專利名稱：：制備氫和一氧化碳的方法和裝置的制作方法制備氫和一氧化碳的方法和裝置相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2011年8月30日提交的題目為“ProcessandApparatusforProducingHydrogenandCarbonMonoxide(制備氫和一氧化碳的方法和裝置)”的臨時申請序列號61/528，943的優(yōu)先權(quán)，該臨時申請的內(nèi)容通過弓I用結(jié)合到本文中。
背景技術(shù)：
：氫、一氧化碳及氫和一氧化碳的混合物是化學(xué)和石油化學(xué)過程的所需原料。烴轉(zhuǎn)化為含氫和一氧化碳的氣體是本領(lǐng)域熟知的。這類過程的實例包括催化蒸汽重整、自熱催化重整、催化部分氧化和非催化部分氧化。這些方法各自具有優(yōu)缺點，并產(chǎn)生各種比率的氫和一氧化碳，也稱“合成氣”。由烴的轉(zhuǎn)化形成的粗合成氣然后通過各種方法分離以形成所需的氫、一氧化碳和/或氫和一氧化碳的混合物。一氧化碳的分離通常通過在低溫分離單元或冷箱中低溫分離進(jìn)行，氫自粗合成氣的分離通常通過變壓吸附進(jìn)行。低溫分離器需要組成和壓力兩方面均穩(wěn)定的進(jìn)給。因此，首先從粗合成氣流去除一氧化碳，然后在變壓吸附器中分離含氫的流，因為變壓吸附器的輸出在組成和壓力兩方面均發(fā)生變化。業(yè)界需要用于自粗合成氣分離氫和一氧化碳的方法和裝置，其中所述方法和裝置穩(wěn)健(robust)并穩(wěn)定(stable)。業(yè)界需要用于自粗合成氣分離氫和一氧化碳的方法和裝置，所述方法和裝置具有高的氫和一氧化碳回收率并具有高的能量效率。發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生H2和CO的方法和裝置。下面列出了所述方法的若干方面。方面1.一種用于自工藝氣體產(chǎn)生含H2產(chǎn)物流和含CO產(chǎn)物流的裝置，所述裝置包括用于生成工藝氣體的合成氣生產(chǎn)單元，所述工藝氣體包含H2、CO、CO2和H2O；用于自工藝氣體去除H2O的水去除單元；用于自工藝氣體去除CO2而不低溫分餾工藝氣體的CO2去除單元；用于自工藝氣體分離H2從而形成含H2產(chǎn)物流和殘余氣體流的變壓吸附器；用于將殘余氣體流中一種或多種組分的摩爾濃度幅度減小至低于I摩爾％的混合設(shè)備;用于壓縮殘余氣體流的壓縮機(jī)；用于接收壓縮機(jī)后和混合設(shè)備后的殘余氣體流的低溫分離單元，所述低溫分離單元通過在低溫分離單元中低溫分餾將殘余氣體流分離成含CO產(chǎn)物流、富H2流、富甲烷流和含CO中間流；和用于將至少一部分富H2流再循環(huán)至變壓吸附器的導(dǎo)管。方面2.方面I的裝置，所述裝置還包括用于控制變壓吸附器的控制器，所述控制器具有一系列編碼指令，所述編碼指令要求殘余氣體流在260kPa(絕對壓力)和420kPa(絕對壓力)之間或315kPa(絕對壓力)和385kPa(絕對壓力)之間的壓力下取走。方面3.方面I或方面2的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分含CO中間流再循環(huán)至壓縮機(jī)上游、變壓吸附器下游的位置的第二導(dǎo)管。方面4.方面1-3中的任一項的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產(chǎn)單元以用作燃燒反應(yīng)中的燃料的第三導(dǎo)管。方面5.方面1-4中的任一項的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產(chǎn)單元作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料的第四導(dǎo)管和第二壓縮機(jī)。方面6.方面1-5中的任一項的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前去除H2O和CO2的干燥器。方面7.方面6的裝置，其中所述干燥器為變溫吸附器。方面8.方面1-7中的任一項的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前阻抑殘余氣體的壓力變化的緩沖容器。