[发明专利]氢气工厂中的催化剂还原的方法

说明书

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。

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