[发明专利]一种烃类二氧化碳重整制取一氧化碳的方法

说明书

本发明为一种烃类二氧化碳重整制取一氧化碳的方法，该方法中，补加的二氧化碳和烃类气体经过压缩、加热后进入脱硫系统脱出硫化物，然后与系统返回的二氧化碳、氢气混合，进入喷射器引射重整气循环，并与重整气混合后进入重整反应器，通入氧气进行二氧化碳与烃类重整反应，得到含一氧化碳和氢气的高温重整气，高温重整气经过多级热量回收并经冷却器冷却到常温后进入脱碳系统Ⅰ，脱碳系统Ⅰ脱出的二氧化碳与后续脱碳系统Ⅱ脱出的二氧化碳经过加压循环等。本发明采用烃类二氧化碳重整工艺，重整不配蒸汽，节省蒸汽消耗，同时得到高浓度一氧化碳重整气，系统产生的二氧化碳不仅全回收，还外补二氧化碳，实现碳减排。

技术领域

本发明涉及合成气制备领域，具体涉及一种烃类二氧化碳重整制取一氧化碳的方法。

背景技术

一氧化碳作为重要的工业装置原料气，在冶金行业、化工行业、石化行业、重要领域发挥重要作用。目前烃类制一氧化碳方法有烃类蒸汽转化和烃类蒸汽串纯氧转化两种工艺。

烃类蒸汽转化工艺：烃类在装有转化催化剂的反应管里与蒸汽进行转化反应，由于烃类蒸汽转化反应是吸热反应，需要外加热才能保证烃类的转化率，由于受传热和材质影响，烃类蒸汽转化反应一般不会超过850度，同时为了防止烃类高温结碳，影响催化剂使用寿命，必须保证一定的水碳比(水与烃类所含碳的比例)，为此需要加入大量水蒸气，由于加入蒸汽量大，受转化反应的平衡影响，烃类蒸汽转化工艺获得的合成气中二氧化碳和甲烷含量高，一氧化碳含量低，同时转化采用间接加热提供热量，需要燃烧一部分烃类，增加原料消耗，而且转化炉投资高，由烃类蒸汽转化工艺获得的单位数量一氧化碳的投资和费用高。燃料燃烧产生大量的温室气体二氧化碳排放会对环境造成不利影响。

烃类蒸汽串纯氧转化工艺：先由一部分烃类在装有转化催化剂的反应管里与蒸汽进行转化反应，然后再与剩余部分烃类混合后进入装有转化催化剂的纯氧转化炉内在氧气燃烧提供热量下与蒸汽进行转化反应。由于纯氧转化反应器出口温度比烃类蒸汽转化反应器出口温度高，加之纯氧转化炉进口的水碳比比烃类蒸汽转化反应器进口的水碳比低，烃类蒸汽串纯氧转化工艺获得的合成气中二氧化碳和甲烷含量均比单纯的烃类蒸汽转化工艺低，一氧化碳含量高，由于加有水蒸气,二氧化碳也高，同烃类蒸汽转化工艺一样,燃料燃烧产生大量的温室气体二氧化碳排放会对环境造成不利影响。

发明内容

本发明的目的是：针对上述问题，提一种烃类二氧化碳重整制取一氧化碳的方法及装置，采用部分重整出口气循环的方式解决了重整装置需要水蒸气的问题，利用高压原料气采用喷射器的形式，达成重整装置无动力的特点并省去了循环气压缩需要冷却的问题，进一步降低了能耗。利用烃类配比二氧化碳及返回后续工序脱出的二氧化碳的方式提高重整气一氧化碳含量，同时大大降低原料气消耗、蒸汽消耗及运行费用。装置中无二氧化碳气体排放，实现了装置碳中和。

为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：

一种烃类二氧化碳重整制取一氧化碳的方法，包括以下步骤：

(1)将烃类原料气与二氧化碳气体混合后进行压缩，压缩后的混合气利用重整反应出口高温重整气在预热器内进行预热，预热后的混合气进入脱硫装置进行净化，净化后的混合气与后续经CO₂压缩机、H₂压缩机加压混合后利用高温重整气预热后的气体混合后，利用气体的动力能将部分重整装置出口高温重整气引流至重整装置入口，这部分高温重整气可来自重整反应器出口或蒸汽发生器出口，同时在重整装置中通入氧气与重整装置入口气进行烃类二氧化碳重整反应；

(2)重整反应器出口的高温重整气部分利用喷射器引流返回至步骤(1)作为循环气体，另一部分高温重整气先经蒸汽发生器副产蒸汽，再经过预热器Ⅰ预热原料气后经过预热器Ⅱ预热二氧化碳、氢气混合气，再经脱碳装置Ⅰ、脱碳装置Ⅱ回收低位热后，冷却、汽水分离后得到低温重整气，高温重整气自蒸汽发生器后热量利用顺序不唯一；