контакте только с каталитическим материалом в указанной второй реакционной зоне риформинга.
2. Химический реактор по п. 1, где указанный проход поступающего материала содержит первую часть, выполненную с возможностью провода второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с каталитическим материалом, содержащимся внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга, и вторую часть, выполненную с возможностью впуска указанного второго потока поступающего материала в указанную вторую реакционную зону риформинга указанной реакционной трубы установки для риформинга.
3. Химический реактор по п. 2, где указанный проход поступающего материала простирается в указанную вторую реакционную зону риформинга, и указанный проход поступающего материала содержит перегородку, выполненную с возможностью провода указанного второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с по меньшей мере частью указанной второй реакционной зоны риформинга перед обеспечением второго потока поступающего материала в указанную вторую реакционную зону риформинга через указанную вторую часть.
4. Химический реактор по п. 1, где указанный проход поступающего материала простирается внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга от первого и/или второго конца указанной реакционной трубы установки для риформинга до указанной второй реакционной зоны риформинга.
5. Химический реактор по любому из пп. 2-4, где указанная вторая часть содержит второй вход (входы) в одной или более точках вдоль продольной оси указанной реакционной трубы установки для риформинга и/или фриттовый материал, простирающийся вдоль по меньшей мере части продольной оси, чтобы позволять указанному второму потоку поступающего материала высвобождаться в указанную вторую реакционную зону риформинга вдоль по меньшей мере части продольной оси реакционной трубы установки для риформинга, вмещающей указанный проход поступающего материала.
6. Химический реактор по п. 1, где источник теплоты способен нагревать каталитический материал внутри реакционной трубы установки для риформинга до максимальной температуры по меньшей мере 750°С.
7. Химический реактор по п. 1, где указанный проход поступающего материала выполнен из материала, способного выдерживать температуры по меньшей мере до 850°С.
8. Химический реактор по п. 1, дополнительно содержащий средства теплообмена для нагрева указанного второго потока поступающего материала до температуры по меньшей мере 700°С.
9. Реакционная труба установки для риформинга, выполненная с возможностью вмещения каталитического материала и позволения указанному каталитическому материалу нагреваться внешним источником теплоты, причем указанная реакционная труба установки для риформинга имеет первый вход, выполненный с возможностью подачи первого потока поступающего материала, содержащего газообразные углеводороды и пар, в первую реакционную зону риформинга указанной реакционной трубы установки для риформинга, где указанная реакционная труба установки для риформинга содержит проход поступающего материала, выполненный с возможностью провода второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с указанным каталитическим материалом, содержащемся внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга, и обеспечения второго потока поступающего материала во вторую реакционную зону риформинга в указанной реакционной трубе установки для риформинга, причем указанная вторая реакционная зона риформинга расположена ниже по ходу потока от указанного первого входа, и где указанный проход поступающего материала выполнен так, что указанный второй поток поступающего материала находится в контакте только с каталитическим материалом в указанной второй реакционной зоне риформинга.
10. Реакционная труба установки для риформинга по п. 9, где указанный проход поступающего материала содержит первую часть, выполненную с возможностью провода указанного второго потока поступающего материала вдоль указанной первой реакционной зоны риформинга, и вторую часть, выполненную с возможностью введения указанного второго потока поступающего материала в указанную реакционную трубу установки для риформинга.
11. Реакционная труба установки для риформинга по п. 9, где указанный проход поступающего материала простирается в указанную вторую реакционную зону риформинга, и указанный проход поступающего материала содержит перегородку, выполненную с возможностью провода указанного второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с по меньшей мере частью указанной второй реакционной зоны риформинга перед обеспечением указанного второго потока поступающего материала в указанную вторую реакционную зону риформинга через указанную вторую часть.
12. Реакционная труба установки для риформинга по п. 9, где указанный проход поступающего материала простирается внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга от первого и/или второго конца указанной реакционной трубы установки для риформинга до указанной второй реакционной зоны риформинга.
13. Реакционная труба установки для риформинга по любому из пп. 10-12, где указанная вторая часть имеет второй вход (входы) в одной или более точках вдоль продольной оси указанной реакционной трубы установки для риформинга и/или содержит фриттовый материал, простирающийся вдоль по меньшей мере части продольной оси, чтобы позволить указанному второму потоку поступающего материала высвобождаться в указанную вторую реакционную зону риформинга вдоль по меньшей мере части продольной оси реакционной трубы установки для риформинга, вмещающей указанный проход поступающего материала.
