[發(fā)明專利]用于分離各自含有一氧化碳、氫氣和至少一種酸性氣體的兩個氣體料流的方法和裝置

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• 申請日: 2019-05-30
• 公開（公告）號: CN113905978A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設計）人: A·埃爾南德斯;關威
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50;C01B32/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

本發(fā)明涉及一種用于分離各自含有至少一種酸性氣體、一氧化碳和氫氣的兩個氣體料流以除去一氧化碳和氫氣的方法，其中第一氣體料流(5)在第一酸性氣體脫除吸收器(AGR1A)中凈化以除去至少一種酸性氣體、在TSA單元(TSA1)中凈化以除去至少二氧化碳和然后在分離單元(CB)中在深冷溫度下分離以制成富集氫氣的流體料流(11)，將第二氣體料流(7)送往變換反應單元(14)，變換的第二料流(15)在第二酸性氣體脫除吸收器(AGR2A)中凈化以除去二氧化碳并將凈化的第二料流(17,19)作為進料料流送往PSA單元(PSA)以制成富氫料流(21)，并將至少一部分來自分離單元(CB)的富集氫氣的料流(11)作為進料料流送往PSA單元以制成富氫料流(21)。

本發(fā)明涉及用于分離各自含有氫氣、一氧化碳和至少一種酸性氣體的兩個氣體料流的方法和裝置。

用于生產一氧化碳和氫氣的單元可包含兩個部分：

·合成氣(基本含有H₂、CO以及可能CH₄、CO₂、Ar和N₂的至少一種的混合物)的生成。在各種工業(yè)合成氣生產方法中，基于煤的氣化的方法變得越來越普遍，尤其是在煤藏豐富的國家，如中國。天然氣的部分氧化法可能也證實有利于僅生產CO或低H₂/CO生產比率。另一種方法是蒸汽重整。

·合成氣的凈化。這包括以下：

-使用液體溶劑的洗滌單元以除去合成氣中所含的大部分酸性氣體；

-用于經吸附劑床凈化的前端凈化(FEP)單元以除去在深冷溫度下將凍結的雜質；

-用于生產CO的深冷分離單元，被稱為冷箱；

-用于生產H2的經吸附劑床凈化的單元，被稱為PSA單元。

當下游客戶所需的H2產物流和CO產物流之間的比率高于由合成氣生成直接制成的合成氣中的比率時，加入變換反應器，以生成的合成氣的一部分為進料。沒有供入變換反應器的剩余合成氣送往用于生產CO的深冷段或“冷箱”上游的FEP。

當通過蒸汽甲烷重整器生產合成氣時，所用的冷箱工藝是甲烷洗滌；分離的富H2氣體料流中的剩余CO含量如此低以致不需要PSA排氣再循環(huán)。PSA排氣隨后用作燃料。

當通過煤漿氣化或部分氧化生產合成氣時，所用的冷箱工藝是部分冷凝。

富H2氣體中的CO含量在這種情況下相當高。在這種情況下，使用PSA排氣再循環(huán)回收CO以提高該項目的經濟性。

CN105948046公開了在沒有解吸氣體循環(huán)的情況下通過氣化同時制備純氫氣和純一氧化碳的方法。將通過氣化單元制備的合成氣分成兩個部分，一個部分用于制備純一氧化碳，另一個部分用于制備純氫氣。

制備純一氧化碳的方法分成兩個部分：

-一個部分用通過氣化制成的粗制合成氣通過熱回收單元、低溫甲醇洗滌單元和深冷分離單元制備純一氧化碳，

-另一個部分用于通過將來自深冷分離單元的冷箱出口的富氫氣體送入PSA-CO單元來制備純一氧化碳。

用于制備氫氣的原料分成兩個部分：

-一個部分是用通過氣化制成的粗制合成氣通過變換轉化單元和低溫甲醇洗滌II單元凈化并含有一氧化碳的轉化氣體，

-另一個部分是來自深冷分離單元的TSA裝置的富氫氣體，混合這兩個部分的氣體并送入PSA-H2單元以制備純氫氣。

該方法的缺點在于使用兩個PSA單元，這提高總成本。

使用單個PSA的另一可能的方案是與H2和合成氣一起制成CO以用于MeOH合成。這種解決方案的缺點在于其需要MeOH合成投資并因此依賴于MeOH市場需求。