ES2344447T3

Method for the catalytic steam reforming of a hydrocarbon

Abstract

Process for catalytic conversion of at least one reagent in a thermal chemical reaction, excluding a deep oxidation, comprising: passing at least one reagent to at least one reaction chamber; said reaction chamber comprising a catalyst that catalyzes the reaction of said at least one reagent; transfer heat to or from said at least one reaction chamber to at least one heat exchanger; and obtaining at least one product from said reaction chamber; wherein the contact time of the reagent with the catalyst is less than 0.3 seconds and the pressure drop through the reaction chamber is less than 15 psig (103 KPa); characterized in that said phase of transferring heat, at a steady rate, transfers at least 0.6 W / cc of total reactor volume, where the total reactor volume is defined as the sum of the volume of the chamber (s) ) reaction and chamber (s) of the heat exchanger including the volume of the chamber walls.

ES2344447T3, drawing sheet 1
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14 claims: 9 independent, 5 dependent

  1. 1
    ES 2 344 447 T3 ES 2 344 447 T3 CLAIMS REIVINDICACIONES 1. Process for the catalytic conversion of at least one reagent in a thermal chemical reaction, excluding deep oxidation, comprising:1. Proceso para la conversión catalítica de al menos un reactivo en una reacción química térmica, excluyendo una oxidación profunda, que comprende: pasar al menos un reactivo a al menos una cámara de reacción;passing at least one reagent to at least one reaction chamber;dicha cámara de reacción comprendiendo un catalizador que cataliza la reacción de dicho al menos un reactivo;said reaction chamber comprising a catalyst that catalyzes the reaction of said at least one reagent;transferir calor a o desde dicha al menos una cámara de reacción a al menos un intercambiador térmico;y obtener al menos un producto de dicha cámara de reacción;transferring heat to or from said at least one reaction chamber to at least one heat exchanger;and obtaining at least one product from said reaction chamber;en donde el tiempo de contacto del reactivo con el catalizador es de menos de 0.3 segundos y la caída de presión a través de la cámara de reacción es de menos de 15 psig (103 KPa);where the contact time of the reactant with the catalyst is less than 0.3 seconds and the pressure drop across the reaction chamber is less than 15 psig (103 KPto);caracterizado por el hecho de que dicha fase de transferir calor, a ritmo estacionario, transfiere al menos 0.6 W/cc de volumen total del reactor, donde el volumen total del reactor se define como la suma del volumen de la(s) cámara(s) de reacción y cámara(s) del intercambiador térmico incluyendo el volumen de las paredes de la cámara. characterized by the fact that said heat transfer phase, at a steady rate, transfers at least 0.6 W / cc of the total volume of the reactor, where the total volume of the reactor is defined as the sum of the volume of the chamber (s) ) of reaction and heat exchanger chamber (s) including the volume of the chamber walls.
  2. 4
    Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde dicha cámara de reacción tiene una longitud de menos de o igual a 6 pulgadas (152 mm) y una altura de menos de o igual a 2 pulgadas (50.8 mm);y dicho inserto de catalizador poroso comprende una espuma de metal poroso que tiene celdas abiertas que varían de 20 ppi a 3000 ppi (7.8 ppcm a 1180 ppcm). Four. The process of any of the preceding claims, wherein said reaction chamber has a length of less than or equal to 6 inches (152 mm) and a height of less than or equal to 2 inches (50.8 mm);and said porous catalyst insert comprises a porous metal foam having open cells ranging from 20 ppi to 3000 ppi (7.8 ppcm to 1180 ppcm).
  3. 5
    Process of any of the preceding claims, wherein said thermal transfer phase, at a steady rate, transfers over 1 W / cc of the total volume of the reactor. 5. Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde dicha fase de transferencia térmica, a ritmo estacionario, transfiere por encima de 1 W/cc del volumen total del reactor.
  4. 6
    Process of any of the preceding claims, wherein said thermal transfer phase, at a steady rate, transfers between 5 and 250 W / cc of the total volume of the reactor. 6. Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde dicha fase de transferencia térmica, a ritmo estacionario, transfiere entre 5 y 250 W/cc de volumen total del reactor.
  5. 7
    Process of any of the preceding claims, wherein said thermal transfer phase, at a steady rate, transfers between 10 and 100 W / cc of the total volume of the reactor. 7. Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde dicha fase de transferencia térmica, a ritmo estacionario, transfiere entre 10 y 100 W/cc de volumen total del reactor.
