[發明專利]冷卻熱煙氣流的方法

無效

• 申請號: 200680047239.8
• 申請日: 2006-12-14
• 公開（公告）號: CN101331081A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: W·J·德維里德
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;F23J15/06;F28B3/04;B01D53/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王長青

技術領域

本發明提供了冷卻包含水蒸汽和二氧化碳的熱煙氣流的方法，特別是來自蒸汽甲烷重整器的熱煙氣流，更特別但并非唯一地是來自費-托工藝中所用的蒸汽甲烷重整器的熱煙氣流。

背景技術

費-托工藝可以用于將烴質原料轉化為液態和/或固態烴。該原料(例如天然氣、伴生氣和/或煤層甲烷、殘余(粗)油餾分或煤)在氣化器中(任選與重整單元相結合)轉化為氫氣和一氧化碳的混合物。該混合物通常稱作合成氣體或合成氣。

然后將該合成氣進料到費-托反應器中，在其中在一個步驟中經適合的催化劑在高溫和高壓下轉化為范圍為甲烷到包含最多200個碳原子或者在特定情況下甚至更多個碳原子的高分子量化合物的鏈烷烴化合物。

費-托反應器中生成的烴通常進入加氫單元，任選地進入加氫異構化/加氫裂化單元，然后進入蒸餾單元。

氣化器產生的氫氣與一氧化碳之比通常小于費-托反應器中優選的最佳比值?？梢酝ㄟ^例如將甲烷和蒸汽轉化為氫氣：一氧化碳之比為約5∶1-7∶1的合成氣的蒸汽甲烷重整器(SMR)來提高氣化器合成氣中的氫氣濃度。該SMR合成氣可以用于在來自氣化器的合成氣進入費-托反應器之前提高其相對氫氣含量。通常，SMR還為用于與費-托工藝集成或相關的其它單元或工藝(例如加氫單元)提供足夠的氫氣。

該蒸汽重整反應是吸熱反應，該反應所需的熱量通常由燃料氣體燃燒提供。由此生成燃燒廢氣或煙氣。由蒸汽甲烷重整器或燃氣輪機生成的煙氣通常包含水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳、氮氣、任選的少量C₂-C₆烴和其它氣體?？梢詮脑摕煔庵袑⒏鹘M分特別是二氧化碳分離出來用于后面的隔離。

在現有技術中，描述了很多用于從煙氣或燃燒廢氣中分離二氧化碳的方法。例如在EP551876中描述了用于從離開鍋爐的燃燒廢氣中除去并回收二氧化碳的方法。EP551876中的方法旨在減少由于二氧化碳的回收導致的總發電效率的降低。

在分離二氧化碳或其它組分之前，通常使用水冷卻該煙氣。該冷卻方法導致水蒸發，因此必須連續添加純的補充水。補充水的供應為該方法增加了成本，特別是在水的獲得有限的炎熱氣候中。

發明內容

本發明的一個目的是降低用于冷卻熱煙氣的方法中水的消耗。

因此，本發明提供了用于冷卻包含水蒸汽和二氧化碳的熱煙氣流的方法，該方法包括：

(a)在熱煙氣流和冷卻水流之間進行換熱，使熱煙氣流冷卻為在其溫度下其中至少部分水蒸汽冷凝的冷卻氣流，和使冷卻水流升溫；

(b)將冷凝的水蒸汽和冷卻水流混合，得到混合水流；

(c)使冷卻氣流與混合水流分離；

(d)通過與來自大氣中的空氣接觸以及通過蒸發部分混合水流，冷卻該混合水流；

(e)使用混合水流中任意未蒸發的且經過冷卻的水的至少一部分作為在步驟(a)中用于冷卻熱煙氣流的冷卻水流的至少一部分；和

(f)將步驟(e)中未使用的混合水流的任意未蒸發的且經過冷卻的水儲存起來，以及隨后使用該儲存水作為步驟(a)中冷卻水流的至少一部分。

使用本發明的方法，在空氣溫度相對較低時(例如在夜晚)，可以得到多余的未蒸發的水并將其儲存，當空氣溫度相對較高時(例如在白天)可以將其使用。因此本發明提供的方法節省了水的消耗，這在炎熱氣候中是特別有用的。

附圖說明

在圖1中，示出了用于蒸汽甲烷重整煙氣的冷卻回路的流程圖。

具體實施方式

在本發明的方法的步驟(a)中，通過熱煙氣流和冷卻水流之間的換熱，使該熱煙氣流冷卻為在其溫度下至少部分其中的水蒸汽冷凝的冷卻氣流，和使冷卻水流升溫。

該熱煙氣流可以是任意煙氣流，優選是選自燃氣輪機煙氣、爐子煙氣、熱油爐煙氣、預熱器煙氣或重整器煙氣的煙氣流，更優選為蒸汽甲烷重整器煙氣。

該熱煙氣流優選具有在120-360℃范圍內的溫度，更優選在160-200℃范圍內。

該熱煙氣流通常包含2-30％的二氧化碳，優選3-15％的二氧化碳。該熱煙氣流中二氧化碳的比例隨至少部分燃燒以產生熱煙氣流的燃料氣體混合物中二氧化碳的比例變化。例如，可以將來自變壓吸附單元的廢氣(其包含二氧化碳)添加或不添加到燃料氣體中，如果添加，通常將會提高燃料氣體混合物中所含的二氧化碳的比例，因此也提高了熱煙氣流中二氧化碳的比例。

優選地，步驟(a)中的換熱是通過熱煙氣流和冷卻水流的直接接觸實現的。替代地，可以應用間接冷卻。