CN101784317A - 生成合成气的方法 - Google Patents

生成合成气的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101784317A
CN101784317A CN200880104196A CN200880104196A CN101784317A CN 101784317 A CN101784317 A CN 101784317A CN 200880104196 A CN200880104196 A CN 200880104196A CN 200880104196 A CN200880104196 A CN 200880104196A CN 101784317 A CN101784317 A CN 101784317A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
synthesis gas
admixture
solvent
cleaning unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200880104196A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101784317B (zh
Inventor
P·E·J·阿伯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey PLC
Original Assignee
Johnson Matthey PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Matthey PLC filed Critical Johnson Matthey PLC
Publication of CN101784317A publication Critical patent/CN101784317A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101784317B publication Critical patent/CN101784317B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C01B3/16—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/466—Entrained flow processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/047—Composition of the impurity the impurity being carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1618—Modification of synthesis gas composition, e.g. to meet some criteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1665—Conversion of synthesis gas to chemicals to alcohols, e.g. methanol or ethanol
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

本发明描述生成合成气的方法，其包含以下步骤：(a)通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气：(i)在高温和高压下使含碳原料气化，和(ii)冷却并用水洗涤所得气体物流，(b)将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，(c)在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气体混合物，(d)冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以冷凝水并自此分离所得冷凝物从而分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物，(e)将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，和(f)从所述气体洗涤装置中收集化学计量比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在1.4-3.3范围内的合成气。所述合成气可用于甲醇生产、液烃的费-托合成(Fischer-Tropsch synthesis)或合成天然气的生产。

