CN111117710A - 用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备 - Google Patents

用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111117710A
CN111117710A CN201911051371.1A CN201911051371A CN111117710A CN 111117710 A CN111117710 A CN 111117710A CN 201911051371 A CN201911051371 A CN 201911051371A CN 111117710 A CN111117710 A CN 111117710A
Authority
CN
China
Prior art keywords
synthesis gas
gas
product stream
raw
conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911051371.1A
Other languages
English (en)
Inventor
斯特凡·沃尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Publication of CN111117710A publication Critical patent/CN111117710A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/004—Sulfur containing contaminants, e.g. hydrogen sulfide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C10K1/18—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids hydrocarbon oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/046—Purification by cryogenic separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/048—Composition of the impurity the impurity being an organic compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

本发明提供一种用于生产纯化并转化的合成气的一体化方法以及相应设备。该方法包括首先在合成气产生阶段将含碳输入材料转化成粗合成气，在随后的CO转化区域中对于该粗合成气的H2/CO比进行改变，并且最终送至根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的气体洗涤区域中，在该区域中将合成气中不想要的气体成分的含量、特别是酸性气体成分的含量减少。根据本发明，负载有痕量杂质的甲醇清洗流从该气体洗涤区域中取出、至少部分地再循环并且在引入至该CO转化区域中之前被添加至该粗合成气产物流中。从该气体洗涤工艺中排放的甲醇在该CO转化区域中被催化地分解以产生H2和CO，并且因此用作原料。这还有利地引起不想要的破坏性组分/痕量杂质(例如氰化氢)的分解。

Description

用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于生产纯化并转化的合成气的方法，该合成气不仅包含基本合成气成分氢气(H2)和一氧化碳(CO)，还包含酸性的次要成分，例如二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，并且还有痕量成分，例如像羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)以及羰基金属，特别是羰基铁和羰基镍。该方法包括首先在合成气产生阶段将含碳输入材料转化成粗合成气，在随后的CO转化区域中对于该粗合成气的H2/CO比进行改变，并且最终送至根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的气体洗涤区域中，在该区域中将合成气中不想要的气体成分的含量、特别是酸性气体成分的含量减少。
本发明还涉及用于进行根据本发明的方法的设备。
背景技术
由于合成气作为用于许多化学合成(例如，如甲醇或氨气的化学工业原料)的输入材料的极大重要性，合成气(即包含氢气(H2)和一氧化碳(CO)作为其基本成分的气体混合物)的生产长期以来是已知的并且已经是大量的文献所讨论的主题。在Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry[乌尔曼工业化学百科全书]，第六版，1998年电子发行，威利-VCH出版社(Verlag Wiley-VCH)中以及由专著“Gasification[气化]”，第二版，C.Higman,M.van der Burgt，海湾职业出版社(Gulf Professional Publishing)(2008年)两者中的标题为“气体生产”和“氨气-4.5.1合成气生产”的文章提供了现有技术的综述。
