專利名稱:對低壓合成甲醇中吹掃氣體的再加工方法
本發(fā)明涉及對低壓合成甲醇中吹掃氣體的再加工方法，其目的是提高由含碳固體的氣化而得到的合成氣體的氫含量，該吹掃氣體已經(jīng)催化重整階段。
參閱DE-PS2445884，已知吹掃氣體在10至30巴，700至850℃下，通過催化蒸氣重整階段，生成氫氣和一氧化碳，在升高至合成壓力之前，將生成的氣體冷卸并加入純化過的甲醇合成氣中，部分吹掃氣體用作燃料，產(chǎn)生重整過程中需要的熱。
這一已知的加工過程一個明顯的不足之處在于，不可轉(zhuǎn)化的惰性氣體氮氣和氬氣，只有一部分隨著吹掃氣體流排出，用于燃燒，以至惰性在合成氣體中的體積含量必定會在合成甲醇吹掃氣體中增加。
這一已知加工過程的另一明顯的不足之處是，必須限制重整階段的壓力，以保證較低的殘存甲烷的含量。吹掃氣體膨脹到重整壓力，再增加生成氣體的壓力至合成壓力，意味著能量的損失。
本發(fā)明的目的是提供一個方法，這個方法從能量需求的角度看效率更高，也能最大限度地減少夾帶在吹掃氣體中的合成氣體的損失，從而大部分甲烷能被用于合成氣體的生產(chǎn)。
關(guān)于上面簡述的方法中存在的問題，可通過本發(fā)明解決，采用催化重整步驟生產(chǎn)的氣體經(jīng)過一氧化碳轉(zhuǎn)化，被轉(zhuǎn)化的氣體再分離為氫氣和惰性氣體，該過程具體可在壓力振蕩吸附裝置(簡稱PSA)中進行。
本發(fā)明所提供的方法保證吹掃氣體轉(zhuǎn)化成氫氣的高轉(zhuǎn)化率，而不能被利用的氣體成份，諸如氮氣、氬氣、二氧化碳同時被回收，該合成氣體基本不含惰性氣體，因為這些惰性氣體不象原來的加工程序那樣進行循環(huán)。
回收氫氣，甲烷和惰性氣體的加工過程從DO-PS84629可得知，這些氣體成份被用來進一步加工。
本發(fā)明較好的實施方案是將氫氣分離，例如用壓力振蕩吸附裝置分離并使氫氣又回到合成甲醇的工序中。這種方法的優(yōu)點是，更少的含在由煤氣化而得的原料氣中的CO被轉(zhuǎn)化而結(jié)果是減小后面二氧化碳裝置的負荷。本發(fā)明另一個優(yōu)點在于原料氣中由于甲烷和氫氣的含量高而完全可以省去轉(zhuǎn)化步驟，例如那些在高壓下從氣化木頭，泥碳等得到的氣體。
本發(fā)明另一個較好實施方案提供了用氣化階段的氧氣，其純度低于或等于百分之九十九，特別是在百分之九十至九十五之間，本發(fā)明第一次使用這些氧氣成為可能，這意味著這一工序在經(jīng)濟效益方面的顯著提高。
為了進一步改進整個過程，本發(fā)明將氮氣在加工過程中用于密封各種閘門，這也意味著增加了加工過程的經(jīng)濟效率，而過去的加工過程忽視了這一問題。
本發(fā)明可在一些實施例和參考圖的基礎(chǔ)上得以解釋，這些參考圖說明了加工過程流程圖。
煤(K)，蒸氣(D)和氧氣(S)如圖標有字母的箭頭所示進入煤氣化裝置1中。氣化過程產(chǎn)生的原料氣進入轉(zhuǎn)化的裝置2中，然后進入二氧化碳和硫化氫(H2S)洗氣裝置中，最后通過壓縮機12進入甲醇合成裝置4。
甲醇從箭頭5指示的方向離開加工程序。吹掃氣體加工的路徑由箭頭6表示。吹掃氣體首先被送入重整裝置7，然后進入轉(zhuǎn)化裝置8，最后進入壓力振蕩吸附裝置(PSA)9。
路徑10為加工過程中的惰性氣體提供了出口，而氫氣如圖所示通過路徑11回到合成甲醇的裝置4之前的主氣流中。
該加工過程可舉例說明如下含水重量為12%(DBC12)的干燥褐煤。用蒸汽和氧氣在流化床中20巴壓力下氣化。冷卻時利用部分顯熱進行水蒸汽飽和，冷卻后可得到的原料氣體量為1.405Nm3/t DBC(干量)，其組成如下(體積%)二氧化碳 16.8一氧化碳 45.1氫氣 33.5甲烷 3.9N2+Ar 0.5H2S+COS 0.2近百分之七十五的原料氣進行一氧化碳轉(zhuǎn)化，而后與殘余氣體結(jié)合。從16巴再加壓至37巴以后，氣體經(jīng)提純完全除去硫化氫并使二氧化碳的含量減少至約百分之五(體積)。這時，1223Nm3/t DBC12氣體量有下列成分體積%二氧化碳 5.6一氧化碳 27.8氫氣 61.9甲烷 4.2
