[发明专利]双模式制氢法

权利要求书

1.生成氢气产物流的方法，该方法包括第一制氢模式和第二制氢模式，其中在第一制氢模式不工作时采用第二制氢模式，其中第一制氢模式包括以下步骤：

（a）向加氢甲烷化反应器供应（1）碳质原料、（2）加氢甲烷化催化剂、（3）蒸汽流、（4）进料气流和（5）任选第一富氧气流；

（b）使该碳质原料在加氢甲烷化反应器中在一氧化碳、氢气、蒸汽、加氢甲烷化催化剂和任选氧存在下反应，以产生包含甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢和热能的富甲烷粗产物流；

（c）从该加氢甲烷化反应器中取出富甲烷粗产物流；

（d）将该富甲烷粗产物流引入第一热交换器单元以从该富甲烷粗产物流中除去热能；

（e）在耐硫变换单元中耐硫变换该富甲烷粗产物流中的至少主要部分的一氧化碳，以产生包含氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢和任选一氧化碳的富氢粗产物流；

（f）在酸性气体脱除单元中从该富氢粗产物流中除去大部分二氧化碳和大部分硫化氢，以产生包含来自该富氢粗产物流的大部分氢气、甲烷和一氧化碳（当存在时）的脱硫气流；

（g）在氢气分离单元中从该脱硫气流中分离至少主要部分的氢气以产生（1）氢气产物流和（2）包含甲烷、一氧化碳（当存在于脱硫气流中时）和任选氢气的脱氢脱硫气流；

（h）任选将该脱氢脱硫气流分成再循环气流和富甲烷产物气流；

（i）将至少一部分该脱氢脱硫气流（或当存在时，再循环气流）、第二富氧气流和任选补充甲烷气流供应至部分氧化反应器；和

（j）在该部分氧化反应器中使供应的脱氢脱硫气流（或当存在时，供应的再循环气流）和供应的补充甲烷气流（当存在时）与氧反应以生成热能和进料气流，其中该进料气流包含一氧化碳、氢气和蒸汽，

其中步骤（b）中的反应具有合成气需求，供应至该部分氧化反应器的脱氢脱硫气流（或当存在时，再循环气流）的量至少足以在进料气流中生成至少足以满足步骤（b）中的反应的合成气需求的一氧化碳和氢气；且

其中第二制氢模式包括步骤：

（1）将补充甲烷气流和第二富氧气流供应至部分氧化反应器；

（2）在该部分氧化反应器中使该供应的补充甲烷气流与氧反应以生成热能和包含一氧化碳、氢气和蒸汽的补充气流；

（3）将该补充气流引入热交换器单元以从该补充气流中除去热能；

（4）在耐硫变换单元中耐硫变换该补充气流中的至少大部分的一氧化碳以产生包含氢气和二氧化碳的富氢补充气流；

（5）在酸性气体脱除单元中从该富氢补充气流中除去大部分的二氧化碳以产生包含来自该富氢补充气流的大部分氢气的氢气流；和

（6）在氢气分离单元中提纯该氢气流以产生氢气产物流。

2.权利要求1的方法，其特征在于在该第一制氢模式中，存在步骤（h）。

3.权利要求1的方法，其特征在于在该第一制氢模式中，不存在步骤（h）。

4.权利要求1-3任一项的方法，其特征在于在第一制氢模式中，步骤（b）中的反应具有蒸汽需求；该碳质原料任选包含湿含量；当存在第一富氧气流时，其任选包含蒸汽；该蒸汽流、进料气流中所含的蒸汽、碳质原料的湿含量（当存在时）和（如果存在）第一富氧气流中的蒸汽基本满足蒸汽需求；在第一制氢模式中，步骤（b）中的反应具有热需求；且送入加氢甲烷化反应器中的蒸汽流和进料气流包含总计足以至少满足步骤（b）中的反应的热需求的热能。

5.权利要求1-4任一项的方法，其特征在于在第一制氢模式中将第一富氧气流定期或连续供应至加氢甲烷化反应器。

6.权利要求1-5任一项的方法，其特征在于在第一制氢模式中在步骤（b）中生成炭副产物，定期或连续从加氢甲烷化反应器中取出炭副产物，并将至少一部分取出的副产物炭供应至催化剂回收操作。

7.权利要求1-6任一项的方法，其特征在于在第一制氢模式中在步骤（d）中除去的热能至少部分用于生成工艺蒸汽，在第一制氢模式中进料气流在引入加氢甲烷化反应器之前经过第二热交换器单元以除去热能，在第一制氢模式中从该进料气流中除去的热能至少部分用于生成工艺蒸汽，在第一制氢模式中该蒸汽流基本由工艺蒸汽构成。