[发明专利]低二氧化碳排放的蒸汽重整工艺

权利要求书

1.一种由烃生产合成气的蒸汽重整工艺，包括：

第一蒸汽重整步骤，其中，将烃原料，例如天然气或甲烷的气流供应到第一重整段(51)，所述烃原料可选地在预处理或预重整段(50)中进行预处理，所述第一重整段包括至少一个第一重整器，在所述第一重整器中发生蒸汽重整反应，形成部分地重整的流出物；所述第一重整器是气体加热重整器，在所述气体加热重整器中，所述重整反应所需的热量由一部分所述部分地重整的流出物提供，其中所述部分地重整的流出物离开所述第一气体加热重整器，并且构成加热流体以向待重整的原料提供热量；

第二蒸汽重整步骤，其中，离开所述第一重整段(51)的所述部分地重整的流出物被供应到包括至少一个第二催化管重整器的第二蒸汽重整段(52)，其中，在催化管外部的辐射室中，用空气进行燃烧，所述空气可选地在空气预处理段(53)中被预处理。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，离开所述第二蒸汽重整段(52)的合成气被送到以下中的一个或多个中：合成气变换和冷却步骤；CO₂捕获步骤；分离段(56)，其包括例如PSA(变压吸附)单元以获得高浓度氢气流。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述合成气变换和冷却段(54)包括串联连接的中温变换单元和低温变换单元，其分别在不同温度下运行；或者包括变换单元，其以恒温模式在低温下运行。

4.根据权利要求2或3所述的工艺，其中，从CO₂捕获段(55)的下游和/或所述分离段(56)提取的尾气被再循环到所述第二蒸汽重整段(52)。

5.根据前述权利要求之一所述的工艺，其中，所述第一重整器由反应器(1)组成，所述反应器(1)包括容器(2)和管束(10)，所述管束(10)由多个反应和热交换管(11)组成，所述反应和热交换管(11)在所述容器(2)内部沿各自的平行纵轴(X)延伸并由上管板(12)和下管板(13)支撑；所述管(11)通过各自的膨胀装置(30)连接到所述管板(12，13)中的至少一个，特别是连接到所述下管板(13)，所述膨胀装置(30)被配置为允许所述管(11)的各自的端部相对于所述管板(13)轴向滑动以补偿所述管(11)的纵向热膨胀；每个装置(30)包括相应的管状密封金属补偿器(31)，所述密封金属补偿器(31)围绕一个管(11)的端部(16)并沿着该管(11)设置，具有沿着且围绕相应管(11)的轴线(X)延伸的管状侧壁，并且具有一系列轴向起伏，即一系列环形脊部和环形喉部彼此交替；所述密封金属补偿器(31)由多层金属材料制成，所述多层金属材料由层叠且彼此焊接的多层金属材料组成。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中，所述密封金属补偿器(31)设有一对相对端部(32，33)，其分别设置在所述密封金属补偿器(31)的轴向相对端部并分别焊接到所述管板(13)和所述管(11)的端部(16)，并且由各自的圆柱形套圈围绕轴线(X)限定，所述相对端部(32，33)装配并焊接到连接元件(34)的相应圆柱形接触表面以及所述管(11)的端部(16)的相应圆柱形接触表面，所述连接元件(34)从所述管板(13)的下表面突出且由圆柱形套筒限定。