[發明專利]生產含氫合成氣的方法

在審

• 申請號: 201880081091.2
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN111479772A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 拉斐爾·奧圖尼;埃爾曼諾·菲力比
• 申請（專利權）人: 卡薩樂有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02;C01B3/38;C01B3/34
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

包括通過烴原料的轉化來生產含氫合成氣的方法，其中所述方法具有通過多個工藝燃料流的燃燒提供的熱輸入，并且所述多個工藝燃料流包括至少一個氨的燃料流。所述至少一個氨的燃料流在至少一個燃燒設備中進行非催化燃燒。

技術領域

本發明涉及一種由烴原料生產含氫合成氣的方法。特別地，本發明涉及一種在大氣中具有低CO₂排放的生產含氫合成氣的方法。

背景技術

由烴原料生產含氫合成氣通常涉及聯合重整工藝(combinedreformingprocess)，在該聯合重整工藝中，向一段重整器中供入脫硫烴和蒸汽，二段重整器接收來自一段重整器的部分重整氣和合適的氧化劑(例如空氣或氧氣)流。由烴原料生產含氫合成氣也可涉及在合適的重整器中進行自熱重整(ATR)，在該重整器前面有一個用于加熱填裝料(即氣態烴原料)的爐子。

然后，通常在一系列的下游設備中處理該重整氣，以獲得產物氣體，例如氫氣，或其組成適合于制備氨的合成氣(即，包括約3:1的合適比例的H₂和N₂)或制備甲醇的合成氣(即，包括化學計量數SN≥2的碳氧化物和氫氣，其中SN＝(H₂-CO₂)/(CO+CO₂))。

含氫合成氣的生產需要燃燒至少一定量的燃料，以產生重整熱；通常消耗另外量的燃料，以產生蒸汽，并為驅動機器(如泵或壓縮機)的蒸汽輪機提供動力。

為此，常用的方法是使用部分烴原料作為燃料。然而，這樣向大氣中排放了大量的CO₂。CO₂排放的主要來源之一包括在一段重整器和其他燃燒爐(如果有的話，例如輔助加熱器)的煙氣(flue gas)。

由于環境原因，需要將來自所述煙氣的CO₂排放最小化。

根據現有技術，減少CO₂排放的方法包括燃燒后工藝，其例如通過用合適的溶劑(例如Mitsubishi生產的KS-1^TM溶劑)洗滌而從煙氣中捕獲CO₂。但是，所述溶劑是昂貴的，并且相關的裝置昂貴且耗能。

在化工裝置啟動期間，CO₂排放也構成問題，該過程可能持續數天或數周，并且涉及CO₂的大量排放。

已知的燃燒后捕獲CO₂的技術包括在溶劑(例如胺)中吸附、變溫吸附(TSA)、變壓吸附(PSA)、真空變壓吸附(VSA)和基于膜的分離。這些技術需要輸入熱量(例如用于TSA系統的再生)和/或輸入機械功率(例如用于在PSA系統中壓縮進料氣體或用于在VSA系統中在真空下提取CO₂)。在正常運行期間，該熱量輸入或功率輸入可從內部回收，例如從廢熱中回收。但是，在啟動期間，由于裝置未運行，該熱量或功率是無法回收的。借助輔助裝置諸如燃料燃燒輔助蒸汽鍋產生所需的輸入會引入二氧化碳排放。從外部源的輸入(例如從電網輸入的電功率)通常非常昂貴。

因此，在化工裝置、尤其是合成氨的裝置的啟動過程中減少CO₂排放仍然是未解決的問題。更普遍的是，當無法實現CO₂去除系統所需的熱量和/或功率的內部回收時，在瞬變(transient)過程中可能會出現相同的問題。

US 2011/0206594描述了一種用于生產合成氣的系統和方法的背景技術。

US 4 728 506公開了一種氨裝置的啟動方法，其通過將氨引入重整器工段而將氨作為啟動介質，以形成含氨啟動合成氣，并加熱和循環所述氣體直至該裝置達到運行溫度。但是，在啟動階段，無法解決由燃燒設備產生的CO₂排放問題。