Description

生成合成气的方法
本发明涉及由煤生成合成气，具体地说适于生产甲醇、液烃或合成天然气的合成气的方法。
合成气可通过使用氧气或空气和蒸汽在高温和高压下使含碳原料如煤、石油焦炭或其它富碳原料气化生成。具体地说，用氧气和蒸汽进行煤气化与转变阶段相结合提供得到合成气的途径，在转变阶段中使来自气化过程的粗合成气进行水煤气轮换反应，所述合成气可用于甲醇生产、通过费-托法(Fischer-Tropsch process)进行的液烃生产或合成天然气生产。
因此，本发明提供生成合成气的方法，其包含以下步骤：
(a)通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气：
(i)在高温和高压下使含碳原料气化，和
(ii)冷却并用水洗涤所得气体物流，
(b)将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，
(c)在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气体混合物，
(d)冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以使水冷凝并自此分离所得冷凝物以分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物，
(e)将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，和
(f)从所述气体洗涤装置中收集化学计量比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在1.4-3.3范围内的合成气。
本发明还提供适于从气体混合物中除去二氧化碳的气体洗涤装置，其包含容器，所述容器具有溶剂入口和溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂经由其流动；单独的第一气体混合物入口和第二气体混合物入口，所述入口布置成使得流动经过所述装置的溶剂首先与第一气体混合物接触且随后与第二气体混合物接触；和气体出口。
在本发明中，包含氢气和碳氧化物的粗合成气通过在高温和高压下使含碳原料气化产生。可使用任何已知的气化技术。所述含碳原料可为煤、石油焦炭或其它富碳原料。优选所述含碳原料为煤。在煤气化中，煤粉或水煤浆可在气化器中在非催化过程中使用氧气或空气且在蒸汽存在下在至多约75巴的绝对压力的压力和至多约1450℃，优选至多约1400℃的出口温度下部分燃烧，以生成包含氢气和碳氧化物(一氧化碳和二氧化碳)的粗合成气。然而，对于甲醇或烃生产来说，这类粗合成气的化学计量并不理想。在本发明中，所要化学计量比R(其是指气体组分的摩尔浓度比)[R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)]处于1.4-3.3范围内。对于甲醇/FT应用，R优选在1.4-2.5范围内，更优选在1.5-2.4范围内。对于生成合成天然气(SNG)，该范围优选为2.8-3.3，更优选为2.9-3.2。为了实现此目标，必须通过使粗合成气在蒸汽存在下在高温和高压下经过合适水煤气轮换催化剂而进行水煤气轮换反应。该反应可如下描绘：
Figure GPA00001035237100021
在使粗合成气进行水煤气轮换反应之前，将该气体冷却并洗涤，例如除去微粒如煤灰。
蒸汽可通过新鲜蒸汽添加或饱和或这些方式的组合而加到粗合成气中。所述蒸汽可在将粗合成气分开之前或之后加到粗合成气中，即如果需要，则可将蒸汽仅加到第一物流中。
所述转变催化剂可为任何适当稳定且活性的水煤气轮换催化剂，其可呈微粒或整体料形式。所述粗合成气含有硫化合物且所述水煤气轮换催化剂必须在这些化合物存在下起作用。具体地说，可使用所谓的“含硫转变(sour shift)”催化剂，其中活性组分为金属硫化物。合适含硫转变催化剂包括负载型钴促进的钼催化剂，其通过与存在于粗合成气物流中的硫化氢反应就地形成硫化钼。或者，所述催化剂可以预硫化形式供应。特别优选的含硫转变催化剂为负载型钼酸钴催化剂，如可自Johnson Matthey PLC购得的KATALCO K8/11，其由负载在含有氧化镁和氧化铝的惰性载体上的3重量％CoO和10重量％MoO3组成。
在本发明中，在水煤气轮换阶段之前将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，以使得所述粗合成气仅一部分进行水煤气轮换反应。允许回避水煤气轮换反应的部分优选在所述粗合成气的10-90体积％范围内，更优选在20-80体积％范围内，尤其在25-75体积％范围内。在合成气将用于甲醇生产或使用基于钴的费托催化剂合成烃的情况下，优选允许回避水煤气轮换反应的部分在所述粗合成气的30-70体积％范围内，更优选在40-60体积％范围内，尤其在45-55体积％范围内。对于合成气将用于SNG的情况，允许回避水煤气轮换反应的部分较少，例如10-30体积％，因为需要较多水煤气轮换反应以获得较高R值。
不回避水煤气变换阶段的粗合成气部分在高温和高压下，优选在250-500℃范围的温度下和气化器操作压力(例如至多约75巴绝对压力)下穿过布置在合适容器中的水煤气轮换催化剂。优选所述催化剂为微粒含硫转变催化剂。所述水煤气轮换反应发生，消耗一氧化碳和蒸汽且形成二氧化碳和氢气。
如果需要，则可通过使粗合成气穿过COS水解催化剂如微粒掺杂氧化铝催化剂而使粗合成气的第二物流进行COS水解步骤。在此步骤中，所述COS通过蒸汽水解形成H2S，其可在气体洗涤装置中比较容易地除去。在这种COS水解步骤中，基本没有发生水煤气轮换反应。
所得水煤气轮换了的气体混合物和粗合成气的分流物流通过例如与冷却水热交换冷却到露点(蒸汽在其下冷凝)以下。无论如何使物料冷却，都使它们保持分开。将所得冷凝物(其包含水和一些污染物)分离且可合并且进料回到气化器和/或转变阶段。
所得干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物可例如借助于***剂进一步冷却并干燥，且随后进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置。在所述气体洗涤装置中，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂与流过所述装置的气体逆流流动且溶解/吸收气体物流中存在的二氧化碳。所述气体物流中的少量其它气体组分(特别是一氧化碳)也将被共吸收。所述气体物流中存在的会沾污下游催化剂的污染物(例如硫化合物，如H2S和COS)也可被不同程度地除去。
适于吸收CO2的溶剂包括甲醇，尤其是在合成气将用于生产甲醇的情况下；其它醇或二醇产物，如二醇或聚乙二醇醚；和碳酸亚丙酯。甲醇可在-30至-70℃的温度下且在至多约75巴绝对压力的高压下使用。聚乙二醇醚溶剂可在较高温度(例如在20-50℃范围内的温度)下使用。所述气体洗涤装置中的操作压力可类似于所述气化器的操作压力，例如至多约75巴绝对压力。
将荷载CO2的溶剂从所述装置中收集且送去再生，例如通过加热或降低压力以放出CO2，接着将所述溶剂冷却并加压到装置的操作压力和温度。所述再生可根据设计要求在一个或多个塔中进行。例如，如果需要单独回收CO2和具有高浓度的硫化合物的物流，则可使用多个再生塔布局。随后可将再生的溶剂进料回到气体洗涤装置。
基于冷甲醇的气体洗涤装置和方法由Linde AG和Lurgi AG以名称供应。基于聚乙二醇醚的气体洗涤装置和方法由UOP
Figure GPA00001035237100042
BASF
Figure GPA00001035237100043
和Clariant
Figure GPA00001035237100044
供应。由于CO2在冷甲醇中具有高溶解性，所以与基于聚乙二醇醚的方法相比，基于甲醇的气体洗涤装置中循环溶剂的量较低。冷甲醇在捕获H2S和COS及可沾污下游催化剂的其它少量污染物(例如HCN和金属羰基合物)方面还可更加有效。因此，在使用下游催化剂的情况下，甲醇常为优选的溶剂。
气体洗涤装置可包含例如塔，所述塔具有接近顶部的溶剂入口和接近底部的溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂经由其向下流过一个或多个有孔塔板或填料层。经由所述塔向上传递的气体接触所述溶剂且二氧化碳被溶解/吸收。所述气体可接近顶部经由合成气出口离开所述塔。所述合成气为冷的且可使用合适热交换设备如螺旋缠绕式换热器用以冷却进料到气体洗涤装置的原料气体。
在本发明中，将干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物单独进料到所述装置中，其中单独原料经布置以使得所述溶剂首先与干燥的粗气体混合物接触且随后与干燥的转变了的气体混合物接触。因此，在单塔装置中，可将干燥的转变了的气体混合物接近塔底部进料到塔中且将干燥的粗合成气混合物进料到干燥的转变了的气体混合物入口上方的中间位置。这与先前方法形成对比，在先前方法中，将合成气混合物进料到气体洗涤装置中，以使得溶剂在一个场所中接触气体混合物。我们已经发现通过使两种不同气体物流单独进料到装置中，使得溶剂首先与干燥的粗气体混合物接触且随后与干燥的转变了的气体混合物接触，方法效率得以改善，其提供尺寸较小容器的潜力和对于甲醇和液烃生产增加的潜力。例如，在如上所述的塔实施方案中，通过仅将转变了的物流进料到塔底，使较多CO2和较少CO吸收于给定质量的循环洗涤溶剂中。因为较少CO被从合成气中除去，所以可除去较多CO2以给出所需化学计量的气体组成(R比)。如果除去较多CO2和较少CO，则此意味着产生的额外H2可在产物合成气中利用。因为甲醇合成或费-托合成过程或SNG生产过程受H2利用率限制，实际上这意味着从离开气化器的给定量的粗合成气中存在更多可用于甲醇、液烃或SNG合成的合成气。另外，因为CO2的分压较高，所以对于装置(如溶剂再循环率降低)或对于一些溶剂(在较高温度下操作需要较低程度致冷)使设备的成本节约成为可能。
操作含硫转变反应器、分流和气体洗涤阶段，以使得从气体洗涤装置收集的合成气具有在1.4-3.3范围内的化学计算比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)。这主要可通过调整绕过转变反应器的分流而实现，因为这控制由CO形成且随后在气体洗涤装置中除去的CO2的量。
通过本发明的方法生成的合成气可用于甲醇的生产或用于液烃的费托合成或合成天然气的生产。
甲醇生产通常通过使包含氢气、碳氧化物和任何惰性气体的合成气在高温和高压下穿过一个或多个甲醇合成催化剂床来进行，所述甲醇合成催化剂常为含铜的组合物。甲醇通常通过将产物气体物流冷却到甲醇的露点以下且分离出液体形式的产物来回收。该过程常以循环操作：因此通常使剩余的未反应气体物流作为合成气的一部分经由循环器再循环到合成反应器中。将新鲜的合成气(称为补充气体)加到再循环的未反应气体中以形成合成气物流。净化物流取自循环气体物流以避免惰性气体积累。甲醇合成可在40-150巴绝对压力范围且更方便在45-120巴绝对压力范围的压力下进行。合成催化剂的温度合适地在160-300℃范围内；优选峰值温度低于285℃。合成气优选在200-250℃范围的温度下进入催化剂床且在优选220-260℃范围的温度下离开所述床。所述合成催化剂优选为含有铜和化合物(例如锌、铝、铬、钛、锆和/或镁的氧化物)的基于铜的催化剂。所述催化剂可呈球粒、片料或挤出物形式。特别优选的催化剂描述在US 4788175中。
费-托合成用还原的钴基或铁基催化剂使一氧化碳与氢气的混合物转化为烃。在这种情况下，与甲醇合成形成对比，CO2不是CO的共反应物。因为Fe基催化剂通常具有显著水煤气轮换活性，而Co基催化剂却没有，所以与Fe基合成相反，对于Co基费-托合成通常将必须从合成气原料中提取较多CO2。进料到催化剂中的一氧化碳与氢气的混合物通常具有在1.4-2.5∶1范围内的氢气∶一氧化碳比，这取决于应用和催化剂类型。所述反应可以连续或间歇过程使用一种或多种搅拌淤浆反应器、鼓泡塔反应器、环路反应器或流化床反应器进行。所述过程可在0.1-10Mpa范围内的压力和150-350℃范围内的温度下操作。连续操作的气体时空速度(GHSV)在100-25000hr-1范围内。
