[發明專利]從合成氣高產率生產氫氣以及使現有單元消除瓶頸的方法

在審

• 申請號: 201780092515.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN110809557A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 勞倫·奧里狄熱
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/56
• 分類號: C01B3/56;C01B3/50;C01B3/34;C01B3/48
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

1.一種使氫氣生產設備消除瓶頸的方法，該氫氣生產設備包括用于通過從輕質烴重整來生成合成氣的模塊；任選地用于通過將合成氣中的一氧化碳與水蒸氣轉化來富集氫氣和二氧化碳的變換模塊；以及還有PSA-H₂單元，其用于純化氫氣并且生產超純氫氣高壓氣體流，同時協同生產兩種主要成分為二氧化碳和氫氣的低壓氣態廢物(PSA廢物)，

其特征在于，在該PSA低壓氣態廢物上安裝有電化學氫氣純化電池，以便從所述PSA廢物中分離出氫氣和貧氫氣的廢物(EHS電池廢物)，回收該氫氣以形成額外的氫氣流，將該額外的氫氣流壓縮為壓力在8至25巴之間并全部或部分送至該PSA單元的入口，以增加該設備的氫氣生產量，同時保持由該PSA生產的氫氣的純度不變。

2.如權利要求1所述的消除瓶頸的方法，其中，在產生過量的氫氣的情況下，則中斷該電化學電池的運行，以優化該設備的功率消耗。

3.一種氫氣生產方法，其至少包括以下步驟：

a)通過重整從輕質烴原料生成合成氣，

b)任選地通過一氧化碳蒸汽轉化得到二氧化碳使該合成氣富集氫氣和二氧化碳，

c)通過變壓吸附(PSA-H2)純化該富集的合成氣用于生產超純氫氣高壓氣體流，同時協同生產兩種主要成分為二氧化碳和氫氣的低壓氣態PSA廢物，

d)向電化學電池(EHS電池)供應全部或部分該低壓PSA廢物，以便從該PSA廢物中回收額外的氫氣和貧氫氣的廢物(電池廢物)，

e)將該回收的額外的氫氣壓縮至8巴與25巴表壓之間的壓力，

f)在該PSA單元上游的過程中回收全部或部分該壓縮回收的額外的氫氣以供應該PSA，從而增加該設備的非常高純度氫氣的生產產率。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，壓縮該回收的額外的氫氣的步驟e)至少部分地通過該電化學電池進行。

5.如權利要求3或權利要求4所述的方法，其中，在步驟a)之前，將至少一部分在該電化學電池出口處回收的該額外的氫氣用于對該輕質烴原料脫硫。

6.如權利要求3至5之一所述的方法，其中，回收離開該電化學電池的全部或部分該貧氫氣的廢物(EHS電池廢物)以產生二氧化碳。

7.如權利要求3至6之一所述的方法，其中，將離開該電化學電池的至少一部分該貧氫氣的廢物(EHS電池廢物)用作重整燃料。

8.一種具有優化的產率用于從輕質烴進料流生產氫氣的設備，該設備至少包括：

·用于通過重整從所述輕質烴進料流生成合成氣的模塊；

·任選的模塊，其用于將一氧化碳蒸汽轉化為二氧化碳，以使該合成氣富集氫氣和二氧化碳；

·PSA-H₂單元，其用于純化該合成氣中所含的氫氣并產生超純氫氣高壓氣體流出流并且協同生產兩種主要成分為二氧化碳和氫氣的低壓氣態PSA流出廢物；

·電化學電池(EHS電池)，其能夠由該低壓氣態PSA廢物供應并能夠分離該PSA廢物中存在的氫氣與其他成分以產生氫氣流和貧氫氣的廢物(EHS電池廢物)；

·用于壓縮由該EHS電池分離的氫氣流的裝置；

·用于處理和/或使用該EHS電池廢物的裝置；

·以及還有用于排出、輸送和供應所使用的各種物流的裝置。

9.如權利要求8所述的設備，其中，該電化學電池能夠至少部分地對所回收的額外的氫氣進行壓縮。

10.如權利要求8或權利要求9所述的設備，進一步包括：用于將在該電化學電池的出口處回收的至少一部分該額外的氫氣壓縮并轉移至用于該輕質烴原料脫硫的模塊的裝置。

11.如權利要求8至10之一所述的設備，進一步包括使用離開該電化學電池的貧氫氣的廢物(EHS電池廢物)作為重整和/或生產二氧化碳的燃料的裝置。