TWI291988B - - Google Patents

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TWI291988B
TWI291988B TW091117308A TW91117308A TWI291988B TW I291988 B TWI291988 B TW I291988B TW 091117308 A TW091117308 A TW 091117308A TW 91117308 A TW91117308 A TW 91117308A TW I291988 B TWI291988 B TW I291988B
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L Kasbaum Janice
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Description

1291988
發明背景 使烴材料氣化為合成氣體或合成氣之方法及優點通常於 工業上已知。在高溫氣化法中，合成氣體通常製自氣態可 燃燒的燃料（例如天然氣）及固態可燃的有機燃料（例如煤、 殘渣油、木材、焦砂、頁岩油及都市、農業或工業廢棄物） 。氣態或固態可燃燒的燃料係與含反應性氧之氣體（例如空 氣、富氧空氣或純氧及溫度調節劑（例如蒸汽））在氣化反應 器中反應，以得到合成氣。 在典型的氣化製程中，合成氣體大體上包含氫（H2)、一 氧化碳（C0)及較少量的不純物，例如水（H2〇)、二氧化碳 (C〇2)、硫化羰（COS)及硫化氫（Ηβ)。於使用於下游製程之 别’合成氣通常經處理，以移除或明顯地降低不純物（特別 是HZS、COS及C〇2)之量。許多酸氣移除系統於市面上有售 ’且其選擇係取決於酸氣移除系統之製程及操作壓力所需 之硫化合物和二氧化碳移除的程度。 接著可自合成氣體得到氫，並且用作加氫處理單元中之 過量的反應物。加氫處理涵蓋許多煉油廠操作，含（但不限 於）催化的脫硫作用、脫氮作用、氫化處理（俾移除其他污染 物）、重整進料之預處理及加氫裂解（俾分解重質烴材料）。 合成氣之剩餘部分，主要為一氧化碳及少部分氫，接著可 在燃燒渦輪機中消耗，以產生能量。 加氫裂解單元為煉油廠轉化單元中最具變化性者。其 可處理廣泛範圍之進料，自石腦油至瀝青，以產出任何 具低於進料分子量之所需的產物。氫化處理為最廣泛使 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1291988 A7
至最==二 處理進料自最輕質的石腦油 =!1其主要用以自進料移除不想要 的二物，例如含硫的化合物。加氫裂解及氫化處理皆 =作為反應物。除了不使用氫之外，催化裂解類似 加虱裂解。在每一製程中’所用之觸媒可受到任何在進 料中發現的金屬或固態不純物(以及任何製程中產生的焦 炭）而變為失活。 由於氫通常以過量投料進入加氫處理單元，故氫存在 於單元之產物流中。必須回收此氫氣，以再循環回到加 氫處理單元之入口。然而’由於處理過程氫氣中壓降之 緣故，氫必須經壓縮以再循環回到加氫處理單元。因此 ，必須發展ii}-種經濟的方法，以便提高氫壓力供用作 再循環氣流。 發明概述 本發明關於一種整合的氣化和加氫處理方法。首先使 烴燃料氣化，以製造合成氣。使合成氣純化，以移除不 純物（最常見為硫化氫），接著自該合成氣移除部分氫。此 可藉由任何已知的方法進行，以便自含氫氣之氣流移除 硫化氫氣體，但較佳係使用薄膜分離或壓力搖擺吸附單 元完成。 經回收的氫氣經壓縮且用作加氫處理製程中之過量的反 應物，加氫處理製程含（但不限於）脫硫作用、脫氮作用、氩 化處理（俾移除其他污染物）及加氫裂解作用。因為過量氫用 於加氫處理製程中，故可自加氫處理單元產物回收氫氣。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1291988 A7 Γ--------Β7 五、發明説明（3 ) ' --- 此氮氣（通常含輕質烴氣體）經純化以移除任何污染物，並且 ，壓^供再#環回到加氫處理單元。於氫引回加氣處理 早—別自再循環的氫流移除輕質煙。 貧氫的合成氣係於驅動壓縮機（壓縮再循環的氫氣）之胗 服器中膨脹，藉以使製程的效率達到最大。經膨脹的合成 氣接著與自該再循環的氫氣流移除之輕質烴混合，且於氣 體渦輪機中燃燒以產生能量。 圖式簡單說明 圖1說明本發明之一個較佳具體實施例。 作為例證的具體實施例之說明 在本發明中，首先得到及製備烴燃料，以供投料至氣化 反應器。烴燃料為任何的固態、液態或氣態可燃燒的有機 材料，其可用作製造合成氣之氣化製程的進料。氣化製程 之進料通常為烴材料，即一或多種材料，通常是有機的， 其係提供氣化反應之氫和碳的來源。烴材料可為氣、液或 固態或如所需之組合（例如流體化狀態之固_液組合物）。 考慮到進料之組成及物理本性，進料製備階段可以不 必要。一般而言，於投至氣化器前，固態烴燃料將必須 以油或水液化。液態及氣態烴燃料可適用於直接投料至 氣化器，但可經預處理以移除任何可能存在於進料中之 不純物。 此中用以表示許多適合的進料之液態烴燃料一詞意欲包 .含可泵送的液態烴材料及固態烴材料之可泵送的液態淤漿 及其混合物。例如，固態烴材料之可泵送的水性淤漿為適 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) I291988
合的進料。事實上，士辨 ^ 、 大體上任何可燃燒的含碳液態有機材 料或其淤漿可包含於，，液離 一 狀心、/ 工 a之定義内。例如，其包 含： ⑴固態烴材料（例如煤、微粒碳、石油焦炭、濃縮的污泥 及其混合物）於可氣化的液態載體（例如水、液態co2、液態 烴燃料及其混合物）中之可泵送的淤漿； ⑺供應至氣化器之適合的液態烴燃料意欲包含許多材料 ’例如液化石油氣、石、、山趣山此 礼石油餾出物及殘渣、汽油、石腦油、 煤油、原油、瀝青、刼些、、占、我、太、丨 !月祖木油、殘渣油、焦砂油及頁岩油、 煤衍生油、芳烴（例如笨、甲苯、二甲苯館分）、煤焦油、循 環粗柴油（來自流體催化裂解操作）、焦炭粗柴油之糖搭萃取 物及其混合物； (3)亦〇 §於液態烴疋義内者為氧化的烴有機材料，含碳 水化合物、纖維素材料、搭類、有機酸、醇類、嗣類、氧 化的燃料油、廢液及副產物（來自含氧化的烴有機材料之化 學製程）及其混合物。 可單獨地或連同液態烴燃料於部分氧化氣化器中處理之 氣態烴燃料包含氣化的液態天然氣、煉油廠廢氣、〇1{4烴 氣體及含廢碳之氣體（來自化學製程 於進料製備階段後（倘若使用），烴燃料係送至氣化反應 器或氣化器。在氣化器中，烴燃料與具反應性的含自由氧 之氣體反應。此中所用含自由氧之氣體代表空氣、富氧空 氣（即大於21莫耳％ 〇2)及實質上純氧（大於約95莫耳％氧）了 剩下者通常包含A及稀有氣體。實質上純氧為較佳，例如 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 1291988
藉由空氣分離單元（細）製造者。烴材料之部分氧化反應通 常係於溫度調節劑（例如蒸汽）存在下’在氣化區完成，俾得 到熱的合成氣體或合成氣、在本說明書巾，合成氣體及合 成氣可交互使用。 溫度調節劑之需求（俾控制氣體產生器之反應區溫度）通 常取決於進料之碳對氫比例及氧化劑流之氧含量。溫度調 節劑通常與具實質上純氧之液態烴_-起使P水或蒸 汽為較佳的溫度調節劑。可引人蒸汽作為溫度調節劑（與反 應物流之一或二者混合）。另外，藉著進料注射器中分離的 導管，可將溫度調節劑引至氣體產生器之反應區。其他溫 度调節劑包含富C〇2氣體、氮及再循環的合成氣。 氣化反應器通常包含反應區（由垂直的圓柱形鋼製壓力容 器（襯以耐火材）構成）及驟冷室，例如揭示於美國專利第 2,809，104號中者(合併於本案以供參考）。進料注射器，例如 揭示於美國專利第2,928,460號中者（合併於本案以供參考）亦 可用以將進料流引至反應區中。在氣化器之反應區中，内容 物通吊達到溫度為在約1，7〇〇°f(927°C )至3,000°F(1649°C )之 範圍内，更佳為在約2,000。卩（1093。〇至2,800。卩（1538°(：)之範 圍内。壓力通常在約1 pSi (1〇1 kPa)至約3675 psi (25,331 kPa)之範圍内，更佳為在約2〇〇 psi (1378 kpa)至約2〇〇〇 psi (13,782 kPa)之範圍内，甚至更佳為在約8〇〇 psi (5513 kpa) 至約1200 pSi (8269 kPa)之範圍内。請參照美國專利第 3,945,942號，其係揭示一種部分氧化進料注射器組件。請 參照美國專利第5,656,044號，其係揭示一種使有機材料氣 • 9 -