在一种制备合成天然气的方法中，使包含一氧化碳、二氧化碳和氢气的合成气在一个或多个反应器中，优选在两个或多个反应器中在还原的负载型镍基催化剂上反应以在高度放热(甲烷化)反应中形成甲烷和水。所述水和任何剩余的二氧化碳可使用已知技术除去。如果原料气体含有接近于化学计量比(R＝3.0)的碳氧化物和氢气，则可产生高纯度的甲烷物流(通常甲烷＞95体积％)，其可用作合成天然气。
参考附图进一步说明本发明，其中：
图1为比较方法的描述，其中在一个步骤中将合成气混合物进料到使用冷甲醇作为溶剂的气体洗涤塔中，且
图2为根据本发明的一个实施方案的描述，其中将干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物单独进料到所述装置中，其中单独进料经布置以使得冷甲醇溶剂首先与干燥的粗气体混合物接触且随后与干燥的转变了的气体混合物接触。
在图1中，将通过使用氧气使煤气化，接着冷却、洗涤且与蒸汽混合得到的包含氢气、蒸汽和碳氧化物的粗合成气10分成分流物流12和转变原料物流14。将转变原料物流14在热交换器16中预热且通到含有微粒含硫转变催化剂的固定床20的转变转化器18中。水煤气轮换反应发生使粗合成气中存在的一些CO转化为CO2。将所得转变了的气体混合物从转化器18中经由管线22进料到第一换热器24中，在第一换热器24中将该气体混合物冷却，且随后进料到换热器16中，在换热器16中所述气体混合物用以加热原料物流14。将管线26中的所得冷却转变了的气体与粗合成气的分流物流12混合且合并了的混合物经由管线28进料到换热器30中，在换热器30中将该混合物冷却到露点以下以使水从所述气体中冷凝。将来自换热器30的混合物通到分离器32中，所述分离器32分离冷凝物34。将来自分离器32的部分干燥了的气体物流与经由管线36进料的甲醇混合且将该混合物经由管线38进料到换热器40如螺旋缠绕式换热器中，在换热器40中将该混合物进一步冷却。将冷混合物从交换器40中经由管线42通到第二分离器44中，所述第二分离器44从合成气混合物中分离甲醇和剩余水46。将所得干燥合成气混合物从分离器44中经由管线48通到接近包含多个有孔塔板52的气体洗涤塔50的底部。将冷再生甲醇经由管线54进料到接近塔50的顶部且经由塔板52中的孔眼向下穿过塔。随着甲醇向下穿过塔，它从以相反方向穿过的气体物流中吸收/溶解CO2。还吸收了一些CO和污染物。制冷盘管56提供于所述塔中以维持所要操作温度。荷载CO2的甲醇溶剂经由管线58从所述塔的底部回收且送去再生。将排除CO2的合成气从塔50的顶部收集且经由管线60进料到换热器40中，在换热器40中将该合成气用以冷却管线38中的甲醇/合成气混合物。具有所要化学计算比的合成气物流自换热器40经由管线62获得。
在图2中，将通过使用氧气使煤气化，接着冷却、洗涤且与蒸汽混合得到的包含氢气、蒸汽和碳氧化物的粗合成气10分成分流物流12和转变原料物流14。将转变原料物流14在热交换器16中预热且通到含有微粒含硫转变催化剂的固定床20的转变转化器18中。水煤气轮换反应发生使粗合成气中存在的一些CO转化为CO2。将所得转变了的气体混合物从转化器18中经由管线22进料到第一换热器24中，在第一换热器24中将该混合物冷却且随后进料到换热器16中，在换热器16中所述混合物用以加热原料物流14。将管线26中的所得冷却转变了的气体进料到换热器30中，在换热器30中将该混合物冷却到露点以下以使水从所述气体中冷凝。将来自换热器30的混合物通到分离器32中，所述分离器32分离冷凝物34。将来自分离器32的部分干燥了的气体物流与经由管线36进料的甲醇混合且将该混合物经由管线38进料到换热器40如螺旋缠绕式换热器中，在换热器40中将该混合物进一步冷却。将冷混合物从交换器40中经由管线42通到第二分离器44中，所述第二分离器44从合成气混合物中分离甲醇和剩余水46。将所得干燥合成气混合物从分离器44中经由管线48通到接近包含多个有孔塔板52的气体洗涤塔50的底部。
使分流物流12或粗合成气不与转变了的气体混合物混合，而是在换热器70中冷却，在换热器70中将其冷却到露点以下以使水从所述气体中冷凝。将来自换热器70的混合物通到分离器72中，所述分离器72分离冷凝物74。将来自分离器72的部分干燥了的气体物流与经由管线76进料的甲醇混合且将该混合物经由管线78进料到换热器80如螺旋缠绕式换热器中，在换热器80中将该混合物进一步冷却。将冷混合物从换热器80中经由管线82通到第二分离器84中，所述第二分离器84从合成气混合物中分离甲醇和剩余水86。将所得干燥合成气混合物从分离器84中经由管线88通到处于有效塔高的约三分之一到约二分之一位置处的气体洗涤塔50中。
将冷再生甲醇经由管线54进料到接近塔50的顶部且经由塔板52中的孔眼向下穿过所述塔。随着甲醇向下穿过所述塔，它首先与干燥的粗合成气混合物接触，随后与以相反方向穿过的干燥的转变了的气体混合物接触。制冷盘管56提供于所述塔中以维持所要操作温度。荷载CO2的甲醇溶剂经由管线58从所述塔的底部回收且送去再生。将合并了的排除CO2的合成气从塔50的顶部收集且经由管线60进料到换热器40中，在换热器40中将该合成气用以冷却管线38中的甲醇/合成气混合物。管线60中的合成气还可用以在换热器80中冷却甲醇/合成气混合物78。具有所要化学计算比的合成气物流自换热器40经由管线62获得。
可将冷凝物34和74合并且用以生成用于例如气化或转变阶段的蒸汽。可将甲醇/水混合物46和86合并且进料到甲醇纯化中。
参考根据如图1和2所描绘的方法的以下计算实施例进一步说明本发明。
根据图1的比较实施例
  物流   10   14   12   22   28   54   60   58
