在各种实施方式中，可以对包含氢和一氧化碳的各种进料气流进行处理，以便转化成产物流。例如，可以使用费－托工艺对进料气流进行处理。可以使用尾气催化重整器和进行预热功能的燃气涡轮废气换热器对未转化的氢和一氧化碳进行再循环。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氢和一氧化碳的处理。
技术介绍
可以将烃和含碳进料转化成具有不同的吐与CO比例的吐与CO合成气混合物。 进料可包括煤，天然气，油馏分，浙青和焦油样精炼厂废物，焦炭和各种形式的生物质。可以 使用催化工艺将合成气混合物转化成有价值的烃和化学品。专利技术概述在各种实施方式中，将合成气催化转化成更高价值的烃产品和化学品之后留下的 未转化合成气、副产物气体和惰性气体转化成额外量的合成气，以改进整体过程的经济性。生产合成气所用的转化工艺可包括部分氧化，蒸汽重整，自热重整，对流重整，一 氧化碳变换，以及这些过程的组合。在一些实施方式中，可采用与美国专利第6669744和 6534551号中所述工艺类似的工艺以极高效率生产H2和CO合成气混合物。这样定义了一 种从烃燃料和水蒸汽和氧气生产合成气的方法，其中任何水蒸汽需求的至少一部分通过与 来自燃气涡轮的废气进行热交换提供，该燃气涡轮驱动空气分离单元中的空气压缩机为合 成气生产工艺供应氧气需求的至少一部分。这种方法的一种重要性质在于，将主要合成气 生产单元(例如部分氧化反应器(POX)或自热反应器(ATR))与对流加热的水蒸汽/烃催 化重整器(GHR)整合，使得可以使用合并的合成气产物流为GHR管中发生的吸热的水蒸汽 /烃重整反应提供所需的热量。这种整合方式通过取消蒸汽涡轮中能量生产一般采用的大 量高压蒸汽生产，代之以便宜得多的与合成气生产工艺热连接的高效燃气涡轮，从而最大 程度地提高了从给定量烃进料生产合成气的产量，并且提供了非常紧凑和低成本的合成气 生产工艺。合成气催化转化的产品的例子包括费-托(Fischer-Tropsch)烃，甲醇，氧代醇 (oxo-alcohol)和甲烷。在一些实施方式中，这些催化工艺可能无法将进料合成气完全转化 成所需的产品。由于存在一些未转化的合成气，所以可以将未转化的合成气再循环回到催 化转化工艺的进口。未转化的合成气可以是混合流，经常包含其他化合物如惰性气体(例 如氩和氮)以及一氧化碳。这些其他化合物可能来自为了生产合成气而进行部分氧化或自 热重整时所用的与氧的混合物，或者来自所用的含碳或烃进料。另外，催化合成气转化工艺 中的副反应会生成副产物，例如CH4、CO2、以及可能存在于与未转化的合成气的混合流中的 C3和C4组分。为了改进工艺的经济性(例如通过最大程度地提高进料转化成最终产品的转化 效率)，可以执行以下特性中的一种、多种，或者不执行以下特性中的任何一种。未转化的合成气可以与相关的惰性组分和其他副产物一起使用，可以再循环回到合成气转化工艺的进 料点。在一些实施方式中，可以如下文所述或者如美国专利第6669744和6534551号中 所述，将未转化气体再循环系统与各种合成气生产工艺一起使用。如美国专利第6669744 和6534551号中所述，合成气生产工艺的任何水蒸汽需求的至少一部分通过与来自燃气涡 轮的废气进行热交换来提供，该燃气涡轮驱动空气分离单元，为合成气生产供应任何氧气 需求的至少一部分。当合成气用于甲醇合成或费-托工艺时，可以使用所述工艺。在一些实施方式中，可以从未转化的合成气分离二氧化碳和其他惰性气体如氩和 氮，以减小对合成气转化工艺的影响，以及/或者防止催化转化过程中惰性气体浓度的累 积。催化转化过程中惰性气体的累积会影响反应的平衡，因此降低转化率。在一些实施方 式中，通过使用最终未转化合成气、惰性气体、副产物和水蒸汽作为催化重整器过程(例如 尾气催化水蒸汽/烃重整器)的进料，可以为合成气转化工艺生产更多的合成气。可以使 用一部分含惰性物质的尾气作为燃烧燃料气体，以加热催化重整器，这样会限制系统中惰 性物质的累积。在一些实施方式中，系统可包括与燃气涡轮废气换热器整合的尾气催化重整器。 使用与燃气涡轮废气换热器整合的尾气催化重整器能减轻对重整器加热炉废气对流换热 系统的需求，以及/或者取消整个重整器加热炉废气对流换热系统，该换热系统是生产 H2+CO合成气的典型常规催化水蒸汽/烃重整工艺的一个整合部分。这可以通过将一部分 或全部的重整器加热炉废气用管输送到燃气涡轮废气燃烧换热器的底部之中来实现。在一 些实施方式中，输送管位于或接近燃烧器部分上方的点。