14. Способ риформинга первого потока поступающего материала, содержащего газообразные углеводороды и пар, в химическом реакторе, причем указанный способ включает стадии:
a) нагревание реакционной трубы установки для риформинга, содержащей каталитический материал, причем реакционная труба установки для риформинга помещена внутри оболочки химического реактора, причем указанная оболочка вмещает источник теплоты для нагревания,
b) введение первого потока поступающего материала в первый вход в реакцию риформинга реакционной указанной трубы установки для риформинга,
c) осуществление реакции риформинга указанного первого потока поступающего материала внутри первой реакционной зоны риформинга,
d) введение второго потока поступающего материала в проход поступающего материала, где указанный проход поступающего материала выполнен так, что указанный второй поток поступающего материала находится в контакте только с каталитическим материалом во указанной второй реакционной зоне риформинга,
e) проведение указанного второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с каталитическим материалом, содержащимся внутри указанной реакционной трубы установки для риформинга, и введение указанного второго потока поступающего материала в указанную вторую реакционную зону риформинга в реакционную трубу установки для риформинга, и
f) осуществление реакции риформинга указанного первого потока поступающего материала и указанного второго потока поступающего материала внутри указанной второй реакционной зоны риформинга,
где указанная вторая реакционная зона риформинга расположена ниже по ходу потока от указанной первой реакционной зоны риформинга, где указанный второй поток поступающего материала содержит по меньшей мере 50 мол.% СО2 по массе сухого вещества и где указанный второй поток поступающего материала нагревается перед его введением во вторую реакционную зону риформинга указанной реакционной трубы установки для риформинга.
15. Способ по п. 14, где стадия е) включает проведение указанного второго потока поступающего материала внутри первой части указанного прохода поступающего материала, выполненного с возможностью провода указанного второго потока поступающего материала вдоль указанной первой реакционной зоны риформинга, и впуска указанного второго потока поступающего материала в указанную реакционную трубу установки для риформинга через второй вход (входы) во второй части указанного прохода поступающего материала и/или через фриттовый материал, простирающийся вдоль по меньшей мере части продольной оси.
16. Способ по п. 15, где указанный второй поток поступающего материала проводится из первого и/или второго конца указанной реакционной трубы установки для риформинга в указанную вторую реакционную зону риформинга.
17. Способ по п. 14, где стадия е) содержит проведение указанного второго потока поступающего материала в теплообменном контакте с по меньшей мере частью продольной протяженности указанной второй реакционной зоны риформинга.
18. Способ по п. 14, где стадия е) включает впуск указанного второго потока поступающего материала в указанную вторую реакционную зону риформинга в одной или более точках вдоль продольной оси указанной реакционной трубы установки для риформинга и/или в фриттовый материал, простирающийся вдоль по меньшей мере части продольной оси, чтобы позволить указанному второму потоку поступающего материала высвобождаться вдоль по меньшей мере части продольной оси указанной реакционной трубы установки для риформинга, вмещающей указанный проход поступающего материала.
19. Способ по п. 14, где указанный второй поток поступающего материала содержит: по меньшей мере 90 мол. % СО2 по массе сухого вещества.
20. Способ по п. 14, где второй поток поступающего материала дополнительно содержит одно или более из следующего: пар, водород, монооксид углерода, кислород, сульфид водорода, диоксид серы, азот, метан и аргон.
21. Способ по п. 14, где мольная доля между СО2 в указанном втором потоке поступающего материала и углеводородами в первом потоке поступающего материала составляет более 0,5.
22. Способ по п. 14, где указанный первый поток поступающего материала дополнительно содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, кислород, азот, аргон и высшие углеводороды.
23. Способ по п. 14, где соотношение пар-углерод в первом потоке поступающего материала составляет от около 0,7 до около 2,0.
24. Способ по п. 14, где указанный источник теплоты выполнен с возможностью нагрева каталитического материала внутри реакционной трубы установки для риформинга до температур от около 650°С до около 950°С.
25. Способ по любому из пп. 14-24, где указанный второй поток поступающего материала на стадии f) нагревают до температуры от около 700°С до около 950°С.
26. Установка для риформинга первого потока поступающего материала, содержащего газообразные углеводороды и пар, причем указанная установка содержит химический реактор по любому из пп. 1-8, причем указанный химический реактор выполнен с возможностью принимать первый поток поступающего материала и второй поток поступающего материала и выпускать первый газ-продукт и дополнительно содержит:
точку добавления для добавления третьего потока поступающего материала к первому газу-продукту с получением смешанного газа, и
адиабатический реактор, содержащий второй каталитический материал, причем указанный адиабатический реактор выполнен с возможностью принимать смешанный газ и уравновешивать реакцию обратимой конверсии водяного пара для смешанного газа с обеспечением второго газа-продукта, имеющего более низкое соотношение Н2/СО, чем первый газ-продукт.
