一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107777663A(43)申请公布日2018.03.09(21)申请号201610740167.0(22)申请日2016.08.29(71)申请人四川天采科技有限责任公司地址610041四川省成都市高新区府城大道西段399号天府新谷5号楼14楼(72)发明人钟雨明牟树荣刘开莉李园华(51)Int.Cl.C01B3/48(2006.01)C01B3/32(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法(57)摘要本发明公开一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法，在成熟的轻烃制氢技术的基础上，不改变轻烃制氢的原有设备及工艺路线，而是对其余热和富裕蒸汽进行充分利用和回收；甲醇原料通过与转化炉烟道气预热汽化后，与来自轻烃制氢汽包的水蒸汽混合后发生转化反应生成氢气和二氧化碳，过热及转化所需热量由中温变换气与导热油换热提供。反应所需的水蒸汽由汽包产生的富余中压蒸汽提供。耦合完成后，甲醇制氢不单独上供热系统及脱盐水系统；通过耦合工艺后，充分利用了轻烃制氢的热量资源，制氢的生产成本可大大降低，也增加了氢气的产量；亦能弥补轻烃类原料或甲醇单方面供应不足的困难，增强了原料的适应性。CN107777663ACN107777663A权利要求书1/1页1.一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法，其特征在于：甲醇水蒸汽转化制氢主要过程：甲醇原料和未反应完的工艺冷凝液通过转化炉烟道（件1）与转化炉烟道气换热后汽化，与来自轻烃制氢装置汽包的富余水蒸汽混合后再进入过热器（件2）、转化反应器（件5），在催化剂作用下生成氢气和二氧化碳为主的转化气；过热器（件2）和转化反应器（件5）所需要的热量由导热油提供：导热油通过热油循环泵（件4）送到导热油加热器（件3）与中温变换气换热，温度由~260℃换到~270℃，然后依次送到过热器（件2）和转化反应器（件5）为期提供热量，再回到热油循环泵（件4）入口；轻烃水蒸汽转化制氢主要过程：轻烃类原料经过加热脱硫后与蒸汽按一定比例混合进入转化炉，在催化剂的作用下发生转化反应，甲烷与水蒸汽反应生成CO、H2和CO2；转化气出转化炉的温度约780~850℃，经过蒸汽余热锅炉回收热量后温度降到~360℃，进入中变炉，转化气中的CO在变换催化剂的作用下，与水蒸汽反应生成以H2和CO2为主的变换气；甲醇制氢得到的转化气和轻烃制氢得到的变换气一起送入变压吸附（PSA）单元，经过提纯净化，可以得到纯度为99.9%以上的产品氢气。2.根据权利要求1所述的甲醇原料为液态或者气态，压力为0.8~3.5Mpa；所述的轻烃类原料包括沼气及其浓缩甲烷气、天然气、干气、石油气、石脑油等富含轻烃组分的原料，转化压力为0.8~3.5Mpa。3.根据权利要求1甲醇制氢中参与反应的工艺水蒸汽来自轻烃制氢装置中汽包产生的富余蒸汽；因而本发明耦合轻烃制氢装置后，甲醇转化制氢所需的热量、原料水（蒸汽）均由轻烃制氢装置提供，不需新建。4.根据权利要求1所述的变压吸附（PSA）单元包含一段或两段变压吸附工段；所述的变压吸附工段由2个及以上的吸附塔组成；其中1～N个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于再生状态；多个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一个闭路循环，以保证原料连续输入和产品不断输出，通过冲洗和抽空等方式使吸附剂获得再生，由此进入下一个循环。5.根据权利要求1所述的甲醇原料与工艺冷凝液汽化所需的热量来自于转化炉烟道气；所述的过热器及转化反应器所需的热量来自于轻烃制氢的中温变换气，通过导热油传递热量；导热油在导热油加热器（件3）里与中温变换气进行换热，通过热油循环泵（件4）进行循环。6.根据权利要求1所述的转化炉燃料气是轻烃类原料和变压吸附解吸尾气混合气进入烧嘴燃烧，提供转化所需热量。7.根据权利要求1所述的一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法，其特征在于该耦合方法是以轻烃制氢工艺为基础，利用轻烃制氢工艺的余热，增添部分设备使用甲醇作为原料制取氢气，包括以下主要设备，过热器（件2）、转化反应器（件5）、热油循环泵（件4）、导热油加热器（件3）、转化炉烟道（件1）、脱硫塔、转化炉、中变炉、汽包、PSA提纯（件6）等；其中转化炉烟道（件1）、脱硫塔、转化炉、中变炉、汽包为轻烃制氢的主要设备，件2~件5为新增甲醇制氢的设备，PSA提纯（件6）为轻烃制氢和甲醇制氢共用的设备。2CN107777663A说明书1/5页一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法技术领域[0001]本发明属于制氢领域，更具体的说是涉及一种轻烃制氢和甲醇制氢的耦合方法。背景技术[0002]氢是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合