氮氣和氫氣 0.5根據(jù)本發(fā)明，128Nm3的純氫氣從吹掃氣體再加工裝置加入到原料氣中可得到1351Nm3含下列成份的甲醇合成氣體積%二氧化碳 5.0一氧化碳 25.2氫氣 65.5甲烷 3.8氮氣和氬氣 0.5該氣體在低壓合成甲醇裝置中從35巴加壓到101巴，轉(zhuǎn)化為550公斤的甲醇。102Nm3含有下列成分的純氣體從循環(huán)氣體中收回。
體積%二氧化碳 6.3一氧化碳 3.4氫氣 42.3甲烷 42.6氮氣和氬氣 5.4在40巴，950℃下，32Nm3和141Nm3蒸氣被滲入該純氣體中，該氣體經(jīng)催化自動熱重整后再經(jīng)高溫轉(zhuǎn)化。201Nm3的氣體離開轉(zhuǎn)化階段，冷卻后進入PSA裝置。
體積%二氧化碳 21.3一氧化碳 4.3氫氣 71.0甲烷 0.7
氮氣和氬氣 2.7在壓力振蕩吸附裝置中，在37巴壓力下，將氫氣(128Nm3)分離，效率為百分之九十八，而廢氣(74Nm3)在接近大氣壓的狀態(tài)下離開壓力振蕩吸附裝置，并且該廢氣可用作氣體燃料。它的成分如下體積%二氧化碳 58.0一氧化碳 11.6氫氣 21.2甲烷 1.9氮氣和氬氣 7.3根據(jù)上述實例，吹掃氣體再加工與沒有吹掃氣體再加工相比，在同樣的甲醇生產(chǎn)率下，裝置能力降低如下氣化(1) 約12%一氧化碳轉(zhuǎn)化(原料氣)(2) 約33%再加壓(3) 約16%二氧化碳清洗(4) 約20%氧氣需水 約5%當然上面概述的實例可在不偏離本發(fā)明基本構(gòu)思的情況下進行多種改進。
權(quán)利要求
1.對低壓合成甲醇中吹掃氣體的再加工方法，目的是提高由含碳固體氣化得到的合成氣中的氫含量，這一吹掃氣體已經(jīng)過催化重整，其特征為來自催化重整的排出氣體進行一氧化碳轉(zhuǎn)化步驟，該排出氣體在一個壓力振蕩吸附裝置中被分離為氫氣和惰性氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征在于催化重整是用氧氣進行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其特征為從吸附設(shè)備出來的氫氣，在合成甲醇之前回到加工程序中。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或權(quán)利要求
2的方法，該方法在于加壓下含碳固體的氣化，其特征為用于氣化的氧氣，其純度低于或等于百分之九十九，最好為百分之九十至九十五。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3的方法，其特征為獲得的氮氣在全部系統(tǒng)中用于對各種閥門密封。
專利摘要
關(guān)于對低壓合成甲醇中吹掃氣體的再加工方法，目的在于提高由含碳固體氣化而得到的合成氣中的氫含量。該吹掃氣體已經(jīng)過催化重整，這一措施旨在提供一種節(jié)能方法，最大限度地減少合成氣的損失而使大部分甲烷用來生產(chǎn)合成氣。
文檔編號C10J3/54GK86101791SQ86101791
公開日1986年9月17日 申請日期1986年3月19日
發(fā)明者哈特馬特·伊格納, 沃爾夫?qū)瘛ず跔柌继m德, 邁克爾·布魯門費爾德 申請人:尤德有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan