[發明專利]制備具有低二氧化碳排放的合成氣的方法

無效

• 申請號: 200680003596.4
• 申請日: 2006-01-24
• 公開（公告）號: CN101111453A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: W·L·D·科赫
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發明涉及能夠降低合成氣生產場所中鍋爐、氣輪機和/或集成的蒸汽 與電力生產單元中的二氧化碳排放的方法。

本發明涉及工業的各種分支，如重化學品工業、石化工業、精煉工業 和電力工業，全部受環境保護的影響。

所有這些工業可以進行重質烴通過生產合成氣的方式向可以獲得更 多用途的化學品的轉化。合成氣為CO、H₂、CH₄、CO₂和H₂O的混合物， 其通過蒸汽甲烷重整(SMR)、烴的部分氧化或者通過自熱重整(ATR)獲得。 蒸汽甲烷重整是用于從范圍為天然氣到重石腦油的烴中生產富含CO的合 成氣的方法。部分氧化的方法或POX為高溫和壓力下烴、焦炭或煤與蒸 汽和氧之間的非催化反應。也能夠依據自熱重整通過在相同反應器中組合 SMR重整和部分氧化來獲得合成氣。通過ATR處理的烴通常為天然氣和 石腦油。該ATR方法獲得具有低H₂/CO比例的合成氣。當基礎反應物為 天然氣時該合成氣也包含氮氣。依據操作條件和合成氣的既定用途，該合 成氣的組成可以在下列含量中變化：

H₂+CO＝75％～97體積％；

CH₄＝0.5％～18％；和

CO₂＝2％～10％。

隨后將其在用于除去二氧化碳的單元中處理。如果CO是合成氣生產 中期望的產物，可以將回收的二氧化碳再循環到旨在由合成氣生產反應器 處理的反應物中。否則，可以將獲得的CO₂儲存或者再循環，因為今后環 境標準禁止其排放。從該合成氣生產反應器中的煙氣或廢氣中也可以發現 二氧化碳。這些煙氣通常被釋放到大氣中，而這并不滿足環境標準。

本發明涉及合成氣生產場所，其中也采用產生聯合的熱電(CHP)的技 術如傳統鍋爐。在能源工業中，這些CHP技術可以是用于共同產生電力 的工廠，其由開路循環或者聯合循環組成。熱電聯合為同時產生電力和蒸 汽，其中通過渦輪機(通常為氣輪機或蒸汽渦輪機)驅動的交流發電機產生 電力，且其中熱量來源于從用于蒸汽或熱水生產的鍋爐中產生的廢氣的熱 量。這種聯合的產生兩種類型的能量相對于單獨的和傳統的產生熱量和/ 或電力導致高效率的產量。由此，為了滿足對于合成氣衍生物、對于蒸汽 和對于電力的日益增加的需求，越來越多地尋找可以同時提供合成氣衍生 物、蒸汽和電力的生產場所。但是，這些生產場所的一個現有的問題是， 能夠通過限制二氧化碳的排放來滿足這些環境限制。另一問題是，尋找用 于從由合成氣單元產生的廢氣中除去的二氧化碳的儲存方案，同時具有改 進的可靠性、降低的成本和對環境的尊重。

本發明的目的是，提供在也包括聯合的熱電單元的場所生產合成氣的 方法，其排放很少的二氧化碳。

本發明的另一目的是，提供在也包括聯合的熱電單元的場所生產合成 氣的方法，其排放很少的二氧化碳且無需儲存二氧化碳。

本發明的另一目的是，提高在也包括聯合的熱電單元的場所生產合成 氣的方法，其排放很少的二氧化碳且能使得控制產生的合成氣的H₂/CO比 例。

在這些目的之內，本發明涉及一種采用合成氣生產單元生產合成氣的 方法，該合成氣生產單元包括：

?-至少一個合成氣生產反應器，從烴中生產：

·包含氫氣、CO和CO₂的粗合成氣；和

·包含CO₂的廢氣，

-用于從所述粗合成氣中除去CO₂，生成主要包含CO₂的氣體的設備，將 所述主要包含CO₂的氣體再循環到合成氣生產反應器中，

在工業場所中，另外包括：

-至少一個生產包含CO₂的廢氣的聯合的熱電單元；和

-用于從該場所的燃燒廢氣中除去CO₂的設備，

在該方法中：

-在用于從該場所的燃燒廢氣中除去CO₂的設備中，處理由合成氣生產反 應器或者由聯合的熱電單元產生的包含CO₂的廢氣的至少一種；和