[发明专利]用于启动天然气燃烧重整器的加氢脱硫段的方法

说明书

本发明涉及用于启动加氢脱硫段的方法，该方法包括以下步骤：提供天然气进料，使天然气进料通过重整器的废热段，从而加热天然气进料；使经加热的天然气进料通过加氢脱硫段，从而加热加氢脱硫段，同时产生经脱硫的天然气流；将一部分经脱硫的天然气流用作重整器的燃料，同时将经脱硫的天然气的剩余部分再循环到废热段上游的至少一个点。

本发明涉及启动加氢脱硫段的新颖方法。在本发明的上下文中，“加氢脱硫段”可以是任何工业设备的一部分，例如带有随后的天然气燃烧重整器和/或天然气燃烧加热器的加氢脱硫段，例如但不限于氨、甲醇、氢气、合成气或ATR工艺设备。

加氢脱硫(HDS)是一种催化化学工艺，广泛用于从天然气和精炼石油产品(例如汽油或石油、喷气燃料、煤油、柴油燃料和燃料油)中去除硫。对于大多数合成气生成过程以及基于合成气的过程(例如Haber-Bosch氨法和甲醇工艺)，烃类进料中的任何硫都是催化剂毒物。此外，去除硫以生产诸如超低硫柴油之类的产品的目的是减少在汽车、飞机、铁路机车、船舶、天然气或石油燃烧发电厂、住宅和工业炉以及其他形式的燃料燃烧中使用这些燃料所产生的二氧化硫(SO₂)排放。

多种现有技术文件涉及加氢脱硫程序。因此，US 7.074.375 B2描述了一种通过选择性部分氧化和吸附使烃类气体脱硫的方法。此外，US 8.187.366 B2描述了通过使气体与吸附剂接触来使天然气脱硫，而EP 2 609 175 B1描述了具有选择的液体再循环以减少重组硫醇形成的加氢脱硫方法。

传统上，在包括加氢脱硫段的天然气重整段的启动期间，使用直流加热的天然气(NG)。在本领域中还已知加热的NG在封闭的回路中再循环，其中，脱硫的NG至少循环通过重整器的废热段(加热在回路中的NG)和加氢脱硫段。但是，这将导致催化剂在加氢脱硫段的氢化部分中脱硫，一旦加热，其将对氢化效率产生负面影响。

正常的甲醇设备启动需要约9至14个小时才能将加氢脱硫段加热到最佳温度，以活化加氢脱硫催化剂，然后再将NG送入重整器进行进一步处理。由于NG被用于加热，并且在直流的情况下，NG也同时被排放到燃烧器(flare)，因此现有的启动过程浪费了大量的天然气。这对环境有负面影响，也降低了设备的整体效率。

因此，需要一种有效地再循环NG而不是将NG排放到燃烧器系统的方法。使NG再循环，直到加氢脱硫段达到所需的温度，这提高了整个设备的效率，提高了产量，节省了大量的NG，并减少了设备的碳足迹。这是美国专利9.708.235 B2的主题。

然而，在US 9.708.235 B2中描述的方法具有负面的后果，即氢化催化剂将被脱硫，这进而导致催化剂丧失其氢化能力的后果。这不可避免地会对加热后的设备运行产生负面影响，或者，这使得必须要向氢化器中添加硫。

现在已经证明，如果将一部分再循环的NG分流并用作进料重整器中的燃料，则可以避免这种现象。这是有利的，因为将含硫的NG不断地送入加热回路；同时避免了NG进入燃烧器的任何通道，因为仅需用部分脱硫的NG简单替代送入重整器的含硫NG燃料。

该替代方法的另一个优点是硫的排放显著减少。

在本发明的第一方面，提供了一种方法，通过该方法避免了催化剂在加氢脱硫段的氢化部分中的脱硫。

在本发明的第二方面，提供了一种方法，其限制了来自重整段的烟道气中硫的排放。

在本发明的第三方面，提供了一种方法，其限制了来自重整段的烟道气的CO₂排放。

通过用于启动加氢脱硫段的方法，提供了这些和其他优点，该方法包括以下步骤：

-提供天然气进料，

-使天然气进料通过重整器的废热段，从而加热天然气进料，

-使加热的天然气进料通过加氢脱硫段，从而加热加氢脱硫段，同时产生经脱硫的天然气流，和