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公茇) 1291988 A7 ___B7 五、發明説明（6 ) ' - 化之方法及裝置。請亦參照美國專利第5,435,94〇、 4,851，013及4，159,238號，其係揭示先前技藝中已知之許多 氣化製程之-些。以上參考文獻之全部揭示合併於本案以 供參考。 熱氣化製程產物（合成氣體或合成氣）主要包含一氧化碳 及氫。其他時常可於合成氣中發現之材料包含硫化氫、二 氧化碳、氨、氰化物及微粒（以碳形式）及微量金屬。進料中 之㈣物程度係藉㈣料種類及所用之特殊的氣化製程以 及操作條件而決定。無論如何，這些污染物之移除較佳係 使氣化作用為可實行的方法，且酸氣（例如c〇2及Η〗”移除 非常有利者。 δ σ成氣體自氣化器排出後，其進入氣化驟冷室以供清潔 。驟冷輥中之紊流條件（由大體積之氣體向上冒泡通過水而產 生）有助於水條洗大部分來自流出氣體之固形物。大量蒸汽在 驟冷輥容器内產生，並且使合成氣流飽和。原氣流係在驟冷 室中冷卻，並且於溫度在約350〇F至約600°F(175°C至315。〇 之範圍内，例如約450°F至約550°F(23(TC至290°C )，及壓力 在約500至2500 psia之範圍内（例如約1〇〇〇 psia)離開。有利地 ’新鮮的驟冷水為補充的水和接續地於製程中產生的濃縮 液之混合物。 於自氣化器排放後，合成氣可送入酸氣移除單元，使得 合成氣中之不純物可移除。供合成氣用之酸氣移除設備 (通常使用胺或物理溶劑）係自混合的合成氣/清除氣流移除 酸氣（特別是硫化氫）。酸氣移除設備通常在低溫下操作。 本纸银尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 1291988 A7
於合成氣冷卻至低於約265。!；（13〇 t )，較佳低於約 195吓(90。〇後，可容易地移除氣體中的污染物(特別是硫 化合物及酸氣）。合成氣與溶劑在酸氣移除接觸器中接觸 。接觸器可為技藝中已知之任何的類型，含塔盤及填充塔 。此類酸移除接觸器之操作係為技藝中已知。來自酸氣^ 除單元之硫化氫通常送入硫回收製程，其中任何回收的二 氧化碳排放至大氣。 於酸氣移除階段中處理後，將合成氣送至硫化氫處理階 段（較佳係由薄膜及/或壓力搖擺吸附（PSA)單元完成），俾供 氫氣純化及製造。可以氣體分離薄膜將合成氣分離為富氫 的氣體及不含氫的氣體。氣體分離薄膜系統使得似氫之小 分子選擇性地通過薄膜（滲透物），而較大分子（c〇2、c〇)沒 有通過薄膜（非滲透物）。 氣體分離薄膜可為任何可滲透氫氣優先於二氧化碳及一 氧化碳之類型。許多類型之薄膜材料係為技藝中已知之極 優先擴散氫（相較於氮、一氧化碳及二氧化碳）者。此類薄膜 材料包含：矽酮橡膠、丁基橡膠、聚碳酸酯、聚（伸苯基氧） 耐論6,6、聚本乙稀、聚礙、聚醯胺、聚醯亞胺、聚謎、 聚伸芳基氧、聚胺基甲酸酯、聚酯及其類似物。氣體分離 薄膜單元可具任何習知的結構，且中空纖維結構為較佳。 在高壓下，通常在介於約800 psi (5,515 kPa)及約16〇〇 psi Ul，〇30 kPa)間，更佳為介於約 8〇〇 psi (5,515 kPa)及約 1200
