[发明专利]获得一氧化碳和氢气的方法

权利要求书

1.通过进一步加工含气体成分H₂、水蒸汽、CH₄、CO₂、CO和可选的N₂的合成气流，同时获得纯一氧化碳和氢气的方法，它包括下列步骤：

a)在包括一次转化装置、二次转化装置和其下游的CO转化阶段的用于产生氢气或氨气的蒸汽转化装置中，在二次转化装置和CO转化阶段之间分离出从二次转化装置释放所述合成气流的部分气流，其CO含量为2-20mol％，优选5-10mol％，且其温度为200-500℃，压力为15-50巴；

b)冷却所述部分气流到100℃以下，因而冷凝除去该部分气流中所含的大部分水蒸汽，产生原料合成气流；

c)使所述剩余的原料合成气经过多级气体分离设备，其中使所述气体成分H₂、残留的H₂O、CH₄、CO₂和可选的N₂分别或一起与CO分离；

d)压缩CO中的气体成分H₂、CH₄和可任选的N₂，通过压缩所述气体成分到超过所述CO转化阶段压力下的压力，使它们与CO分离，并使它们重新组合形成混合气流；

e)加热该混合气流到200-500℃，把该混合气流供给所述蒸汽转化装置的CO转化阶段；和

f)以单独方式可选地分离出所述剩余的纯CO部分，把所述剩余的纯CO部分供给下道加工工序。

2.按照权利要求1的方法，其中

a)把冷却到100℃以下的所述部分气流供给到CO₂分离阶段，在其中除去CO₂；

b)使已除去CO₂的所述部分气流通过氢分离阶段，在其中分离出一个或多个富氢气体部分；

c)将已分离出一个或多个富氢气体部分、仍然在氢气分离阶段下游的所述部分气体纯化，除去微量的CO₂和水；

d)使其中已除去CO₂和水分的所述部分气流在CO分离阶段分离成纯CO产品气流和甲烷-氮气残余气体混合物；

e)分别或一起压缩所述一个或多个富氢气体部分和氮气-甲烷残余气体混合物到超过所述CO转化阶段压力下的压力，并混合形成无水、低CO的混合气流；和

f)将上述无水、低CO混合气流加热到200-500℃，与在所述二次转化装置和CO转化阶段之间分离的仍然在所述部分气流的分离的下游的合成气流混合后，供给所述CO转化阶段。

3.按照权利要求2的方法，其中使所述无水、低CO混合气流在逆流换热器中加热到200-500℃，同时使用该换热器将在二次转化装置和CO转化阶段之间分离的所述部分气流冷却到100℃以下。

4.按照权利要求2的方法，其中用钾碱溶液从供给所述CO₂分离阶段的所述部分气流中洗去所述CO₂。

5.按照权利要求3的方法，其中用钾碱溶液从供给所述CO₂分离阶段的所述部分气流中洗去所述CO₂。

6.按照权利要求2的方法，其中使用含作为选择性溶剂的胺类化合物的选择性CO₂洗液从供给CO₂分离阶段的所述部分气流中除去所述CO₂。

7.按照权利要求2的方法，其中使用PSA设备作为所述氢分离阶段以便从所述部分气流中分离一个或多个富氢气体部分。

8.按照权利要求2的方法，其中，在所述CO分离阶段中，通过低温精制设备，将其中已除去微量CO₂和水的所述部分气流分离成为纯CO产品气流和甲烷-氮气残留气体混合物。

9.按照权利要求1的方法，其中进一步导入所述二次转化装置的下游的所述主要气体与从所述二次转化装置和CO转化阶段间分离的所述部分气流的体积流量比为1∶1和4.1。

10.按照权利要求1的方法，其中所述纯CO气体的体积通过根据反应方程式增加供给一次转化装置的天然气原料量加以补偿。