用于生成合成气的反应物通常是可以呈物质的固态、液态或气态的含碳输入材料或输入材料混合物。此处的实例包括呈团块形式或粉末形式的煤、生物质、原油馏分、热解油、沼气或天然气。将非气态输入材料转化为合成气的操作通常被描述为气化，然而当使用天然气时，更常见的是称其为重整，例如-取决于工艺模式-称为蒸汽重整或自热重整(ATR)，或者-在不存在固体催化剂时-称为部分氧化(POX)。
作为生成合成气的产物首先获得的是粗合成气，在很多情况下将对于该粗合成气的H2/CO比进行改变并且除去某些不想要的副产物以及痕量成分，以使得其适于作为下游工艺或合成阶段的进料。
H2/CO比的调整经由根据以下反应方程式的CO转化反应、也称为水煤气变换反应(WGS)或CO变换反应进行
CO+H2O＝CO2+H2
蒸汽的添加致使CO发生反应，以产生CO2和H2。由于-41.2kJ/mol的反应焓，升高温度使化学平衡从反应产物转移至反应反应物。取决于采用的反应温度将反应称为高温变换(HTS)、中温变换(MTS)或低温变换(LTS)。
取决于采用的催化剂类型，进一步地还可能使用未经纯化的粗合成气进行变换反应。此方法被称作粗气体变换或者-由于酸性气体成分，即CO2和H2S-称作酸性气体变换。所述方法还可以用含有显著量的硫、烟灰或可冷凝的烃的粗合成气进行。典型的应用是来自重油气化的粗气体的CO转化，该粗气体没有经过冷却和脱硫而是仅在热状态下淬灭以添加必需的蒸汽并去除烟灰。另外的典型的应用是将一氧化碳转化至来自加压煤气化的粗气体，该粗气体不仅含有硫，还含有饱和烃和不饱和烃，包括焦油。对于转化这两种类型的粗气体，已经证明基于钴/钼的催化剂是特别有利的。它们是耐硫的或仅在硫醚硫的存在下才实现它们的全部活性。例如，在具有钴/钼催化剂的两阶段CO变换反应器系统中，来自重油的部分氧化的粗气体(在约250℃下进入CO变换反应器，具有约0.8的蒸汽/干燥气体比)的一氧化碳含量(约45vol％)可以减少至约1.6vol％。通过反应焓释放的热量用于例如生成高压和低压蒸汽以及用于预加热给水。
用于通过物理或化学吸收或气体洗涤从粗合成气中分离不想要的伴生物的方法是从现有技术熟知的。因此，此类方法可以用于从通过气化或重整含碳投入料而产生的粗合成气中安全地去除不想要的酸性成分(例如二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S))，并且还从想要的合成气成分氢气(H2)和一氧化碳(CO)中去除另外的成分(如羰基硫化物(COS)、氰化氢(HCN)或硫醇(RSH))至痕量范围。一种已知且常用的工艺是低温甲醇洗工艺，其同样在上述文献中大体上进行了描述。
在低温甲醇洗工艺中，上述不想要的破坏性组分被作为吸收剂或洗涤介质的冷甲醇(即冷却为显著低于环境温度的甲醇)吸收，其中粗气体与洗涤介质/吸收介质之间的强烈传质在吸收塔(也称为洗涤塔)中进行。随着甲醇温度降低和压力增加，不想要的气体成分的溶解度急剧增加，而对于氢气和一氧化碳保持几乎恒定。此外，甲醇具有即使在低至-75℃的温度下仍保持低粘度以及因此良好的传质和传热性能的优点。
负载有破坏性组分并用作吸收介质的甲醇在低温甲醇洗工艺中循环通过再生装置。在这些再生装置中，通过物理装置使负载的甲醇无吸收的气体。因此在第一再生步骤中，通过减压(所谓的闪蒸再生)和/或用气体例如氮气汽提从负载的甲醇吸收介质中去除CO2。在另外或替代的再生步骤中，通过加热(所谓的热再生)驱除含硫气体(COS和H2S)。
在低温甲醇洗工艺中，在标准工艺与选择性低温甲醇洗工艺之间进行区分。在标准低温甲醇洗工艺中，伴生气体COS/H2S和CO2在一个吸收步骤中一起从粗合成气体中被去除。相比之下，在所谓的选择性低温甲醇洗工艺中，含硫的伴生气体COS/H2S和CO2在单独的连续的吸收步骤中从粗合成气体中被分别去除。
在通过通常是几个再生步骤之后，将吸收介质(即在低温甲醇洗工艺中典型地是甲醇)的几个子流(无破坏性组分)再循环至吸收塔中。通过热再生而再生的吸收介质具有最高的纯度，并且因此用于先前预纯化的合成气的精细洗涤/精细吸收；因此该精细洗涤或精细吸收构成在该经纯化的合成气作为纯合成气典型地在吸收塔上端离开该吸收塔之前的最后洗涤阶段。
为了防止痕量组分或水在甲醇吸收介质中的累积，从气体洗涤工艺中连续地排放负载有痕量组分或其他不想要的成分的吸收介质的小的流是必要的。因此，美国专利公开US 3064029A描述了一种使用甲醇作为吸收介质来纯化合成气的吸收工艺，其中负载有水的甲醇流被排放，并且因此水浓度被限制在2mol％。
这种排放的流被称作清洗流或排出流。随后可以将其通过在合适的焚烧设备中焚烧或通过处理服务提供设备处理掉。然而，缺点是这需要费用，特别是如果根本没有合适的焚烧设备时或在足够的规模下考虑到设备的一体化时。另外的缺点是在焚烧期间清洗流仅被热利用而不是作为原料。
发明内容
因此，本发明的目的是详细说明一种方法以及一种设备，该方法和设备避免了所列举的现有技术缺点，并且特别地使得可以生产纯化并转化的合成气，其中从用甲醇作为吸收介质的气体洗涤中获得的甲醇清洗流被处理掉或更有效地利用。
此目的基本上通过具有权利要求1及以下的特征的方法并且通过根据权利要求8及以下的设备实现。该方法以及该设备的另外的特别优选的实施例可以在相应的附属权利要求中找到。
根据本发明的方法：
一种用于生产含有氢气(H2)和一氧化碳(CO)的纯化并转化的合成气的方法，该方法包括以下方法步骤：
a)提供含碳的气化或重整进料流并且将所述流引入至合成气产生阶段中，
b)在该合成气产生阶段中在合成气生成条件下使该含碳的气化或重整进料流反应，以产生粗合成气产物流，该粗合成气产物流不仅包含主要成分H2和CO，并且还包含二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)作为酸性合成气成分，以及次要组分和痕量组分，例如羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)、羰基金属，将该粗合成气产物流从该合成气产生阶段中排放，
