[发明专利]用于产生合成气的设备和方法

说明书

本发明涉及用于产生合成气的设备和方法，所述方法包括将空气分馏以提供氧气、氮气和尾气，将含烃燃料气化以提供粗合成气，以及利用低温吸收，通过除去酸气来清洁所述粗合成气的步骤，其中利用压缩冷却剂回路来冷却吸收剂，并且利用在所述空气分馏中获得的尾气通过蒸发冷却来冷却所使用的冷却水。

技术领域

本发明涉及一种从含烃燃料以及空气和水蒸气出发，产生主要由一氧化碳和氢气构成并且已除去酸气的合成气的方法，所述方法包括下述方法步骤：

-通过低温精馏将空气分馏，以提供氧气料流、尾气料流和氮气料流，其中所述尾气料流和氮气料流处于环境温度下，并且所述氮气料流处于升高的压力下，

-通过本领域技术人员已知的方法，使用所述氧气料流和水蒸气，在升高的压力和升高的温度下将含烃燃料转化成合成气，

-通过在吸收塔中使用液体吸收剂进行低温吸收，从所述合成气中除去酸气，

-利用压缩制冷设备，将使用的所述吸收剂冷却到所述低温吸收所需的低温，其中所述压缩制冷设备包含冷却剂回路，所述冷却剂在所述回路中被压缩，并且通过随后与冷却水的热交换将转移到所述冷却剂的压缩热从所述冷却剂再次移除，

-在冷却水与所述冷却剂交换热量之前，通过蒸发冷却将所述冷却水冷却。

本发明同样也涵盖用于执行所述方法的设备。

背景技术

构成本发明的基础的方法(低温空气分馏，从含碳燃料产生合成气以及从所述(粗)合成气低温分离酸气)形成现有技术的一部分。

低温空气分馏、也被称为低温分馏，自20世纪20年代就已被知晓，其原理描述在例如《Ullmann工业化学百科全书》(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)第6版，第10卷，第39，40页中。就合成气生产而言，已知的空气分馏方法常常利用双塔精馏，因为这不仅产生氧气料流，而且还产生纯氮气料流，其可常常用于与合成气生产的下游相关的设备中。常用于合成气生产的一种双塔精馏的设计描述在教科书《气化》(Gasification)第二版(Christopher Higman,Maarten van der Burgt,Gulf Professional Publishing(海湾职业出版社),Elsevier(爱思唯尔),伯灵顿，美国)中。

在这种设计中，将从环境吸入的空气料流压缩并进行初步纯化，在所述纯化中，在吸收步骤中除去水分和长链烃类分子，然后利用分子筛除去二氧化碳和剩余的烃类。然后将这样处理的空气料流与离开双塔精馏的产物料流(氧气、氮气和尾气)进行热交换。

所述热交换进行到所述压缩的空气被冷却到其冷凝温度并且所述产物料流被升温至环境温度为止。这种方法常常以使氮气产物料流在所述热交换和同时的升温至室温之后具有约5-6巴的升高的压力的方式进行。这种氮气可用于其他设备的用途，或者例如在膨胀和冷却后，用于空气分馏设备所使用的空气的初步冷却。

所述空气分馏中产生的氧气随后与水蒸气料流一起，用于含烃燃料的转化，也被称为气化，以提供主要由氢气和一氧化碳构成的合成气。使用的燃料通常是煤、焦炭或天然气，但也可以是液体烃类或生物质。对于相应的燃料已开发了大量方法和反应器类型。这些气化方法的概述也例如由上面提到的教科书《气化》(Gasification)给出。

原则上，所有这些气化方法都可用于本发明。