氢生产设施中的分隔的蒸汽系统和工艺的制作方法

[0001]
本公开涉及氢生产设施中的蒸汽生产，并且更具体地涉及使用分隔的蒸汽系统和工艺的蒸汽生产。


背景技术：

[0002]
在大多数(如果不是全部)催化蒸汽-烃重整系统和工艺中，由重整器生产的重整产物被冷却以将水冷凝，并且在贫水重整产物在变压吸附单元中分离之前，加工从重整产物中除去的冷凝物。
[0003]
典型地，在汽提塔中处理工艺冷凝物以除去化学杂质，然后与补充水合并，其中将合并的水流送入单个蒸汽系统以生成用于该工艺的蒸汽并用于输出。
[0004]
甚至是在汽提塔中处理后，工艺冷凝物可能含有残余的有机化合物，使得在一些情况下由工艺冷凝物生产的蒸汽对于输出蒸汽而言不能令人满意。
[0005]
因此，已经开发了使用分隔的蒸汽系统和工艺的系统和工艺。在分隔的蒸汽系统和工艺中，使用两个独立的蒸汽锅筒来将含有工艺冷凝物的锅炉给水与仅由补充水形成的锅炉给水分隔开。使用用于工艺冷凝物的单独的蒸汽锅筒和用于由补充水形成的锅炉给水的单独的蒸汽锅筒的优点是防止有机化合物进入输出蒸汽。由工艺冷凝物形成的蒸汽可用于形成至催化蒸汽-烃重整器的反应物进料气体混合物，其中可容易地容许有机化合物的存在。
[0006]
已经提出了分隔的蒸汽系统和工艺，其要求重新设计氢生产设施的热交换网络。
[0007]
美国专利第9,586,819号公开了具有和不具有分隔的蒸汽系统和工艺的系统和工艺。
[0008]
美国专利第9,556,026号公开了具有分隔的蒸汽系统和工艺的系统和工艺。
[0009]
工业上需要一种可以容易地改造氢生产设施中的现有热交换网络的分隔的蒸汽系统和工艺。
[0010]
另外，工业上需要提供高热效率的分隔的蒸汽系统和工艺。


技术实现要素：

[0011]
本公开涉及用于在氢生产设施中的分隔的蒸汽系统中生产蒸汽的工艺和系统。
[0012]
下面概述本发明的几个方面。在下文中，下面概述本发明的具体方面。括号中设置的参考数字和表述是指下面参考附图进一步解释的示例性实施例。然而，参考数字和表述仅是说明性的并且不将该方面限制为该示例性实施例的任何具体部件或特征。方面可以制定为权利要求，其中括号中设置的参考数字和表达被省略或由其他适当的方式代替。
[0013]
方面1。一种用于在氢生产设施中的分隔的蒸汽系统中生产蒸汽的工艺，该工艺包含：
[0014]
(a)通过与重整产物(25)的间接热交换来加热锅炉给水(86)(在热交换部段(78)中)；
[0015]
(b)通过与来自步骤(a)的经加热的锅炉给水(86)的第一部分(86’)的间接热交换(在热交换部段(98)中)来加热由重整产物形成的水冷凝物(97)；
[0016]
(c)将来自步骤(b)的水冷凝物通入第一蒸汽锅筒(120)以生产用于重整器进料气体混合物(15)的蒸汽；以及
[0017]
(d)将来自步骤(a)的锅炉给水(86)的第二部分(86”)通入第二流锅筒(121)以生产用于输出(150)的蒸汽。
[0018]
方面2。根据方面1所述的工艺，其进一步包含：
[0019]
(e)以有效冷凝重整产物中至少一部分水的量来冷却来自步骤(a)的重整产物(25)，以形成冷凝水和贫水重整产物气体(95)；
[0020]
(f)在分离器(90)中将冷凝水与贫水重整产物气体(95)分离，从而由来自步骤(e)的冷凝水的至少一部分形成水冷凝物(97)。
[0021]
方面3。根据方面2所述的工艺，其进一步包含：
[0022]
将贫水重整产物气体(95)通入变压吸附单元(200)；以及
[0023]
在变压吸附单元(200)中分离贫水重整产物气体(95)以形成氢产物气体(105)和副产物气体(115)。
[0024]
方面4。根据方面1至3中任一项所述的工艺，其进一步包含：
[0025]
在将水冷凝物通入第一蒸汽锅筒(120)之前，将水冷凝物(97)通入第一除气器(111)。
[0026]
方面5。根据方面4所述的工艺，其中水冷凝物(97)由来自步骤(a)的经加热的锅炉给水(86)的第一部分(86’)加热(在热交换部段(98)中)，随后被通入除气器(111)，并且然后随后再次被经加热的锅炉给水(86)的第一部分(86’)加热(在热交换部段(99)中)。
