[发明专利]用于产生合成气的方法和设备

说明书

本发明涉及用于产生合成气的方法和设备。具体地，本发明涉及从含烃燃料以及空气和蒸汽出发产生主要由一氧化碳和氢气组成并已经除去酸性气体的合成气的方法和设备，其中低温分馏将空气分离成氧气流、尾气流和氮气流，其中所述尾气流和氮气流处于环境温度下并且所述氮气流处于升高的压力下，其中通过本领域技术人员已知的方法将已经在升高的温度和升高的压力下与氧气流和蒸汽混合的含烃燃料转化为合成气，并且其中随后在吸收塔中通过低温吸收将酸性气体从中分离，其中在空气分馏中产生的氮气流穿过膨胀涡轮并同时在膨胀涡轮中冷却，然后用于冷却吸收剂或在压缩制冷设备的冷却剂回路中循环的冷却剂。

技术领域

本发明涉及一种从含烃燃料以及空气和蒸汽出发产生主要由一氧化碳和氢气组成并已经除去酸性气体的合成气的方法，其中低温分馏(fractionation)将空气分离成氧气流、尾气流和氮气流，其中所述尾气流和氮气流处于环境温度下并且所述氮气流处于升高的压力下，其中在升高的温度和升高的压力下将含烃燃料与氧气流和蒸汽混合并通过本领域技术人员已知的方法转化为合成气，并且其中随后在吸收塔中使用液体吸收剂通过低温吸收将酸性气体从中分离，其中借助于压缩制冷设备将所述吸收剂冷却。

本发明也涉及用于执行所述方法的设备。

背景技术

作为本发明基础的方法(低温空气分馏，从含碳燃料产生合成气以及从(粗)合成气中低温分离酸性气体)构成现有技术的一部分。

低温空气分馏也称为低温分馏，自20世纪20年代以来就已经被人们所知，并且其原理被描述在例如《乌尔曼工业化学百科全书(Ullmann's Encyclopedia of IndustrialChemistry)》，第6版，第10卷，第39，40页中。在合成气生产方面，已知的空气分馏方法常常使用双塔精馏(rectification)，因为这也产生了氧气流和纯氮气流，该纯氮气流常常可以用于与合成气生产的下游相连的设备。经常用于合成气生产的双塔精馏的一种设计被描述在教科书《气化》(“Gasification”)，第二版，Christopher Higman，Maarten van derBurgt，海湾职业出版社(Gulf Professional Publishing)，爱思唯尔(Elsevier)，伯灵顿，美国。

在这种设计中，从环境吸入的空气流被压缩并进行初步纯化，在所述初步纯化中在吸附步骤中将水分和长链烃分子除去，然后通过分子筛除去二氧化碳和剩余的烃。然后使这样处理的空气流与离开双塔精馏的产物流(氧气、氮气和尾气)进行热交换。

进行所述热交换，直到压缩的空气被冷却到其冷凝温度并且产物流被升温到环境温度。这种方法经常以这样的方式进行，即，使得氮气产物流在热交换和同时升温至室温之后具有约5-6巴的升高的压力。该氮气可用于其它设备，或者例如在膨胀和冷却之后用于空气分馏设备的空气的初步冷却。

随后将在空气分馏中产生的氧气与蒸汽流一起用于转化(也称为气化)含烃燃料，以产生主要由氢气和一氧化碳组成的合成气。所使用的燃料常常是煤、焦炭或天然气，但也可以是液体烃或生物质。已经为各种燃料开发了多种方法和反应器类型。这些气化方法的概述也由例如上述教科书《气化》(“Gasification”)给出。原则上，所有这些气化方法都可用于本发明。