  流量   kgmol s/hr   64722.8   35270.1   29452.7   35270.1   64722.8   34111.6   23334.5   44715
  流量   kg/hr   1266026   689909   576117   689909   1266026   1093000   249082   1551535
  压力   巴   63.0   63.0   63.0   62.5   62.0   60.0   58.0   60.0
  温度   ℃   240   240   240   421   249   -30   -30   -37
  组成   摩尔份数
  H2   0.1776   0.1776   0.1776   0.3032   0.2460   0.0000   0.6793   0.0015
  CO   0.1789   0.1789   0.1789   0.0533   0.1105   0.0000   0.2942   0.0062
  CO2   0.0981   0.0981   0.0981   0.2236   0.1665   0.0000   0.0200   0.2274
  N2   0.0014   0.0014   0.0014   0.0014   0.0014   0.0000   0.0038   0.0000
  CH4   0.0004   0.0004   0.0004   0.0004   0.0004   0.0000   0.0010   0.0001
  NH3   0.0011   0.0011   0.0011   0.0011   0.0011   0.0000   0.0000   0.0001
  H2O   0.5406   0.5406   0.5406   0.4150   0.4722   0.0000   0.0000   0.0000
  H2S   0.0012   0.0012   0.0012   0.0013   0.0012   0.0000   0.0000   0.0017
  COS   0.0001   0.0001   0.0001   0.0000   0.0001   0.0000   0.0000   0.0001
  Ar   0.0006   0.0006   0.0006   0.0006   0.0006   0.0000   0.0016   0.0000
  CH3OH   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   1.0000   0.0001 0.7628
根据图2的实施例1
  物流   10   14   12   22   54   60   58
  流量   kgmols/hr   64722.8   36118.8   28604   36118.8   33081.7   23475   43664.7
  物流   10   14   12   22   54   60   58
  流量   kg/hr   1266026   706510   559516   706510   1060000   250605   1519433
  压力   巴   63.0   63.0   63.0   62.5   60.0   58.0   60.0
  温度   ℃   240   240   240   420.8   -30   -30   -37
  组成   摩尔份数
  H2   0.1776   0.1776   0.1776   0.3031   0.0000   0.6794   0.0018
  CO   0.1789   0.1789   0.1789   0.0534   0.0000   0.2942   0.0030
  CO2   0.0981   0.0981   0.0981   0.2237   0.0000   0.0200   0.2355
  N2   0.0014   0.0014   0.0014   0.0014   0.0000   0.0038   0.0000
  CH4   0.0004   0.0004   0.0004   0.0004   0.0000   0.0010   0.0001
  NH3   0.0011   0.0011   0.0011   0.0011   0.0000   0.0000   0.0001
  H2O   0.5406   0.5406   0.5406   0.4150   0.0000   0.0000   0.0000
  H2S   0.0012   0.0012   0.0012   0.0013   0.0000   0.0000   0.0018
  COS   0.0001   0.0001   0.0001   0.0000   0.0000   0.0000   0.0001
  Ar   0.0006   0.0006   0.0006   0.0006   0.0000   0.0015   0.0000
  CH3OH   0.0000   0.0000   0.0000   0.0000   1.0000   0.0001 0.7576
计算表明自具有相同组成的洗涤装置得到的合成气流动速率增加约0.6％(主要由于较低程度的CO共吸收)。预期此具有经济优势，因为这意味着对于进料到下游的相同合成气流而言，所有上游设备且包括洗涤装置(除含硫转变容器以外)(即用于产生氧气的气化器和空气分离装置)可变得更小。或者，增加的合成气可转换为增加的甲醇或液烃产量。
关于所需洗涤溶剂再循环率，还存在少量节约。减少操作成本的供选途径可具有相同循环率，但在稍微低程度上将溶剂冷却。
然而含硫转变分流物流必须在单独换热器中冷却且单独处理以除去其水含量，对于存在多种物流的大设备来说，此可能并不意味着附加设备项目。