[0027]
方面6。根据方面5所述的工艺，其中在锅炉给水的第一部分(86’)加热通入除气器(111)(在热交换部段(98)中)的水冷凝物之前，第一部分(86’)加热从除气器(111)(在热交换部段(99)中)通入的水冷凝物(97)。
[0028]
方面7。根据方面1至6中任一项所述的工艺，其进一步包含：
[0029]
将锅炉给水(86)的第一部分(86’)通入第二除气器(110)。
[0030]
方面8。根据方面1至7中任一项所述的工艺，其进一步包含：
[0031]
将来自步骤(a)的锅炉给水(86)的第三部分(86
”’
)通入第一蒸汽锅筒(120)。
[0032]
方面9。根据方面1至8中任一项所述的工艺，其进一步包含：
[0033]
将锅炉给水(86)从第二除气器(110)通入第一热交换部段(78)用于在步骤(a)中通过与重整产物(25)的间接热交换来加热锅炉给水(86)。
[0034]
方面10。一种在氢生产设施中的分隔的蒸汽生产系统，该蒸汽生产系统包含：
[0035]
第一热交换部段(78)，其可操作地构造成提供重整产物(25)和锅炉给水(86)之间的间接热交换，以加热锅炉给水(86)；
[0036]
第二热交换部段(98)，其可操作地构造成在由重整产物(25)形成的水冷凝物(97)和来自第一热交换部段(78)的锅炉给水(86)的第一部分(86’)之间提供间接热交换；
[0037]
第一蒸汽锅筒(120)，其可操作地构造成接收来自第二热交换部段(98)的水冷凝物(97)；以及
[0038]
第二蒸汽锅筒(121)，其可操作地构造成接收来自第一热交换部段(78)的锅炉给
水(86)的第二部分(86”)。
[0039]
方面11。根据方面10所述的系统，其进一步包含：
[0040]
第三热交换部段(81)，其可操作地构造成冷却来自第一热交换部段(78)的重整产物(25)并冷凝重整产物中的至少一部分水，以形成冷凝水和贫水重整产物气体(95)；以及
[0041]
分离器(90)，其具有可操作地构造成接收来自第三热交换部段(81)的重整产物的入口、被配置成排出从冷凝水形成的水冷凝物(97)的第一出口以及被配置成排出贫水重整产物气体(95)的第二出口。
[0042]
方面12。根据方面11所述的系统，其进一步包含：
[0043]
变压吸附单元(200)，其可操作地构造成接收来自分离器(90)的第二出口的贫水重整产物(95)。
[0044]
方面13。根据方面10至12中任一项所述的系统，其进一步包含：
[0045]
第一除气器(111)，其可操作地构造成接收来自第二热交换部段(98)的水冷凝物(97)，并且其中该第一蒸汽锅筒(120)可操作地构造成接收来自该第一除气器(111)的水冷凝物(97)。
[0046]
方面14。根据方面13所述的系统，其进一步包含：
[0047]
第四热交换部段(99)，其可操作地构造成从第一除气器(111)接收水冷凝物(97)，并且其中第一蒸汽锅筒(120)可操作地构造成接收来自第四热交换部段(99)的水冷凝物(97)。
[0048]
方面15。根据方面10至14中任一项所述的系统，其进一步包含：
[0049]
第二除气器(110)，其可操作地构造成接收锅炉给水(86)的第一部分(86’)。
[0050]
方面16。根据方面10至15中任一项所述的系统，其中第一蒸汽锅筒(120)可操作地构造成接收来自该第一热交换部段(78)的锅炉给水(86)的第三部分(86
”’
)。
附图说明
[0051]
图1是根据本公开的具有分隔的蒸汽系统的氢生产设施的工艺流程图。
具体实施方式
[0052]
随后的详细描述仅提供了优选的示例性实施例，并且不旨在限制本发明的范围、适用性或配置。相反，随后对优选示例性实施例的详细描述将向本领域技术人员提供用于实施本发明的优选示例性实施例的可行描述，应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和排列进行各种改变。
[0053]
