联合式气体精炼制造技术

本发明专利技术涉及联合式合成气精炼设备以及由单独的合成气流Ｘ同时生产用于制备氨的氢气流、用于制备甲醇的富含氢气的合成气流以及用于制备烃的贫含氢气的合成气流的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】联合式气体精炼 本专利技术涉及由单独的合成气流X同时生产用于制备产物A的氢气流A，用于制备产物B的富含氢气的合成气流B，用于制备产物C的贫含氢气的合成气流C，以及任选的用于制备产物D的一氧化碳流D的方法。特别地，本专利技术涉及联合式合成气精炼设备以及由单独的合成气流X同时生产用于制备氨的氢气流、用于制备甲醇的富含氢气的合成气流、用于制备烃例如石脑油和柴油的贫含氢气的合成气流以及任选的用于制备乙酸的一氧化碳气流的方法。附图概述附图说明图1表示根据本专利技术的由合成气制备三种产物的一个特定实施方式。在图1中， 按以下示意性地描述了根据本专利技术的方法-将天然气源(101)通入多级(multiple)合成气生成反应器(102&103)以生成单独的合成气源(104)，以下称为“贫含氢气的合成气”，用于下游的操作中，-将所述生成的贫含氢气的合成气(104)分为三部分(105，106&107)，-将合成气的第一部分(105)用作包含费-托合成反应的气液设备(108)的合成气源，-将合成气的第二部分(106)经过水煤气变换反应步骤(109)，接着经过CO2分离 (110)、甲烷化步骤(111)以及氮气冲洗步骤(11 ；将此处理过程中产生的氢气用作氨设备(113)的氢源，-将合成气的第三部分(107)与来自上述第二部分处理过程(114)的氢气富集，得到的富集氢气的合成气(115)，以下称为“富含氢气的合成气”，用作甲醇设备(116)的合成气源，-任选地，可以回收气液设备的尾气流(117)并与引入合成气反应器的天然气原料合并。图2代表根据本专利技术的由合成气制备四种产物的另一个特定实施方式，。在图2 中，按以下示意性地描述了根据本专利技术的一种方法-将天然气源(201)通入多级合成气生成反应器002，203&204)以生成单独的合成气源(205)，以下称为“贫含氢气的合成气”，用于下游的操作中，-将所述生成的贫含氢气的合成气(20 分为四部分006，207，208&209)，-将合成气的第一部分(206)用作包含费-托合成反应的气液设备O10)的合成气源，-将合成气的第二部分(207)经过水煤气变换反应步骤011)，接着经过CO2分离 012)、甲烷化步骤013)以及氮气冲洗步骤014)；将此处理过程中产生的氢气用作氨设备015)的氢源，-将合成气的第三部分(208)与来自上述第二部分处理过程(216)的氢气富集，得到的富集氢气的合成气017)，以下称为“富含氢气的合成气”，用作甲醇设备018)的合成气源，-将合成气的第四部分Q09)经过除去CO2的吸收器019)和低温分离器(220)以获得富含氢气的气流021)和用作乙酸设备022)的一氧化碳源的一氧化碳气流，-任选地，可以回收气液设备的尾气流023)并与引入合成气反应器的天然气原料结合。专利技术概述本专利技术提供了由单独的合成气流X同时生产用于制备产物A的氢气流A，用于制备产物B的富含氢气的合成气流B，用于制备产物C的贫含氢气的合成气流C，以及任选的用于制备产物D的一氧化碳流D的方法，其特征在于a)具有以H2/C0计的合成气摩尔比的单独的合成气流X优选用于制备产物C，b)将单独的合成气流X分为合成气流XI，合成气流X2，合成气流X3以及任选地合成气流X4，c)将合成气流Xl经过水煤气变换反应步骤以将来自合成气流Xl的CO和水转换为CO2和H2,d)将来自步骤C)的(X)2和H2分别分离并回收，e)将来自步骤d)的一部分吐用作氢气流A，f)将来自步骤d)的一部分H2与合成气流X2结合然后用作富含氢气的合成气流 B，g)将合成气流X3用作贫含氢气的合成气流C，以及任选地h)将合成气流X4进行处理以除去其中的二氧化碳和氢气；得到的一氧化碳流用作气流D的一氧化碳源。专利技术详述根据本专利技术，具有以H2/C0计的合成气摩尔比的合成气流X优选用于制备产物C。 因此，本专利技术显然在任何情况下都需要使制备化学品C所需的合成气摩尔比低于制备化学品B所需的合成气摩尔比，后者也低于制备化学品A所需的合成气摩尔比。