c)将该粗合成气产物流引入至CO转化区域(CO变换区域)中，在该CO转化区域中在CO转化条件下将该粗合成气产物流转化成富含H2且贫含CO的CO转化产物流，将该CO转化产物流从该CO转化区域中排放，
d)将该CO转化产物流引入至根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的气体洗涤区域中，其中将该甲醇再循环并且连续地再生，将贫含例如CO2和H2S的酸性气体成分的纯合成气产物流从该气体洗涤区域中排放，将富含例如CO2和H2S的酸性气体成分的一个或多个材料流从该气体洗涤区域中排放，将负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流从该气体洗涤区域中排放，
其中，该甲醇清洗流被至少部分地再循环并且在引入至该CO转化区域中之前被添加至该粗合成气产物流中。
根据本发明的设备：
一种用于生产含有氢气(H2)和一氧化碳(CO)的纯化并转化的合成气的设备，其包括以下彼此流体连接的构成部件、构造元件以及功能组：
a)合成气产生阶段，用于提供含碳的气化或重整进料流的装置以及用于将所述流引入至该合成气产生阶段中的装置，
b)用于在该合成气产生阶段中在合成气生成条件下使该含碳的气化或重整进料流反应以产生粗合成气产物流的装置，该粗合成气产物流不仅包含主要成分H2和CO，并且还包含二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)作为酸性合成气成分，以及次要组分和痕量组分，例如羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)、羰基金属，用于将该粗合成气产物流从该合成气产生阶段中排放的装置，
c)CO转化区域(CO变换区域)，用于将该粗合成气产物流引入至该CO转化区域的装置，用于在该CO转化区域中在CO转化条件下将该粗合成气产物流转化成富含H2并且贫含CO的CO转化产物流的装置，用于将CO转化产物流从该CO转化区域中排放的装置，
d)根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的、其中该甲醇被再循环并且连续地再生的气体洗涤区域，用于将该CO转化产物流引入至该气体洗涤区域中的装置，用于将贫含例如CO2和H2S的酸性气体成分的纯合成气产物流从该气体洗涤区域中排放的装置，用于将富含例如CO2和H2S的酸性气体成分的一个或多个材料流从该气体洗涤区域中排放的装置，用于将负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流从该气体洗涤区域中排放的装置，
其中，所述设备进一步包括使得甲醇清洗流可以被至少部分地再循环并且在引入至该CO转化区域中之前被添加至该粗合成气产物流中的装置。
在权利要求中详细说明的用字母或数字编号的特征列表不必须反映方法步骤的时间顺序或设备构成部分的空间设置。
两个区域之间的流体连接应理解为意指任何类型的连接，无论如何所述连接使得有可能流体(例如液体吸收介质)可以从这两个区域中的一个流到另一个，忽略任何插入的区、组成部件、阀或装置。
气化或重整进料流应被理解为意指包含在气化或重整条件下能转化为合成气成分的碳载体的材料流。
碳载体应被理解为意指含有呈在合成气生成条件下能转化成合成气成分的形式的碳的任何物质或物质混合物。实例包括天然气、沥青煤、褐煤、生物质以及还有含碳废物或副产物，例如精炼残渣或热解油。
术语生物质应被理解为意指生物体或其部分的组成材料。广义上讲其还应被理解为化石生物质，例如像煤、原油或天然气。
合成气产生阶段应被理解为意指适于从含有碳载体的进料流生成含有氢气和一氧化碳的气体混合物(即合成气)的任何装置/工艺区段。用于将非气态碳载体转化为合成气的操作通常被描述为气化，然而当使用天然气时，更常见的是称其为重整，例如-取决于工艺模式-称为蒸汽重整或自热重整(ATR)，或者-在不存在固体催化剂时-称为部分氧化(POX)。
CO转化区域应被理解为意指在空间上限定的区，该区被配置成使得CO转化反应可以在其内部进行。为此，CO转化区域包括用于引入要被转化的合成气流以及引入水作为反应参与物的装置、用于排放转化的(即富含氢气并且贫含CO的)合成气流的装置、以及对于CO转化反应有活性的催化剂。CO转化区域可以包括例如CO转化反应器，还可以特别地是多个CO转化反应器，其各自包含单独的催化剂床或者特别地多个催化剂床。CO转化反应器和/或催化剂床可以相继地和/或同时地被要被转化的合成气流穿过。
合成气生成条件/CO转化条件应被理解为意指允许以下过程的物理化学条件：使存在于含碳的气化或重整进料流中的碳载体与气化剂(例如氧气、空气和/或蒸汽)进行至少部分、优选地工业上相关的(例如大部分完全的)反应，以产生合成气成分或将存在于粗合成气中的一氧化碳转化成二氧化碳和氢气。在这两种情况下，它们本身是从现有技术中已知的，并且不仅包括供应一种或多种气化剂，并且还包括设立合适的温度。本领域技术人员将根据要被转化的碳载体/希望的转化度来合适地选择精确的合成气生成条件/CO转化条件。尤其是在CO转化的情况下，所述人员还将结合反应动力学考虑物理化学条件对反应平衡的位置的影响。
装置应被理解为意指使得可能实现或有助于实现目标的事物。特别地，用于进行某方法步骤的装置应被理解为意指本领域技术人员为能够进行此方法步骤而将想到的所有物理物品。例如，作为用于引入或排放材料流的装置，本领域技术人员将会想到他基于他本人关于本领域的知识认为对于进行此方法步骤是必需或有用的所有运输和输送装置，例如管、泵、压缩机、阀。