如本文所用，冠词“一”和“一个”当应用于在说明书和权利要求书中描述的本发明的实施例中的任何特征时是指一个或多个。“一”和“一个”的使用并不将意义限制为单个特征，除非明确陈述此类限制。单数或复数名词或名词短语之前的冠词“该”表示一个或多个特定的指定特征，并且根据其使用的上下文可以具有单数或复数含义。
[0054]
形容词“任何”是指任意数量的一个、一些或全部。
[0055]
在本说明书中，除非明确地另外指示，否则词语“或”用于当所述条件中的任一者或两者被满足时返回真值的运算符的意义，与仅需要满足条件中的一者的运算符“异或”相反。
[0056]
置于第一实体和第二实体之间的术语“和/或”包括如下的含义中的任一项：(1)仅第一实体；(2)仅第二实体；以及(3)第一实体和第二实体。置于3个或更多个实体的列表的最后两个实体之间的术语“和/或”意指列表中的至少一个实体包括该列表中实体的任何特定组合。例如，“a、b和/或c”具有与“a和/或b和/或c”相同的含义，并且包含a、b和c的以下组合：(1)仅a；(2)仅b；(3)仅c；(4)a和b而非c；(5)a和c而非b；(6)b和c而非a；以及(7)a和b和c。
[0057]
在特征或实体列表之前的短语“至少之一”意指实体列表中的一个或多个特征或实体，但不必包括实体列表内具体列出的每个实体中的至少一个，并且不排除实体列表中实体的任何组合。例如，“a、b或c中的至少一个”(或等同地“a、b和c中的至少一个”或等同地“a、b和/或c中的至少一个”)具有与“a和/或b和/或c”相同的含义并且包含a、b和c的以下组合：(1)仅a；(2)仅b；(3)仅c；(4)a和b而非c；(5)a和c而非b；(6)b和c而非a；以及(7)a和b和c。
[0058]
术语“多个”意指“两个或多于两个”。
[0059]
短语“至少一部分”意指“一部分或全部”。流的至少一部分可以具有与衍生其的流相同的组成，其中每种物质的浓度相同。流的至少一部分可以具有与衍生其的流不同的物质浓度。流的至少一部分可以仅包括衍生其的流的特定物质。
[0060]
如本文所用，流的“分割部分”是具有与从中取出它的流相同的化学组成和物质浓度的部分。
[0061]
如本文所用，流的“分离部分”是具有与从中取出它的流不同的化学组成和不同物种浓度的部分。
[0062]
材料的至少一部分可以具有与衍生其的材料相同的组成。材料的至少一部分可以包括衍生其的材料的全部或仅特定组分。材料可以经受一个或多个材料工艺步骤，例如化学处理和/或物理处理，以形成该材料的至少一部分。
[0063]
如在本文使用的，“第一”、“第二”、“第三”等用于在多个步骤和/或特征之间进行区分，并且不指示总数，或在时间和/或空间中的相对位置，除非明确地如此陈述。
[0064]
为了帮助描述本发明，在说明书和权利要求书中可以使用方向术语来描述本发明的部分(例如，上、顶、下、底、左、右等)。这些方向术语仅旨在帮助描述和要求保护本发明，而不旨在以任何方式限制本发明。此外，可在一个或多个后续附图中重复在说明书中与附图相关联地引入的附图标记，而无需在说明书中进行额外描述，以便为其他特征提供上下文。
[0065]
在权利要求书中，字母可用于标识要求保护的步骤(例如，(a)、(b)和(c))。这些字母用于帮助引用方法步骤，而不旨在要指示执行要求保护的步骤的顺序，除非并且仅到这样的顺序在权利要求书中具体叙述的程度。
[0066]
术语“贫”或“稀”意指具有比形成其的原始流更低摩尔％浓度的所指示组分。“贫”并不意指流完全缺乏所指示的组分。
[0067]
术语“富含”或“富集”意指所指示组分的摩尔％浓度比形成其的原始流的摩尔％浓度高。
[0068]
如本文所用，“间接传热”或“间接热交换”为从一种流至另一种流的传热，其中所述流未混合在一起。间接传热包括例如在热交换器中从第一流体到第二流体的传热，其中
流体由板或管分离。间接热交换包括从第一流体到第二流体的热传递，其中中间工作流体用于将热从第一流体携带到第二流体。该第一流体可以使工作流体(例如水)在蒸发器中蒸发成蒸汽，该工作流体被通入另一个热交换器或冷凝器，其中该工作流体将热量传递到该第二流体。使用工作流体从第一流体到第二流体的间接热交换可以使用热管、热虹吸管、壶状锅炉等来容纳。
