[发明专利]生产合成气体的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用含氧物流从碳质物流生产包含CO和H₂的合成气体的系统。

背景技术

生产合成气体的系统从实践来说是公知的。

通常，使用含氧气体如基本纯氧或(任选富氧)空气等将碳质物流如煤、褐煤、泥煤、木材、焦炭、煤烟或其它气体、液体或固体燃料或其混合物在气化反应器中部分燃烧，从而获得a.o.合成气体(CO和H₂)、CO₂和任选的熔渣。在部分燃烧期间形成熔渣的情况下，它滴落下来和通过位于或靠近反应器底部的出口排出。

通常将热产物气体即粗合成气体在位于气化反应器下游的骤冷工段中骤冷。在骤冷工段中将合适的骤冷介质如水、冷气体、循环的合成气体等引入粗合成气体中以使其冷却。

在骤冷之后将粗合成气体进一步处理如从中脱除不希望的组分或使CO转化为甲醇和各种其它烃。H₂可以自身用作产品气体或用于如加氢裂化过程。

WO-A-99/55618描述了通过两个并联操作的过程制备合成气体的方法。一个过程是生物质原料的部分氧化(也称为气化)。在并联过程中天然气用作蒸汽重整过程的原料。使来自两个过程的合成气体混合物混合。

WO-A-02/090250描述了通过两个并联操作的部分氧化过程制备合成气体的方法。在一个过程中中固体或液体原料用作原料和在并联过程中天然气用作原料。使来自两个过程的合成气体混合物混合。

如在WO-A-02/090250中对液体和特别地对固体原料如煤操作的已知气化反应器的问题是它们通常具有相对低的可用性，即在一定操作时间之后必须将反应器停车一段时间进行检查和视需要修理内构件。结果是暂时不生产合成气体或合成气生产明显减少，如在WO-A-02/09025C的方法的情况下。

在气化反应器使用粒状碳质原料物流如煤和特别地石油焦炭即希望生产H₂作为主要产品的情况下，以上问题甚至更相关。特别地如果使用石油焦炭作为气化过程的原料而将气化过程在精炼厂环境中应用，则需要通常每年＞98％的高H₂可用性和/或高合成气体可用性用于发电。氢用于各种精炼过程如加氢处理、加氢精制、加氢裂化和催化脱蜡。不希望在精炼厂的氢或电力供应中出现中断。

发明内容

本发明的目的是至少最小化以上问题。

进一步的目的是提供保证合成气体的高可用性同时使用尽可能少的组分的系统。

甚至进一步的目的是提供生产合成气体的替代系统。

可以根据本发明通过提供用于生产包含CO和H₂的合成气体的系统达到一个或多个以上或其它目，所述系统至少包括：

-第一气化反应器，其具有第一含氧物流的入口、第一粒状或液体碳质物流的入口、和在第一气化反应器下游的用于在第一气化反应器中生产的粗合成气体的出口；

-第二气化反应器，其具有第二含氧物流的入口、第二碳质物流的入口和在第二气化反应器下游的用于在第二气化反应器中生产的粗合成气体的出口，所述第二碳质物流选自气体和液体物流或其混合物；

-含氧物流的源；和

-分布器，其用于流体连接所述源到所述第一气化反应器的第一含氧物流的入口和到所述第二气化反应器的第二含氧物流的入口；

其中布置所述分布器以选择性连接所述源到第一或第二气化反应器。

根据本发明令人惊奇地发现可以在保证合成气体非常高的可用性的同时生产合成气体，即使用于粒状碳质物流的气化反应器出现故障也是如此。

此外发现以上目的可以使用非常简单的系统达到。

本发明的重要优点是与如果使用用于粒状碳质物流的两个气化反应器相比，用于粒状碳质物流的气化反应器和不同类型气化反应器的组合更具有经济性。

第一和第二气化反应器可以是用于部分氧化各碳质物流的任何合适反应器。如需要可以使用一个以上第一和第二气化反应器，从而获得包括两个以上连接到分布器的气化反应器的系统。