方面9.方面1-8中的任一項的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以阻抑殘余氣體的壓力變化并還在殘余氣體被送至低溫分離單元之前減小殘余氣體中一種或多種組分的摩爾濃度幅度的第二混合設(shè)備。方面10.方面1-9中的任一項的裝置，其中所述CO2去除單元有效地連接在合成氣生產(chǎn)單元和變壓吸附器之間。方面11.方面1-10中的任一項的裝置，所述裝置還包括有效地連接CO2去除單元與合成氣生產(chǎn)單元以將在CO2去除單元中自所述工藝流去除的至少一部分CO2傳送至合成氣生產(chǎn)單元以用作形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料氣體的第五導(dǎo)管。方面12.—種用于自工藝氣體產(chǎn)生含H2產(chǎn)物流和含CO產(chǎn)物流的方法，所述方法包括在生產(chǎn)單元中生成工藝氣體，所述工藝氣體包含H2、CO、CO2和H2O；自工藝氣體去除H2O;自工藝氣體去除CO2而不低溫分餾工藝氣體；在變壓吸附器中通過變壓吸附自工藝氣體分離H2,從而形成含H2產(chǎn)物流和變壓吸附器殘余氣體流，所述殘余氣體流在260kPa(絕對壓力)和420kPa(絕對壓力)之間或315kPa(絕對壓力)和385kPa(絕對壓力)之間的壓力下從變壓吸附器取出，取出的殘余氣體流的一種或多種組分具有隨時間變化的摩爾濃度，在變壓吸附器循環(huán)過程中，幅度高于2.5摩爾％或高于3摩爾％；在混合設(shè)備中將殘余氣體流中所述一種或多種組分的摩爾濃度的幅度減小至低于I摩爾％;在壓縮機(jī)中壓縮殘余氣體流；在減小幅度和壓縮步驟之后，將殘余氣體流送至低溫分離單元；在低溫分離單元中通過低溫分餾將殘余氣體流分離成含CO產(chǎn)物流、富H2流、富甲烷流和含CO中間流；和將至少一部分富H2流引入到變壓吸附器中。方面13.方面12的方法，所述方法還包括將至少一部分含CO中間流引入到壓縮機(jī)上游、變壓吸附器下游。方面14.方面12或方面13的方法，所述方法還包括將至少一部分富甲烷流引入到生產(chǎn)單元中作為燃料，從而通過間接熱交換提供熱以生成工藝氣體。方面15.方面12-14中的任一項的方法，所述方法還包括壓縮并隨后將至少一部分富甲烷流引入到生產(chǎn)單元中作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料。方面16.方面12-15中的任一項的方法，所述方法還包括將來自壓縮機(jī)的殘余氣體流送至干燥器以在將殘余氣體送至低溫分離單元之前去除H2O和CO2。方面17.方面16的方法，其中所述干燥器為變溫吸附器。方面18.方面12-17中的任一項的方法，所述方法還包括將至少一部分來自干燥器的殘余氣體流送至緩沖容器以在將殘余氣體流送至低溫分離單元之前阻抑殘余氣體流的壓力變化。方面19.方面12-18中的任一項的方法，所述方法還包括將至少一部分來自干燥器的殘余氣體流送至第二混合設(shè)備從而阻抑壓力變化并還在將殘余氣體流送至低溫分離單元之前減小殘余氣體中所述一種或多種組分的摩爾濃度幅度。方面20.方面12-19中的任一項的方法，其中在通過變壓吸附從工藝氣體分離H2之前通過CO2去除單元去除CO2。方面21.方面12-20中的任一項的方法，其中至少一部分自工藝氣體去除的CO2被再循環(huán)至生產(chǎn)單元作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料氣體。方面22.方面12-21中的任一項的方法，所述方法還包括測定含H2產(chǎn)物流中的N2濃度；和縮短變壓吸附器循環(huán)時間以降低含H2產(chǎn)物流中的N2濃度。方面23.方面12-22中的任一項的方法，所述方法使用方面1-11中的任一項的裝置。方面24.方面12-22中的任一項的方法，所述方法還包括提供方面1_11中的任一項的裝置。多個附圖視圖的簡要說明附圖為方法流程圖，示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案。發(fā)明詳述當(dāng)用于說明書和權(quán)利要求書中所述本發(fā)明實施方案中的任何特征時，本文中用到的冠詞“一個(a或an)”指一個或多個。“一個”的使用不將意思限制于單個特征，除非明確指明如此限制。