СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ РИФОРМИНГА НА ОСНОВЕ МЕМБРАНЫ ПЕРЕНОСА КИСЛОРОДА СО ВТОРИЧНЫМ РИФОРМИНГОМ

1. Способ получения синтез-газа в системе риформинга на основе мембраны переноса кислорода, включающий этапы:
риформинга в присутствии тепла в реакторе риформинга объединенного сырьевого потока, содержащего углеводородсодержащий сырьевой поток и водяной пар, для получения реформированного потока синтез-газа, содержащего водород, окись углерода, и нереформированного газообразного углеводорода;
подачи потока реформированного синтез-газа на реагентную сторону реактивно управляемого, содержащего катализатор, реактор на основе мембраны переноса кислорода, где реактор на основе мембраны переноса кислорода содержит, по крайней мере, один мембранный элемент переноса кислорода, сконфигурированный для выделения кислорода из кислородсодержащего потока путем переноса иона кислорода под воздействием повышенной рабочей температуры и разности парциального давления по разные стороны, по меньшей мере, одного мембранного элемента переноса кислорода
взаимодействия части потока реформированного синтез-газа с кислородом, проникшим, по меньшей мере, через один мембранный элемент переноса кислорода и генерации потока, содержащего разогретые продукты реакции и тепло;
передачи некоторого количества теплоты, выделенной в результате реакции (I) газу в содержащем катализатор реакторе на основе мембраны переноса кислорода, (II) реактору риформинга при помощи излучения, (III) обедненному кислородом потоку путем конвекции и
риформинг нереформированного газообразного углеводорода в частично реформированном потоке синтез-газа в присутствии одного или нескольких катализаторов, содержащихся в реакторе на основе мембраны переноса кислорода, и тепла для создания потока продукта синтез-газа.
2. Способ по п. 1, в котором объединенный сырьевой поток имеет пароуглеродное соотношение в промежутке примерно от 1,6 до 3,0 и температуру примерно от 500°C до 750°С.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий этап прямого охлаждения потока продукта синтезгаза до температуры примерно 400°C или менее.
4. Способ по п. 1, дополнительно включающий этап повторного нагрева обедненного кислородом потока до температуры примерно от 1050°C до 1200°C при помощи канальной горелки, расположенной внутри или поблизости от системы риформинга на основе мембраны переноса кислорода, при этом канальная горелка сконфигурирована для сжигания дополнительного потока топлива и остаточного кислорода в обедненном кислородом потоке для нагрева поступающего кислородсодержащего потока путем косвенного теплообмена.
5. Система риформинга на основе мембраны переноса кислорода для получения синтез-газа, включающая:
корпус реактора;
множество содержащих катализатор и реактивно управляемых мембранных элементов или трубок для переноса кислорода, расположенных в корпусе реактора и сконфигурированных для выделения кислорода из кислородсодержащего сырьевого потока и получения проникающего кислорода на стороне пермеата мембранных элементов или трубок переноса кислорода и обедненного кислородом потока, при этом один или несколько катализаторов располагаются вблизи стороны пермеата мембранных элементов или трубок переноса кислорода;
множество содержащих катализатор трубок риформинга, расположенных в корпусе реакторе рядом с мембранными элементами или трубками переноса кислорода; причем содержащие катализатор трубки риформинга сконфигурированы для получения реформированного потока синтез-газа путем риформинга углеводородсодержащего сырья и пара в присутствии содержащегося в трубках риформинга катализатора и тепла, излучаемого расположенными рядом мембранными элементами или трубками переноса кислорода;
при этом выходное отверстие содержащих катализатор трубок риформинга соединены по текучей среде со стороной пермеата мембранных элементов или трубок переноса кислорода таким образом, что реформированный синтез-газ протекает через мембранные элементы или трубки переноса кислорода,
при этом водород, окись углерода и метан в реформированном синтез-газе взаимодействуют с проникающим кислородом на стороне пермеата мембранных элементов или трубок переноса кислорода, чтобы реактивно управлять выделением кислорода из кислородсодержащего сырьевого потока и получать продукты частичного окисления и тепло;
при этом мембранные элементы или трубки переноса кислорода также сконфигурированы для получения потока продукта синтез-газа путем частичного окисления и путем дальнейшего риформинга потока реформированного синтез-газа, поступающего на сторону пермеата мембранных элементов или трубок переноса кислорода, в присутствии одного или нескольких катализаторов и тепла.
6. Система риформинга на основе мембраны переноса кислорода по п. 5, дополнительно включающая подсистему охлаждения синтез-газа, сконфигурированную для охлаждения потока продукта синтез-газа до температуры около 400°C или менее.
7. Система риформинга на основе мембраны переноса кислорода по п. 5, дополнительно включающая канальную горелку, расположенную внутри или поблизости от корпуса реактора системы на основе мембраны переноса кислорода и сконфигурированную для сжигания дополнительного потока топлива и остаточного кислорода в обедненном кислородом потоке для нагрева кислородсодержащего сырьевого потока посредством косвенного теплообмена.