[0069]
如本文所用，“直接传热”或“直接热交换”为从一种流至另一种流的传热，其中流紧密混合在一起。直接传热包括例如增湿，其中水被直接喷射到热空气流中并且来自空气的热量使水蒸发。
[0070]
如本文所用，“流体流动连通”意指通过一个或多个导管、歧管、阀等可操作地连接，用于传递流体。导管是流体可通过其输送的任何管道、管、通道等。除非另外明确说明，否则中间装置(诸如泵、压缩机或容器)可存在于与第二装置流体流动连通的第一装置之间。
[0071]
下游和上游是指所传递的工艺流体的预期流动方向。如果工艺流体的预期流动方向是从第一装置到第二装置，则第二装置与第一装置处于下游流体流动连通。在再循环流的情况下，下游和上游是指工艺流体的第一通道。
[0072]
下面描述本发明的说明性实施例。虽然本发明容许各种修改和替代形式，但其具体实施例已经通过附图中的示例示出并在本文中详细描述。然而，应理解，本文中对特定实施例的描述并非旨在将本发明限于所揭示的特定形式，而是相反，本发明将涵盖如所附权利要求书所界定的本发明范围内的所有修改、等效物和替代物。
[0073]
本公开涉及在氢生产设施中的分隔的蒸汽系统和工艺。参考图1描述该系统和工艺，该图1是具有根据本公开的分隔的蒸汽系统的氢生产设施的工艺流程图。
[0074]
提供了氢生产系统和工艺的描述以提供本公开的分隔的蒸汽系统和工艺的上下文。
[0075]
氢生产系统包括催化蒸汽-烃重整器10，其中该工艺利用催化蒸汽-烃重整。催化蒸汽-烃重整(也称为蒸汽甲烷重整(smr)、催化蒸汽重整或蒸汽重整)定义为用于通过与蒸汽在催化剂上反应而将重整器给料转化成重整产物的任何工艺。如本文所用，重整产物(也称为合成气(synthesis)，或简称为合成气(sysgas))为包含氢和一氧化碳的任何混合物。重整产物通常还包含水。重整反应是吸热反应，并且一般可描述为c
n
h
m
n h2o
→
n co (m/2 n)h2。当重整产物生成时，生成氢。
[0076]
该氢生产工艺包含：将重整器进料气体混合物15引入到重整器炉10中的多个含催化剂的重整器管20中；使该重整器进料气体混合物15在重整反应中在有效形成包含h2、co、ch4和h2o的重整产物25的反应条件下反应；以及从该重整器炉10的多个含催化剂的管20抽出该重整产物25。
[0077]
重整器进料气体混合物15可以是适于引入催化蒸汽-烃重整器以形成重整产物的任何进料气体混合物。重整器进料气体混合物15包含至少一种烃和蒸汽。该至少一种烃可以是甲烷。重整器进料气体混合物15由重整器进料75和蒸汽151形成。可以在一个或多个热交换器70和77中通过与重整产物25的间接热交换来加热重整器进料75。可以在加氢脱硫单元300中对该重整器进料脱硫，其中加入氢106用于加氢脱硫。氢106可由含氢产物气体105提供。可以预形成该重整器进料气体混合物；通过使重整器进料75和蒸汽151在预重整器
(未示出)中反应而形成。重整器进料75可以由烃进料形成，该烃进料可以是天然气、甲烷、石脑油、丙烷、精炼厂燃料气、精炼厂废气、本领域已知的其他合适的烃进料，或其组合。
[0078]
在重整器炉10中的多个含催化剂的重整器管20中发生该重整反应。重整器炉(也称为催化蒸汽重整器、蒸汽甲烷重整器和蒸汽-烃重整器)在本文中定义为任何燃烧炉，其用于通过与蒸汽在催化剂上的反应将含有元素氢和碳的给料转化成重整产物，该反应具有由燃料燃烧提供的热量。
[0079]
具有多个含催化剂的重整器管的重整器炉(即管式重整器)是本领域熟知的。可以使用任何合适数量的含催化剂的重整器管。合适的材料和构造方法是已知的。含催化剂的重整器管中的催化剂可以是本领域已知的任何合适的催化剂，例如包含镍的负载型催化剂。
[0080]
在多个含有催化剂的重整器管20中有效形成重整产物25的反应条件可以包含范围为500℃至1000℃的温度和范围为203kpa至5,066kpa(绝对压力)的压力。可以通过任何合适的温度传感器(例如j型热电偶)测得反应条件温度。可以通过本领域已知的任何合适的压力传感器(例如可从mensor获得的压力计)测得反应条件压力。
[0081]
