[发明专利]用于处理酸合成气体的方法和设备

说明书

本发明提供了用于处理酸合成气体的方法和设备。所述方法包括将所述酸合成气体料流传递至酸性气体移除单元以提供经处理的合成气体料流和富CO₂料流。将所述富CO₂料流的至少一部分传递至热氧化器单元以提供经处理的CO₂气体料流。将所述经处理的合成气体料流的至少一部分传递至变压吸附单元以获得纯化的氢气料流和尾气料流。将所述尾气料流的至少一部分传递至所述热氧化器单元。

优先权声明

本专利申请要求2017年5月11日提交的美国专利申请号15/593,156的优先权，其引用的申请的内容据此全文以引用方式并入。

技术领域

技术领域一般涉及用于处理酸合成气体的设备和方法。更具体地讲，本公开涉及用于处理酸合成气体以生产纯化的氢气料流并回收存在于该酸合成气体中的一种或多种酸性气体的集成设备和方法，所述酸性气体包含H₂S、COS和CO₂。

背景技术

从包含酸性气体的气体混合物中移除所述酸性气体并回收纯化的氢气气体的多种方法在本领域和商业实践中为人们所熟知。从气体料流中移除酸性气体的已知方法中包括采用物理吸收CO₂和/或H₂S的那些方法，这与涉及化学反应的其他方法不同。在生产氢气和/或氨的气化工厂中，用于将酸合成气体从变换反应器或水解反应器转化成氢气所需的典型的设备包括酸性气体移除单元，以用于移除酸性气体组分，如H₂S、COS和CO₂，其通常基于物理溶剂洗涤，例如UOP SeparALL^TM方法或UOP Selexol^TM方法进行。另选地，UOP AmineGuard^TM FS方法可用于移除酸性气体组分。这是满足进料于下游方法以获得纯化的氢气气体的合成气体的质量要求所必需的。此外，该设备包括氢气纯化单元，其可使用膜技术，例如UOP Polysep^TM膜和/或变压吸附(PSA)技术(例如，UOP Polybed^TM PSA技术)。在多种精炼和石化工艺中需要高纯度氢气。此外，来自酸性气体移除单元的存在于CO₂料流中的CO、H₂和其他组分的破坏可通过包括热氧化剂或催化氧化剂的体系发生。这是满足CO₂质量要求以供进一步使用所必需的。

如上所述的典型方法和设备需要大量蒸汽消耗。此外，热氧化器中需要大量的外部燃气以提供富CO₂气体料流。此外，在具有酸性气体移除单元、热氧化器单元和变压吸附单元的此类生产氢气的气化工厂中，增加合格(on-spec)氢气气体的量面临显著的挑战。另外，来自PSA床的大量尾气被引导至工厂外的位置。

因此，希望提供用于将合成气体转化成氢气的改善的方法和设备。此外，希望本发明的设备和方法为净蒸汽产生器而不是蒸汽消耗器。此外，期望使此类设备中的热氧化器单元中的外部燃气的消耗最小化。另外，希望增加由合成气体生产的纯化的氢气的量。另外，根据随后的主题的具体实施方式和所附权利要求，结合附图和该主题背景，本发明主题的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本文所设想的各种实施方案涉及用于处理酸合成气体的设备和方法。本文所教导的示例性实施方案示出了用于处理酸合成气体以生产纯化的氢气气体并回收存在于该酸合成气体中的一种或多种酸性气体的集成设备和方法，所述酸性气体包含H₂S、COS和CO₂。