Claims (25)

1.一种生成合成气的方法，其包括以下步骤：
(a)通过以下步骤形成包含氢气和碳氧化物的粗合成气：
(i)在高温和高压下使含碳原料气化，和
(ii)冷却并用水洗涤所得气体物流，
(b)将所述粗合成气分成第一物流和第二物流，
(c)在蒸汽存在下使粗合成气的第一物流进行水煤气轮换反应以形成转变了的气体混合物，
(d)冷却第二粗合成气物流和转变了的气体混合物到露点以下以使水冷凝并自此分离所得冷凝物以分别形成干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物，
(e)将所述干燥的粗合成气混合物和干燥的转变了的气体混合物进料到借助于逆流溶剂流动操作的气体洗涤装置中，以使得流动穿过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触，且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触，和
(f)从所述气体洗涤装置中收集化学计量比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在1.4-3.3范围内的合成气。
2.权利要求1的方法，其中R在1.4-2.5范围内。
3.权利要求1或2方法，其中所述含碳原料为煤。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述气化用氧气进行。
5.权利要求3或4的方法，其中所述气化在气化器中使用氧气或空气且在蒸汽存在下在至多约75巴绝对压力的压力和至多约1450℃的出口温度下对煤粉或水煤浆进行。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中在使所述粗合成气进行所述水煤气轮换反应之前，将所述气体与蒸汽合并。
7.权利要求1-6中任一项的方法，其中第一物流占所述粗合成气在10体积％至90体积％之间且第二物流因此占所述粗合成气在90体积％至10体积％之间。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述第一物流在含有负载型钴促进的钼催化剂的容器中进行水煤气轮换反应。
9.权利要求8的方法，其中所述水煤气轮换反应在250-500℃范围内的温度下进行。
10.权利要求1-9中任一项的方法，其中在除去所述水之前使粗合成气的所述第二物流进行COS水解步骤。
11.权利要求1-10中任一项的方法，其中所述气体洗涤装置中使用的溶剂选自甲醇；醇；和二醇产物，如二醇或聚乙二醇醚；和碳酸亚丙酯。
12.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述气体洗涤装置中的溶剂为甲醇。
13.权利要求12的方法，其中所述甲醇在所述气体洗涤装置中在-30至-70℃范围内的温度下且在至多约75巴绝对压力的高压下使用。
14.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述气体洗涤装置中的溶剂为聚乙二醇醚。
15.权利要求1-14中任一项的方法，其中所述气体洗涤装置包含塔，所述塔具有接近顶部的溶剂入口和接近底部的溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的所述溶剂在所述塔中向下流过一个或多个有孔塔板或填料层；单独的干燥的粗合成气混合物入口和干燥的转变了的气体混合物入口，所述入口布置成使得流过所述装置的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触且随后与所述干燥的转变了的气体混合物气体接触；和合成气出口。
16.权利要求1-15中任一项的方法，其中所述产物合成气用以冷却供给所述气体洗涤装置的原料气体。
17.一种生产甲醇的方法，所述方法包括以下步骤：根据权利要求1-16中任一项的方法形成化学计算比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在1.4-2.5范围内的合成气且使所述合成气在高温和高压下穿过一个或多个甲醇合成催化剂床。
18.权利要求17的甲醇生产方法，其在40-150范围内的压力下且用在160-300℃范围内的合成气温度进行。
19.权利要求17或18的甲醇生产方法，其中所述甲醇合成催化剂为含有铜和一种或多种锌、铝、铬、钛、锆和/或镁的氧化物的铜基催化剂。
20.一种合成液烃的方法，所述方法包括以下步骤：根据权利要求1-16中任一项的方法形成化学计算比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在1.4-2.5范围内的合成气，随后如果需要，则调整氢气与一氧化碳的比率以使得所述合成气具有在1.5-2.5∶1范围内的氢气：一氧化碳比，和使所述合成气在高温和高压下穿过在合适容器中的钴基或铁基费托催化剂。
21.权利要求20的合成液烃的方法，其中所述反应在0.1-10Mpa范围内的压力和150-350℃范围内的温度下进行。
22.权利要求20或21的合成液烃的方法，其中所述反应以连续或间歇过程使用一个或多个搅拌淤浆反应器、鼓泡塔反应器、环路反应器或流化床反应器进行。
23.一种生产合成天然气的方法，所述方法包括以下步骤：根据权利要求1-16中任一项的方法形成化学计算比R＝(H2-CO2)/(CO+CO2)在2.8-3.3范围内的合成气，和使所述合成气经过在一个或多个反应器中的负载型Ni催化剂。
24.一种适于从气体混合物中除去二氧化碳的气体洗涤装置，其包含容器，所述容器具有溶剂入口和溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的溶剂经由其流动；单独的第一气体混合物入口和第二气体混合物入口，所述入口布置成使得经由所述装置流动的溶剂首先与所述第一气体混合物接触且随后与所述第二气体混合物接触；和气体出口。
25.权利要求24的气体洗涤装置，其中所述气体洗涤装置包含塔，所述塔具有接近顶部的溶剂入口和接近底部的溶剂出口，适于溶解/吸收二氧化碳的所述溶剂在塔中向下流过一个或多个有孔塔板或填料层；单独的干燥的粗合成气混合物入口和干燥的转变了的气体混合物入口，所述入口布置成使得经由所述装置流动的溶剂首先与所述干燥的粗气体混合物接触且随后与所述干燥的转变了的气体混合物接触；和合成气出口。
CN2008801041961A 2007-08-03 2008-07-07 生成合成气的方法 Expired - Fee Related CN101784317B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0715101.2A GB0715101D0 (en) 2007-08-03 2007-08-03 Process
GB0715101.2 2007-08-03
PCT/GB2008/050544 WO2009019497A2 (en) 2007-08-03 2008-07-07 Process for the generation of a synthesis gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101784317A true CN101784317A (zh) 2010-07-21
CN101784317B CN101784317B (zh) 2013-07-03

