[发明专利]合成气净化系统和方法

说明书

一个用于处理未处理合成气的系统和方法，首先去除固体和半挥发性有机化合物(SVOC)，然后去除挥发性有机化合物(VOC)，再然后从合成气中去除至少一种含硫化合物。根据以下因素例如被处理的合成气的来源，希望形成、捕捉或循环的产品、副产品和中间产物，以及环境的考虑，可以进行额外的步骤。

相关申请

本申请要求了2011年9月27日提交的61/539924号美国临时专利申请的优先权，其内容作为参考被全文引入。

技术领域

本发明涉及对从处理碳质材料而生成的合成气进行的处理。

背景技术

粗合成气产品，下文中称为“未处理合成气”，是由水蒸汽重整过程中产生的，并且可以表征为一个气体和固体的脏的混合物，其含有一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷、乙炔、和未反应的碳和灰分的混合物(通常称为“焦炭”)、以及淘洗床料的颗粒、以及其他痕量污染物，其中包括但不局限于氨、氯化氢、氰化氢、硫化氢、羰基硫化物、和痕量金属。图28列出了可以在未处理合成气中发现的组分的更完整的列表。

未处理合成气也可含有各种挥发性有机化合物(VOC)或芳族化合物，其包括苯、甲苯、苯酚、苯乙烯、二甲苯、甲酚、以及半挥发性有机化合物(SVOC)或聚芳族化合物，如茚、茚满、萘，甲基萘、苊、苊烯、蒽、菲、(甲基)蒽/菲、芘/荧蒽、甲基芘/四甲基茚、屈、苯并[a]蒽、甲基屈、甲基苯并[a]蒽、芘、苯并[a]芘、二苯并[a，kl]蒽和二苯并[a,h]蒽。

合成气加工技术的应用大致可以定义为接受一个合成气源，并从它产生或合成某些东西的工业处理系统。通常情况下，这些可分为产生氢气、乙醇、混合醇、甲醇、二甲醚、化学品或化学中间体(塑料、溶剂、粘合剂、脂肪酸、乙酸、炭黑、烯烃、含氧化合物、氨等)、费-托(Fischer-Tropsch)合成产物(液化石油气、石脑油、煤油/柴油、润滑油、石蜡)、合成天然气、或动力(热或电的)的系统。

存在大量合成气处理技术，每一种都将合成气转化为某些东西，并且每一种都拥有自己独特的合成气洁净度的要求。例如，费-托(FT)催化合成加工技术与甲醇合成应用相比，其要求更严格的洁净度要求。这是因为有些FT钴催化剂对硫极为敏感，从而导致失活，而硫对于某些催化甲醇的应用不构成问题。因此，大量合成气净化操作顺序步骤的排列或者组合可以满足合成气转化技术经济及工艺精深的需求。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及未处理合成气的处理方法。该方法包括从所述未处理合成气中除去固体和半挥发性有机化合物(SVOC)，然后除去挥发性有机化合物(VOC)，然后除去至少一种含硫化合物。

在另一个方面，本发明涉及一种处理未处理合成气的系统。该系统包括：用于从所述未处理合成气中除去固体和半挥发性有机化合物(SVOC)的装置，构造成用于接收并压缩所得到的合成气流的压缩机，用于从压缩的合成气流中除去挥发性有机化合物(VOC)的装置，以及至少一个构造成接收VOC-贫化的合成气流并除去至少一种硫化合物的装置。

在又一个方面中，本发明涉及一种用于从未处理合成气中除去固体和半挥发性有机化合物(SVOC)的方法。该方法包括：(a)使未处理合成气与一种溶剂和水接触，由此形成含蒸汽的中间SVOC-贫化的合成气，和包括SVOC、固体、溶剂和水的第一混合物；(b)从所述含有蒸汽的中间SVOC-贫化的合成气中去处蒸汽从而形成：(i)相对于未处理合成气流SVOC含量减少的第一贫化合成气流；(ii)含有SVOC、固体、溶剂和水的第二混合物；(c)根据不混溶性分离第二混合物中的水，从而使SVOC、固体和溶剂收集在一起以形成在水上方的第三混合物；(d)从在具有至少一个液相管式过滤器的容器中的SVOC和溶剂中分离固体，使固体在管式过滤器的表面上凝聚，并形成具有密度大于容器内水的滤饼；(e)反冲管式过滤器松散滤饼，使滤饼沉入容器内的水中；(f)从容器的底部取出滤饼。