[發明專利]由合成氣獲得氣體產物和液態甲烷的方法和設備

無效

• 申請號: 201310111186.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103292575A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: H·施密特
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02;C01B3/50;C07C9/04;C07C7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李振東;過曉東

技術領域

本發明涉及由含有氫、一氧化碳和甲烷的進料生產至少一種氣體產物以及具有絕大部分甲烷的產物的方法，其中該進料的氫和一氧化碳的含量總計為10至95體積％，并將該進料從合成粗煤氣分離出，合成粗煤氣分離成CO₂產物、酸性氣體餾份、殘余氣體和進料，其中所謂的雙塔法用于進行低溫氣體分離成為多種餾份。

背景技術

例如由出版物DE102007013325A1公開了一種方法，該方法設置具有雙塔并且使用CO洗液作為回流介質的H₂/CO-CH₄分離單元。在該過程中，產生低壓的殘余氣體，殘余氣體在設備邊緣處排出。根據DE102007013325A1，該氣體隨后應當在上游的工藝單元中進行加工，或者壓縮回至H₂/CO-CH₄分離單元的粗煤氣壓力。此類工藝流程要求壓縮機或上游的工藝單元以復雜的方式與該殘余氣體相適應，由此可以產生額外的費用和/或其他的運行問題。

例如在出版物DE102007013325A1中所公開，合成氣的產生對于本發明而言也是出發點。通過不同的氣體產生方法，由含碳的原材料產生所謂的合成氣，該合成氣的絕大部分由H₂和CO組成，但是還含有甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、甲醇(CH₃OH)、水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)。通過純化和分離主要從合成氣獲得作為產物的CO、H₂或H₂/CO混合物，這些產物以多種方式應用于工業中。所產生的還含有CH₄的殘余氣體餾份通常用作燃料氣體或者被送回進料中。在一些氣化方法中，例如在煤的固定床氣化過程中，合成氣中的CH₄含量非常高。為了整體上提高合成氣裝置的經濟性，努力將所產生的甲烷餾份同樣作為產物送至經濟的應用場合。考慮到該方法的最大可能的經濟性，應當特別注意最大可能地利用所有的材料，包括在該方法中產生的殘余氣體。

發明內容

本發明的目的在于，提供與現有技術相比改進的方法以及實施該方法的設備，從而能夠更好地利用所產生的殘余氣體。

所提出的目的以如下方式實現，將殘余氣體送回至氫/一氧化碳-甲烷分離單元，并在此加以利用，從而實施無損失的甲烷工藝流程(Verfahrensführung)。本發明可以在所述的粗煤氣條件下應用于所有的以不同的塔壓力運行的雙塔法中。

針對性地，殘余氣體經由再循環壓縮機(Rückführverdichter)及任選經由后期冷卻器進行輸送。是否需要后期冷卻器取決于具體的工藝流程。

殘余氣體主要由在低溫分離單元中借助雙塔法難以冷凝的組分組成，即含有H₂作為主要成分。

示例性地，在此及在下文中描述以液體形態排出富含甲烷的產物的過程。但是再循環殘余氣體的工藝流程對于以氣體形態排出富含甲烷的產物的情況同樣有效。在此，塔的塔底產物在熱交換器中進行加熱，并在設備邊緣處作為富含甲烷的氣態產物排出。

根據本發明的一個特別優選的實施方案，將殘余氣體送至氣體產物。

根據本發明的另一個優選的實施方案，將殘余氣體送至第一熱交換器上游的進料，在該熱交換器中對進料進行冷卻。

根據本發明的另一個優選的實施方案，將殘余氣體利用自身(eigen)的通道引導通過熱交換器，并在第一熱交換器下游及第二熱交換器上游送至物料流，該物料流由一部分在熱交換器中進行冷卻的進料和在熱交換器中進行加熱的物料流組成。

根據本發明的另一個優選的實施方案，將殘余氣體利用自身的通道引導通過熱交換器，并在熱交換器上游送至進料的一個分支部分。

根據本發明的另一個優選的實施方案，殘余氣體各自利用一個自身的通道引導通過熱交換器，并送入塔內，其中該送入過程是在自身的塔板(Kolonnenboden)上進行，或者與一股流一起在其塔板上進行。

在上述四個實施方案中，均產生比較高的壓縮成本以壓縮至粗煤氣的壓力。

根據本發明的另一個優選的實施方案，殘余氣體利用自身的通道引導通過熱交換器，并且直接送入塔內，或者首先經過煮沸器(Aufkocher)進行冷卻，然后再送入塔內，其中送入過程在此在自身的塔板上進行，或者與一股流一起在其塔板上進行。

在上述兩個實施方案中，均產生較低的壓縮成本。僅僅必須壓縮到能夠送入塔內的程度。