[發明專利]制備氫和一氧化碳的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210314137.5
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN103030113A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: E.S.根金;H.N.普哈姆;章曉光;K.A.魯德維格
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: C01B3/58
• 分類號: C01B3/58
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;楊思捷

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年8月30日提交的題目為“Process?and?Apparatus?for?Producing?Hydrogen?and?Carbon?Monoxide(制備氫和一氧化碳的方法和裝置)”的臨時申請序列號61/528,943的優先權，該臨時申請的內容通過引用結合到本文中。

背景技術

氫、一氧化碳及氫和一氧化碳的混合物是化學和石油化學過程的所需原料。

烴轉化為含氫和一氧化碳的氣體是本領域熟知的。這類過程的實例包括催化蒸汽重整、自熱催化重整、催化部分氧化和非催化部分氧化。這些方法各自具有優缺點，并產生各種比率的氫和一氧化碳，也稱“合成氣”。

由烴的轉化形成的粗合成氣然后通過各種方法分離以形成所需的氫、一氧化碳和/或氫和一氧化碳的混合物。一氧化碳的分離通常通過在低溫分離單元或冷箱中低溫分離進行，氫自粗合成氣的分離通常通過變壓吸附進行。

低溫分離器需要組成和壓力兩方面均穩定的進給。因此，首先從粗合成氣流去除一氧化碳，然后在變壓吸附器中分離含氫的流，因為變壓吸附器的輸出在組成和壓力兩方面均發生變化。

業界需要用于自粗合成氣分離氫和一氧化碳的方法和裝置，其中所述方法和裝置穩健(robust)并穩定(stable)。

業界需要用于自粗合成氣分離氫和一氧化碳的方法和裝置，所述方法和裝置具有高的氫和一氧化碳回收率并具有高的能量效率。

發明簡述

本發明涉及一種產生H₂和CO的方法和裝置。下面列出了所述方法的若干方面。

方面1.?一種用于自工藝氣體產生含H₂產物流和含CO產物流的裝置，所述裝置包括：

用于生成工藝氣體的合成氣生產單元，所述工藝氣體包含H₂、CO、CO₂和H₂O；

用于自工藝氣體去除H₂O的水去除單元；

用于自工藝氣體去除CO₂而不低溫分餾工藝氣體的CO₂去除單元；

用于自工藝氣體分離H₂從而形成含H₂產物流和殘余氣體流的變壓吸附器；

用于將殘余氣體流中一種或多種組分的摩爾濃度幅度減小至低于1摩爾%的混合設備；

用于壓縮殘余氣體流的壓縮機；

用于接收壓縮機后和混合設備后的殘余氣體流的低溫分離單元，所述低溫分離單元通過在低溫分離單元中低溫分餾將殘余氣體流分離成含CO產物流、富H₂流、富甲烷流和含CO中間流；和

用于將至少一部分富H₂流再循環至變壓吸附器的導管。

方面2.?方面1的裝置，所述裝置還包括用于控制變壓吸附器的控制器，所述控制器具有一系列編碼指令，所述編碼指令要求殘余氣體流在260kPa(絕對壓力)和420kPa(絕對壓力)之間或315kPa(絕對壓力)和385kPa(絕對壓力)之間的壓力下取走。

方面3.?方面1或方面2的裝置，所述裝置還包括：

用于將至少一部分含CO中間流再循環至壓縮機上游、變壓吸附器下游的位置的第二導管。

方面4.?方面1-3中的任一項的裝置，所述裝置還包括：

用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產單元以用作燃燒反應中的燃料的第三導管。

方面5.?方面1-4中的任一項的裝置，所述裝置還包括：

用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產單元作為形成工藝氣體的反應物進料的第四導管和第二壓縮機。

方面6.?方面1-5中的任一項的裝置，所述裝置還包括：

有效地連接在壓縮機和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前去除H₂O和CO₂的干燥器。

方面7.?方面6的裝置，其中所述干燥器為變溫吸附器。

方面8.?方面1-7中的任一項的裝置，所述裝置還包括：

有效地連接在壓縮機和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前阻抑殘余氣體的壓力變化的緩沖容器。

方面9.?方面1-8中的任一項的裝置，所述裝置還包括：