[发明专利]制备具有低二氧化碳排放的合成气的方法

说明书

本发明涉及能够降低合成气生产场所中锅炉、气轮机和/或集成的蒸汽 与电力生产单元中的二氧化碳排放的方法。

本发明涉及工业的各种分支，如重化学品工业、石化工业、精炼工业 和电力工业，全部受环境保护的影响。

所有这些工业可以进行重质烃通过生产合成气的方式向可以获得更 多用途的化学品的转化。合成气为CO、H₂、CH₄、CO₂和H₂O的混合物， 其通过蒸汽甲烷重整(SMR)、烃的部分氧化或者通过自热重整(ATR)获得。 蒸汽甲烷重整是用于从范围为天然气到重石脑油的烃中生产富含CO的合 成气的方法。部分氧化的方法或POX为高温和压力下烃、焦炭或煤与蒸 汽和氧之间的非催化反应。也能够依据自热重整通过在相同反应器中组合 SMR重整和部分氧化来获得合成气。通过ATR处理的烃通常为天然气和 石脑油。该ATR方法获得具有低H₂/CO比例的合成气。当基础反应物为 天然气时该合成气也包含氮气。依据操作条件和合成气的既定用途，该合 成气的组成可以在下列含量中变化：

H₂+CO＝75％～97体积％；

CH₄＝0.5％～18％；和

CO₂＝2％～10％。

随后将其在用于除去二氧化碳的单元中处理。如果CO是合成气生产 中期望的产物，可以将回收的二氧化碳再循环到旨在由合成气生产反应器 处理的反应物中。否则，可以将获得的CO₂储存或者再循环，因为今后环 境标准禁止其排放。从该合成气生产反应器中的烟气或废气中也可以发现 二氧化碳。这些烟气通常被释放到大气中，而这并不满足环境标准。

本发明涉及合成气生产场所，其中也采用产生联合的热电(CHP)的技 术如传统锅炉。在能源工业中，这些CHP技术可以是用于共同产生电力 的工厂，其由开路循环或者联合循环组成。热电联合为同时产生电力和蒸 汽，其中通过涡轮机(通常为气轮机或蒸汽涡轮机)驱动的交流发电机产生 电力，且其中热量来源于从用于蒸汽或热水生产的锅炉中产生的废气的热 量。这种联合的产生两种类型的能量相对于单独的和传统的产生热量和/ 或电力导致高效率的产量。由此，为了满足对于合成气衍生物、对于蒸汽 和对于电力的日益增加的需求，越来越多地寻找可以同时提供合成气衍生 物、蒸汽和电力的生产场所。但是，这些生产场所的一个现有的问题是， 能够通过限制二氧化碳的排放来满足这些环境限制。另一问题是，寻找用 于从由合成气单元产生的废气中除去的二氧化碳的储存方案，同时具有改 进的可靠性、降低的成本和对环境的尊重。

本发明的目的是，提供在也包括联合的热电单元的场所生产合成气的 方法，其排放很少的二氧化碳。

本发明的另一目的是，提供在也包括联合的热电单元的场所生产合成 气的方法，其排放很少的二氧化碳且无需储存二氧化碳。

本发明的另一目的是，提高在也包括联合的热电单元的场所生产合成 气的方法，其排放很少的二氧化碳且能使得控制产生的合成气的H₂/CO比 例。

在这些目的之内，本发明涉及一种采用合成气生产单元生产合成气的 方法，该合成气生产单元包括：

 -至少一个合成气生产反应器，从烃中生产：

·包含氢气、CO和CO₂的粗合成气；和

·包含CO₂的废气，

-用于从所述粗合成气中除去CO₂，生成主要包含CO₂的气体的设备，将 所述主要包含CO₂的气体再循环到合成气生产反应器中，

在工业场所中，另外包括：

-至少一个生产包含CO₂的废气的联合的热电单元；和

-用于从该场所的燃烧废气中除去CO₂的设备，

在该方法中：

-在用于从该场所的燃烧废气中除去CO₂的设备中，处理由合成气生产反 应器或者由联合的热电单元产生的包含CO₂的废气的至少一种；和