生成合成气的方法技术

本发明专利技术描述生成合成气的方法，其包含以下步骤：（ａ）通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气：（ｉ）在高温和高压下使含碳原料气化，和（ｉｉ）冷却并用水洗涤所得气体物流，（ｂ）将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，（ｃ）在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气体混合物，（ｄ）冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以冷凝水并自此分离所得冷凝物从而分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物，（ｅ）将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，和（ｆ）从所述气体洗涤装置中收集化学计量比Ｒ＝（Ｈ２－ＣＯ２）／（ＣＯ＋ＣＯ２）在１．４－３．３范围内的合成气。所述合成气可用于甲醇生产、液烃的费－托合成（Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）或合成天然气的生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及由煤生成合成气，具体地说适于生产甲醇、液烃或合成天然气的合成气的方法。 合成气可通过使用氧气或空气和蒸汽在高温和高压下使含碳原料如煤、石油焦炭 或其它富碳原料气化生成。具体地说，用氧气和蒸汽进行煤气化与转变阶段相结合提供得 到合成气的途径，在转变阶段中使来自气化过程的粗合成气进行水煤气轮换反应，所述合 成气可用于甲醇生产、通过费-托法(Fischer-Tropsch process)进行的液烃生产或合成 天然气生产。 因此，本专利技术提供，其包含以下步骤 (a)通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气 (i)在高温和高压下使含碳原料气化，禾口 (ii)冷却并用水洗涤所得气体物流， (b)将所述粗合成气分成第一物流和第二物流， (c)在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气 体混合物， (d)冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以使水冷凝并自此分离所得冷凝物以分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物， (e)将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，禾口 (f)从所述气体洗涤装置中收集化学计量比R = (H2-C02) / (C0+C02)在1. 4-3. 3范 围内的合成气。 本专利技术还提供适于从气体混合物中除去二氧化碳的气体洗涤装置，其包含容器， 所述容器具有溶剂入口和溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂经由其流动；单独的 第一气体混合物入口和第二气体混合物入口 ，所述入口布置成使得流动经过所述装置的溶 剂首先与第一气体混合物接触且随后与第二气体混合物接触；和气体出口 。 在本专利技术中，包含氢气和碳氧化物的粗合成气通过在高温和高压下使含碳原料气 化产生。可使用任何已知的气化技术。所述含碳原料可为煤、石油焦炭或其它富碳原料。 优选所述含碳原料为煤。在煤气化中，煤粉或水煤浆可在气化器中在非催化过程中使用氧 气或空气且在蒸汽存在下在至多约75巴的绝对压力的压力和至多约145(TC，优选至多约 140(TC的出口温度下部分燃烧，以生成包含氢气和碳氧化物(一氧化碳和二氧化碳)的粗 合成气。然而，对于甲醇或烃生产来说，这类粗合成气的化学计量并不理想。在本专利技术中， 所要化学计量比R(其是指气体组分的摩尔浓度比)处于1. 4-3. 3 范围内。对于甲醇/FT应用，R优选在1.4-2. 5范围内，更优选在1.5-2.4范围内。对于生 成合成天然气(SNG)，该范围优选为2.8-3.3，更优选为2.9-3.2。为了实现此目标，必须通 过使粗合成气在蒸汽存在下在高温和高压下经过合适水煤气轮换催化剂而进行水煤气轮 换反应。该反应可如下描绘<formula>formula see original document page 5</formula> 在使粗合成气进行水煤气轮换反应之前，将该气体冷却并洗涤，例如除去微粒如 煤灰。 蒸汽可通过新鲜蒸汽添加或饱和或这些方式的组合而加到粗合成气中。所述蒸汽 可在将粗合成气分开之前或之后加到粗合成气中，即如果需要，则可将蒸汽仅加到第一物 流中。 所述转变催化剂可为任何适当稳定且活性的水煤气轮换催化剂，其可呈微粒或整 体料形式。所述粗合成气含有硫化合物且所述水煤气轮换催化剂必须在这些化合物存在 下起作用。具体地说，可使用所谓的"含硫转变(sour shift)"催化剂，其中活性组分为金 属硫化物。