[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)CO和CO2的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480062938.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105723172B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·赫爾南德斯;P·泰里安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開(kāi)發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號(hào): F25J3/06
• 分類號(hào): F25J3/06;F25J3/02;C01B3/50;C01B3/56
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發(fā)明提供一種從含有二氧化碳、氫氣和一氧化碳的進(jìn)料氣體生產(chǎn)至少二氧化碳和一氧化碳的方法，此方法包括：通過(guò)部分冷凝和/或蒸餾從已壓縮的進(jìn)料氣體分離出至少一部分二氧化碳，得到二氧化碳產(chǎn)物和貧二氧化碳料流(7)；貧二氧化碳料流在處理單元(S)中進(jìn)行處理，得到含有一氧化碳和氫氣的進(jìn)料流(15)，此進(jìn)料流含有與貧二氧化碳料流相比更少的二氧化碳；和將至少一部分的含有一氧化碳和氫氣的進(jìn)料流加入在深冷溫度下操作的分離單元(HYCO)，從而得到一氧化碳產(chǎn)物。

本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)CO和CO2的方法和設(shè)備。

“生產(chǎn)CO”應(yīng)當(dāng)理解為表示生產(chǎn)含有至少40摩爾％或至少60摩爾％或至少90摩爾％一氧化碳的液態(tài)或氣態(tài)料流。此料流可以含有至多60摩爾％的氫氣或至少50摩爾％的氫氣。

“生產(chǎn)CO2”應(yīng)當(dāng)理解為表示生產(chǎn)含有至少60摩爾％二氧化碳的液態(tài)或氣態(tài)料流。

水蒸氣甲烷重整裝置能生產(chǎn)純氫氣、以及CO或它們的組合物或混合物。出于環(huán)境原因或其它經(jīng)濟(jì)原因，越來(lái)越重要的是在新項(xiàng)目中包括能捕獲的計(jì)劃和包括捕獲CO2的操作。對(duì)于氫氣生產(chǎn)設(shè)備例如SMR設(shè)備的情況，也是如此。

本發(fā)明涉及簡(jiǎn)化和優(yōu)化的方法，其能從來(lái)源例如氫氣生產(chǎn)裝置或其它合適來(lái)源例如高爐來(lái)生產(chǎn)CO和CO2。

US-A-2012/0121497A描述了一種能有效地從SMR設(shè)備捕獲CO2的方案：

·使用高溫變換、然后進(jìn)行低溫變換，

·通過(guò)變壓吸附(PSA)分離經(jīng)變換的合成氣，

·壓縮PSA尾氣，

·通過(guò)低于環(huán)境溫度的提純單元(CPU)分離CO2，

·使用兩組膜以將部分氫氣循環(huán)到PSA和將部分CO2循環(huán)到深冷提純單元。

EP-A-1869385描述了在PSA中分離以除去氫氣，然后進(jìn)行壓縮和低于環(huán)境溫度的分離。

通常，當(dāng)在項(xiàng)目中要求共同生產(chǎn)CO時(shí)，CO是在高溫變換之前從合成氣制得的，如US-A-4861351所述。在生產(chǎn)CO和捕獲CO2的情況下，明顯的解決方式將是使得一部分合成氣在變換之前用CO冷箱處理，并將另一部分合成氣通過(guò)兩組變換進(jìn)行處理(HT變換(Shift)，然后LT變換)，并且CPU位于PSA尾氣的路徑上。

建議改變?cè)诨景–O2捕獲操作的體系中生產(chǎn)CO的位置，其中從CPU的貧CO2氣體制備CO，或可以從用于分離CPU的貧CO2氣體的膜的殘余物制備CO。根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)例子將包括：

·壓縮含有氫氣、二氧化碳和一氧化碳的進(jìn)料氣體，其是PSA尾氣，

·通過(guò)深冷提純單元(CPU)分離CO2，

·處理CPU的貧CO2氣體以得到進(jìn)料氣體，其含有一氧化碳和氫氣和可能的甲烷作為主要組分，

·使得進(jìn)料氣體進(jìn)行深冷分離以得到一氧化碳。

處理貧CO2氣體的一種方式是：

·使用兩組膜，從而將一部分氫氣循環(huán)到PSA和將一部分CO2循環(huán)到深冷提純單元，

·處理第二個(gè)膜的殘余物以得到用于深冷分離的進(jìn)料氣體(通常是胺吸收體系以除去CO2，隨后可以是吸附體系，用于吸附任何殘余CO2)。

進(jìn)料氣體可以如下生產(chǎn)：采用高溫(HT)變換，然后通過(guò)變壓吸附(PSA)分離已變換的合成氣，從而形成作為PSA尾氣的進(jìn)料氣體，和富氫產(chǎn)物。

在這種情況下，HT變換的入口溫度可以基本上調(diào)節(jié)以保持在CO冷箱中生產(chǎn)CO的實(shí)際量。

此方法提供了生產(chǎn)CO和生產(chǎn)CO2的優(yōu)化整合。尤其是，此方法顯著降低了CO深冷分離設(shè)備的尺寸，這是因?yàn)樵谌肟谔幍腃O含量顯著增加。