[发明专利]用于合成气生产的炉和方法

权利要求书

1.一种用于气田、精炼厂重整、用于石化厂或气化制氢的炉(1)，其包括：

-辐射区(2)，

-对流区(3)，

-第一系列管(4)和至少第二系列管(5)，其中至少两种隔离的工艺气体流(A)和(B)分别穿过，

其中：

●第一工艺流(A)通过所述对流区(3)进入所述炉(1)，并且流过所述第一系列管(4)，通过所述辐射区(2)离开所述炉，或者可选地，所述第一工艺流通过所述辐射区(2)进入所述炉(1)，并且流过所述第一系列管(4)，通过所述辐射区(2)离开所述炉；

●至少第二工艺流(B)通过所述对流区(3)进入所述炉(1)，穿过所述第二系列管(5)并且通过所述对流区(2)离开所述炉(1)，

●所述第二系列管(5)由耐酸性气体的材料制成。

2.根据权利要求1所述的炉，其中所述第二系列管(5)容纳催化剂。

3.一种通过蒸汽重整由甲烷生产合成气的方法，其包括在根据权利要求1或2中任一项所述的炉(1)中进行以下阶段：

-包括甲烷和蒸汽的混合物的所述第一工艺流(A)进入所述炉(1)并且穿过所述第一系列管(4)，其中在所述辐射区处根据蒸汽-重整反应R1(SMR)产生合成气：

R1：CH₄+H₂O＝CO+3H₂

其中至少在所述辐射区(2)中的所述系列管(4)包括容纳适合于进行所述反应R1的催化剂的管束；

-由包括H₂S的酸性气体组成的所述第二流(B)流入所述第二系列管(5)，其中在所述对流区(3)处发生反应R3(SACS)：

R3：H₂S＝H₂+0.5S₂

并且容纳在所述第二管束(5)中的所述催化剂在γ氧化铝，和任选负载的镍、钴、钼、铁当中选择。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应R3至少在300℃和1050℃之间，优选在400℃和900℃之间，更优选在500℃和750℃之间的温度范围内发生，最优选所述反应R3在600-650℃的温度下发生。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述炉内的所述第二工艺流(B)的压力至少在0.01巴和50巴之间，优选在0.5巴和25巴之间，更优选在1巴和5巴之间的范围内。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其进一步包括以下阶段：

-将离开所述第二系列管的包括H₂、S₂和未反应的H₂S的混合物的所述第二工艺流(B)/(SACS)送至除硫单元(De-S)，其中通过凝结使S₂从所述混合物部分地分离。

7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括以下阶段：

-将离开所述炉(1)的第一工艺流送至发生变换反应R2的水煤气变换反应器(WGSR)：

R2：CO+H₂O＝CO₂+H₂

-将离开所述水煤气变换反应器(WGSR)的工艺流送至脱水单元(De-W)；

-将离开所述脱水单元(De-W)的工艺流送至将CO₂和H₂分离的变压吸附单元(PSA)。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括以下阶段：

-将根据权利要求5所述的、离开所述除硫单元的包括H₂S和H₂的混合物送至将H₂S与H₂分离的脱硫单元(SWEETENING-3)，

-将来自所述脱硫单元(SWEETENING-3)的所述H₂与离开所述脱水单元(De-W)的工艺流输送至将H₂与CO₂分离的任选的变压吸附单元(PSA)上游。