使用与燃气涡轮废气换热器整合 的尾气催化重整器能在该同一单元中进行预热功能(例如用于整个系统)。在一些实施方式中，可以使用来自燃气涡轮的一部分废气作为尾气催化重整器加 热炉燃烧器的燃烧气体。废气约为400-500°C，可能需要压缩到适合于催化重整器加热炉中 的燃烧器的压力。使用至少一部分废气作为燃烧气体可以减小加热重整器加热炉所需的燃 料量。减小加热所需的燃料量能降低工艺成本。或者，可以从O2设备空气压缩机的合适级 间位置取出燃烧气体。在一些实施方式中，可以从系统中移除(例如可以不需要产品合成气冷却联动装 置)或取消与尾气催化重整器相关(一般与水蒸汽/烃催化重整器相关)的整个产品合成 气冷却联动装置。相反，可以将在重整器加热炉出口处离开管的合成气输送到废热锅炉的 进口中，所述废热锅炉接收离开GHR壳侧的所有合成气流。这样可以取消或减轻对第二废 热锅炉、给水预热器、水冷却的合成气冷却器、水分离器和/或分开的水蒸汽系统的需求。 取消这些部件可以降低工艺成本(例如通过使用工艺内产生的热量)和/或降低系统成本 (例如通过降低系统所需的部件成本和/或通过消除与被取消的部件相关的维护成本)。这些特性可以降低资金成本和/或最大程度地提高额外的尾气催化重整器的效 率。这些特性可以与美国专利第6669744和6534551号中揭示的基础技术组合使用，这些 文献将合成气生产与配备废热回收的燃气涡轮发电单元整合。在一些实施方式中，可以增加和/或最大程度地提高从组合的主要合成气生产反 应器POX或ATR生产的H2和CO的产量。可以将主要合成气生产反应器与GHR整合。可以 通过将从全部合成气生产中分离的(X)2再循环到主要合成气生产反应器和/或GHR进料气流、在主要合成气中达到较高的CO与吐的比例，并且通过将此与来自尾气催化重整器的较 高的吐与CO的比例进行平衡，以增加从全部合成气生产系统生产的H2和CO的产量、并在 输送到催化合成气转化工艺的合成气进料中实现所需的吐与CO的比例，从而增加吐和CO 的产量。在一些实施方式中，可以使用CO2分离单元。CO2分离单元可以至少部分地基于对 进入合成气工艺的催化转化的合并合成气进料流进行溶剂涤气。这种分离的CO2可以再循 环(例如最高100%再循环)回到主要合成气生产反应器和/或GHR。在附图和以下说明中提出一种或多种实施方式的具体情况。这些实施方式的其他 特性、目标和优点通过说明书和附图将是显而易见的。附图简要描述附图说明图1说明一种示例的处理系统。在各图中，类似的附图标记表示类似的要素。专利技术详述在各种实施方式中，可以对包含氢和一氧化碳的各种进料气流进行处理，用于催 化转化成产物流。例如，可以采用费-托工艺对进料气流进行处理。可以使用尾气催化水 蒸汽/烃重整器通过转化将未转化的氢和一氧化碳以及其他组分(如惰性物质、烃和CO2) 再循环成主要包含吐+co的产品，燃气涡轮废气换热器可进行预热功能。通过利用过程中 产生的热量来预热本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从包含甲烷的烃气体生产高分子量烃化合物和／或氧化产物的方法，所述方法包括：在两级工艺中通过包含甲烷的烃气体、水蒸汽和氧的反应产生包含一氧化碳和氢的初始合成气（“合成气”）流；在空气分离设备中产生氧，该设备具有由燃气涡轮驱动的空气压缩机；在燃烧加热器中使来自燃气涡轮的废气中的燃料气体燃烧，为预热进料流提供至少一部分的热负荷，所述进料流将被输送到合成气生产单元；在处理单元中将合成气催化转化成至少一种烃或氧化产物，将所述初始合成气流的至少一部分作为进料气输送到处理单元；从合成气转化工艺中分离尾气，所述尾气包含来自合成气进料流的未反应合成气、惰性物质、反应产物、ＣＯ２和水蒸汽；使用尾气在催化水蒸汽／烃重整器中产生额外的合成气，使用该尾气的第一部分为重整器加热提供至少一部分燃料气体，使用该尾气的第二部分提供至少一部分进料，输送到催化重整器与水蒸汽混合；将额外的合成气与初始合成气合并，形成用于合成气催化转化工艺的进料；将离开尾气催化重整器加热炉的燃烧气体加入用于在燃气涡轮废气燃烧加热器中进行工艺加热的热燃烧气体中；和将离开尾气催化重整器加热炉的重整后的合成气流加入废热锅炉的初始合成气流上游流中，该废热锅炉为合成气生产提供高压水蒸汽。...
【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：R·J·阿拉姆，
申请(专利权)人：GTL汽油有限公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。