CN105247017A - 生产用于转换成产品的合成气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生产用于转换成产品的合成气的方法，该方法尤其用于合成气液化。为了开发进一步实现增加合成气产量的方法，执行下述方法步骤：a)将含碳燃料(1)引入到反应器(6)中，在反应器(6)中，燃料(1)被转换成粗合成气(2)；b)净化粗合成气(2)，将净化的粗合成气(2)与所形成的甲烷一起作为主合成气流(3)供给到合成气转换部，在该合成气转换部中还产生废气(4)；c)将所产生的废气(4)转换成纯净的合成气(5)并将纯净的合成气引入到主合成气流(3)中。

Description

生产用于转换成产品的合成气的方法
技术领域
本发明涉及一种生产用于转换成产品的合成气的方法，特别涉及合成气液化。
背景技术
在现有技术中本文开始所述类型的方法是已知的。
因此，例如生物质(biomass)或煤等含碳燃料被供给至反应器，在反应器中，借助于例如气流床气化、流化床气化或其他气化方法(例如，固定床气化等)等气化法，在高温(优选地在800℃至1200℃以上的范围内的高温)下含碳燃料与空气、氧气或富氧空气反应并还与蒸汽和二氧化碳反应，以产生主要由氢、二氧化碳和一氧化碳组成的粗合成气。
在本文开始所述类型的方法的进一步步骤中，通过利用过滤方法或化学/物理方法从粗合成气中去除例如氯、硫、二氧化碳和粉尘成分等成分来净化所产生的粗合成气。纯净的粗合成气随后进入到合成气转换，例如，合成气转换基于费托(Fischer-Tropsch)合成法或甲醇合成法来生产液体最终产品。
例如合成气液化法等合成气转换技术通常需要高质量的气体，即，由纯的CO和H2组成的气体。然而，存在如下问题：在本文开始所述类型的方法的情况下，粗合成气总是还包含部分甲烷，基于经验，粗合成气中的甲烷的含量为约4％至10％。这意味着实质上不能完成纯净的合成气(即，由纯的CO和H2组成的气体)的生产，这又导致不少的化学能继续储存在甲烷和高级烃中，因此，气体液化的整体过程的效率受损。
发明内容
本发明的目的在于进一步开发本文开始所述类型的方法以实现增加合成气的产量，并且从这里开始描述本发明。
根据本发明，通过如下方式在本文开始所述类型的方法中实现该目的：将反应过程中所产生的废气转换成纯净的合成气并将该纯净的合成气供给到净化的主合成气流中。
在从属权利要求中示出本发明的优选实施例。
本发明的关键概念是将包括转换后的纯净合成气的附加回路结合到该方法中，即，例如将在合成气液化系统中的液化过程期间所产生的废气转换成纯净的合成气，并且还将所产生的纯净的合成气供给到主合成气流中。由于纯净的合成气被额外地引入到主合成气流中，所以纯净的合成气的更多部分优选地经由主合成气流进入到合成气液化设备中，这又使得期望的液体产品的产量增加，因而还使得整个方法的效率更高。
因为废气的生产可以持续地伴随例如合成气液化的过程，所以将所产生的废气转换成纯净的合成气并将该纯净的合成气引入到主合成气流中优选地发生多于一次(即，在理想的情况下，直到几乎所有的废气都被转换为止)。对废气的转换而言，优选的是，提供重整器，特别是自热式重整器或催化重整器。
本发明的优选实施例提供安装在合成气转换设备的下游侧的重整器。
附图说明
可以借助于附图从以下描述中得知本发明的其他优点、特征和细节。在单个附图中，示出了用于执行本发明的方法的方法流程图。
具体实施方式
用于执行本发明的方法的工厂主要由工厂元件反应器6、合成气净化设备7、合成气转换设备8和重整器9组成，重整器9以自热式重整器的形式呈现。合成气转换设备8设置在合成气净化设备7与重整器9之间。
方法从将含碳燃料1(例如生物质、气体、液体或煤等)供给至反应器6开始，在反应器6中，含碳燃料1与空气或氧气反应并还与蒸汽和二氧化碳反应，以产生粗合成气2。在可以处于800℃至1200℃以上的范围内的高温下，借助于例如气流床气化、固定床气化或流化床气化等气化法来执行反应。
在进一步的方法步骤中，将基本上由氢气、二氧化碳和一氧化碳组成的转换而成的粗合成气2与在反应器6中利用气化所产生的甲烷一起供给至合成气净化设备7中以进行净化。在合成气净化设备7中粗合成气2的净化以常规方式执行，例如，通过过滤方法和化学/物理方法。具体而言，在净化过程中，从粗合成气2中去除氯、硫、二氧化碳和粉尘的部分，从而由此形成净化的主合成气流3，然而该主合成气流3仍然包括额外部分的甲烷。
还可以从图1看到的是，接下来的方法步骤提供如下步骤：将主合成气流3引入到合成气转换设备8中。
在合成气转换设备8中，合成气液化以常规方式执行，例如基于费托合成法或甲醇合成法，从而生产最终产品10。根据本发明，在合成气液化中形成的废气4(例如一氧化碳、氢气、甲烷和高级烃)现在与甲烷一起经由附加的回路被首先传送到重整器9中以便随后被转换成纯净的合成气5，重整器9位于合成气转换设备8的下游，并且在图1所示的实施例中，重整器9作为自热式重整器呈现。纯净的合成气5又被供给到主合成气流3中，该主合成气流3被传送到合成气转换设备8中。
自然地，在不脱离本发明的基本概念的情况下，所描述的本发明的实施例可以以多种方式进行改进。例如，还可以在反应器6中使用除了气流床气化或流化床气化之外的气化技术。除了过滤法和化学反应法之外的技术也可以用于合成气净化设备7中的净化。此外，气流可以多次穿过附加回路。
附图标记列表
1燃料
2合成气
3合成气流
4废气
5合成气
6反应器
7合成气净化设备
8合成气转换设备
9重整器
10最终产品

Claims (7)

1.一种生产用于转换成其他产品的合成气的方法，所述方法尤其用于合成气液化，所述方法包括下述方法步骤：
a)将含碳燃料(1)引入到反应器(6)中，在所述反应器(6)中，在高温下，优选地在800℃至1200℃以上的温度下，所述含碳燃料(1)与空气、氧气或富氧空气反应并还与蒸汽和CO2反应，以产生粗合成气(2)，所述粗合成气(2)基本上由氢气、二氧化碳和一氧化碳构成并还包括部分甲烷；
b)净化所述粗合成气(2)，将净化的粗合成气(2)与所形成的甲烷一起作为主合成气流(3)供给到合成气转换部，在所述合成气转换部中还产生废气(4)；以及
c)将所产生的废气(4)转换成纯净的合成气(5)并将所述纯净的合成气(5)引入到所述主合成气流(3)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述废气(4)供给至重整器(9)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重整器(9)是自热式重整器或催化重整器。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述重整器(9)位于合成气转换设备(8)的下游。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述合成气转换设备(8)设置在合成气净化设备(7)与所述重整器(9)之间。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述合成气转换设备(8)位于所述合成气净化设备(7)的下游。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，方法步骤(c)执行多于一次。
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