由合成气产生气体产品的方法技术

本发明专利技术涉及用于获得主要由氢组成的第一气体产品(13)和含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)的方法和设备，其中通过部分氧化(POX)由含有煤和／或重油的进料(3)产生的合成气(4)通过转化过程(S)、随后的干燥过程及去除酸性气体的过程(A)而反应生成富含氢的气体混合物(6)，该气体混合物被分离成为具有产品纯度的氢馏份(7)以及含有氢和一氧化碳的残余气体(8)。根据本发明专利技术，将所述含有氢和一氧化碳的残余气体(8)的至少一部分(10)用于获得含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于获得主要由氢组成的第一气体产品(13)和含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)的方法和设备，其中通过部分氧化(POX)由含有煤和／或重油的进料(3)产生的合成气(4)通过转化过程(S)、随后的干燥过程及去除酸性气体的过程(A)而反应生成富含氢的气体混合物(6)，该气体混合物被分离成为具有产品纯度的氢馏份(7)以及含有氢和一氧化碳的残余气体(8)。根据本专利技术，将所述含有氢和一氧化碳的残余气体(8)的至少一部分(10)用于获得含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)。【专利说明】
本专利技术涉及用于获得主要由氢组成的第一气体产品和含有氢和一氧化碳的第二气体产品的方法，其中通过部分氧化由含有煤和/或重油的进料产生的合成气通过转化、随后的干燥及去除酸性气体而反应生成富含氢的气体混合物，该气体混合物又被分离成为具有产品纯度的氢馏份以及含有氢和一氧化碳的残余气体。本专利技术进一步涉及实施该方法的设备。
技术介绍
在工业规模上主要通过含碳进料的气化生产氢。一种在工业上广泛应用的气化方法是部分氧化(POX)，通过部分氧化由烃类尤其是由更高沸点的烃类或煤产生所谓的“合成气”。在此，一般预热的进料与水蒸汽和氧化剂在反应室内在1300至1500°C的温度下以及高达100巴的压力下反应生成合成粗煤气，其大部分由氢、一氧化碳、二氧化碳和水组成。该反应所需的热量是通过进料中的烃类的不完全(部分)氧化产生的，为此将不足以使进料物质完全转化的量的氧引入反应室内。为了提高氢的量，对合成气实施转化，其中一氧化碳和水在存在催化剂的情况下反应生成二氧化碳和氢。在转化后，将二氧化碳及其他酸性气体例如在甲醇洗涤装置中从转化的气体分离出，从而获得富含氢的气体混合物，然而该气体混合物不具有氢气产品所需的高于99体积％的纯度。因此，根据现有技术，将富含氢的气体混合物送入例如低温气体分离装置，在其中产生对于许多应用具有足够高的纯度的氢气产品以及氢含量低的残余气体。除了氢气产品以外 ，经常还应当产生所谓的“合成煤气(Oxogas) ”作为产品，该合成煤气是氢、一氧化碳以及可能存在的二氧化碳的具有确定组成的混合物。合成煤气的一个例子是甲醇合成气，其由 氢(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)组成，其化学计量数S具有约为2的数值，该化学计量数由组分、和的摩尔浓度根据S= (-) / (+ )计算得出。根据现有技术，一部分合成气在转化之前被分流以产生合成煤气，并在一个分离的处理过程中进行干燥及例如在物理洗气装置中从酸性气体分离出。如此获得的气体混合物的化学计量数S的数值通常小于合成煤气所需的数值。因此，为了调节S，从具有产品纯度的氢馏份分流出氢，并送至气体混合物中。若应当产生含有二氧化碳的合成煤气，则在酸性气体分离步骤中将二氧化碳不完全地从合成气去除。用于对合成气的为了产生合成煤气而分流出的部分进行处理所需的装置涉及相当可观的投资成本，若与氢气产品的量相比所产生的合成煤气的量越少，则投资成本的大小越发挥决定性作用。若氢气产品的量比合成煤气的量多出超过四倍，则根据经验而言，实施该方法是不经济的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提出克服了现有技术的缺点的前述类型的方法和设备。所提出的目的在方法方面根据本专利技术是通过将至少一部分含有氢和一氧化碳的残余气体用于获得含有氢和一氧化碳的第二气体产品而实现的。残余气体通常含有所有成分，这些成分也存在于待分离的富含氢的气体混合物中，其由该气体混合物分离出；但是具有不同的组成。