單數(shù)或復(fù)數(shù)名詞或名詞短語前的冠詞“該(the)”指特定的一種指定特征或特定的多種指定特征并可具有單數(shù)或復(fù)數(shù)含義，取決于使用其的上下文。形容詞“任何”指一個、一些或不加選擇的全部或任何量。置于第一實體和第二實體之間的術(shù)語“和/或”指以下情形之一(I)第一實體、(2)第二實體和(3)第一實體和第二實體。置于3個或更多個實體的例舉中的最后兩個實體之間的術(shù)語“和/或”指例舉實體中的至少一個。表述“至少一部分”指“一部分或全部”。流的至少一部分可具有與其所源自的流相同的組成。流的至少一部分可包含其所源自的流的特定組分。下游和上游指傳遞的工藝流體的預(yù)期流向。如果工藝流體的預(yù)期流向為自第一設(shè)備向第二設(shè)備，則第二設(shè)備在第一設(shè)備下游并與第一設(shè)備流體流動連通。術(shù)語“富……”指所指氣體的摩爾％濃度高于其所形成自的原始流。因此，富氫流的氫摩爾％濃度高于其所形成自的殘余氣體流。同樣，富甲烷流的甲烷摩爾％濃度高于其所形成自的殘余氣體流。本發(fā)明涉及用于自工藝氣體產(chǎn)生含氫產(chǎn)物流和含CO產(chǎn)物流的方法和裝置。結(jié)合附圖描述本發(fā)明，附圖示出了所述方法和裝置的過程流程圖。為簡單清楚起見，略去了熟知的設(shè)備、電路和方法的詳細(xì)描述以便本發(fā)明的描述不被不必要的細(xì)節(jié)所含混。所述裝置包括用于生成工藝氣體12的合成氣生產(chǎn)單元10。所述工藝氣體通常被稱為粗合成氣并包含H2、CO、CO2和H2O。合成氣(synthesis)也稱合成氣(syngas)。本文中用到的合成氣為任何包含H2和CO的氣態(tài)混合物。合成氣生產(chǎn)單元10可為本領(lǐng)域已知的用于產(chǎn)生粗合成氣的任何設(shè)備。例如，所述合成氣生產(chǎn)單元可以是蒸汽重整器(也稱蒸汽甲烷重整器或蒸汽烴重整器)、自熱重整器、部分氧化反應(yīng)器(Ρ0Χ反應(yīng)器)和/或氣化器。各種合成氣生產(chǎn)單元的結(jié)構(gòu)和操作的詳情可從公開的文獻(xiàn)中得到，這里不予提供。在合成氣生產(chǎn)單元為POX反應(yīng)器的情況下，所述裝置可包括變換反應(yīng)器(未示出)來改變工藝氣體中H2與CO的比率。可以使用一個或多個變換反應(yīng)器。所述一個或多個變換反應(yīng)器可為所謂的高溫變換反應(yīng)器、中溫變換反應(yīng)器和/或低溫變換反應(yīng)器。通常，“高溫”變換反應(yīng)器的入口溫度在330°C至400°C范圍內(nèi)，出口溫度在400°C至500°C范圍內(nèi)。高溫變換反應(yīng)器常使用氧化鐵/氧化鉻催化劑。通常，“低溫”變換反應(yīng)器的入口溫度在190°C至230°C范圍內(nèi)，出口溫度在250°C至300°C范圍內(nèi)。低溫變換反應(yīng)器常使用的催化劑包括金屬銅、氧化鋅和一種或多種其他難還原的氧化物如氧化鋁或氧化鉻。變換可在變換反應(yīng)器的“組合”中進(jìn)行，例如，使用一系列高溫變換、經(jīng)間接換熱冷卻、和低溫變換。如果需要，可用床間冷卻細(xì)分任一變換階段。通常，“中溫”變換反應(yīng)器的入口溫度在250°C至325°C范圍內(nèi)，出口溫度至高400°C?？梢允褂煤线m地配制的負(fù)載型銅催化劑。所述裝置還包括用于從工藝氣體去除H2O的水去除單元20。通常，來自合成氣生產(chǎn)單元的工藝氣體處于高溫下，熱作為工藝氣體的進(jìn)一步處理的一部分從工藝氣體回收。例如，可將工藝氣體送至廢熱鍋爐以從工藝氣體提取熱和生成蒸汽。可進(jìn)一步冷卻工藝氣體以從工藝氣體冷凝出水并因此從工藝氣體去除H20。廢熱鍋爐中生成的蒸汽可被用在合成氣生產(chǎn)單元中以生成工藝氣體。所述裝置還包括用于從工藝氣體去除CO232而不低溫分餾的CO2去除單元30。所述CO2去除單元可為本領(lǐng)域已知的用于通過非低溫裝置自工藝氣體去除CO2的任何設(shè)備。所述CO2去除單元可選自洗滌器、吸附器、吸收器和膜分離器中的至少一種。例如，CO2去除單元可為CO2洗滌器。CO2洗滌可用任何已知的市售洗滌技術(shù)和洗滌材料進(jìn)行。