Psi (8，273 kPa)間’合成氣或混合的氣流進入薄膜中。氣體 溫度通常介於約50°F(10°C)及約212QF(100°C)間，更佳為 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1291988 A7 B7 五、發明説明（8 ) 介於約68°F (20°C)及約122°F (5〇°C)間。氣體分離薄膜系 統使得似氩之小分子通過（滲透物），而較大分子（C02、 CO)沒有通過（非滲透物）。當通過薄膜時，滲透物受到介 於約 500 psi (3,447 kPa)至約 7〇〇 psi (4,826 kPa)間之實質 壓降。因此，富氫之滲透物通常在約100 psi (689 kPa)至 約 700 psi (4,826 kPa)下，更佳在約 300 psi (2,068 kPa)至 約600 psi (4，136 kPa)下。富氫之滲透物可含有介於約95 至約97莫耳％之氫氣。 進行純化作用之另外的裝置為壓力搖擺吸附（PSA)單元， 其係藉由在吸附床上使用壓力變化，自粗氣流移除不純物 。在習知的方法中，粗合成氣流通常受到胺溶液，接著為 甲烧化作用’接著為銅液務洗法及最後為分子|帛乾燥法處 理。 ¥進行粗流出物流之純化作用之較佳裝置為藉由薄膜 及/或PSA單元時，應瞭解必要時在本發明之方法中可使 用供純化粗Kb用之習知的裝置。氫純化階段通常造成富 氫氣流之壓力降低’因此於用於加氫處理單元中前通常 必須經壓縮通常至壓力為約1〇〇〇 psi(69〇〇 kPa)至約2〇〇〇 (13800 kPa) 〇 接著可使用來自第-氫分離單元之非滲透物貧氫合成氣 流’以產生能量。較佳地，可使用膨脹器/壓縮機组合單元 ，以便同時地提高再循環氫流之壓力(如下討論)，並且降低 進入燃燒滿輪機之貧氫的合成氣。貧氣的合成氣盘來自第 二氫純化階段（有關再循環氫流）之烴流混合（如下討論），接 -12-
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者組合物經燃燒’並且燃燒的氣體經膨脹，以藉由受膨服 渴輪機驅動之電動機而產生能量。當其用作產生能量之燃 料時，熱值及貧氫的合成氣流之組成為重要的考量。因此 :必㈣額外的燃料（例如天然氣）添加至貧氫的合成氣流， 以便提高燃燒器進料流之熱值v如所述，貧氫的合成氣流 與來自第二氫純化階段之烴混合（如下討論），其可提供充足 的額外熱值至貧氫的合成氣流。 來自第氫、、，屯化P白段之富氫的滲透物接著用於加氣處理 (例如氫化處理或加氫裂解)烴流。加氫處理涵蓋許多煉油廠 操作’含（但紐於）催化的脫硫作用、脫氣作用、氣化處理 (俾移除其他污染物）、重整進料之預處理及加氫裂解（俾分 解重質烴材料）。 /加氫處理作用巾，氫適用於數個重要的功能。例如， 氫…硫醇-硫化物、苯并σ塞吩及其類似物反應以形成硫 化氫，藉歧進料料。氫封似其他氮化合物反應以 形成氨。氫促進多環芳族化合物裂解。最後，f氫的環境 降低焦油及焦炭形成，目而延長觸媒壽命且提高反應器循 環次數。 反應器之氫需求係取決於所進行操作之特殊性而改變， 且可低如200標準立方英呎/桶或更小（就石腦油或新鮮的輕 質瘵餾液而言）、500-1，〇〇〇標準立方英呎/桶（就處理常壓殘 渣油而言）、1，000標準立方英呎/桶以上（就真空殘渣油之處 理而言）以及高如5,00(M0,000標準立方英呎/桶（就加氫裂解 而言）。因此，當在第一氫純化階段中處理合成氣時，加氫 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1291988
處理單元之氫需求為重要的考量。亦包含於本發明内者為 < P刀σ成氣送人第—氫純化階段，剩餘者繞過此階段 ，並且於膨脹前與非滲透物重新混合。 現代的煉油薇通常一起進行處理與裂解操作（例如在多階 段反應器中），在此處，第_階段主要係轉化硫化合物，且 第二階段主要進行裂解階段。在習知的加氫處理作用中， 新鮮進料與氳及再循環氫混合，並且投料至反應器中，所 欲的反應係於適合的觸媒存在下，在此處發生。因此，可 ^/成之υ成刀包含甲院、乙烧、其他烴、硫化氯及氨。 反應U物通過第_分離區，&出物在此處維持高壓， 但士常在至少二或三個階段中降溫。至少部分所生成的頂 部，氣（通常含80%氫或更多）經再循環至加氫處理反應器作 為氫再循環流。來自第一相分離區之液體通過第二相分離 區，壓力在此處降低，藉以閃蒸出輕質烴流（其通常送至燃 料氣管線）。來自分離器之液體經輸送以供分餾或至另外視 需要之目的地。 氫再循環流通常含氣態烴及不純物（最可能為硫化氫）。 較佳地，於再循環氫流回到加氫處理單元之前，移除這些 不純物。目此’為了此目的，吸附塔可添至上述之酸氣移 除設備。氫再循環流可送至此塔’在此處藉著與選擇移除 硫化氫之溶劑逆流接觸，而自氫再循環流移除硫化氫。此 類溶劑係為技藝中已知。吸附塔可為技藝中已知之任何種 類，含塔盤或填充塔。此類酸移除接觸器之操作係為技藝 中已知。來自酸氣移除單元之硫化氫通常送至硫回收製程 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 1291988 A7 _ _ B7 五、發明説明（11 ) ’較佳地，相同的硫回收製程用於合成氣之純化作用。 脫硫的氫再循環流離開塔槽，並且於再循環至加氮處理 單元前可用以進一步處理。 由於加氫處理單元中之壓降，氫再循環流必須經壓縮。 替代使用能量或蒸汽以驅動壓縮機，較佳在合併的壓縮機/ 膨脹器單元（在一般制輪器上之單車由上）中進行壓縮作用。在 此合併的壓縮機/膨脹器單元中，利用來自上述貧氫合成氣 流膨脹之能量，使氫再循環流壓縮。貧氫合成氣流之壓力 藉著在膨脹器中降低，且自產生的能量可用以壓縮氫再循 環流。壓縮機排出壓力應設定充分地高，以便在接續的第 二氫純化階段中提供壓降及其他系統降，以致於氫再循環 流可再引入回到加氫處理單元中。 於壓縮後，使含氫流之烴在第二氫純化階段中處理，俾 自氣流中移除烴。此較佳在如上述之膜系統或PSA單元中進 行。另外，可使用烴選擇性膜以降低氫流（回收至加氫處理 反應器）中之烴與污染物濃度，其係顯示及揭示於美國專利 第6，190,540號（Lokhandwala等人）。來自第二氫純化階段之 富氫產物藉著與來自第二氫純化階段之氫合併，並且送至 加氫處理單元。 頃發現自第二烴純化階段移除之烴係為燃燒渦輪機用之 良好的燃料。烴流之壓力應維持夠高，以便於引入氣體渦 輪機之燃燒器之前與膨脹的貧氫合成氣流混合。 經常地，燃燒器進料流與稀釋氣體（例如氮氣或水蒸汽） 混合’接著投料至氣體渦輪機之燃燒器，以產生能量。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1291988 A7 _B7___ 五、發明説明（12 ) 稀釋氣體（較佳為氮氣）之質量流有助於提高能量生成，及 降低氣體渦輪燃燒器中合成氣燃燒所製造的N0X氣體。由 於引入飽和N2及飽和燃料氣之緣故，排出氣體中氮之氧 化物（N0X)濃度大體上為零，以乾15%02基準計，為低於 20 ppm(體積）。 空氣亦經常添加至燃燒器進料流。空氣係藉由受同軸膨 脹渦輪機（與燃燒器一起為氣體渦輪機之主要部件）驅動之渦 輪壓縮機壓縮。在溫度範圍為400°F至850°F(約425°C至455 °C )下及實質上與貧氫合成氣/烴混合物（及視需要選用稀釋 氣體）相同壓力下，經壓縮的空氣進入燃燒器。部分經壓縮 的空氣亦可提供進料空氣至空氣分離單元（ASU)，以提供氧 至氣化階段及氮（作為稀釋劑）至氣體渦輪機。 ASU係用於將空氣分離為實質上純氧氣與氮氣之分開的 氣流。部分或全部氮氣係以水飽和、過熱並且連同貧氫合 成氣/烴混合物及視需要選用其他燃料氣體引入氣體渦輪機 之燃燒器。來自ASU之氧氣流通常藉由環形進料注射器中 之通路引入氣化器之氧化區中。 離開氣體膨服渴輪機區之熱排出氣體於排放至大氣前， 通過習用的熱回收蒸汽產生器（HRSG)。供操作習用氣體渦 輪機（包含與同軸中間膨脹器串聯之高壓膨脹渦輪機）之蒸汽 及供製程所需之蒸汽係在HRSG中產生。例如，來自HRSG 之過熱的高壓蒸汽可引入高壓膨脹渦輪機（HPT)以供能量產 生。中壓排放蒸汽離開HPT，亦可在HSGR中過熱，並且引 入中壓膨脹渦輪機（IPT)以產生額外的能量。使用蒸汽產生 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1291988 五、發明説明（13 =非常類似使用燃燒氣體產生能量。蒸汽經膨脹渦輪機 驅動供發電用之電動發電機。部分生成的某汽可用 HI單元中之溫度調節劑，或使進人貧氫合成氣/烴混合 物/稀釋劑進料流過熱。蒸汽之剩餘部分(較佳為儘可能多基 以）用於蒸汽渦輪機中，以產生能量。 … 現在請看圖i ’烴燃料2、含自由氧之氣體4及溫度調節劑 6:投料至氣化反應器8，以製造合錢.接著在酸氣移 除单元12中處理合成氣10，來自合成氣1〇之硫化氣14在此 處移除，並且通常送至硫回收單元。接著在第一氣純化單 ⑽中處理脫硫的合成氣16。此單元可為技藝中已知之任 何此類單元，但較佳為膜單元或壓力擺動吸附單元。氫20 在壓縮機22中經壓縮，並且將經壓縮的氣㈣送至加氣處 理單元26。加氫處理單元可為技藝中已知且用於類似主題 (例如脫硫、絲、加氫處理及加氫裂解操作）之任何單元。 含硫的烴進料28通常投料至加氫處理單元％，並且回收脫 硫的進料產物30。 因為氫係以過量供料至加氫處理單元26，因此自單元 26移除之氣流32通常含有大部分氫以及一些輕質烴和存 在的不純物。使此氣流再循環回到加氫處理單元是必要 的。再循環流32因而在第二酸氣移除單元34中純化，在 此處移除不純物（再度通常為硫化氫36)。脫硫的氫再循環 流38接著在壓縮機40中壓縮以提高氣流之壓力，以致於 氫可再循環回到加氫處理單元26。經壓縮的氫再循環流 42在第二氫純化階段44(較佳為膜單元或壓力擺動吸附單 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1291988 A7 ________B7_ 五、發明説明（14 ) 兀）中處理，在此處自氫再循環流42移除烴48。純化的氫 46接著與來自第一氫純化單元18之氫24合併，並且投料 至加氫處理單元26。 來自第一氫純化單元18之貧氫的合成氣50通常在高壓不 。此過度的壓力對於在下游氣體渦輪機之燃燒器中處理是 不必要的，因此必須降低壓力。較佳地，貧氫的合成氣5〇 在膨脹器52中膨脹，俾提供能量以驅動軸54及提供能量至 壓縮機40以壓縮氫再循環流38 β在第二氫純化階段料中自 經壓縮的氫再循環流42移除的烴48與經膨脹的合成氣56合 併，並且經管線58合併送至氣體渦輪機以供產生能量。 以上作為例證之具體實施例係用以作為本發明可能的具 體實施例之簡略示意圖。熟悉化學工程技藝之人士應瞭解 及理解’任何特定具體實施例之特殊細節可不同，並且將 視考慮中之系統的位置及需要而定。能獲致本發明全部此 類配置、圖式替代物及具體實施例視為熟悉本技藝之人士 之能力範圍内，因而在本發明之範圍内。 雖然本發明之裝置、化合物及方法已藉由較佳具體實施 例說明，但對熟悉本技藝之人士而言，將顯而易見地瞭解 此中所述之方法可施以變化，而不脫離本發明之概念及範 圍。所有熟悉本技藝之人士顯而易見之類似的替代及修飾 可認為在本發明之範圍及概念内。 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)

Claims (1)

1291參婉1 π%8號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(95年3月） 95. 3. 〇δ 年月.；<· ；u
申請專利範園 2. 3. 4. 5. 6. 一種整合的氣化和加氫處理方法，其特徵為： 使烴燃料⑺與含自由氧之氣體⑷反應，以製造含氫 之合成氣（10); 乳 自該合成氣移除部分氫； 於膨脹器(52)中使合成氣(5〇)膨脹； 於加氫處理單元（26)中處理氫及補充氣； 製造-種含清除氫及清除煙之加氫處理單元氣體產物 (32); 於壓縮機（40)中壓縮該加氫處理單元氣體產物， 該壓縮機係受到自該膨脹器(52)產生之能量驅動；’、 自咳加氫處理單兀氣體產物中之清除烴⑽)分 生 除氫（46);及 ^ 供應該/月除氫作為該補充氣至該力口氯處理單元。 如申請專利範圍第i項之方法，#尚包含於自該合成氣移 除部分虱之前，使合成氣（16)純化。 如申請專㈣圍第2項之m中該合成氣之純化作 包含自該合成氣移除硫化氫。 如申請專利範圍第1項之方法 單元（18)，自該合成氣移除氫 如申請專利範圍第1項之方法 用，自該合成氣移除氫。 如申請專利範圍第1項之方法 單元（26)中處理前經壓縮。 如申請專利範圍第1項之方法 其中係使用壓力擺動吸 其中係使用薄膜分離作 用 附 其中氫係於在該加氫處理 其尚包含於該壓縮機（4〇) 79668-950306.doc 紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐：)' -------- A8 B8 C8