重整产物25可以与许多流进行热交换，并且然后可以被通入含有变换催化剂61的变换反应器60。从多个含有催化剂的重整器管20抽出的重整产物25可以被通入热交换器40(所谓的废热锅炉)，重整产物25在该热交换器中加热一部分锅炉给水流127，从而形成被重新引入蒸汽锅筒121中的两相水和蒸汽流。
[0082]
可以将重整产物25从热交换器40通入变换反应器60。氢生产工艺可以包含在变换催化剂61的存在下使来自热交换器40的重整产物25在有效地在重整产物25中形成另外的氢的反应条件下反应。可以通过一氧化碳和蒸汽的催化反应获得另外的氢气。该反应是放热的并且通常被称为水煤气变换反应或变换反应：co h2o
→
co2 h2。使一氧化碳和水通入穿过合适的催化剂床影响所述反应。有效地在重整产物25中形成另外的氢的反应条件可以包含范围为190℃至500℃的第二温度和范围为203kpa至5,066kpa(绝对压力)的第二压力。
[0083]
可以使用任何合适的变换催化剂。变换反应器可以是所谓的高温变换(hts)、低温变换(lts)、中温变换(mts)或组合。可以使用一个或多个变换反应器。
[0084]
在通入穿过变换反应器60之后，重整产物25可以被通入热交换器70中，烃给料75在该热交换器中被加热并且重整产物25被冷却。
[0085]
重整产物25可以通过与其他流的热交换进一步被冷却，直到水从重整产物中冷凝。重整产物中的水在分离器90中与贫水重整产物95分离。
[0086]
该系统可以包含变压吸附单元200，该变压吸附单元可操作地构造成接收来自分离器90的贫水重整产物95。贫水重整产物95被通入变压吸附单元200中。贫水重整产物95在变压吸附单元200中分离以形成氢产物105和副产物或尾气115。
[0087]
燃料5可包含来自变压吸附器200的副产物气体115和补充燃料118。来自变压吸附器的副产物气体通常称为变压吸附器尾气，而补充燃料通常称为调整燃料。副产物气体115和补充燃料118可以在用作燃料5之前被加热。副产物气体115和补充燃料118可以共混并通过燃烧器一起引入到燃烧部段，或者它们可以通过燃烧器中的不同端口分开引入。另选地，副产物气体可通过主燃烧器引入，并且补充燃料可通过靠近燃烧器的喷管引入。
[0088]
在有效燃烧燃料5以形成包含co2和h2o的燃烧产物气体35的条件下，燃料5可以与
氧化剂气体3在多个含有催化剂的重整器管20外部的重整器炉10的燃烧部段30中燃烧。可以使用任何合适的燃烧器将燃料5和氧化剂气体3引入燃烧部段30中。燃料5与氧化剂气体3的燃烧生成热以供应用于使多个含有催化剂的重整器管20内的重整器进料气体混合物15反应的能量。燃烧产物气体35从重整器炉10的燃烧部段30抽出并通入重整器炉的对流部段45中，以向其他工艺流供应热量。该重整器炉的燃烧部段(也称为辐射(radiant)部段、辐射(radiation)部段或辐射(radiative)部段)是该重整器炉的含有多个含催化剂的重整器管的那部分。该重整器炉的对流部段是重整器炉的除了该多个含催化剂的重整器管之外的含有热交换器的那部分。对流部段中的热交换器可以用于加热除重整产物之外的工艺流体，诸如水/蒸汽、空气、变压吸附单元副产物气体、在引入含催化剂的重整器管之前的重整器进料气体等。
[0089]
该氧化剂气体3是含有氧气的气体并且可以是空气、富氧空气、贫氧空气(诸如燃气轮机排气)、工业级氧气，或已知用于燃烧的重整器炉中的任何其他含氧气体。例如，如图中所示，空气130可以在强制通风风扇135中被压缩、在对流部段45中被燃烧产物气体35加热，并作为氧化剂气体3通入重整器炉。
[0090]
燃烧产物气体35可以在重整器炉10的对流部段45中加热许多不同的工艺流。燃烧产物气体35可以以各种不同的配置(加热顺序)加热流。
[0091]
热交换部段81可操作地构造成冷却来自变换反应器60的重整产物25并冷凝重整产物中的至少一部分水以形成冷凝水和贫水重整产物气体95。热交换部段81通常被称为调温冷却器，并且可以是空气冷却的或水冷却的。分离器90具有可操作地构造成接收来自热交换部段81的重整产物25的入口(即，分离器与热交换部段81处于下游流体流动连通)。分离器90具有被配置成排出由冷凝水形成的水冷凝物97的第一出口，以及被配置成排出贫水重整产物气体95的第二出口。
