[发明专利]从合成气高产率生产氢气以及使现有单元消除瓶颈的方法

权利要求书

1.一种使氢气生产设备消除瓶颈的方法，该氢气生产设备包括用于通过从轻质烃重整来生成合成气的模块；任选地用于通过将合成气中的一氧化碳与水蒸气转化来富集氢气和二氧化碳的变换模块；以及还有PSA-H₂单元，其用于纯化氢气并且生产超纯氢气高压气体流，同时协同生产两种主要成分为二氧化碳和氢气的低压气态废物(PSA废物)，

其特征在于，在该PSA低压气态废物上安装有电化学氢气纯化电池，以便从所述PSA废物中分离出氢气和贫氢气的废物(EHS电池废物)，回收该氢气以形成额外的氢气流，将该额外的氢气流压缩为压力在8至25巴之间并全部或部分送至该PSA单元的入口，以增加该设备的氢气生产量，同时保持由该PSA生产的氢气的纯度不变。

2.如权利要求1所述的消除瓶颈的方法，其中，在产生过量的氢气的情况下，则中断该电化学电池的运行，以优化该设备的功率消耗。

3.一种氢气生产方法，其至少包括以下步骤：

a)通过重整从轻质烃原料生成合成气，

b)任选地通过一氧化碳蒸汽转化得到二氧化碳使该合成气富集氢气和二氧化碳，

c)通过变压吸附(PSA-H2)纯化该富集的合成气用于生产超纯氢气高压气体流，同时协同生产两种主要成分为二氧化碳和氢气的低压气态PSA废物，

d)向电化学电池(EHS电池)供应全部或部分该低压PSA废物，以便从该PSA废物中回收额外的氢气和贫氢气的废物(电池废物)，

e)将该回收的额外的氢气压缩至8巴与25巴表压之间的压力，

f)在该PSA单元上游的过程中回收全部或部分该压缩回收的额外的氢气以供应该PSA，从而增加该设备的非常高纯度氢气的生产产率。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，压缩该回收的额外的氢气的步骤e)至少部分地通过该电化学电池进行。

5.如权利要求3或权利要求4所述的方法，其中，在步骤a)之前，将至少一部分在该电化学电池出口处回收的该额外的氢气用于对该轻质烃原料脱硫。

6.如权利要求3至5之一所述的方法，其中，回收离开该电化学电池的全部或部分该贫氢气的废物(EHS电池废物)以产生二氧化碳。

7.如权利要求3至6之一所述的方法，其中，将离开该电化学电池的至少一部分该贫氢气的废物(EHS电池废物)用作重整燃料。

8.一种具有优化的产率用于从轻质烃进料流生产氢气的设备，该设备至少包括：

·用于通过重整从所述轻质烃进料流生成合成气的模块；

·任选的模块，其用于将一氧化碳蒸汽转化为二氧化碳，以使该合成气富集氢气和二氧化碳；

·PSA-H₂单元，其用于纯化该合成气中所含的氢气并产生超纯氢气高压气体流出流并且协同生产两种主要成分为二氧化碳和氢气的低压气态PSA流出废物；

·电化学电池(EHS电池)，其能够由该低压气态PSA废物供应并能够分离该PSA废物中存在的氢气与其他成分以产生氢气流和贫氢气的废物(EHS电池废物)；

·用于压缩由该EHS电池分离的氢气流的装置；

·用于处理和/或使用该EHS电池废物的装置；

·以及还有用于排出、输送和供应所使用的各种物流的装置。

9.如权利要求8所述的设备，其中，该电化学电池能够至少部分地对所回收的额外的氢气进行压缩。

10.如权利要求8或权利要求9所述的设备，进一步包括：用于将在该电化学电池的出口处回收的至少一部分该额外的氢气压缩并转移至用于该轻质烃原料脱硫的模块的装置。

11.如权利要求8至10之一所述的设备，进一步包括使用离开该电化学电池的贫氢气的废物(EHS电池废物)作为重整和/或生产二氧化碳的燃料的装置。