[发明专利]用于分离各自含有一氧化碳、氢气和至少一种酸性气体的两个气体料流的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于分离各自含有至少一种酸性气体、一氧化碳和氢气的两个气体料流以除去一氧化碳和氢气的方法，其中第一气体料流(5)在第一酸性气体脱除吸收器(AGR1A)中净化以除去至少一种酸性气体、在TSA单元(TSA1)中净化以除去至少二氧化碳和然后在分离单元(CB)中在深冷温度下分离以制成富集氢气的流体料流(11)，将第二气体料流(7)送往变换反应单元(14)，变换的第二料流(15)在第二酸性气体脱除吸收器(AGR2A)中净化以除去二氧化碳并将净化的第二料流(17,19)作为进料料流送往PSA单元(PSA)以制成富氢料流(21)，并将至少一部分来自分离单元(CB)的富集氢气的料流(11)作为进料料流送往PSA单元以制成富氢料流(21)。

本发明涉及用于分离各自含有氢气、一氧化碳和至少一种酸性气体的两个气体料流的方法和装置。

用于生产一氧化碳和氢气的单元可包含两个部分：

·合成气(基本含有H₂、CO以及可能CH₄、CO₂、Ar和N₂的至少一种的混合物)的生成。在各种工业合成气生产方法中，基于煤的气化的方法变得越来越普遍，尤其是在煤藏丰富的国家，如中国。天然气的部分氧化法可能也证实有利于仅生产CO或低H₂/CO生产比率。另一种方法是蒸汽重整。

·合成气的净化。这包括以下：

-使用液体溶剂的洗涤单元以除去合成气中所含的大部分酸性气体；

-用于经吸附剂床净化的前端净化(FEP)单元以除去在深冷温度下将冻结的杂质；

-用于生产CO的深冷分离单元，被称为冷箱；

-用于生产H2的经吸附剂床净化的单元，被称为PSA单元。

当下游客户所需的H2产物流和CO产物流之间的比率高于由合成气生成直接制成的合成气中的比率时，加入变换反应器，以生成的合成气的一部分为进料。没有供入变换反应器的剩余合成气送往用于生产CO的深冷段或“冷箱”上游的FEP。

当通过蒸汽甲烷重整器生产合成气时，所用的冷箱工艺是甲烷洗涤；分离的富H2气体料流中的剩余CO含量如此低以致不需要PSA排气再循环。PSA排气随后用作燃料。

当通过煤浆气化或部分氧化生产合成气时，所用的冷箱工艺是部分冷凝。

富H2气体中的CO含量在这种情况下相当高。在这种情况下，使用PSA排气再循环回收CO以提高该项目的经济性。

CN105948046公开了在没有解吸气体循环的情况下通过气化同时制备纯氢气和纯一氧化碳的方法。将通过气化单元制备的合成气分成两个部分，一个部分用于制备纯一氧化碳，另一个部分用于制备纯氢气。

制备纯一氧化碳的方法分成两个部分：

-一个部分用通过气化制成的粗制合成气通过热回收单元、低温甲醇洗涤单元和深冷分离单元制备纯一氧化碳，

-另一个部分用于通过将来自深冷分离单元的冷箱出口的富氢气体送入PSA-CO单元来制备纯一氧化碳。

用于制备氢气的原料分成两个部分：

-一个部分是用通过气化制成的粗制合成气通过变换转化单元和低温甲醇洗涤II单元净化并含有一氧化碳的转化气体，

-另一个部分是来自深冷分离单元的TSA装置的富氢气体，混合这两个部分的气体并送入PSA-H2单元以制备纯氢气。

该方法的缺点在于使用两个PSA单元，这提高总成本。

使用单个PSA的另一可能的方案是与H2和合成气一起制成CO以用于MeOH合成。这种解决方案的缺点在于其需要MeOH合成投资并因此依赖于MeOH市场需求。