若该富含氢的气体混合物除了含有氢以外还含有一氧化碳和二氧化碳，则残余气体也含有这些物质，但是其中氢含量明显更低，而一氧化碳和二氧化碳的含量明显更高。该残余气体已经可以具有经济上可利用的合成煤气的组成，或者可以例如通过分离出二氧化碳和/或混入氢而进行处理以获得合成煤气。在根据本专利技术的方法的一个实施方案中，将残余气体与一部分具有产品纯度的氢馏份混合以生产第二气体产品。该第二气体产品优选为甲醇合成气。此外还建议，以如下方式实施转化和/或去除酸性气体，产生富含氢的气体混合物，其具有确定的一氧化碳含量和/或二氧化碳含量。以此方式可以控制残余气体的组成和量。优选以如下方式调节富含氢的气体混合物的组成，使产生的残余气体的组成对应于在经济上可利用的合成煤气的组成。为此，转化过程例如可以分为两步进行，其中在第一转化步骤之后将合成气分离成第一和第二支流。为了降低一氧化碳浓度，随后将第一支流在第二步骤中实施进一步转化，而第二支流最终与在第二转化步骤中得到的气体混合物合并成为部分转化的气体混合物。在此，这两股支流的体积流量以如下方式加以调节，使部分转化的气体混合物的氢/一氧化碳比例符合规定。若二氧化碳在含有氢和一氧化碳的第二气体产品中是需要的，则可以在去除酸性气体的过程中仅不完全地并以可调节的分离程度将二氧化碳从已转化的气体混合物分离出。去除酸性气体的过程优选通过物理洗气装置进行，其中特别优选使用深冷的甲醇作为以物理方式发挥作用的洗涤剂。此类洗气装置可以所谓的“co2滑动”的方式运行，其中与技术上可能达到的程度相比，不太彻底地将二氧化碳从待洗涤的气体混合物分离出，并将洗涤的气体的二氧化碳含量调节至预定的数值。优选对通过去除酸性气体的`过程获得的富含氢的气体混合物实施变压吸附过程，其中分离出具有产品纯度的氢馏份并产生含有氢的残余气体。但也可以将该气体混合物在低温过程中实施分离。将至少一部分量的氢馏份作为第一气体产品在设备边缘处排放出。此外，本专利技术还涉及用于获得主要由氢组成的第一气体产品和含有氢和一氧化碳的第二气体产品的设备，该设备具有:气化装置，于其中可以由含有煤和/或重油的进料通过部分氧化产生合成气；转化反应器，于其中可以对合成气实施转化；由通过转化过程获得的气体混合物分离出水和酸性气体的装置；以及分离装置，于其中将通过分离出水和酸性气体获得的气体混合物分离成为具有产品纯度的氢馏份和含有氢的残余气体。所提出的目的在设备方面是通过如下方式实现的，该设备具有用于处理残余气体的装置，于其中可由残余气体产生含有氢和一氧化碳的第二气体产品。用于处理残余气体的装置例如可以包括分离装置，于其中可以从残余气体分离出组分。其优选具有混合装置，可以将残余气体导入其中，并以受控制的量送入一部分具有产品纯度的氢馏份。根据本专利技术的设备优选包括转化装置，于其中可以产生具有确定的一氧化碳含量的气体混合物。该转化装置例如包括第一转化反应器以及与其以串联方式排列的第二转化反应器，在第一转化反应器中可以对全部的合成气实施转化，其中产生第一转化气体混合物。在第一转化反应器下游设置调节装置，于其中可以将第一转化气体混合物分离成为第一支流和第二支流。将第一支流导入第二转化反应器并在此转化成为第二转化气体混合物，同时可以将第二支流经由旁路管线绕过第二转化反应器，并与第二转化气体混合物合并成为部分转化的气体混合物。这两股支流的参数可以通过调节装置以如下方式加以控制，使部分转化的气体混合物的氢/一氧化碳比例符合规定。在根据本专利技术的设备的一个实施方案中，设置有用于分离出酸性气体的装置，其允许调节分离出二氧化碳的程度。该用于分离出酸性气体的装置优选为物理洗气装置，于其中特别优选可以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于获得主要由氢组成的第一气体产品(13)和含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)的方法，其中通过部分氧化(POX)由含有煤和／或重油的进料(3)产生的合成气(4)通过转化过程(S)、随后的干燥过程及去除酸性气体的过程(A)而反应生成富含氢的气体混合物(6)，该气体混合物被分离成为具有产品纯度的氢馏份(7)以及含有氢和一氧化碳的残余气体(8)，其特征在于，将所述含有氢和一氧化碳的残余气体(8)的至少一部分(10)用于获得含有氢和一氧化碳的第二气体产品(12)。

【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：J·格拉泽，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：
国别省市：