[发明专利]一种通过烟气再循环生成合成气的方法

说明书

本发明涉及一种用于生成合成气的新方法，其包括在一段重整器(PR)中处理烃类进料，在压缩机(C₁)中压缩来自一段重整器的烟气的至少一部分，并将该压缩的烟气与一段重整器流出物一起供应至二段重整器(SR)。在此方法中，将富集的空气(EA)添加至一段重整器或二段重整器或其二者。该方法特别适用于氨和甲醇的共同生产，或者氨和甲醇二者之一的生产。通过使用本发明的方法，总的CO₂排放量显著降低。

技术领域

本发明涉及一种通过烟气再循环生成合成气的方法。该方法特别适用于氨和甲醇的共同生产，或者氨和甲醇二者之一的生产。

更具体地，本发明基于如下事实：可通过将来自一段重整器的烟气再循环到作为氧化剂的二段重整器来显著降低在例如氨装置中的诸如天然气(NG)的烃原料气的消耗和来自所述装置的二氧化碳的排放。

根据本发明，也与烟气一起再循环的二氧化碳可用于甲醇的共同生产，这也将减少二氧化碳排放。有利地，为了提高氢/氮比，富集的空气可用作用于一段重整器燃烧器的燃烧空气。然而，可将富集的空气添加到二段重整器而不是添加到一段重整器，或者可将其同时添加到两个重整器。

背景技术

氨和甲醇的共同生产例如从归属于申请人的US 8,692,034中获悉。将CO₂变压吸附(CO₂PSA)尾气流连同从氨合成获得的尾气燃料流一起再循环至一段重整器。来自一段重整器的部分重整的气体在吹气式二次重整阶段被进一步重整，但未提及来自一段重整器的烟气的处理。在甲醇合成步骤之后，包括甲烷化步骤。没有发生CO₂(从甲醇和氨的合成捕获的)排放到周围环境。

也归属于申请人的US 8,303,923描述了一种从烃类进料共同生产氨和甲醇的方法。将来自氨合成反应器的包含氢、氮和甲烷的尾气燃料返回到一次重整阶段，但未提及来自一段重整器并从一段重整器转移到二段重整器的烟气的任何处理。在用于转化碳氧化物的甲醇合成步骤之后包括甲烷化步骤，并且避免了水煤气变换(WGS)和CO₂去除步骤。

由C.Song,W.Pan和S.T.Srimat在“使用没有CO₂预分离的发电厂烟气中的CO₂进行天然气三重整，用于生产具有期望的H₂/CO比的合成气(Tri-reforming of Natural Gasusing CO₂in Flue Gas of Power Plants without CO₂-Pre-separation for Productionof Synthesis Gas with desired H₂/CO Ratios)”，由Maroto-Valer等人编辑的二十一世纪化石燃料利用的环境挑战与温室气体控制(edited by Maroto-Valer et al.,Environmental Challenges and Greenhouse Gas Control for Fossil FuelUtilization in the 21st Century)，Kluwer Academic/Plenum Publishers，New York，2002年第18章中描述了称为三重整的过程性概念，其基本上是蒸汽重整和CO₂重整的组合，其中CO₂来源于烟气。该概念披露了控制CO₂排放的新方法。这包括利用存在于烟气中的CO₂连同O₂、H₂O和N₂一起，而无需首先将其与烟气分离。通过进行三重整，可实现CO₂转化为甲醇。三重整方法和本发明之间的主要差异包括以下事实：在三重整中，烟气中的氮气被认为是惰性的，未提及氨作为包括三重整的方法的产物，并且可商购的基于Ni的催化剂R67的使用是可预见的。

关于三重整方法，可相对于合成气的低压(需要压缩合成气流)、合成气中的高氮含量和重整器中的高体积流量来表达保留率。