以巴(a)为单位报道的压力涉及以绝对巴计的绝对压力。以巴(g)为单位报道的压力涉及以巴计的正压力。
本发明是基于以下发现：CO转化催化剂还对于有效分解甲醇有活性，即将甲醇以下甲醇合成反应式的逆向裂化成合成气成分CO和H2：
CO+2H2＝CH3OH
因此，可以有利地将从气体洗涤工艺中排放的甲醇再循环至合成气池中并且因此用作原料。这还出乎意料地引起不想要的破坏性组分/痕量杂质(例如氰化氢)的分解。
具体实施方式
根据本发明方法的一个特别的实施例的特征在于，在引入至所述CO转化区域之前，使该粗合成气产物流通过填充有对羰基金属具有选择性的吸附剂或吸收剂的保护床，其中将该甲醇清洗流添加至在该保护床的上游的该粗合成气产物流中。这防止羰基金属进入CO转化区域并且然后使那里的CO转化催化剂中毒。
当将甲醇清洗流添加至保护床上游的粗合成气产物流中时，具体的实施例提供将甲醇清洗流以液体形式添加至粗合成气产物流中。这具有以下优点：保护床同时充当静态混合器，因而保证甲醇清洗流在粗合成气产物流中的均匀分布。
当将甲醇清洗流添加至保护床上游的粗合成气产物流中时，替代实施例提供该甲醇清洗流在其被添加至该粗合成气产物流之前或在这期间被蒸发，其中该蒸发热量是通过与该粗合成气产物流的直接或间接的热交换来供应的。因此，可以将甲醇清洗流直接以液体形式添加至粗合成气产物流中，例如通过注射或喷洒，并且通过与粗合成气产物流的直接热交换将其蒸发。可替代地，还可以将甲醇清洗流在与粗合成气产物流组合之前蒸发，其中可以例如在合适的热交换器中通过间接热交换将蒸发热量供应至粗合成气产物流。在这两种情况下，被穿过的保护床对于获得的气体混合物有均质化作用。
根据本发明方法的进一步优选的实施例的特征在于，该CO转化区域根据粗气体转化(粗气体变换)的原理操作。在此使用的催化剂对于将甲醇转化成合成气成分有活性，并且对于甲醇清洗流中的任何痕量组分和杂质是不敏感的。
根据本发明的方法的进一步的特别的实施例的特征在于，该CO转化区域包括填充有对于该粗气体转化有活性的一种或多种催化剂的多个区。已经证明多阶段地进行CO转化在工业中是有利的，因为这给在单个催化剂床中在每种情况下设立最优反应条件(例如通过在单个催化剂床之间的中间冷却或引入精确的进料)提供了更大的自由度。还有利的是，在甲醇清洗流中存在有同时是催化剂毒物的杂质的情况下，在流动方向上的第一催化剂床是尤其受影响的，并且因此，可以仅需要再生或替换此床，而不是CO转化区域的整个催化剂存量。
在根据本发明的方法的进一步的特别的实施例中，提供了气体洗涤区域包括用于再生负载有酸性气体成分的甲醇的热再生装置，其中该负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流是从底部产物和/或来自该热再生装置的回流中获得的、并且从该热再生装置中排放。由于痕量杂质会尤其强烈地积累在热再生装置的底部，所以这是特别适于取出甲醇清洗流的位置。
根据本发明的设备的一个特别的实施例的特征在于，其进一步包括填充有对羰基金属具有选择性的吸附剂或吸收剂并且被设置在该CO转化区域的上游、使得该粗合成气产物流在引入至该CO转化区域中之前从中穿过的保护床，以及允许该甲醇清洗流被添加至该保护床上游的该粗合成气产物流中的装置。这防止羰基金属进入CO转化区域并且然后使那里的CO转化催化剂中毒。
当将甲醇清洗流添加至保护床上游的粗合成气产物流中时，根据本发明的设备的具体的实施例提供其包括允许将该甲醇清洗流以液体形式添加至粗合成气产物流中的装置。这具有以下优点：保护床同时充当静态混合器，因而保证甲醇清洗流在粗合成气产物流中的均匀分布。
当将甲醇清洗流添加至保护床上游的粗合成气产物流中时，根据本发明的设备的替代实施例提供其包括允许该甲醇清洗流在被添加至该粗合成气产物流之前或在这期间被蒸发的装置，其中蒸发热量是通过与该粗合成气产物流的直接或间接的热交换来供应的。因此，可以将甲醇清洗流直接以液体形式添加至粗合成气产物流中，例如通过注射或喷洒，并且通过与粗合成气产物流的直接热交换将其蒸发。可替代地，还可以将甲醇清洗流在与粗合成气产物流组合之前蒸发，其中可以例如在合适的热交换器中通过间接热交换将蒸发热量供应至粗合成气产物流。在这两种情况下，被穿过的保护床对于获得的气体混合物有均质化作用。
根据本发明的设备的进一步的实施例的特征在于，该CO转化区域根据粗气体转化(粗气体变换)的原理操作。在此使用的催化剂对于将甲醇转化成合成气成分有活性，并且对于甲醇清洗流中的任何痕量组分和杂质是不敏感的。
根据本发明的设备的进一步的特别的实施例的特征在于，该CO转化区域包括填充有对于该粗气体转化有活性的一种或多种催化剂的多个区。已经证明多阶段地进行CO转化在工业中是有利的，因为这给在单个催化剂床中在每种情况下设立最优反应条件(例如通过在单个催化剂床之间的中间冷却或引入精确的进料)提供了更大的自由度。还有利的是，在甲醇清洗流中存在有同时是催化剂毒物的杂质的情况下，在流动方向上的第一催化剂床是尤其受影响的，并且因此，可以仅需要再生或替换此床，而不是CO转化区域的整个催化剂存量。
在根据本发明的设备的进一步的特别的实施例中，提供了气体洗涤区域包括用于再生负载有酸性气体成分的甲醇的热再生装置，其中该负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流是从底部产物和/或来自该热再生装置的回流中获得的、并且从该热再生装置中排放。由于痕量杂质会尤其强烈地积累在热再生装置的底部，所以这是特别适于取出甲醇清洗流的位置。
工作和数值实例