申请人:发现通过设定合成气生成过程以在可接受的限制内满足制备产物C所需的最低的合成气摩尔比(H2/co)，需要更高的H2/CO比的方法的合成气的条件可以随后单独进行，例如经由水煤气变换反应的水和一氧化碳到氢气和二氧化碳的转换。申请人已经发现在单独的水煤气变换反应中生成富含氢气的合成气流是非常有益地(与其在例如蒸汽甲烷重整器中直接产生相比)，可导致更低的整体二氧化碳(CO2)排放量。根据本专利技术的一个优选实施方式，单独的合成气流X具有以压/CO计为1. 6到2. 5， 优选为1. 7到2. 2的合成气摩尔比。根据本专利技术的一个实施方式，可以从任意合适的烃原料生产单独的合成气流 X。所述用于合成气生成的烃原料优选为碳质材料，例如生物质、塑料、石脑油、精炼炉渣 (refinery bottoms)、粗合成气(来自地下煤气化或生物质气化)，熔炉废气、城市垃圾、煤和/或天然气，其中煤和天然气是优选的原料，天然气是最优选源。天然气一般包含一系列烃(例如C1-C3烷烃)，其中以甲烷为主。除此之外，天然气通常包含氮气、二氧化碳和硫化合物。优选原料中的氮气含量小于40wt%，更优选小于 IOwt %，最优选小于Iwt % ο根据本专利技术的一个优选实施方式，烃原料可以包括单种的原料或者多种的独立原料。根据本专利技术的一个实施方式，首先将烃原料输入至少一个合成气发生器中，该合成气发生器具有外部的热量输入，并取决于原料和所用方法，水、未转化原料、氮气和惰性气体中的一种或多种，以制备主要包含碳氧化物(carbonoxidek))和氢气(通常称为合成气)的流。合适的“合成气生成方法”包括但不限于，蒸汽重整(SR)、紧凑型重整(compact reforming) (CR)、烃的部分氧化(POX)、改进型气体加热重整(advancedgas heated reforming) (AGHR)、微通道重整、等离子体重整、自热重整(ATR)和所有这些的组合(不考虑合成气生成方法是以串联还是并联进行)。用于在一个或多个合成气发生器中制备碳氧化物和氢气的混合物(合成气)的合成气生成方法是众所周知的。前述的每一种方法都具有它的优势和劣势，并且在实践中选择使用一种特定的重整方法而不是另一种受经济考虑和/或原料可得性以及获得在合成气中的H2/C0所需摩尔比的影响。在“HydrocarbonProcessing”V78，N. 4，87-90， 92-93 (April 1999) ^P "PetroIe et Techniques，，，N. 415，86-93 (July-August 1998)中均有可行的合成气制备技术的论述。在“IMRET 3 Proceedings of the Third International Conference onMicroreaction Technology，，， Editor W Ehrfeld， Springer Verlag,1999, pages 187-196.中举例说明了在微结构反应器中通过烃(上文提及的)的催化部分氧化获得合成气的方法。或者可以如在EP0303438中描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．由单独的合成气流Ｘ同时生产用于制备产物Ａ的氢气流Ａ；用于制备产物Ｂ的富含氢气的合成气流Ｂ；用于制备产物Ｃ的贫含氢气的合成气流Ｃ；以及任选的用于制备产物Ｄ的一氧化碳流Ｄ的方法，其特征在于：ａ）该单独的合成气流Ｘ具有优化用于制备产物Ｃ的以Ｈ２／ＣＯ计算的合成气摩尔比，ｂ）将该单独的合成气流Ｘ分为合成气流Ｘ１，合成气流Ｘ２，合成气流Ｘ３以及任选地合成气流Ｘ４，ｃ）将该合成气流Ｘ１进行水煤气变换反应步骤以将来自该合成气流Ｘ１的ＣＯ和水转换为ＣＯ２和Ｈ２，ｄ）将来自步骤ｃ）的ＣＯ２和Ｈ２分别分离并回收，ｅ）将来自步骤ｄ）的一部分Ｈ２作为氢气流Ａ使用，ｆ）将来自步骤ｄ）的一部分Ｈ２与合成气流Ｘ２合并，其然后作为富含氢气的合成气流Ｂ使用，ｇ）将合成气流Ｘ３作为贫含氢气的合成气流Ｃ使用，以及任选地ｈ）将合成气流Ｘ４进行处理以去除其中的二氧化碳和氢气；和得到的一氧化碳流作为流Ｄ的一氧化碳源使用。

【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：S·哈德曼，
申请(专利权)人：英国石油有限公司，
类型：发明
国别省市：GB