[发明专利]炼油厂中尾气产品的制备

说明书

本发明涉及一种处理主要含有氮气(N₂)、一氧化碳(CO)和氢气(H₂)， 还含有其它空气成分如氩气(Ar)和二氧化碳(CO₂)、水蒸气和硫化合物 的原料的方法，以及一种执行该方法的装置。

工业工艺，如炼油厂中原油的加工，产生的尾气含有氢气(H₂)和/或 一氧化碳(CO)，但主要含有氮气(N₂)，另外还含有惰性气体成分如氩 气(Ar)、和燃烧产物如二氧化硫(SO₂)和二氧化碳(CO₂)。

这样的尾气是在例如原油馏分的催化裂化(流化催化裂化或FCC)中 产生的。在此过程中，必需时常再生催化剂，因为裂化期间生成的含碳物 质沉积在催化剂上而减弱其效力。为使催化剂再生，对载满含碳物质的催 化剂进行热处理(燃烧)，在热处理中含碳物质气化，即与空气中的氧气 反应生成一氧化碳和二氧化碳。为避免温度过高造成对催化剂的损坏，在 氧气不足的条件下进行再生，由此造成含碳物质没有完全转化成CO₂，而 是有一部分转化成CO。因此在催化剂再生过程中所产生的尾气含有显著浓 度的CO，但所述浓度相较于氮气浓度是低的，所述氮气是与大气中的氧气 和二氧化碳一起引入再生过程中的。

炼油厂中得到的重质残渣即长链残渣不能以经济有益的方式(如减压 渣油)被直接利用，往往是经过联合流化焦化气化转化成短链烃。该过程 中获得的含碳物质依靠空气被气化形成尾气，其组成类似于上述FCC尾气 但还另外含有氢气。这样的气体具有如下组成：

氮气               30-60体积％；一般为40-45体积％

一氧化碳           10-30体积％；一般为15-25体积％

氢气               10-30体积％；一般为10-20体积％

二氧化碳           <15体积％；一般<10体积％

甲烷               <5体积％；一般<2体积％

硫化合物           <3体积％；一般<1体积％

在化学和石化行业中对于许多应用氢气和一氧化碳都是有价值的原材 料。因为它们的浓度相对较低，根据现有技术不可能以经济的方式将CO 和/或H₂从上述尾气中分离出来。因而目前这种尾气被用于例如在蒸气锅炉 中炉底燃烧，在那里它们取代了其它能源载体(如：天然气)。但是，其 不足之处在于由于大的氮气压载，必须提供待加热的装置以更大的加热面 积，因而所述装置比使用天然气进行加热时更为昂贵。

因此本发明的目的在于提供一种开始所提到的类型的方法和一种执行 所述方法的装置，其可以比现有技术更经济有利地利用原料。

根据本发明，在方法方面，通过纯化和气体分馏从原料得到H₂产品和 /或CO产品和至少另一种含有空气成分的产品(附加产品)，以此来达到 所述目的。

本发明所基于的想法是附加产品的生产改善了H₂和/或CO生产的经济 效果，只要附加产品可实现的回报高于其带来的生产成本。为保持低的生 产成本，本发明的方法优选由已知的已被实践证实其经济性和可靠性的子 步骤所组成。

根据原料的组成和待生产的产品的类型和比例，本发明的方法包括不 同数目的子步骤，但至少包括压缩、酸性气体洗涤、气体干燥和低温气体 分馏的步骤。

如果要向本发明方法的子步骤中通入的气流具有的温度使在该子步骤 中的处理是不可行的或至少是不经济的，本发明方法有利的实施方案提供 了通过加热或冷却来使气流温度升高或降低至可在该子步骤中对气流进行 经济处理的值。

在压缩步骤中，增加气体的压力，同时减小其体积。因此实施在压缩 之后的方法步骤的设备零件可相应地变小。本发明方法有利的实施方案是 在第一步骤或至少第一步骤之一将原料进行压缩。优选进行压缩使压缩后 气体压力立即为10-50bar(abs.)。