[0092]
在用于生产蒸汽的工艺中，重整产物25可以以有效冷凝重整产物25中的至少一部分水的量冷却以形成冷凝水和贫水重整产物气体95。冷凝水在分离器90中与贫水重整产物气体95分离，从而由至少一部分冷凝水形成水冷凝物97。
[0093]
根据本公开的分隔的蒸汽生产系统包含热交换器部段78，其可操作地构造成在来自变换反应器60的重整产物25和锅炉给水86之间提供间接热交换，以加热锅炉给水86并冷却重整产物25。锅炉给水86可以经由如附图中所示的泵从除气器110通入。
[0094]
在重整产物已经通入穿过热交换器70之后，重整产物25被通入热交换部段78中。锅炉给水86被加热，并且重整产物25在热交换部段78中被冷却。用于在氢生产设施中的分隔的蒸汽系统中生产蒸汽的工艺包含通过与重整产物25的间接热交换(例如在热交换部段78中)来加热锅炉给水86。
[0095]
该分隔的蒸汽生产系统包含热交换部段98，其可操作地构造成在由重整产物25形成的水冷凝物和来自热交换部段78的锅炉给水86的第一部分86’之间提供间接热交换。第一部分86’可以是锅炉给水86的分割部分。
[0096]
在用于生产蒸汽的工艺中，通过与经加热的锅炉给水86的第一部分86’的间接热交换来加热来自重整产物25的水冷凝物97。
[0097]
与通过重整产物25中存在的至少一部分水的冷凝得到的水冷凝物97相比，锅炉给水86含有非常低浓度(例如按重量计小于5ppm)的有机化合物。对原水进行处理以制备锅炉
给水是众所周知的，并且描述于例如marks’mechanical engineers’handbook,第六版,theodore baumeister(ed.),mcgraw-hill book co.,1958,第9-46页至第9-51页中。
[0098]
除气器111可以可操作地构造成接收来自热交换部段98的水冷凝物97。除气器111与热交换部段98处于下游流体流动连通。
[0099]
在用于生产蒸汽的工艺中，可以在将水冷凝物97通入蒸汽锅筒120中之前将水冷凝物97通入除气器111中。
[0100]
如本文所用，“除气器”是在蒸汽的帮助下从水中除去溶解气体的任何装置。蒸汽可以被引入或原位形成。除气器的制造和操作是众所周知的。
[0101]
可以引入低压蒸汽12以帮助对引入除气器111的水流进行脱气。排放流18被抽出。
[0102]
水冷凝物97可以从除气器111通入热交换部段99中以被经加热的锅炉给水86的第一部分86’加热。热交换部段99可操作地构造成接收来自除气器111的水冷凝物97。热交换部段99可以与除气器111处于下游流体流动连通。
[0103]
该分隔的蒸汽生产系统包含蒸汽锅筒120，该蒸汽锅筒可操作地构造成接收来自热交换部段98(例如经由除气器111并且经由热交换部段99)的水冷凝物97。蒸汽锅筒120相对于水冷凝物97的流动与热交换部段98处于下游流体流动连通。
[0104]
在生产蒸汽的工艺中，通过与经加热的锅炉给水86的第一部分86’间接热交换而被加热的水冷凝物97被通入蒸汽锅筒120中以生产用于重整器进料气体混合物15的蒸汽。
[0105]
蒸汽锅筒120接收来自除气器111的水冷凝物97。蒸汽锅筒120中生产的蒸汽用作重整器进料而不用于输出蒸汽。任何污染物，诸如甲醇、氨和甲酸，当在重整器进料中使用时不能具有任何严重的有害作用。
[0106]
蒸汽锅筒120一般接收经加热的锅炉给水86的一部分86
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连同水冷凝物97，因为单独的水冷凝物不足以用于重整器进料气体混合物15中所需的反应物蒸汽。第一蒸汽锅筒120可以可操作地构造成接收来自第一热交换部段78的锅炉给水86的第三部分86
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。经加热的锅炉给水86的第三部分86