Family

ID=38529210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801041961A Expired - Fee Related CN101784317B (zh) 2007-08-03 2008-07-07 生成合成气的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8439991B2 (zh)
CN (1) CN101784317B (zh)
AU (1) AU2008285282B2 (zh)
CA (1) CA2695210C (zh)
GB (2) GB0715101D0 (zh)
WO (1) WO2009019497A2 (zh)
ZA (1) ZA201000786B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102503770A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 四川亚联高科技股份有限公司 一种天然气高效制取甲醇的工艺方法
CN102695669A (zh) * 2009-11-05 2012-09-26 约翰森·马瑟公开有限公司 水煤气变换反应方法
CN103030109A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 合成醋酸所需的合成气的制备方法
CN103031160A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 合成甲醇所需的合成气的制备方法
CN103030111A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 生产甲醇所需的合成气的制备方法
CN103189481A (zh) * 2010-11-19 2013-07-03 普莱克斯技术有限公司 制备合成天然气的方法
CN103380199A (zh) * 2010-11-11 2013-10-30 庄信万丰股份有限公司 工艺
CN104334493A (zh) * 2012-05-24 2015-02-04 林德股份公司 由合成气、尤其由乙炔尾气生成co、h2 和甲醇合成气的方法
CN108977236A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 国家能源投资集团有限责任公司 一种低温甲醇洗***以及合成气的提供方法
TWI821427B (zh) * 2018-10-05 2023-11-11 德商林德股份有限公司 使用轉化器製造氣體產物之方法及裝置

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0814053D0 (en) * 2008-08-01 2008-09-10 Johnson Matthey Plc Process
GB2467292B (en) * 2008-11-24 2013-08-07 Progressive Energy Ltd Waste Gas Processing using Water Shift Reaction with Hydrogen, Carbon Dioxide and Hydrogen Sulphide Separation
KR20120013357A (ko) * 2009-03-30 2012-02-14 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 정제된 합성 가스 스트림의 제조 공정
US8987175B2 (en) * 2009-03-30 2015-03-24 Shell Oil Company Process for producing a purified synthesis gas stream
EP2236457A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing a purified synthesis gas
DE102009016402A1 (de) * 2009-04-07 2010-10-14 Uhde Gmbh Verfahren und Anlage zur Behandlung von Synthesegas aus der Vergasung Kohlenstoff-haltiger Feststoffe
JP4395542B1 (ja) 2009-04-30 2010-01-13 三菱重工業株式会社 ガス化ガスからの高純度ｃｏ２回収方法およびシステム
PL2261308T3 (pl) * 2009-05-07 2013-11-29 Haldor Topsoe As Sposób wytwarzania gazu ziemnego
US8703094B2 (en) 2009-06-30 2014-04-22 Shell Oil Company Process to prepare a hydrogen rich gas mixture
AU2010298335B2 (en) * 2009-09-22 2015-09-17 The Regents Of The University Of California A method to produce methane rich fuel gas from carbonaceous feedstocks using a steam hydrogasification reactor and a water gas shift reactor
US8354082B2 (en) 2010-03-17 2013-01-15 General Electric Company System for heat integration with methanation system
CN102616737A (zh) * 2011-01-30 2012-08-01 中国石油化工股份有限公司 合成乙二醇所需的合成气的制备方法
GB201119957D0 (en) * 2011-11-18 2012-01-04 Johnson Matthey Plc Process
EP2767324A1 (de) * 2013-02-14 2014-08-20 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer physikalischen Gaswäsche mit Methanol
FR3014862B1 (fr) 2013-12-17 2016-01-01 Axens Procede de purification du gaz de synthese par voie de lavage sur des solutions aqueuses d'amines
CN106237789B (zh) * 2015-08-31 2019-04-09 中国石油天然气股份有限公司 一种磺化尾气三氧化硫吸收装置及吸收方法
EP3208258A1 (en) * 2016-02-16 2017-08-23 Fundació Privada Institut Català d'Investigació Química (ICIQ) Methanol production process
PL3433341T3 (pl) * 2017-01-17 2021-09-27 NextChem S.p.A. Sposób i powiązane urządzenie do wytwarzania czystego bio-metanolu z gazu syntezowego pochodzącego ze zgazowania odpadów
CN108926864A (zh) * 2018-06-20 2018-12-04 珠海市高栏联合新材料有限公司 一种生产dotp设备中的脱醇机构
GB202016416D0 (en) * 2020-10-16 2020-12-02 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process for synthesising hydrocarbons