Benfield喊性水溶液洗漆法、ShellSulfinol和UOPSelexol>LurgiRectisol、BASF的aMDEA溶劑提取法為自可用的氣體流去除CO2的工業(yè)技術(shù)的實例。或者，可通過變壓吸附、化學(xué)吸附、膜分離、復(fù)合金屬氧化物等提取co2。在一些方法中，CO2去除單元的進(jìn)料氣體可在被引入CO2去除單元中之前在換熱器中冷卻。變壓吸附(PSA)可用于從氣體混合物分離C02。在PSA技術(shù)中，在高的分壓下，固體分子篩對CO2的吸附比對一些其他氣體更強(qiáng)。因此，在升高的壓力下，隨著氣體混合物通過吸附床，CO2從該混合物去除。床的再生通過降壓和吹掃實現(xiàn)。通常，對于臨界操作，使用多個吸附容器以便連續(xù)分離CO2，其中，一個吸附床用于CO2分離，而其他的被再生。自氣體流分離CO2的另一技術(shù)為使用氧化物如氧化鈣(CaO)和氧化鎂(MgO)或它們的組合進(jìn)行化學(xué)吸收。在升高的壓力和溫度下，CO2可被CaO吸收形成碳酸鈣(CaCO3),從而從氣體混合物去除CO2。吸收劑CaO通過CaCO3的煅燒再生，所述再生可將CaCO3變回CaO0也可使用膜分離技術(shù)來從氣體流分離C02。用于高溫CO2提取的膜包括沸石和陶瓷膜，這類膜對CO2具有選擇性。但膜技術(shù)的分離效率低，通過膜分離可能不能實現(xiàn)CO2的完全分離。用于提取CO2的另一技術(shù)可包括但不限于使用胺進(jìn)行CO2的化學(xué)吸收。將CO2提取器的進(jìn)料冷卻到合適的溫度來使用胺進(jìn)行CO2的化學(xué)吸收。此技術(shù)基于的是烷醇胺溶劑，燒醇胺溶劑具有在較低的溫度下吸收CO2的能力并易于通過升高富載溶劑(richsolvent)的溫度而再生。富載溶劑再生后獲得富CO2流。此技術(shù)中使用的溶劑可包括例如三乙醇胺、單乙醇胺、二乙醇胺、二異丙醇胺、二甘醇胺和甲基二乙醇胺。用于分離CO2的另一技術(shù)可為物理吸收。應(yīng)注意，可有利地使用全部上述技術(shù)或上述技術(shù)的任何組合來分離C02。額外的H2O可與CO2—道在CO2去除單元中去除。CO2去除單元有效地連接在合成氣生產(chǎn)單元10和變壓吸附器40(在下面描述)之間。CO2去除單元下游可有另一H2O去除單元(未示出)。在CO2去除單元30中去除的CO2可被再循環(huán)用作形成工藝氣體12的反應(yīng)物進(jìn)料氣體8。工藝氣體12中形成的CO的相對量可通過引入再循環(huán)的CO2來改變。所述裝置可還包括導(dǎo)管33，導(dǎo)管33有效地連接CO2去除單元30與合成氣生產(chǎn)單元10以便將至少一部分自工藝流在CO2去除單元30中去除的CO232傳送至合成氣生產(chǎn)單元10以用作形成工藝氣體12的反應(yīng)物進(jìn)料氣體8。本文中用到的“導(dǎo)管”為管道(pipe)、管(tube)或任何其他通過其傳送流體的不漏流體的通道。所述裝置還包含用于自工藝氣體分離H2從而形成含H2產(chǎn)物流42和殘余氣體流44的變壓吸附器40。變壓吸附是制氫中進(jìn)行純化使用的熟知方法。變壓吸附器和方法可結(jié)合任何所需數(shù)量的吸附劑床和任何已知的用于回收產(chǎn)物氫的處理循環(huán)。就方法的目的而言具有理想的選擇性的任何適宜吸附劑材料均可用在本發(fā)明方法的實施中。合適的吸附劑包括例如沸石分子篩、活性炭、硅膠、活性氧化鋁等。對于自重整氣體混合物分離和純化氫而言，沸石分子篩吸附劑通常是理想的。變壓吸附器系統(tǒng)可包括一個或多個緩沖罐(surgetank)。所述方法可包括測定含H2產(chǎn)物流中的N2濃度和控制變壓吸附器的循環(huán)時間以保持N2濃度低于目標(biāo)N2濃度?？煽s短變壓吸附器循環(huán)時間來降低含H2產(chǎn)物流中的N2濃度?？裳娱L變壓吸附器循環(huán)時間來提高含H2產(chǎn)物流中的N2濃度。在降壓(放壓)和/或吹掃階段，可自變壓吸附循環(huán)形成殘余氣體流。在CO2去除單元為變壓吸附器或變真空吸附器的情況下，可將用于分離H2的變壓吸附器與CO2去除單元整合。整合單元的實例在美國專利號4，171,206、RE31,014、4，790，858,4,813，980,4,914，218和5，133，785中有公開。所述裝置還包括用于控制變壓吸附器40的控制器(未示出)。