  6. 8
    Process of any of the preceding claims, wherein said catalytic conversion is selected from the group consisting of:acetylation, addition reactions, alkylation, dealkylation, hydrodealkylation, reductive alkylation, amination, aromatization, arylation, autothermal reforming, carbonylation, decarbonylation, reductive carbonylation, carboxylation, reductive carboxylation, reductive coupling, condensation, cracking, hydrocracking, cyclization, cyclooligomerization, dehalogenation , dimerization, epoxidation, esterification, exchange, FischerTropsch, halogenation, hydrohalogenation, homologation, hydration, dehydration, hydrogenation, dehydrogenation, hydrocarboxylation, hydroformylation, hydrogenolysis, hydrometalation, hydrosilation, hydrolysis, hydrotreating, hydrodesulferisation / hydrodenitrogenation (HDS / HDN), isomerisation, methanation, methanol synthesis, methylation, demethylation, metathesis, nitration, oxidation partial, polymerization, reduction, steam and carbon dioxide reforming, sulfonation, telomerization, transesterification, trimerization, water gas shift (WGS), and reverse water gas shift (RWGS). 8. Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde dicha conversión catalítica se selecciona del grupo que consiste en: acetilación, reacciones de adición, alquilación, desalquilación, hidrodesalqilación, alquilación reductiva, aminación, aromatización, arilación, reformado autotérmico, carbonilación, descarbonilación, carbonilación reductiva, carboxilación, carboxilación reductiva, acoplamiento reductivo, condensación, craqueo, hidrocraqueo, ciclización, ciclooligomerización, deshalogenación, dimerización, epoxidación, esterificación, intercambio, FischerTropsch, halogenación, hidrohalogenation, homologación, hidratación, deshidratación, hidrogenación, deshidrogenación, hidrocarboxilación, hidroformilación, hidrogenólisis, hidrometalación, hidrosilación, hidrólisis, hidrotratado, hidrodesulferización/ hidrodenitrogenación (HDS/HDN), isomerización, metanación, síntesis del metanol, metilación, desmetilación, metátesis, nitración, oxidación, oxidación parcial, polimerización, reducción, reformado con vapor y dióxido de carbono, sulfonación, telomerización, transesterificación, trimerización, cambio del gas de agua (WGS), y de cambio del gas de agua inverso (RWGS).
  7. 9
    Process of any of the preceding claims, wherein the reaction is the water gas exchange reaction. 9. Proceso de cualquiera de las precedentes reivindicaciones, en donde la reacción es la reacción del cambio del gas de agua.
  8. 10
    Process of any of claims 1 to 8, wherein the reaction is steam reformed with a hydrocarbon. 10. Proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la reacción es reformada con vapor de un hidrocarburo.
  9. 11
    Reactor para la conversión catalítica de al menos un reactivo en una reacción química térmica, que comprende:al menos una cámara de reacción;eleven. Reactor for the catalytic conversion of at least one reagent in a thermal chemical reaction, comprising: at least one reaction chamber;ES 2 344 447 T3 en donde dicha cámara de reacción comprende un inserto de catalizador poroso;ES 2 344 447 T3 wherein said reaction chamber comprises a porous catalyst insert;al menos un intercambiador térmico en contacto térmico con dicha cámara de reacción;at least one heat exchanger in thermal contact with said reaction chamber;en donde dicha cámara de reacción tiene una altura de menos de o igual a 2 pulgadas (50.8 mm);y en donde dicho al menos un intercambiador térmico y dichas al menos una cámara de reacción se configura de manera que, durante la operación en estado estacionario, al menos 0.6 W de calor por cc de volumen total del reactor se puede transferir entre dicho al menos un intercambiador térmico y dicha al menos una cámara de reacción, en donde la al menos una cámara de intercambiador térmico comprende al menos un canal de intercambiador térmico, la dimensión más pequeña de dicho canal que tiene un grosor desde 100 pm a 10 mm. wherein said reaction chamber has a height of less than or equal to 2 inches (50.8 mm);and wherein said at least one heat exchanger and said at least one reaction chamber are configured such that, during steady state operation, at least 0.6 W of heat per cc of total reactor volume can be transferred between said at least a heat exchanger and said at least one reaction chamber, wherein the at least one heat exchanger chamber comprises at least one heat exchanger channel, the smallest dimension of said channel having a thickness from 100 pm to 10 mm.