[发明专利]在475-525℃和250-290℃下两步反应的使用铜催化剂的合成气处理及系统

权利要求书

1.一种增加合成气中CO与H₂比的方法，所述方法包括：

使得合成气在有效使得合成气内的CO₂与Cu反应以便生成氧化铜和CO的第一温度下通过包含Cu的第一反应器；

将合成气的温度降低至有效使得合成气内的氢气与氧化铜反应以便生成Cu和H₂O的第二温度；以及

使得合成气通过包含氧化铜的第二反应器以便使得合成气中的H₂与氧化铜反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括在其通过第一反应器之前，使得合成气通过第一热交换器以便将其热度降低至第一温度。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其特征在于第一温度在475℃至525℃的范围内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述第一温度为500℃。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于将合成气的温度降低至第二温度包括使得所述合成气通过第二热交换器。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述第二温度在250℃至290℃的范围内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述第二温度为270℃。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法进一步包括使得离开第二反应器的合成气通过第三热交换器，以便将其温度增加至大致第一温度，以及使得合成气循环通过所述第一反应器和第二反应器，以便获得下述所需之一：H₂含量、CO含量或CO与H₂比；以及

一旦已经获得所需H₂含量、CO含量或CO与H₂比，则排出合成气。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述方法还包括监测第二反应器下游的合成气组成，以及控制合成气的再循环以便维持下述所需之一：H₂含量、CO含量或CO与H₂比。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法还包括使得合成气反向流动通过该系统以便将在第一温度下的合成气引导到第二反应器，之后合成气的温度降低并且温度降低的合成气然后被供给到第一反应器。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于在第一温度下的气体反向流动通过第二反应器导致合成气中的CO₂与Cu反应以便生成氧化铜和CO，从而在第二反应器中再生氧化铜，以及在第二温度下的气体反向流动通过第一反应器导致合成气中的H₂与氧化铜反应以便生成Cu和H₂O，从而在第一反应器中再生铜。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其特征在于所述方法还包括监测合成气组成随着时间推移的变化，以便指示反应器内物质的反应性，以及当反应性降低到所需反应性以下时，反转通过反应器的流动方向。

13.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法还包括：

监测合成气组成以便确定铜氧化的反应速率是否滞后于氧化铜还原的反应速率，以及如果铜氧化的反应速率滞后于氧化铜还原的反应速率，则减少由第二热交换器所提取的热量以便增加所述第二温度。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于监测合成气组成以便确定铜氧化的反应速率是否滞后于氧化铜还原的反应速率包括识别低的H₂值和增加的H₂O中的至少一个与CO值的减小趋势的组合。

15.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于所述方法还包括：

监测合成气组成以便确定氧化铜还原的反应速率是否滞后于铜氧化的反应速率，以及如果氧化铜还原的反应速率滞后于铜氧化的反应速率，则减少由第二热交换器所提取的热量以便降低所述第一温度。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于监测合成气组成以便确定铜氧化的反应速率是否滞后于氧化铜还原的反应速率包括识别H₂值的增加趋势和H₂O的减小趋势中的至少一个与高CO值的组合。