合适含硫转变催化剂包括负载型钴促进的钼催化剂，其通过与存在于粗合成气 物流中的硫化氢反应就地形成硫化钼。或者，所述催化剂可以预硫化形式供应。特别优选 的含硫转变催化剂为负载型钼酸钴催化剂，如可自Johnson Matthey PLC购得的KATALCO K8/ll，其由负载在含有氧化镁和氧化铝的惰性载体上的3重量％ CoO和10重量％ Mo03组 成。 在本专利技术中，在水煤气轮换阶段之前将所述粗合成气分成第一物流和第二物流， 以使得所述粗合成气仅一部分进行水煤气轮换反应。允许回避水煤气轮换反应的部分优选 在所述粗合成气的10-90体积％范围内，更优选在20-80体积％范围内，尤其在25-75体 积％范围内。在合成气将用于甲醇生产或使用基于钴的费托催化剂合成烃的情况下，优选 允许回避水煤气轮换反应的部分在所述粗合成气的30-70体积％范围内，更优选在40-60 体积％范围内，尤其在45-55体积％范围内。对于合成气将用于SNG的情况，允许回避水 煤气轮换反应的部分较少，例如10-30体积X，因为需要较多水煤气轮换反应以获得较高R 值。 不回避水煤气变换阶段的粗合成气部分在高温和高压下，优选在250-50(TC范围 的温度下和气化器操作压力(例如至多约75巴绝对压力)下穿过布置在合适容器中的水 煤气轮换催化剂。优选所述催化剂为微粒含硫转变催化剂。所述水煤气轮换反应发生，消 耗一氧化碳和蒸汽且形成二氧化碳和氢气。 如果需要，则可通过使粗合成气穿过COS水解催化剂如微粒掺杂氧化铝催化剂而 使粗合成气的第二物流进行COS水解步骤。在此步骤中，所述COS通过蒸汽水解形成H2S， 其可在气体洗涤装置中比较容易地除去。在这种COS水解步骤中，基本没有发生水煤气轮 换反应。 所得水煤气轮换了的气体混合物和粗合成气的分流物流通过例如与冷却水热交 换冷却到露点(蒸汽在其下冷凝)以下。无论如何使物料冷却，都使它们保持分开。将所 得冷凝物(其包含水和一些污染物)分离且可合并且进料回到气化器和/或转变阶段。 所得干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物可例如借助于冷溶剂 进一步冷却并干燥，且随后进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置。在所述气体 洗涤装置中，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂与流过所述装置的气体逆流流动且溶解/吸 收气体物流中存在的二氧化碳。所述气体物流中的少量其它气体组分(特别是一氧化碳) 也将被共吸收。所述气体物流中存在的会沾污下游催化剂的污染物(例如硫化合物，如4S和cos)也可被不同程度地除去。 适于吸收0)2的溶剂包括甲醇，尤其是在合成气将用于生产甲醇的情况下；其它醇 或二醇产物，如二醇或聚乙二醇醚；和碳酸亚丙酯。甲醇可在-30至-7(TC的温度下且在至 多约75巴绝对压力的高压下使用。聚乙二醇醚溶剂可在较高温度(例如在20-5(TC范围内 的温度)下使用。所述气体洗涤装置中的操作压力可类似于所述气化器的操作压力，例如 至多约75巴绝对压力。 将荷载0)2的溶剂从所述装置中收集且送去再生，例如通过加热或降低压力以放 出(A，接着将所述溶剂冷却并加压到装置的操作压力和温度。所述再生可根据设计要求在 一个或多个塔中进行。例如，如果需要单独回收(A和具有高浓度的硫化合物的物流，则可 使用多个再生塔布局。随后可将再生的溶剂进料回到气体洗涤装置。 基于冷甲醇的气体洗涤装置和方法由Linde AG和Lurgi AG以名称Rect i SOl 供应。基于聚乙二醇醚的气体洗涤装置和方法由uop(Selexo1⑧)、BASF(Sepaso本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成合成气的方法，其包括以下步骤：（ａ）通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气：（ｉ）在高温和高压下使含碳原料气化，和（ｉｉ）冷却并用水洗涤所得气体物流，（ｂ）将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，（ｃ）在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气体混合物，（ｄ）冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以使水冷凝并自此分离所得冷凝物以分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物，（ｅ）将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，和（ｆ）从所述气体洗涤装置中收集化学计量比Ｒ＝（Ｈ↓［２］－ＣＯ↓［２］）／（ＣＯ＋ＣＯ↓［２］）在１．４－３．３范围内的合成气。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PEJ阿伯特，
申请(专利权)人：约翰森马瑟公开有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]