[发明专利]将一氧化碳和水转化成二氧化碳和氢并伴随着分离出至少一种产物气体的方法和装置

权利要求书

1. 用于实施一氧化碳变换反应的方法，该方法包括将一氧化碳和水转化成二氧化碳和氢，其中该转化在液相中进行，并发生至少一种产物气体二氧化碳和/或氢的物质分离，其中

- 使用干燥甲醇作为第一溶剂，用于吸收一氧化碳并同时形成甲酸甲酯，

- 在释出至少一种产物气体的区域中使用水作为第二溶剂，用于避免氢损失到二氧化碳区域中。

2. 权利要求1的方法，其特征在于，该甲酸甲酯经水解分解成甲醇和甲酸或者在较高pH值下水解分解成甲醇和甲酸盐。

3. 权利要求1的方法，其特征在于，该产物气体二氧化碳和氢在水溶液中在空间上相互分离地产生。

4. 前述权利要求之一的方法，其特征在于，

- 主要含一氧化碳CO和氢气H₂的干燥合成气在第一反应器(1)中溶于干燥的甲醇中，并形成甲酸甲酯，将该甲酸甲酯供给到第一塔(2)中，

- 在第一塔(2)中进行该甲酸甲酯的分离，

- 在第二反应器(3)中，甲酸甲酯在水溶液中分解成甲醇和甲酸或分解成甲醇和甲酸盐，其中将所述甲醇和甲酸或者所述甲醇和甲酸盐供给到第二塔(4)中，

- 在第二塔(4)中，进行二氧化碳、甲酸甲酯和甲醇的分离，其中将甲酸甲酯输送至第二反应器(3)，将甲醇输送至第一反应器(1)和分离出产物气体二氧化碳CO₂，将含水甲酸或含水甲酸盐供给到第三反应器(5)中，

- 在第三反应器(5)中，甲酸或甲酸盐经催化分解成碳酸氢盐，其中分离出作为产物气体的氢。

5. 权利要求4的方法，其特征在于，将该第一溶剂输送到第一循环(21)中。

6. 前述权利要求之一的方法，其特征在于，用催化剂促进甲酸甲酯的形成。

7. 权利要求6的方法，其特征在于，使用由甲醇盐，特别是甲醇钠组成的催化剂。

8. 权利要求6的方法，其特征在于，该催化剂由过渡金属、特别是钯组成。

9. 权利要求4-8之一的方法，其特征在于，在第三反应器(5)中通过多相催化剂、特别是过渡金属催化剂促进由甲酸盐和水产生氢的反应。

10. 前述权利要求之一的方法，其特征在于，将该第二溶剂输送到第二循环(22)中。

11. 权利要求1-10之一的方法用于低二氧化碳或无二氧化碳的发电厂中的应用。

12. 用于实施一氧化碳变换反应的装置，该反应包括将一氧化碳和水转化成二氧化碳和氢，其中该转化在液相中进行，并伴随着至少一种产物气体二氧化碳和/或氢的物质分离，其特征在于，

- 在用于吸收一氧化碳且同时形成甲酸甲酯的第一区域中存在作为第一溶剂的干燥甲醇，

- 在用于释出产物气体的第二区域中，为避免氢损失到二氧化碳区域中，存在作为第二溶剂的水。

13. 权利要求12的装置，其特征在于，

- 存在第一反应器(1)，用于将含一氧化碳CO和氢H₂的合成气结合进干燥甲醇中，并用于形成甲酸甲酯，

- 存在第一塔(2)，用于分离甲酸甲酯，

- 存在第二反应器(3)，用于将水溶液中的甲酸甲酯分解成甲醇和甲酸或者分解成甲醇和甲酸盐，

- 存在第二塔(4)，用于接收所述甲醇和甲酸或者所述甲醇和甲酸盐，用于分离二氧化碳、甲酸甲酯和甲醇，其中能将甲酸甲酯返回到第二反应器(3)，能将甲醇返回到第一反应器(1)和能实施产物气体二氧化碳CO₂的分离，

- 存在第三反应器(5)，用于将甲酸或甲酸盐分解成碳酸氢盐和用于分离产物气体氢。