[發明專利]方法

有效

• 申請號: 200780051472.8
• 申請日: 2007-11-29
• 公開（公告）號: CN101687634A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: P·H·布魯克;G·F·斯金納
• 申請（專利權）人: 氫能源國際有限公司
• 主分類號: C01B3/38
• 分類號: C01B3/38;C01B3/48;C01B31/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 萬雪松;范 赤

本發明涉及由烴原料制造濃縮形式的二氧化碳和電的方法，特別 是經由注入井將濃縮二氧化碳注入含烴的地層以便將烴置換到相聯 生產井的方法。

在與重整裝置集成的聯合循環發電裝置中發電是已知的，其中燃 氣輪機以含氫氣體為燃料。因此，國際專利申請號WO?00/03126涉及 由烴原料制造電能、蒸汽和濃縮形式的二氧化碳的方法，包括在氣動 自熱反應器單元(ATR)中形成合成氣；熱交換形成的合成氣并由此 制造蒸汽，在CO轉換反應器單元和二氧化碳分離器單元中處理至少 一部分合成氣以形成濃縮二氧化碳和含氫氣體，該含氫氣體至少部分 在聯合循環燃氣輪機中燃燒以產生電能；且其中將來自所述渦輪機單 元的空氣供應給ATR單元，來自燃氣輪機的廢氣熱交換以產生蒸汽， 其與上游生成的蒸汽一起用在蒸汽輪機中以產生基本不含CO₂的電 能。

本發明提供了生成濃縮形式的二氧化碳和電的替代方法。相應 地，本發明涉及由烴原料制造濃縮形式的二氧化碳和電的方法，所述 方法包括下列步驟：

a)將包含空氣和任選蒸汽的空氣進料流和包含甲烷和任選氫和/ 或蒸汽的燃料進料流引入用于制造合成氣的自熱反應器單元(ATR)， 其中(i)該燃料進料流的溫度為350至700℃，和(ii)空氣進料流 中所含的氧與燃料進料流中的碳(在烴中)的摩爾比為0.45∶1至 0.85∶1；

b)從ATR中提取包含甲烷、氫、一氧化碳、二氧化碳、氮和任 選蒸汽的合成氣流，并使該合成氣流與用于制造蒸汽的水流熱交換， 并隨后使該合成氣流與選自烴原料、預重整器進料流、燃料進料流、 氫流、鍋爐給水、空氣進料流和用于制造過熱蒸汽的蒸汽中的至少一 種工藝流熱交換；

c)如果必要，在將至少一部分合成氣流送往變換爐單元之前向該 合成氣流中引入蒸汽，其中該合成氣與蒸汽反應產生附加的二氧化碳 和氫；

d)從變換爐單元中提取變換氣流并使該變換氣流與選自烴原料、 預重整器進料流、燃料進料流、氫流、鍋爐給水、空氣進料流、用于 制造蒸汽的水、和用于制造過熱蒸汽的蒸汽中的至少一種工藝流熱交 換；

e)將該變換氣流送往二氧化碳分離單元以將濃縮二氧化碳流與 包含氫和氮的氫流分離；

f)在燃氣輪機中燃燒至少一部分氫流，其中該燃氣輪機驅動發電 機，由此發電，且其中該氫流的燃燒產生廢氣。

任選地，可以將步驟(b)和/或(d)中生成的任何過熱蒸汽供應 給蒸汽輪機，其驅動發電機由此產生額外電力。步驟(b)和/或(d) 中生成的過熱蒸汽也可用于驅動機械工藝設備，如泵和/或壓縮機，用 于加熱燃料進料流，為二氧化碳分離單元提供能量，為濃縮二氧化碳 流脫水提供能量，或該蒸汽可以輸出給外部工藝操作(duty)。這些用 途可代替使用該蒸汽發電的用途或與后一用途一起使用。

步驟(f)中在燃氣輪機中的氫流燃燒產生廢氣。任選地，來自燃 氣輪機的廢氣可以與步驟(b)中制成的蒸汽和/或與步驟(d)中制成 的任何蒸汽熱交換以制造過熱蒸汽。任選地，該廢氣也可以與水熱交 換以制造蒸汽且生成的蒸汽可進一步用該廢氣加熱以制造過熱蒸汽。 通過與該廢氣熱交換而生成的過熱蒸汽可用于一個或多個用途，包括 向蒸汽輪機供應蒸汽以產生額外電力，使用該蒸汽驅動機械工藝設備 如泵和/或壓縮機，使用該蒸汽加熱燃料進料流，使用該蒸汽為二氧化 碳分離單元提供能量，使用該蒸汽為濃縮二氧化碳流脫水提供能量， 或將該蒸汽輸出給外部工藝操作。

因此，本發明的方法涉及將鼓氣/氣動的自熱重整器(ATR)與聯 合循環發電裝置集成。聯合循環發電裝置在本文中是指具有至少一個 驅動發電機的燃氣輪機和任選至少一個驅動附加發電機的蒸汽輪機 的發電裝置。

據設想，燃料進料流可包含一種或多種選自具有兩個或更多碳原 子的重質烴(下文稱作C₂₊烴)、二氧化碳、氮和一氧化碳的附加氣 態組分。

空氣進料流中所含的氧與燃料進料流中的碳(在烴中)的摩爾比 為0.45∶1至0.85∶1，優選0.6∶1至0.7∶1。該氧/碳摩爾比涉及空氣進料 流中所含的氧(O₂)和燃料進料流的烴中的碳(不包括燃料進料流中 存在的任何二氧化碳和/或一氧化碳中的碳)。