[发明专利]蒸汽重整过程中的碳再循环

权利要求书

1.一种用于提高合成气设备(10)的碳利用率的方法，所述合成气设备(10)包括重整段(100)，其中在至少一个重整步骤中首先将工艺气体(102)重整成经重整的气流(104)；以及冷却段(150)，其中经重整的气流(104)被冷却以提供包含CH₄、CO、CO₂和H₂的干重整流(106)；所述方法包括以下步骤：

a.将干重整流(106)输送至CO₂去除单元(20)，以将其至少分离为：

-经纯化的CO₂流(22)，和

-CO₂洗涤流(23)，其CO₂含量低于所述经纯化的CO₂流(22)；

b.将CO₂洗涤流(23)从CO₂去除单元(20)输送到冷箱(30)，以将其至少分离为：

-包含CH₄、H₂和CO的冷箱废气(32)，

-富含H₂的流(36)，以及

-高纯度CO流(38)；

c.将来自CO₂去除单元(20)的至少一部分经纯化的CO₂流(22)与至少一部分冷箱废气(32)合并，以提供经合并的富碳流(52)；

d.压缩所述经合并的富碳流(52)；

e.将所述经压缩和合并的富碳流(51)再循环到重整段(100)；和

f.在重整段(100)中重整所述经压缩和合并的富碳流(51)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将来自所述冷箱(30)的所述富含H₂的流(36)输送至变压吸附(PSA)单元(40)以将其至少分离为：

-高纯度H₂流(42)，以及

-PSA废气(43)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述冷箱(30)包括变温吸附器(TSA)单元(35)，所述TSA单元(35)产生包含CO₂和H₂O的TSA废气(34)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中提供一部分TSA废气(34)、一部分PSA废气(43)或一部分冷箱废气(32)或其组合，作为加热重整段(100)的燃料。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述重整段包括自热重整器(ATR)、蒸汽甲烷重整器(SMR)、对流重整器或催化部分氧化(CATOX)单元，优选ATR或SMR单元。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述重整段(100)中进行重整之前，将所述经压缩和合并的富碳流(52)与工艺气体(102)混合。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中将来自CO₂去除单元(20)的全部经纯化的CO₂流(22)与全部所述冷箱废气(32)合并，以提供所述合并的富碳流(52)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中来自所述冷箱(30)的至少一部分富含H₂的流(36)被用作加热所述重整段(100)的燃料。