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可以被通入蒸汽锅筒120中。第三部分86
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可以是锅炉给水86的分割部分。
[0107]
从蒸汽锅筒120升高蒸汽的热量可以通过将来自蒸汽锅筒120的锅炉给水通入重整器炉的对流部段45中的热交换部段46以与燃烧产物气体35交换热量来提供。
[0108]
该分隔的蒸汽生产系统包含可操作地构造成接收来自热交换部段78的锅炉给水86的第二部分86”的蒸汽锅筒121。蒸汽锅筒121相对于锅炉给水86的第二部分86”的流动与热交换部段78处于下游流体流动连通。第二部分86”可以是锅炉给水86的分割部分。
[0109]
在生产蒸汽的工艺中，通过与重整产物25的间接热交换而被经加热的锅炉给水86的第二部分86”被通入蒸汽锅筒121中以生产用于输出的蒸汽150。
[0110]
蒸汽锅筒121几乎不接收并且优选地不接收水冷凝物97。这样，输出的蒸汽将不含有存在于水冷凝物97中的任何污染物。
[0111]
从蒸汽锅筒121升高蒸汽的热量可以通过将来自蒸汽锅筒121的锅炉给水通入重整器炉的对流部段45中的热交换部段47以与燃烧产物气体35交换热量来提供。从蒸汽锅筒121抽出的蒸汽125可以通过与重整器炉10的对流部段45中的燃烧产物气体35的间接热交换而过热化。
[0112]
用于升高蒸汽锅筒121的蒸汽的热交换部段47可以在用于升高蒸汽锅筒120的蒸
汽的热交换部段46的上游(如附图所示)。另选地，也可以切换两个热交换部段的位置。
[0113]
该分隔的蒸汽生产系统还可以包括除气器110。除气器110可操作地构造成接收补给水85。补给水85可以在被通入除气器110中之前在热交换部段80中通过与重整产物25的间接热交换而被加热。补充水是锅炉给水系统中使用的特殊处理的水。
[0114]
除气器110也可以可操作地构造成接收锅炉给水86的第一部分86’。除气器110可以与热交换部段98处于下游流体流动连通。如附图中所示，在热交换部段98中加热水冷凝物97之后，锅炉给水86的第一部分86’可以在热交换部段76中通过与重整产物25的间接热交换而被加热，然后作为流101的一部分被通入除气器110中。
[0115]
锅炉给水86的第四部分86
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可用于对热交换部段59中的副产物气体115进行加热。在将锅炉给水86的第四部分86
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作为流101的一部分通入除气器110中之前，锅炉给水86的第四部分86
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可以与第一部分86’一起在热交换部段76中被加热。第四部分86
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可以是锅炉给水86的分割部分。
[0116]
可以将低压蒸汽11引入到除气器110中以帮助使引入到除气器110中的水流脱气。排放流17从除气器110抽出。
[0117]
示例
[0118]
本公开的分隔的蒸汽系统和工艺已经与美国专利第9,586,819号的图3中公开的标准产品循环进行了比较。两个循环具有相同的重整产物25热交换设计(即，热交换部段40、70、78、77、76、80和81)。本公开的系统和工艺与美国专利第9,586,819号的图3的热效率基本相同。从美国专利第9,586,819号的图3所示的基础循环到本公开的附图中所示的循环的设备成本增加为约1％。为了比较，从美国专利第9,586,819号的图3中所示的基础循环到美国专利第9,586,819号的图2中所示的分隔的蒸汽循环的设备成本增加为约4％。
[0119]
美国专利第9,556,026号承认，分隔的蒸汽系统和工艺的热效率比不适于寒冷气候操作的可比工艺的热效率略低。