1291988 使該加氫處理單元 中壓縮該加氫處理單元氣體產物前 氣體產物純化。 8. 9. 吝I»月專利辜巳圍第7項之方法，其中該加氫處理單元氣體 之純化作用包含自清除氣體移除硫化氫。 如申請專利範圍第8項之方法，其中係藉著與選擇性地移 除硫化氫之溶劑逆流接觸，而自該加氫處理單元氣體產 物移除硫化氫。 申請專利範圍第旧之方法，其中係使用壓力擺動吸附 早兀’自該加氫處理單元氣體產物中之清除烴分離出清 除氫。 11·如申請專利範圍第」項之方法，其中係使用薄膜分離作 用自β亥加氫處理單元氣體產物中之清除烴分離出清除 氫0 12.如申請專利範圍第1項之方法，其尚包含於氣體渦輪機中 處理經膨脹的合成氣，俾產生能量。 13·如中明專職圍第丨項之方n尚包含於氣體渦輪機中 處理該清除烴，俾產生能量。 14·如申請專利範圍第旧之方法，其中該加氮處理單元係選 自由加氫脫硫單元、脫氮單元及加氫裂解單元組成之 群〇 15· —種整合的氣化和加氫處理方法，其特徵為： 使烴燃料（2)與含自由氧之氣體在氣化反應器中 反應，以產生含氫及一氧化碳之合成氣（1〇); 自该產生之合成氣移除不純物，以產生脫硫合成氣產 79668-950306.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 1291988 - C8 D8 六、申請專利範圍 物（16); 在氫純化單元（18)中分離所產生的脫硫合成氣產物， 以產生富氫氣流（20)及貧氫氣流（50); 於膨脹器（52)中使貧氫氣流膨脹，該膨脹器包含連接 至並驅動壓縮機（40)之軸（54);及 經由管線（5 8)自膨脹器（52)移除經膨脹的產物（56)以供 產生能量。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其尚包含： 將富氫氣流（20)通過壓縮機（22)，以產生經壓縮的氫 (24); 將該經壓縮的氫通過加氫處理單元（26)，以產生氣流 (32);及 自該氣流移除烴及硫化氫不純物，以產生氫再循環流 (38)。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，其尚包含： 將該氫再循環流通過由軸（54)驅動之壓縮機（40)至氫 純化單元（44)中； 將離開單元（44)之該氫再循環流分離為純化的氫流（46) 及烴流（48);及 將烴流（48)與經膨脹的產物流（56)結合，及將純化的 氫流（46)與經壓縮的氫流（24)結合。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其尚包含將含硫的烴進 料（28)加入加氫處理單元（26)中，及自該單元回收脫硫的 進料產物（30)。 79668-950306.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1291988 - Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 19·如申請專利範圍第15項之方法，其中該合成氣（10)離開 氣化反應器（8)在約175°C至315°C之溫度範圍内，且約500 至2500 psi之壓力範圍内。 20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中富氫氣流（24)離開 壓縮機（22)在約1000至2000 psi之壓力範圍内。 21. 如申請專利範圍第15項之方法，其中氫純化單元（18)係 為壓力擺動吸附單元及/或薄膜分離單元。 22·如申請專利範圍第16項之方法，其中該加氫處理單元 (26)係為加氫脫硫單元、脫氮單元或加氫裂解單元。 79668-950306.doc - 4 · 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 12917308號專利申請案 中文圖式替換頁(95年3月）
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