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2863527A (en) * 1949-09-15 1958-12-09 Metallgesellschaft Ag Process for the purification of gases
US2709655A (en) 1952-06-28 1955-05-31 Gen Aniline & Film Corp Diazotype photoprinting material
GB725000A (en) * 1955-03-01 1955-03-02 Benson Homer Edwin Improvements in or relating to method for separating carbon dioxide and hydrogen sulphide from gas mixtures
US3709669A (en) * 1970-12-28 1973-01-09 Texaco Development Corp Methane production
DE2212700C2 (de) * 1972-03-16 1982-07-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Erzeugung eines methanreichen, mit Erdgas austauschbaren Gases
US3993457A (en) * 1973-07-30 1976-11-23 Exxon Research And Engineering Company Concurrent production of methanol and synthetic natural gas
US4330305A (en) * 1976-03-19 1982-05-18 Basf Aktiengesellschaft Removal of CO2 and/or H2 S from gases
US4235800A (en) 1978-05-31 1980-11-25 Imperial Chemical Industries Limited Synthesis gas
US4235044A (en) * 1978-12-21 1980-11-25 Union Carbide Corporation Split stream methanation process
GB8431597D0 (en) 1984-12-14 1985-01-30 Ici Plc Treatment of gas mixtures
US5543437A (en) * 1986-05-08 1996-08-06 Rentech, Inc. Process for the production of hydrocarbons
US4946477A (en) * 1988-04-07 1990-08-07 Air Products And Chemicals, Inc. IGCC process with combined methanol synthesis/water gas shift for methanol and electrical power production
US5392594A (en) 1993-02-01 1995-02-28 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated production of fuel gas and oxygenated organic compounds from synthesis gas
CN1938400B (zh) * 2004-02-05 2012-01-04 沙索技术有限公司 烃的合成
US20070072949A1 (en) 2005-09-28 2007-03-29 General Electric Company Methods and apparatus for hydrogen gas production

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102695669B (zh) * 2009-11-05 2015-11-25 约翰森·马瑟公开有限公司 水煤气变换反应方法
CN102695669A (zh) * 2009-11-05 2012-09-26 约翰森·马瑟公开有限公司 水煤气变换反应方法
CN103380199A (zh) * 2010-11-11 2013-10-30 庄信万丰股份有限公司 工艺
CN103189481A (zh) * 2010-11-19 2013-07-03 普莱克斯技术有限公司 制备合成天然气的方法
CN103189481B (zh) * 2010-11-19 2016-06-22 普莱克斯技术有限公司 制备合成天然气的方法
CN103031160A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 合成甲醇所需的合成气的制备方法
CN103030111A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 生产甲醇所需的合成气的制备方法
CN103030109A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中国石油化工股份有限公司 合成醋酸所需的合成气的制备方法
CN102503770A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 四川亚联高科技股份有限公司 一种天然气高效制取甲醇的工艺方法
CN102503770B (zh) * 2011-11-29 2013-11-27 四川亚联高科技股份有限公司 一种天然气高效制取甲醇的工艺方法
CN104334493A (zh) * 2012-05-24 2015-02-04 林德股份公司 由合成气、尤其由乙炔尾气生成co、h2 和甲醇合成气的方法
CN108977236A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 国家能源投资集团有限责任公司 一种低温甲醇洗***以及合成气的提供方法
TWI821427B (zh) * 2018-10-05 2023-11-11 德商林德股份有限公司 使用轉化器製造氣體產物之方法及裝置

Also Published As

Publication number Publication date
GB201001259D0 (en) 2010-03-10
US8439991B2 (en) 2013-05-14
AU2008285282A1 (en) 2009-02-12
WO2009019497A3 (en) 2009-05-07
ZA201000786B (en) 2010-10-27
GB2464045B (en) 2012-05-30
CN101784317B (zh) 2013-07-03
US20110124749A1 (en) 2011-05-26
CA2695210C (en) 2015-06-16
WO2009019497A2 (en) 2009-02-12
GB0715101D0 (en) 2007-09-12
GB2464045A (en) 2010-04-07
AU2008285282B2 (en) 2012-05-03
CA2695210A1 (en) 2009-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101784317B (zh) 生成合成气的方法
US8299132B2 (en) Process for the conversion of hydrocarbons to alcohols
US8299133B2 (en) Process for the conversion of hydrocarbons to oxygenates
CN102112218B (zh) 用于升高合成气的氢含量的方法
AU2012338628B2 (en) Process for increasing hydrogen content of synthesis gas
US20100162627A1 (en) Process for producing a methane-rich gas
AU2012338627B2 (en) Process for increasing hydrogen content of synthesis gas
WO2013088116A1 (en) A water-gas -shift process
AU2012338629B2 (en) Process for increasing hydrogen content of synthesis gas

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130703

Termination date: 20160707