所述控制器可具有一系列編碼指令，所述編碼指令要求殘余氣體流44在260kPa和420kPa之間或315kPa和385kPa之間的壓力下從變壓吸附器40取出，此壓力高于通常使用的壓力。殘余氣體流通常在較低的壓力下取出的原因是因為當(dāng)在較高的壓力下取出殘余氣體時氫回收遭受損失。在較高壓力下，即在260kPa和420kPa之間或315kPa和385kPa之間，取出殘余氣體的優(yōu)勢在于，下游壓縮機(jī)需要的功率較低(在下面討論)。控制器和一系列編碼指令可通過控制供給壓縮機(jī)的功率從而影響壓縮機(jī)的吸入壓力來控制壓力。所述裝置還包括用于將殘余氣體流44中一種或多種組分的摩爾濃度幅度減小至低于I摩爾％的混合設(shè)備50。由于單數(shù)冠詞指一個或多個，故當(dāng)提及混合設(shè)備時，所述一種或多種組分的摩爾濃度幅度可在一個或多個混合設(shè)備中減小至低于I摩爾％。由于在吸附步驟結(jié)束時吸附床中氣體組成的變化及吸附劑對各種組分的相對親和性，故在PSA循環(huán)的降壓和/或吹掃階段過程中，殘余氣體中組分的濃度將隨時間而異。組分濃度的幅度為在PSA循環(huán)過程中該組分的濃度極值與對于PSA循環(huán)而言該組分的時間平均濃度之間的差異。時間平均濃度定義為權(quán)利要求1.一種用于自工藝氣體產(chǎn)生含H2產(chǎn)物流和含CO產(chǎn)物流的裝置，所述裝置包括用于生成工藝氣體的合成氣生產(chǎn)單元，所述工藝氣體包含H2、CO、CO2和H2O；用于自工藝氣體去除H2O的水去除單元；用于自工藝氣體去除CO2而不低溫分餾工藝氣體的CO2去除單元；用于自工藝氣體分離H2從而形成含H2產(chǎn)物流和殘余氣體流的變壓吸附器；用于將殘余氣體流中一種或多種組分的摩爾濃度幅度減小至低于I摩爾％的混合設(shè)備;用于壓縮殘余氣體流的壓縮機(jī)；用于接收壓縮機(jī)后和混合設(shè)備后的殘余氣體流的低溫分離單元，所述低溫分離單元通過在低溫分離單元中低溫分餾將殘余氣體流分離成含CO產(chǎn)物流、富H2流、富甲烷流和含CO中間流；和用于將至少一部分富H2流再循環(huán)至變壓吸附器的導(dǎo)管。2.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括用于控制變壓吸附器的控制器，所述控制器具有一系列編碼指令，所述編碼指令要求殘余氣體流在260kPa和420kPa之間的壓力下從變壓吸附器取出。3.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分含CO中間流再循環(huán)至壓縮機(jī)上游、變壓吸附器下游的位置的第二導(dǎo)管。4.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產(chǎn)單元以用作燃燒反應(yīng)中的燃料的第三導(dǎo)管。5.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括用于將至少一部分富甲烷流傳送至合成氣生產(chǎn)單元作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料的第四導(dǎo)管和第二壓縮機(jī)。6.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前去除H2O和CO2的干燥器。7.權(quán)利要求6的裝置，其中所述干燥器為變溫吸附器。8.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以在殘余氣體被送至低溫分離單元之前阻抑殘余氣體的壓力變化的緩沖容器。9.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括有效地連接在壓縮機(jī)和低溫分離單元之間以阻抑殘余氣體的壓力變化并還在殘余氣體被送至低溫分離單元之前減小殘余氣體中一種或多種組分的摩爾濃度幅度的第二混合設(shè)備。10.權(quán)利要求1的裝置，其中所述CO2去除單元有效地連接在合成氣生產(chǎn)單元和變壓吸附器之間。11.權(quán)利要求1的裝置，所述裝置還包括有效地連接CO2去除單元與合成氣生產(chǎn)單元以將在CO2去除單元中自所述工藝流去除的至少一部分CO2傳送至合成氣生產(chǎn)單元以用作形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料氣體的第五導(dǎo)管。12.—種用于自工藝氣體產(chǎn)生含H2產(chǎn)物流和含CO產(chǎn)物流的方法，所述方法包括在生產(chǎn)單元中生成工藝氣體，所述工藝氣體包含H2、CO、CO2和H2O；自工藝氣體去除H2O;自工藝氣體去除CO2而不低溫分餾工藝氣體；在變壓吸附器中通過變壓吸附自工藝氣體分離H2,從而形成含H2產(chǎn)物流和變壓吸附器殘余氣體流，所述殘余氣體流在260kPa和420kPa之間的壓力下從變壓吸附器取出，取出的殘余氣體流的一種或多種組分具有隨時間變化的摩爾濃度，在變壓吸附器循環(huán)過程中，幅度高于2.5摩爾％；在混合設(shè)備中將殘余氣體流中所述一種或多種組分的摩爾濃度的幅度減小至低于I摩爾％;在壓縮機(jī)中壓縮殘余氣體流；在減小幅度和壓縮步驟之后，將殘余氣體流送至低溫分離單元；在低溫分離單元中通過低溫分餾將殘余氣體流分離成含CO產(chǎn)物流、富H2流、富甲烷流和含CO中間流；和將至少一部分富H2流引入到變壓吸附器中。13.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括將至少一部分含CO中間流引入到壓縮機(jī)上游、變壓吸附器下游。14.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括將至少一部分富甲烷流引入到生產(chǎn)單元中作為燃料，從而提供熱以生成工藝氣體。15.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括壓縮并隨后將至少一部分富甲烷流引入到生產(chǎn)單元中作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料。16.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括將來自壓縮機(jī)的殘余氣體流送至干燥器以在將殘余氣體送至低溫分離單元之前去除H2O和CO2。17.權(quán)利要求16的方法，其中所述干燥器為變溫吸附器。18.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括將至少一部分來自干燥器的殘余氣體流送至緩沖容器以在將殘余氣體流送至低溫分離單元之前阻抑殘余氣體流的壓力變化。19.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括將至少一部分來自干燥器的殘余氣體流送至第二混合設(shè)備從而阻抑壓力變化并還在將殘余氣體流送至低溫分離單元之前減小殘余氣體中所述一種或多種組分的摩爾濃度幅度。20.權(quán)利要求12的方法，其中在通過變壓吸附從工藝氣體分離H2之前通過CO2去除單元去除CO2。21.權(quán)利要求12的方法，其中至少一部分自工藝氣體去除的CO2被再循環(huán)至生產(chǎn)單元作為形成工藝氣體的反應(yīng)物進(jìn)料氣體。22.權(quán)利要求12的方法，所述方法還包括測定含H2產(chǎn)物流中的N2濃度；和縮短變壓吸附器循環(huán)時間以降低含H2產(chǎn)物流中的N2濃度。全文摘要本發(fā)明公開了用于自合成氣生產(chǎn)單元中產(chǎn)生的粗合成氣產(chǎn)生含氫產(chǎn)物流和含一氧化碳產(chǎn)物流的裝置和方法。通過非低溫裝置從工藝氣體去除二氧化碳，在變壓吸附器中從工藝氣體分離含氫產(chǎn)物流。來自變壓吸附器的殘余氣體被送至低溫分離單元，其中低溫分離單元通過低溫分餾將殘余氣體流分離成含一氧化碳產(chǎn)物流、富氫流、富甲烷流和含一氧化碳中間流。至少一部分富氫流被再循環(huán)至變壓吸附器。文檔編號C01B3/58GK103030113SQ20121031413公開日2013年4月10日申請日期2012年8月30日優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日發(fā)明者E.S.根金,H.N.普哈姆,章曉光,K.A.魯?shù)戮S格申請人:氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司