本发明的另外的特征、优点和可能的应用从以下工作和数值实例的描述和附图也是显而易见的。描述和/或描绘的所有特征其自身或以任何组合形成本发明的主题，而不管它们在权利要求或其依赖性参考中的组合。
在这些图中：
图1是根据现有技术的方法/设备的示意性图示，
图2是根据本发明的方法/设备的示例性实施例的示意性图示。
在这两个图中，在每个情况下图形表示限于涉及CO转化(CO变换)的设备部分。
在图1中示意性示出的根据现有技术的方法/设备的实施例中，从用于煤气化的设备(未示出)经由管道1供应粗合成气，并且在热交换器2中以与来自多阶段CO转化区域(CO变换区域)中的第一反应器的热产物气体的间接热交换的方式被加热。粗合成气不仅含有想要的合成气成分氢气和一氧化碳，还尤其含有不想要的酸性合成气成分二氧化碳和硫化氢，并且此外还有有机和无机硫化合物，例如像羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)、羰基金属。将经加热的粗合成气从热交换器2通过管道3排放。
由于在刚启动方法/设备时还没有热的CO转化产物气体，所以将从煤气化供应的粗合成气经由管道3a送至启动加热器3b，在此被加热并且经由管道3c被再循环至管道3中。
经由管道4供应至经由管道3供应的经加热的粗合成气中的作为用于CO转化的反应参与物的是呈高压蒸汽形式的水。然后将由此获得的反应混合物经由管道3供应至填充有对羰基金属具有选择性的吸附剂或吸收剂、并且包含在容器5中的保护床。这将羰基金属从反应混合物中去除，使得不再发生下游催化剂阶段中毒。
将不含羰基类物质的反应混合物经由管道6从容器5排放并且供应至多阶段(在此是三阶段，CO转化区域7、11、13)的第一反应器7。在本实例中，这是粗气体转化/酸性气体变换。每个反应阶段由填充有对于酸性气体变换有活性的固体、粒状催化剂的倾卸床的固定床反应器组成。可商购的催化剂是基于金属钴和钼作为活性组分。因此，采用的反应条件是供应商详细说明的，并且是本领域技术人员已知的。
由于反应器7中的CO转化反应放热地进行，来自第一反应阶段的CO转化产物气体以高于进入温度的温度离开反应器7。因此，将产物气体从反应器7中通过管道8排放并且供应至热交换器2的壳体侧，其中其以间接热交换的方式加热经由管道1供应的粗合成气，并且因此其本身被冷却。将来自第一反应阶段的因此被冷却的CO转化产物气体从热交换器2经由管道9排放、与经由管道10和10a供应的蒸发的锅炉给水混合、并且然后被供应至三阶段CO转化区域7、11、13的第二反应器11中。以上所述同样适用于反应器11的反应器类型以及采用的催化剂的类型。
在反应器11中，来自第一反应阶段的CO转化产物气体被进一步转化至CO转化产物H2和CO2，其中，该转化比在反应器7中的少，并且因此反应还更不强烈地放热。因此，将来自第二反应阶段的转化产物气体从反应器11经由管道12排放，并且供应至由反应器13形成的第三反应阶段而不进行进一步的热交换。在引入至反应器13中之前，经由管道10和10b给来自第二反应阶段的转化产物气体供应先前蒸发的锅炉给水并且与其混合。
反应器13形成三阶段CO转化区域7、11、13的最终反应区域。以上所述同样适用于反应器13的反应器类型以及采用的催化剂的类型。
经由管道14，将气态的CO转化终产物从反应器中排放并且供应至根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的气体洗涤区域(未在图中示出)。在所述区域中，将甲醇在多个再生阶段中再循环并且连续地再生，该再生阶段呈闪蒸再生或热再生装置的形式。
从气体洗涤区域排放的是贫含例如CO2和H2S的酸性气体成分的纯合成气产物流、富含例如CO2和H2S的酸性气体成分的一个或多个材料流以及负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流。甲醇清洗流有利地从底部产物和/或来自热再生装置的回流获得，并且由于将被清洗流去除的杂质尤其积累于此，所以将其从热再生装置中排放。根据现有技术，此甲醇清洗流被送至热处理、或者被递送至使用焚烧的处理公司。
图2是根据本发明的方法/设备的示例性实施例的示意性图示。附图标记1至14如以上所定义。
相比于在图1中示出的根据现有技术的方法/设备的实施例，在根据本发明的图2中，经由管道15将从气体洗涤区域获得的并且负载有杂质的甲醇清洗流添加至容器5上游的管道3中。
在本发明的特别的实施例中，经由管道15将甲醇清洗流以液体形式添加至管道3中。然后使用在管道3中供应的在热交换器2中加热后的粗合成气的热量含量进行蒸发。可以任选地通过使以液体形式添加的甲醇清洗流通过棉芯(wick)、滴盘(drop tray)或类似装置来辅助蒸发，以便扩大设置在管道3中的添加点处的液体表面积。还可以通过使用伸入管道3中的喷嘴喷洒甲醇清洗流来添加。
在本发明的可替代的特别的实施例中，经由管道15将甲醇清洗流以蒸气形式添加至管道3中。通过设置在管道15的管道路径中的蒸发装置(未在图中示出)在添加至管道3中之前进行蒸发。蒸发装置有利地呈热交换器的形式或与热交换器流体连接，其中通过与先前在热交换器2中被加热的粗合成气的间接热交换来给甲醇清洗流供应蒸发焓。
在这两个实施例中，有利的是在含有保护床的容器5的上游进行甲醇清洗流的添加。这具有以下优点：保护床同时充当静态混合器，因而保证甲醇清洗流在粗合成气产物流中的均匀分布。
数值实例
下表比较了在没有将甲醇清洗流添加至容器5上游的管道3的条件下(对比实例)或在将甲醇清洗流添加至容器5上游的管道3的条件下(本发明)确定的重要组分的流量。在每种情况下，所报道的是在容器5入口处以及在管道14中(在离开最后的CO转化反应器13处)的流量。
