[发明专利]用于分离合成气的方法

说明书

在一种用于分离含有一氧化碳和氢气的合成气(1)的方法中，将来自合成气源的合成气(1)流在压缩机(3)中压缩并且分离成至少三种气态产物。如果合成气不足，则将至少三种分离产物在该压缩机中再循环以分离所述产物。

本发明涉及一种用于分离合成气的方法。具体地，该合成气包含一氧化碳和氢气以及任选地甲烷和/或氮气和/或氩气。

低温蒸馏设备通过重整和/或部分氧化类型的合成气产生单元(SMR、ATR、POX等)供应有合成气。将离开该产生器的合成气冷却(用于产生蒸汽和各个预热步骤以及任选地使用冷却水)，然后送到用于提取CO₂的系统(典型地通过用诸如MEA、MDEA、aMDEA等胺类进行洗涤)，并且然后干燥，之后送到低温蒸馏设备进行CO的分离和净化。在某些情况下，值得注意地当合成气由产生乙炔的部分氧化产生单元产生时，称为AOG或“乙炔废气”的残余气体构成合成气。它用在低温蒸馏设备上游的压缩机进行压缩。将这种气体压缩至的压力与所需的富含氢气的产物的压力相容。因此，在将氢气转移到客户之前不必重新压缩氢气。

通常，当消耗CO的单元在减少的负载下运行时，产生合成气的部分仅递送所需的CO分子(以便不增加操作成本并且尽可能避免焚烧剩余的产物CO和/或H₂)。低温蒸馏设备将以低水平操作，表示为CO和/或H₂流量与标称进料流量的比率。

因此，长期低负荷下的低温蒸馏设备的操作稳定性带来了不满足所需的CO纯度或具有过度波动的生产流速的风险增加的问题。

为了确保低温蒸馏设备的稳定操作，必须以足够的进料速率对其进行操作，这可能在任何给定时间都大于客户的要求。通过必须以超过客户需求的进料水平操作低温蒸馏设备，降低了操作成本。

当合成气产生单元突然停止时，这导致低温蒸馏设备停止，该低温蒸馏设备不再供应有合成气分子。一旦合成气变得再次可用，在能够以所需纯度再次生产CO之前需要一定的时间长度(大约几个小时)以重新启动。

因此，合成气产生单元停止几分钟会导致CO生成停止几个小时。因此，反过来，下游的客户将不得不停止他们的CO消耗装置，而这些装置反过来将必须重新启动。

因此，下面提出的技术解决方案使得可以防止工业装置的长时间停机，从而导致非生产成本增加：在减少的负荷下操作期间或在产生合成气的单元停止期间将由低温蒸馏设备产生的流体再循环到该设备的入口(例如通过用甲烷洗涤和/或部分冷凝和/或用一氧化碳洗涤操作)。

低温蒸馏设备和吸附单元通常用于由通过重整或部分氧化产生的合成气生产一氧化碳和氢气中。低温蒸馏设备确保CO的净化和富含氢气的流的产生，然后通过吸附净化氢气。

所提出的解决方案是在低温蒸馏设备和合成气压缩机的上游再循环由低温蒸馏设备产生的气体，任选地由低温蒸馏设备产生的所有气体。因此，分离单元和压缩机不会停止，并且当合成气产生源恢复运行时，变得再次可以处理合成气并产生所需的产物。

该解决方案还能够确保不停止从源减少进料至0％，而不是典型地40％。

DE-A-102007059543描述了一种方法，其中在合成气进料减少的情况下，将来自气体分离过程的产物再循环到进料中，每种产物通过专用压缩机压缩。

本发明降低了设备的总成本，同时消除了停止合成气压缩机和启动产物压缩机的需要。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分离含有一氧化碳和氢气的合成气的方法，其中：

i)将来自合成气源的合成气流在压缩机中压缩，

ii)将压缩的合成气在净化单元中净化以将其净化掉水和二氧化碳

iii)将压缩且净化的合成气流冷却

iv)将冷却的合成气流通过在低温温度下洗涤和/或蒸馏并且任选地通过在分离单元中吸附来分离，并且