表1：在没有将甲醇清洗流添加至容器5上游的管道3的条件下(对比实例)以及在将甲醇清洗流添加至容器5上游的管道3的条件下(本发明)的重要组分的流量
Figure BDA0002255401910000141
尤其对于痕量杂质氰化氢(HCN)以及洗涤介质甲醇(MeOH)而言，在通过CO转化区域后相应流量的减少是显而易见的。
工业实用性
本发明提供一种用于生产纯化并转化的合成气的一体化方法以及一种相应的设备，其中在气体洗涤区域中获得的甲醇清洗流以及其中存在的痕量杂质可以被再循环并且被催化地分解。这减少处理费用，并且再循环的甲醇清洗流部分被用作该方法中的原料。
附图标记清单
1 管道
2 热交换器
3 管道
3a 管道
3b 启动加热器
3c 管道
4 管道
5 容器
6 管道
7 反应器
8 管道
9 管道
9a 管道
9b 管道
10 管道
10a 管道
10b 管道
11 反应器
12 管道
13 反应器
14 管道
15 管道

Claims (14)

1.一种用于生产含有氢气(H2)和一氧化碳(CO)的纯化并转化的合成气的方法，该方法包括以下方法步骤：
a)提供含碳的气化或重整进料流并且将所述流引入至合成气产生阶段中，
b)在该合成气产生阶段中在合成气生成条件下使该含碳的气化或重整进料流反应，以产生粗合成气产物流，该粗合成气产物流不仅包含主要成分H2和CO，并且还包含二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)作为酸性合成气成分，以及次要组分和痕量组分，例如羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)、羰基金属，将该粗合成气产物流从该合成气产生阶段中排放，
c)将该粗合成气产物流引入至CO转化区域(CO变换区域)中，在该CO转化区域中在CO转化条件下将该粗合成气产物流转化成富含H2且贫含CO的CO转化产物流，将该CO转化产物流从该CO转化区域中排放，
d)将该CO转化产物流引入至根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的气体洗涤区域中，其中将该甲醇再循环并且连续地再生，将贫含例如CO2和H2S的酸性气体成分的纯合成气产物流从该气体洗涤区域中排放，将富含例如CO2和H2S的酸性气体成分的一个或多个材料流从该气体洗涤区域中排放，将负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流从该气体洗涤区域中排放，
其中，该甲醇清洗流被至少部分地再循环并且在引入至该CO转化区域中之前被添加至该粗合成气产物流中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在引入至所述CO转化区域之前，使该粗合成气产物流通过填充有对羰基金属具有选择性的吸附剂或吸收剂的保护床，其中将该甲醇清洗流添加至在该保护床的上游的该粗合成气产物流中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该甲醇清洗流以液体形式添加至该粗合成气产物流中。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该甲醇清洗流在其被添加至该粗合成气产物流之前或在这期间被蒸发，其中该蒸发热量是通过与该粗合成气产物流的直接或间接的热交换来供应的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，该CO转化区域根据粗气体转化(粗气体变换)的原理操作。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该CO转化区域包括填充有对于该粗气体转化有活性的一种或多种催化剂的多个区。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，该气体洗涤区域包括用于再生负载有酸性气体成分的甲醇的热再生装置，其中该负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流是从底部产物和/或来自该热再生装置的回流中获得的、并且从该热再生装置中排放。
8.一种用于生产含有氢气(H2)和一氧化碳(CO)的纯化并转化的合成气的设备，其包括以下彼此流体连接的构成部件、构造元件以及功能组：
a)合成气产生阶段，用于提供含碳的气化或重整进料流的装置以及用于将所述流引入至该合成气产生阶段中的装置，
b)用于在该合成气产生阶段中在合成气生成条件下使该含碳的气化或重整进料流反应以产生粗合成气产物流的装置，该粗合成气产物流不仅包含主要成分H2和CO，并且还包含二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)作为酸性合成气成分，以及次要组分和痕量组分，例如羰基硫化物(COS)、氨气(NH3)、氰化氢(HCN)、硫醇(RSH)、羰基金属，用于将该粗合成气产物流从该合成气产生阶段中排放的装置，
c)CO转化区域(CO变换区域)，用于将该粗合成气产物流引入至该CO转化区域的装置，用于在该CO转化区域中在CO转化条件下将该粗合成气产物流转化成富含H2并且贫含CO的CO转化产物流的装置，用于将CO转化产物流从该CO转化区域中排放的装置，
d)根据使用甲醇作为吸收介质的物理气体洗涤工艺操作的、其中该甲醇被再循环并且连续地再生的气体洗涤区域，用于将该CO转化产物流引入至该气体洗涤区域中的装置，用于将贫含例如CO2和H2S的酸性气体成分的纯合成气产物流从该气体洗涤区域中排放的装置，用于将富含例如CO2和H2S的酸性气体成分的一个或多个材料流从该气体洗涤区域中排放的装置，用于将负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流从该气体洗涤区域中排放的装置，
其中，所述设备进一步包括使得甲醇清洗流可以被至少部分地再循环并且在引入至该CO转化区域中之前被添加至该粗合成气产物流中的装置。
9.根据权利要求8所述的设备，该设备进一步包括填充有对羰基金属具有选择性的吸附剂或吸收剂并且被设置在该CO转化区域的上游、使得该粗合成气产物流在引入至该CO转化区域中之前从中穿过的保护床，以及进一步包括允许该甲醇清洗流被添加至该保护床上游的该粗合成气产物流中的装置。
10.根据权利要求8或9所述的设备，该设备进一步包括允许该甲醇清洗流以液体形式被添加至该粗合成气产物流中的装置。
11.根据权利要求8或9所述的设备，该设备进一步包括允许该甲醇清洗流在其被添加至该粗合成气产物流之前或在这期间被蒸发的装置，其中该蒸发热量是通过与该粗合成气产物流的直接或间接的热交换来供应的。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备，其特征在于，该CO转化区域根据粗气体转化(粗气体变换)的原理操作。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该CO转化区域包括填充有对于该粗气体转化有活性的一种或多种催化剂的多个区。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该气体洗涤区域包括用于再生负载有酸性气体成分的甲醇的热再生装置，其中所述设备进一步包括允许该负载有痕量杂质的液体甲醇清洗流从该底部产物和/或来自该热再生装置的回流中获得并且从该热再生装置中排放的装置。
CN201911051371.1A 2018-10-31 2019-10-31 用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备 Pending CN111117710A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18020567.6 2018-10-31
EP18020567.6A EP3647264B1 (de) 2018-10-31 2018-10-31 Verfahren und anlage zum herstellen eines gereinigten und konvertierten synthesegases

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111117710A true CN111117710A (zh) 2020-05-08

Family

ID=64048659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911051371.1A Pending CN111117710A (zh) 2018-10-31 2019-10-31 用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11912576B2 (zh)
EP (1) EP3647264B1 (zh)
CN (1) CN111117710A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1198465A (zh) * 1997-05-07 1998-11-11 中国石化齐鲁石油化工公司 干气净化的变换工艺及净化剂
CN1768004A (zh) * 2003-04-01 2006-05-03 赫多特普索化工设备公司 制备富氢物流的方法
CN2793562Y (zh) * 2005-05-20 2006-07-05 沈阳荣林科技发展有限公司 金属焊割气添加剂混合装置
US20090246118A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Praxair Technology, Inc. Hydrogen production method and facility
CN101631740A (zh) * 2007-11-20 2010-01-20 国际壳牌研究有限公司 用于生产纯化的合成气物流的方法
CN102378735A (zh) * 2009-03-30 2012-03-14 国际壳牌研究有限公司 用于生产纯化的合成气物流的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3064029A (en) 1958-12-15 1962-11-13 Kellogg M W Co Gas separation
JP2755804B2 (ja) * 1990-08-27 1998-05-25 株式会社東芝 水素製造方法
CN101516768B (zh) * 2006-09-27 2012-02-15 国际壳牌研究有限公司 用于从合成气物流中除去羰基金属的方法
EP3442685A1 (en) * 2016-04-15 2019-02-20 Haldor Topsøe A/S A catalytically active filter for use in hot gas filtration, a process for preparing the filter and a method for simultaneous removal of solid particles and undesired chemical compounds from gas streams

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1198465A (zh) * 1997-05-07 1998-11-11 中国石化齐鲁石油化工公司 干气净化的变换工艺及净化剂
CN1768004A (zh) * 2003-04-01 2006-05-03 赫多特普索化工设备公司 制备富氢物流的方法
CN2793562Y (zh) * 2005-05-20 2006-07-05 沈阳荣林科技发展有限公司 金属焊割气添加剂混合装置
CN101631740A (zh) * 2007-11-20 2010-01-20 国际壳牌研究有限公司 用于生产纯化的合成气物流的方法
US20090246118A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-01 Praxair Technology, Inc. Hydrogen production method and facility
CN102378735A (zh) * 2009-03-30 2012-03-14 国际壳牌研究有限公司 用于生产纯化的合成气物流的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李凯等: "化工行业大气污染控制", 冶金工业出版社 , pages: 207 - 208 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3647264A1 (de) 2020-05-06
US11912576B2 (en) 2024-02-27
US20200131035A1 (en) 2020-04-30
EP3647264B1 (de) 2023-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10358346B2 (en) Methods and systems for forming ammonia and solid carbon products
US8470059B2 (en) Process for producing a methane-rich gas
TWI291988B (zh)
US6448441B1 (en) Gasification process for ammonia/urea production
JP5721310B2 (ja) 酸素除去
CN107250106B (zh) 用于生产甲醛稳定化的尿素的整合方法
US9856426B2 (en) Combined processes for utilizing synthesis gas with low CO2 emission and high energy output
KR102599430B1 (ko) 과잉의 co2 및/또는 nh3가 제어되는 요소 과정
AU2016214157B2 (en) Process for making ammonia
DK2723676T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING AMMONIAK AND UREA
RU2707088C2 (ru) Способ и система для производства метанола с использованием частичного окисления
US10919761B2 (en) Process and plant for producing a converted synthesis gas
KR20180111842A (ko) Atr 기반 암모니아 공정 및 플랜트
KR102589171B1 (ko) 수소의 생산을 위한 방법 및 장치
EA036440B1 (ru) Способ получения стабилизированной формальдегидом мочевины
WO2015173290A1 (en) Process for generating hydrogen from a fischer-tropsch off-gas
GB2536996A (en) Process
CN111117710A (zh) 用于生产纯化并转化的合成气的方法和设备
NL2030905B1 (en) Hybrid ammonia decomposition system
RU2643542C1 (ru) Способ получения водорода из углеводородного сырья
US7022742B2 (en) Process to control nitrogen-containing compounds in synthesis gas
RU2782258C2 (ru) Способ получения метанола и аммиака
RU2758773C2 (ru) Способ производства мочевины, стабилизированной формальдегидом
JP4653108B2 (ja) 尿素の製造方法
EP2640683B1 (en) Process for the preparation of gaseous synfuel

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination