CN116133982A - 低碳氢燃料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生产富氢气体的设备和方法，所述方法包括以下步骤：在自热重整器中重整烃进料，从而获得合成气；在包括高温变换步骤的变换构造中变换所述合成气；通过胺洗在CO2去除工段中去除CO2，从而形成富氢流，其中一部分用作低碳氢燃料；以及形成富含CO2的气流和高压闪蒸气流。将高压闪蒸气流有利地整合到设备和方法中以进一步改进碳捕获。
Description
技术领域
本发明涉及烃类气体如天然气的脱碳。特别地，本发明涉及一种用于从烃进料生产氢气的设备和方法，该设备和方法包括一个或多个用于预热烃进料的火焰加热器、重整、变换转化和CO2去除。特别地，本发明涉及从烃进料生产氢气的设备和方法，其中烃进料在任选的预重整器和自热重整器(ATR)中进行重整以产生合成气，使合成气在变换工段中经受水煤气变换转化，以使合成气富含氢气；使经变换的气体经受二氧化碳去除步骤，由此产生富含CO2的流和富H2流以及高压闪蒸气流，并且其中至少一部分富H2流被用作至少一个或多个火焰加热器的低碳氢燃料。高压闪蒸气流由此有利地整合到设备和方法中，例如通过将其与富H2流组合。因此，该设备和方法能够提供这种低碳氢燃料，并利用高压闪蒸气体为设备和/或方法中的作为燃料气体的烃气体(例如天然气)提供无碳或低碳替代品。
背景技术
在氢气的生产中，一个典型的过程包括天然气的蒸汽重整以形成合成气(合成气)，合成气的水煤气变换以增加氢含量，从合成气中去除CO2，最后通常在变压吸附单元(PSA单元)中进行的氢气纯化，从而形成氢气产品和PSA废气。
在氢气生产的背景下，今天大部分的氢气被用作生产例如氨的原料，或者在炼油厂中作为其中使用的加氢处理阶段的一部分的原料。
其他烃气体，如沼气，主要含有甲烷，由有机物发酵产生，其通常被用作天然气的燃料替代品。
US2013/0127163A1描述了一种用于生成和使用脱碳燃料进行发电的方法和设备(系统)。该设备包括使用来自蒸汽发生单元(24)的蒸汽(3)的合成气发生单元(2)、水煤气变换单元(6)、用于去除二氧化碳废气流(8)和脱碳燃料流(11)的酸性气体去除单元(7)。脱碳燃料流(11)被分成用于燃气轮发电机单元(13)的第一脱碳燃料流(12)和用于蒸汽发生单元(24)的第二脱碳燃料流23。来自酸性气体去除(7)的任选燃料流(34)也可以提供给蒸汽发生单元(24)。
US2020055738 A1描述了一种从天然气进料合成氨的方法和设备，该设备包括预重整器(PRE)、自热重整器(ATR)、变换工段(SHF)、胺洗单元中的CO2去除工段(CDR)，以生产富含CO2的流和富H2流；任选的甲烷化器(MET)、氨合成工段(SYN)、氢气回收工段(HRU)、用于预热天然气进料并使用部分富H2流作为燃料的火焰加热器(AUX)。
期望提供一种简单且更便宜的方法和设备，用于将作为能量载体并因此作为燃料的烃类气体转化为低碳燃料。
期望使用获自制氢设备的大部分氢气作为无碳燃料用于设备，而不是使用烃类气体如天然气作为燃料。
期望减少与使用烃类气体如天然气作为燃料相关的CO2排放。
还希望节省从烃类气体，例如含有大量烃的工业气体、沼气或天然气中捕获碳的成本。
发明内容
因此，在第一方面，本发明提供了一种用于从烃进料生产富H2流的设备，所述设备包括：
-自热重整器(ATR)，所述ATR被布置成接收烃进料并将其转化为合成气流；
-变换工段，所述变换工段包括一个或多个水煤气变换(WGS)单元，所述一个或多个WGS单元被布置成接收来自ATR的合成气流并将其在一个或多个WGS步骤中进行变换，从而提供经变换的合成气流；
-CO2去除工段，其被布置成接收来自所述变换工段的经变换的合成气流并从所述经变换的合成气流中分离富含CO2的流，从而提供所述富H2流以及还提供高压闪蒸气流；
-一个或多个火焰加热器，用于将烃进料送入ATR之前对其进行预热；
其中所述设备被布置成将至少一部分所述富H2流作为氢燃料进料到至少所述一个或多个火焰加热器；其中
所述设备(100)不存在氢纯化单元，例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元；和
所述CO2去除工段(170)为胺洗单元，包括CO2吸收器和CO2汽提器以及高压闪蒸罐和低压闪蒸罐，从而分离所述富含CO2的流(10)、所述富H2流(8)和所述高压闪蒸气流(12)；并且所述设备(100)被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流进料到所述设备的单元或流。
设备的单元是上述设备的任何单元，例如火焰加热器或胺洗单元。设备的流是由任何所述单元提供的任何流，例如富H2流。
因此，在根据本发明的第一方面的实施方案中，
a)设备(100)被布置成将至少一部分所述高压闪蒸气流(12)作为燃料进料到所述至少一个火焰加热器(135)；和/或
b)设备(100)被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流(12)再循环到胺洗单元的所述CO2吸收器，即作为内部高压(HP)闪蒸气体再循环流；和/或
c)设备被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流(12)与所述富H2流(8)混合。
因此，可以以简单的方式使烃进料脱碳，从而捕获至少95％的碳，同时仍然在富H2流中实现高的氢纯度。
高压闪蒸气流由此有利地整合到设备和方法中以进一步改善碳捕获。
在本发明的第二方面中，如下文进一步叙述的，还提供了使用本文定义的设备从烃进料生产富H2流的方法。
本发明的进一步细节在以下描述、附图、方面和从属权利要求中进行阐述。
如本文所用，术语“合成气”是指合成气，其是富含一氧化碳和氢气的燃料气体混合物。合成气通常还含有一些二氧化碳。
如本文所用，术语富含CO2的流是指包含95vol.％或更多，例如99.5vol.％或99.8vol.％的二氧化碳的流。
如本文所用，术语富H2流是指包含95vol.％或更多，例如98vol.％或更多氢的流，即具有高于95vol.％的氢纯度，余量为少量的含碳化合物CH4、CO、CO2，以及惰性气体N2、Ar。
如本文所用，术语“氢燃料”与术语“低碳氢燃料”可互换并且意指用作燃料并且具有少量如上所述的含碳化合物的部分富H2流。
如本文所用，术语“至少一部分所述富H2流”是指来自CO2去除工段的富H2流可被分流成单独的富H2流，例如也作为H2再循环流。
如本文所用，术语“用于至少所述一个或多个火焰加热器”是指氢燃料也可用于其他单元中用于提供能量，例如通常使用天然气的任何单元，例如辅助锅炉。应当理解，氢燃料不仅用于火焰加热器。根据需要，氢燃料也可以作为氢产品使用。氢燃料可用于许多使用天然气的应用，例如将这种氢燃料混合在现有的家用天然气网中，或用于运输燃料，或混合在裂解单元或熔炉的天然气网中。
如本文所用，术语“高压闪蒸气流”是指来自CO2去除工段的气流，其压力显著高于大气压力，例如3-10barg，并且具有显著的氢含量，例如20-40vol.％，以及显著的CO2含量，例如60-80vol.％。
在根据本发明第一方面的实施方案中，烃进料选自：天然气、石脑油、LPG、沼气、工业气体或其组合。
如本文所用，术语“烃进料”是指包含烃的气流，其中烃可以很简单，例如如甲烷CH4，也可能包含更复杂的分子。
如本文所用，术语“天然气”是指具有甲烷作为主要成分的烃的混合物。甲烷含量可以是85vol％或更高，也可以存在其他高级烃(C2+)，例如乙烷和丙烷。
如本文所用，术语“石脑油”是指C5-C10范围内的烃的混合物，优选为链烷烃和烯烃。更具体地说，石脑油馏分包含C5-C10范围内的烃，即根据ASTM D86的表征，IBP＝30℃、50％BP＝115℃和FBP＝160℃。
如本文所用，术语“LPG”是指液化石油气或液体石油气，并且是主要包含丙烷和丁烷的烃的气体混合物。
如本文所用，术语“沼气”是指由有机物发酵产生的气体，主要由甲烷和二氧化碳组成。甲烷含量可以在40-70vol.％的范围内，二氧化碳含量可以在30-60vol.％的范围内。
如本文所用，术语“工业气体”是指具有足以燃烧该气体的热值的含烃废气。一个例子是炼油厂废气，它通常包含二烯烃、烯烃、CO2、CO、烃、H2S和各种有机硫物质等组分。
在根据本发明的第一方面的一个实施方案中，设备被布置成将富H2流分流成：i)所述富H2流作为用于至少所述一个或多个火焰加热器的氢燃料，ii)H2产品流，和iii)H2再循环流。H2产物流可占所述富H2流的90vol.％或更多。用作H2再循环的部分也可能小于1vol.％。
在根据本发明第一方面的实施方案中，用于至少一个火焰加热器的氢燃料优选与单独的燃料气体例如天然气以及燃烧空气一起使用。因此，通过燃烧这些气体的混合物会产生必要的热量。氢燃料的使用减少了天然气的量，否则需要这些天然气作为燃料气体。除了预热供给到ATR或任选的预重整器的烃进料气体之外，火焰加热器也可用于例如过热蒸汽。
在根据本发明的第一方面的实施方案中，该设备在ATR上游没有即不存在蒸汽甲烷重整单元(SMR)。因此，该设备没有初级重整单元，因此没有初级重整。例如，该设备没有对流重整单元，例如气体加热的重整单元。因此，设备的重整工段包括ATR和任选还有预重整器单元，但没有蒸汽甲烷重整(SMR)单元，即省略了例如传统的SMR(通常也称为辐射炉或管式重整器)的使用。由此，也实现了设备规模的减小。其他相关的技术优势在下文进一步叙述。
该设备不存在氢纯化单元，例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元，即该设备不存在专用的氢纯化单元，例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元，通常需要这些纯化单元以进一步纯化来自CO2去除工段的富H2流。由此，进一步减小设备规模并由此实现资本支出(CapEx)的减少。其他相关的技术优势也在下面进一步叙述。
在根据本发明的第一方面的实施方案中，在去除作为工艺冷凝物的水含量之后，经变换的气流适当地通过被引入CO2吸收器而进入CO2去除工段。还适当地，在b)中，内部HP闪蒸气体再循环流在被引入到CO2吸收器之前与经变换的气体流合并。
通过本发明，可以组合实施方案a)、b)和c)。例如，将部分高压闪蒸气流作为燃料再循环用于一个或多个火焰加热器，而将另一部分高压闪蒸气流再循环(即作为内部HP闪蒸气体再循环流)至胺洗单元的CO2吸收器，以及将高压闪蒸气流的另一部分与富H2流混合。
在根据本发明的第一方面的实施方案中，设备被布置成通过在其中布置混合点例如混合单元来将至少部分富H2流(8)作为氢燃料在所述一个或多个火焰加热器(135)上游与所述高压闪蒸气流(12)混合，而将a)和c)合并。因此，实现了更高的集成度，从而实现了设备和方法的更高能效。
与如上所述仅再循环或混合一部分高压闪蒸气流不同，再循环或混合整个高压闪蒸气流也可能是有利的。
因此，在根据本发明的第一方面的实施方案中，
在a)中，设备被布置成将整个高压闪蒸气流作为用于所述至少一个火焰加热器的燃料进行再循环；或者
在b)中，设备被布置成将整个高压闪蒸气流再循环到所述CO2吸收器；或者
在c)中，设备被布置成将整个高压闪蒸气流与所述富H2流混合。
例如，在b)中，设备被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流例如通过压缩机再循环到所述CO2吸收器。从而实现更高的碳捕获，例如从没有再循环时的95％到例如当再循环整个(总的)高压闪蒸气体时的97％或更高。虽然这种部分高压闪蒸气流的再循环可能会导致明显较低的碳回收率，但通过将整个流返回到CO2吸收器的总高压闪蒸气流的再循环提供了保持高CO2纯度以及高的碳回收率二者的益处。
例如，在c)中，将存在于高压闪蒸气流中的氢气量添加到富H2流中，使设备能够高效地生产等摩尔量的H2。虽然这可能会导致富H2流的纯度明显略低，但这是一种利用高压闪蒸气流的经济有效方式，无需例如通过压缩机将其至少一部分再循环到CO2吸收器或无需将其至少一部分在火焰加热器中燃烧(这导致潜在的更高的二氧化碳排放)。将整个高压闪蒸气流与所述富H2流混合进一步提高了设备效率并通过保持相同的CO2纯度而降低了成本。
术语“设备效率”是指能源效率，它对应于方法(或设备)中使用的天然气的能源消耗。因此，设备效率的提高意味着天然气消耗量的减少。
在根据本发明的第一方面的一个实施方案中，所述设备被布置成向ATR提供进料温度低于600℃的所述烃进料，例如550℃或500℃或更低，例如300-400℃。上述温度低于典型的ATR进料温度600-700℃，这通常是减少ATR的耗氧量所需要的。因此，设备也可能有意且违反直觉地被布置成具有较低的ATR进料温度。通过具有较低的ATR进料温度，适当地为550℃或更低，例如500℃或更低，例如300-400℃，加热器单元例如火焰加热器预热烃所需的热量显著减少，从而实现小的多的火焰加热器，或减少火焰加热器的数量，从而进一步减少CO2排放，即减少设备的碳足迹。适当地，该设备被相应地布置，而不使用如SMR的初级重整单元。
在根据本发明的第一方面的一个实施方案中，设备被布置用于将蒸汽添加至：烃进料、ATR和/或变换工段。
在根据本发明的第一方面的一个实施方案中，设备被布置成在ATR中提供为2.6-0.1、2.4-0.1、2-0.2、1.5-0.3、1.4-0.4的蒸汽/碳比，例如1.2、1.0或0.6。还优选地，ATR被布置成在20-60barg下操作，例如30-40barg。
在一个特定的实施方案中，设备被布置成在ATR中提供为0.4或更高，例如0.6或更高，或例如0.8或更高的蒸汽/碳比，例如0.9、1.0或更高，例如在1.0-2.0范围内，例如1.1、1.3、1.5或1.7，但所述蒸汽碳比低于2.0。还优选地，ATR被布置成在20-30barg下操作，例如24-28barg。这些蒸汽/碳比高于通常预期用于ATR操作的通常在0.3-0.6的范围内的比率。此外，压力低于ATR操作通常预期的压力，其通常为30barg或更高，例如30-40barg。
在ATR中以低的蒸汽碳比，例如0.4或0.6来运行设备，可以降低能耗并减小设备尺寸，因为设备中携带的蒸汽/水更少。
如本文所用，术语“ATR中的蒸汽/碳比”是指蒸汽/碳的摩尔比，其定义为添加到烃进料和ATR的所有蒸汽(即不包括添加到下游的变换工段的任何蒸汽)与进料气(烃进料)中的烃中的所有碳的摩尔比，其任选被预重整，并在ATR中进行重整。
更具体地，蒸汽/碳比被定义为添加到变换工段例如高温变换工段上游的重整工段的所有蒸汽(即可能已经通过进料气体、氧气进料、添加到ATR添加的蒸汽)与添加到重整工段的进料气体(烃进料)中的烃中的碳的摩尔比。添加的蒸汽仅包括添加到ATR和ATR上游的蒸汽。
如本文所用，术语“来自ATR的合成气”是指ATR出口处的合成气，并且没有向其中添加蒸汽，例如用于下游变换工段的任何额外蒸汽。因此应当理解，ATR中的所述蒸汽/碳比是重整工段中的蒸汽/碳摩尔比。重整工段包括ATR和任何预重整器，但不包括变换工段。
在根据本发明第一方面的一个实施方案中，变换工段中的蒸汽/碳比(包括加入到变换工段的蒸汽)是0.9-3.0，例如0.9-2.6，例如1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2或2.4。
如本文所用，术语“变换工段中的蒸汽/碳比”是指在进入变换工段之前和/或在变换工段内(例如在HTS单元和LTS单元之间)向合成气流中添加任选的蒸汽之后。
在根据本发明的第一方面的实施方案中，至少一个或多个WGS单元包括：高温变换单元(HTS单元)；和中温变换(MTS单元)和/或低温变换单元(LTS单元，150)。因此，在一个特定的实施方案中，该设备包括HTS单元和下游MTS-单元。在另一个特定的实施方案中，该设备包含HTS单元和下游LTS单元。在又一特定实施方案中，该设备包括HTS单元和下游MTS和LTS-单元。水煤气变换能够使合成气中的氢气富集，这在本领域中是众所周知的。
在另一具体实施方案中，HTS单元包含促进的基于锌铝氧化物的高温变换催化剂，优选以一个或多个催化剂床的形式布置在所述HTS单元内，并且优选地，基于氧化催化剂的重量，所述促进的基于锌铝氧化物的HT变换催化剂以其活性形式包含0.5至1.0范围内的Zn/Al摩尔比，0.4至8.0wt％范围内的碱金属含量和0-10％范围内的铜含量。特别地，处于其活性形式的基于锌铝氧化物的催化剂可以包含锌铝尖晶石和氧化锌的混合物与选自Na、K、Rb、Cs及其混合物的碱金属的组合，并且任选地与铜组合。如上所述，基于氧化催化剂的重量，催化剂可以具有0.5至1.0范围内的Zn/Al摩尔比，0.4至8.0wt％范围内的碱金属含量和0-10wt％范围内的铜含量，例如在申请人的US2019/0039886A1中公开的。
在传统制氢设备中，基于铁的高温变换催化剂的标准使用需要大约3.0的蒸汽/碳比，以避免形成碳化铁，因为碳化铁会削弱催化剂颗粒，并可能导致催化剂分解和压降增加。碳化铁还将催化作为费-托反应副产物的烃的生产，消耗氢气，从而降低变换工段的效率。
通过使用非铁催化剂，例如促进的基于锌铝氧化物的催化剂，例如
SK-501FlexTM作为HTS催化剂，ATR和HTS在低的蒸汽/碳比(蒸汽/碳摩尔比)下操作是可能的。因此，这种HTS催化剂不受对蒸汽/碳比的严格要求的限制，这使得降低变换工段以及ATR(即重整工段)中的蒸汽/碳比成为可能。从而实现设备操作的更高灵活性。
当以低蒸汽/碳比(例如0.9)在包括添加到变换工段的蒸汽的合成气中运行时，提供额外的WGS单元或步骤(即MTS和/或LTS)进一步增加了设备和/或方法的灵活性。低蒸汽/碳比可能导致低于最佳的变换转化率，这意味着在一些实施方案中，提供一个或多个额外的变换步骤可能是有利的。一般来说，变换步骤中转化的CO越多，获得的H2就越多，所需的重整工段就越小。
从放热变换反应也可以看出这一点：
优选将蒸汽添加到HTS单元的上游。可任选地在高温转变步骤之后，例如在一个或多个随后的MT或LT变换和/或HT变换步骤之前，添加蒸汽，以使所述随后的HT、MT和/或LT变换步骤的性能最大化。
具有两个或更多个串联的HTS步骤，例如包含两个或更多个串联的变换反应器的HTS步骤(例如中间有冷却和/或蒸汽添加的可能性)可能是有利的，因为它可以在高温下提供增加的变换转化率，这可能减少所需的变换催化剂体积，因此可能减少资本支出。此外，高温减少了甲醇的形成，甲醇是水煤气变换的典型副产品。
优选地，MT和LT变换步骤在促进的铜/锌/氧化铝催化剂上进行。例如，低温变换催化剂型号可以是LK-821-2，其具有高活性、高强度、高硫中毒耐受性等特点。可以安装特殊催化剂的顶层以捕获气体中可能存在的氯并防止液滴到达变换催化剂。
MT变换步骤可以在190-360℃的温度下进行。LT变换步骤可以在Tdew+15-290℃，例如200-280℃的温度下进行。例如，低温变换进料温度为Tdew+15-250℃，例如190-210℃。
降低蒸汽/碳比导致被处理气体的露点(Tdew)降低，这意味着可以降低MT和/或LT变换步骤的进料温度。较低的进料温度意味着较低的CO从变换反应器中逸出，这也有利于设备和/或方法。
在根据本发明的第一方面的另一个实施方案中，该设备包括蒸汽过热器，该蒸汽过热器被布置成优选地由在高温变换单元下游的经变换的合成气加热。这进一步减少了补充燃料，例如天然气和氢燃料在燃烧加热器中的额外燃烧，从而提高碳回收率并降低排放。
众所周知，MT/LT变换催化剂容易产生副产物甲醇。这种副产物的形成可以通过增加蒸汽/碳比来减少。CO2洗涤可能是MT/LT变换后CO2去除工段的一部分，需要热量来再生CO2吸收溶液。这种热量通常作为被处理气体(即经变换的合成气)的显热提供，但这并不总是足够的。通常，额外的蒸汽燃烧再沸器提供补充负荷。任选向气体中添加蒸汽可以替代这种额外的蒸汽燃烧再沸器，同时确保减少MT/LT变换工段中副产物的形成。
因此还设想该设备进一步包括布置在变换工段和所述CO2去除工段之间的甲醇去除工段，所述甲醇去除工段布置成从所述经变换的合成气流中分离富含甲醇的流。由MT/LT变换催化剂形成的甲醇可以任选地在水洗中从合成气中去除，该水洗布置在CO2去除工段的上游或CO2产物流中。
根据本发明，重整工段包括ATR和任选的预重整器单元，但优选没有蒸汽甲烷重整(SMR)单元，即省略了常规使用的SMR，通常也称为辐射炉，或管式重整器或另一个初级重整单元。
基于SMR的设备通常以约3的蒸汽/碳比运行。虽然省略SMR的使用将在能量消耗和设备规模方面带来显著优势，因为ATR能够在蒸汽/碳摩尔比远低于1的情况下运行，从而显著减少设备/方法中携带的蒸汽量，但通常需要诸如变压吸附(PSA)单元的氢纯化单元，以从去除CO2后获得的贫CO2合成气流中富集氢含量。因此，贫CO2合成气通常含有约500ppmv或更低的CO2，例如低至20ppmv CO2，以及约90vol.％H2。氢气浓度相对较低，因此需要进一步纯化以获得最终用户可接受的氢气纯度水平，例如98vol.％或更高的H2。
本发明省略了氢纯化单元的使用，但仍然能够从CO2去除工段生产纯度高于95vol.％的富H2流，例如98vol.％或更高，因此纯度明显高于上述90vol.％，以及还可以生产纯度高于95vol.％的富含CO2的流，例如99vol.％或更高，例如99.5vol.％或99.8vol.％。特别地，ATR中的压力越低，从ATR中取出的合成气并且任选地也在包括添加到变换工段的蒸汽的合成气中的蒸汽/碳比越高，来自CO2去除工段的富H2流的纯度越高。
因此，本发明还能够以简单的方式生产富氢流，其大部分可作为具有最终用户(例如炼油厂)可接受的氢纯度的氢产品使用，并且其中部分富氢流还可以作为低碳氢燃料分流以代替天然气的典型使用而用于设备，从而减少CO2排放。还以比例如通过从炼油厂废气等工业气体中捕获碳所需的更低成本获得了减少的CO2排放量。换句话说，从富氢流的生产中捕获碳还比从燃烧工业气体产生的烟道气中直接捕获碳更经济。
此外，来自火焰加热器的烟道气通常会在低压下排放，因此从低压烟道气中去除CO2的能量和资金成本很高。例如，在胺洗CO2去除单元中，压缩烟道气所需的能量和再生CO2所需的能量要高得多，如果从经变换的合成气中回收CO2，所需能量则会更少。此外，需要额外的单元操作来冷却和净化烟道气，这增加了资本支出。烟道气中的杂质通常是SOx和NOx，其不适用于胺洗式CO2去除单元。因此，本发明从工艺气体本身中去除了CO2。
如本文所用，术语“烟道气”是指由燃烧烃流和/或氢气获得的气体，该烟道气主要包含CO2、N2和H2O以及痕量的CO、Ar和其他杂质，外加少量过剩的O2。
根据本发明的分离的富含CO2的流可以通过例如在地质结构中封存来处理，或者用作各种用途的工业气体。
在根据本发明第一方面的一个实施方案中，该设备还包括布置在ATR上游的一个或多个预重整器单元，所述一个或多个预重整器单元被布置成在将所述烃进料进料到ATR之前对其进行预重整。在特定实施方案中，设备包括两个或更多个绝热预重整器，其与级间预热器串联布置，即布置在预重整器预热器之间。在预重整器单元中，所有高级烃均可转化为碳氧化物和甲烷，但预重整器单元也有利于轻质烃。提供预重整器单元，因此提供预重整步骤，可以具有几个优点，包括减少ATR中所需的O2消耗和允许更高的ATR进料温度，因为通过预热使裂化风险最小化。此外，预重整器单元可以提供有效的硫保护，从而使几乎不含硫的进料气体进入ATR和下游系统。预重整步骤可在300-650℃、优选390-480℃的温度下进行。
如本文所用，术语“预重整器”、“预重整器单元”和“预重整单元”可互换使用。
在另一个实施方案中，该设备不存在预重整器单元。设备规模和随之而来的成本因此降低。
在根据本发明的第一方面的一个实施方案中，所述设备还包括布置在所述一个或多个预重整器单元上游或所述ATR上游的氢化器单元和硫吸收单元，并且所述设备被布置用于将一部分富H2流与烃进料混合，然后将其进料到氢化器单元的进料侧。换言之，该设备被布置成用于优选通过提供氢再循环压缩机，将一部分富H2流(即作为氢再循环)与氢化器单元上游的烃进料混合。因此，烃进料中对下游催化剂有害的硫被去除，同时能耗被进一步降低，因为该过程中产生的氢气在进入氢化器之前用于主要烃进料，而不是使用外部氢源。
如本文所用，术语“进料侧”是指入口侧或简称为入口。例如，氢化器单元的进料侧是指氢化器单元的入口侧。
还应当理解，重整工段是设备包含直到并包括ATR的单元的工段，即ATR，或一个或多个预重整器单元和ATR，或氢化器和硫吸收器以及一个或多个预重整器单元和ATR。
在根据本发明的第一方面的另一个实施方案中，设备还包括空气分离单元(ASU)，其布置成用于接收空气流并产生含氧流，然后将其通过导管供给到ATR。优选地，根据上述实施方案，含氧流包含添加到ATR中的蒸汽。包含氧化剂的流的实例是：氧气；氧气和蒸汽的混合物；氧气、蒸汽和氩气的混合物；以及富氧空气。
ATR出口处的合成气温度为900至1100℃，或950至1100℃，通常为1000至1075℃。从ATR中取出的这种热流出合成气(来自ATR的合成气)包含一氧化碳、氢气、二氧化碳、蒸汽、残余甲烷和各种其他组分，包括氮气和氩气。
自热重整(ATR)在本领域和公开文献中被广泛描述。通常，ATR包括燃烧器、燃烧室和布置在固定床中的催化剂，所有这些都容纳在耐火衬里压力壳中。ATR在例如以下文献中有描述：“Studies in Surface Science and Catalysis”,Vol.152(2004)，AndreSteynberg和Mark Dry编辑，第4章；还有在以下一篇概述文章中有介绍：“Tubularreforming and autothermal reforming of natural gas–an overview of availableprocesses”,Ib Dybkjaer,Fuel Processing Technology 42(1995)85-107。
该设备优选还包括管道，用于将蒸汽添加到烃进料、添加到含氧流和添加到ATR，以及任选地还添加到重整工段的入口，例如添加到烃进料，还添加到变换工段的入口，特别是HTS单元，和/或添加到HTS单元下游的附加变换单元。
CO2去除工段为胺洗单元，包括CO2吸收器和CO2汽提器以及高压闪蒸罐和低压闪蒸罐，从而分离出含有大于99vol.％的CO2的富含CO2的流，例如99.5vol.％或99.8vol.％的CO2，含98vol.％氢气的富H2流，以及含有约60vol.％CO2和40vol.％H2的高压闪蒸气体。在胺洗单元中，在通过所述高压罐的第一高压闪蒸步骤中，大部分杂质与一些CO2一起作为高压闪蒸气体释放到气相中。在通过所述低压闪蒸罐的低压闪蒸步骤中，主要是CO2作为富含CO2的流被释放到最终产品中。
来自CO2去除工段的CO2，即富含CO2的流，如上文进一步所述，优选被捕获和运输用于例如封存在地质结构中，从而减少二氧化碳排放到大气中。
在本发明的第二方面，还提供了一种从烃进料生产富H2流的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供根据本发明第一方面的设备；
-向ATR供应烃进料，并将其转化为合成气流；
-从ATR中取出合成气流并将其供应到变换工段，在HTS步骤和任选地也在MTS和/或LTS变换步骤中变换合成气，从而提供经变换的合成气流；
-将来自变换工段的经变换的气流供应到CO2去除工段，所述CO2去除工段是胺洗单元，其包括CO2吸收器和CO2汽提器以及高压闪蒸罐和低压闪蒸罐；从所述经变换的合成气流中分离富含CO2的流，从而提供富H2流以及高压闪蒸气流；
-省略将至少一部分所述富H2流(8)进料到氢纯化单元例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元；
-将至少一部分所述富H2流作为氢燃料进料到至少一个或多个火焰加热器；
-该方法进一步包括：
a)将至少一部分所述高压闪蒸气流(12)作为燃料进料到所述一个或多个火焰加热器(135)；和/或
b)将至少部分所述高压闪蒸气流(12)再循环到所述CO2吸收器，即作为内部高压(HP)闪蒸气体再循环流；和/或
c)将至少部分所述高压闪蒸气流(12)与所述富H2流(8)混合。
应当理解，在给定项目中冠词“a”的使用指的是本发明的第一方面中的相同项目。例如，术语“富H2流”是指根据本发明第一方面的富H2流。
在根据本发明的第二方面的一个实施方案中，在去除作为工艺冷凝物的水含量之后，经变换的气流适当地通过被引入到CO2吸收器而进入CO2去除工段。还适当地，内部HP闪蒸气体再循环流在被引入到CO2吸收器之前与经变换的气体流合并。
如本发明的第一方面，可以组合根据上述第二方面的本发明的实施方案。例如，将部分高压闪蒸气流作为燃料再循环用于一个或多个火焰加热器，而将另一部分高压闪蒸气流再循环到胺洗单元的CO2吸收器，即作为内部HP再循环流，还有一部分高压闪蒸气流与富H2流混合。
在一个实施方案中，该方法包括将作为氢燃料的所述部分富H2流(8)在所述一个或多个火焰加热器(135)上游与所述高压闪蒸气流(12)混合。例如，高压闪蒸气流(12)在供给到一个或多个火焰加热器(135)之前与富H2流(8)混合。
此外，与如上所述仅再循环或混合一部分高压闪蒸气流不同，再循环或混合整个高压闪蒸气流也可能是有利的。
因此，在根据本发明第二方面的实施方案中，该方法包括：
将整个高压闪蒸气流作为用于所述至少一个火焰加热器的燃料进行再循环；或将整个高压闪蒸气流再循环到所述CO2吸收器；或者将整个高压闪蒸气流与所述富H2流混合。
在根据本发明的第二方面的一个实施方案中，该方法还包括在进入变换工段之前将蒸汽添加至：ATR、烃进料和/或合成气流。
在根据本发明的第二方面的实施方案中，ATR中的蒸汽/碳比为2.6-0.1、2.4-0.1、2-0.2、1.5-0.3、1.4-0.4，例如1.2、1.0或0.6。还优选地，ATR中的压力为20-60barg，例如30-40barg。
在一个特定的实施方案中，ATR中合成气的蒸汽/碳比为0.4或更高，例如0.6或更高，例如0.8或更高，但所述蒸汽/碳比不大于2.0，例如1.0或更高，例如在1.0-2.0范围内，例如1.1、1.3、1.5或1.7；ATR中的压力为20-30barg，例如24-28barg。
在根据本发明第二方面的一个实施方案中，包括添加到变换工段的蒸汽在内的变换工段中的蒸汽/碳比为0.9-3.0，例如0.9-2.6，例如1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2或2.4。
ATR的碳进料在ATR中与氧气和额外的蒸汽混合，并且发生至少两种类型的反应的组合。这两种反应是燃烧和蒸汽重整。
燃烧区：
(3)
(4)
热和催化区：
(5)
(6)
甲烷燃烧成一氧化碳和水(反应(4))是一个高度放热的过程。在所有氧气都已转化后，过量甲烷可能存在于燃烧区出口处。
热区是燃烧室的一部分，其中烃的进一步转化通过均相气相反应(主要是反应(5)和(6))进行。甲烷(5)的吸热蒸汽重整消耗了燃烧区产生的大部分热量。在燃烧室之后可能有一个固定的催化剂床，即催化区，其中通过多相催化反应进行最终的烃转化。在催化区的出口处，合成气优选接近反应(5)和(6)的平衡。
在一个实施方案中，该方法在重整步骤和高温变换步骤之间没有额外蒸汽添加的情况下运行。
在根据本发明第二方面的另一个实施方案中，ATR中的空间速度是低的，例如小于20000Nm3C/m3/h，优选小于12000Nm3C/m3/h并且最优选小于7000Nm3C/m3/h。空间速度定义为每催化剂体积的体积碳流量，因此与催化剂区中的转化率无关。
在根据本发明第二方面的一个实施方案中，该方法包括在将所述烃进料进料到ATR之前在一个或多个预重整器单元中预重整所述烃进料。
在另一个实施方案中，没有预重整步骤。
在根据本发明第二方面的实施方案中，该方法还包括在所述预重整之前或送至所述ATR之前，提供氢化器单元和硫吸收单元以调节烃进料，例如为了脱硫，以及将一部分富H2流(即作为H2再循环)与烃进料混合，然后将其进料到氢化器单元的进料侧。
应当理解，本发明第一方面的任何实施方案和相关益处可以与本发明第二方面的任何实施方案结合使用，反之亦然。
附图简要说明
图1说明了基于ATR的制氢方法和设备的布局。
图2说明了根据本发明实施方案的图1的基于ATR的制氢方法和设备的布局，其中将来自CO2去除工段的高压闪蒸气流整合到方法中。
详细说明
参考图1，显示了设备/方法100，其中烃进料1如天然气被送到包括预重整器单元140和ATR 110的重整工段。重整工段还可包括在预重整器单元140上游的氢化器和硫吸收器单元(未显示)。在进入氢化器之前，烃流1与氢再循环流8”’混合，氢再循环流8”’从在下游CO2去除工段170中产生的富H2流8分流。在进入预重整器单元140之前，烃进料1也与蒸汽13混合，将所得预重整烃进料2进料到ATR 110，通过混合氧气15和蒸汽13形成的氧化剂流也是如此。蒸汽也可以单独添加，如图所示。氧气流15由空气分离单元(ASU)145产生，空气14被供给到该空气分离单元(ASU)145。在ATR 110中，烃进料2转化为合成气流3，合成气流3从ATR 110中取出并送至变换工段。烃进料2在650℃下进入ATR，氧气温度约为253℃。ATR的蒸汽/碳比优选为0.4或更高，例如0.6或更高，或例如0.8或更高，但不大于2.0。还优选地，ATR 110中的压力是24-28barg。该合成气在约1050℃下通过耐火衬里出口工段和输送管线离开ATR到达合成气中的余热锅炉(未显示)，即工艺气体冷却工段。
变换工段包括高温变换(HTS)单元115，其中还可以在上游添加附加的或额外的蒸汽13’，从而在变换工段中使用优选约1.0或更高的蒸汽/碳比。附加的变换单元，例如低温变换(LTS)单元150也可以包括在变换工段中。还可以在HTS单元115的下游但在LTS单元150的上游添加附加的或额外的蒸汽以增加上述蒸汽/碳比。从变换工段，产生富含氢气的经变换的气流5，然后将其进料到CO2去除工段170。CO2去除工段170合适地是胺洗单元，其包括CO2吸收器和CO2汽提器，其分离含有超过99vol.％的富含CO2的流10和含有98vol.％或更高氢气的富H2流8。CO2去除工段170还产生高压闪蒸气流12。设备100不存在氢纯化单元，例如PSA。
富H2流8被分成H2产品8’，用于供应给炼油厂等终端客户；低碳氢燃料8”，用于火焰加热器单元135；以及氢再循环流8”’，用于与烃进料1混合。火焰加热器135提供烃进料1和烃进料2的间接加热。
现在参考图2，显示了整合使用高压闪蒸气流12的实施方案。CO2去除工段170包括CO2汽提器170’、低压和高压罐170”和CO2吸收器170’”。在一个实施方案中，将至少一部分所述高压闪蒸气流12作为燃料12’供给到火焰加热器135。在另一个实施方案中，至少部分高压(HP)闪蒸气流12作为流12”再循环到CO2吸收器170’”，即作为内部HP再循环流。虽然这些图显示了经变换的气流5在其远离CO2吸收器170”的一端进入CO2去除工段170，但应理解的是，在去除其作为工艺冷凝物的水含量之后，经变换的气流5适当地通过被引入到CO2吸收器170”’而进入CO2去除工段170。还适当地，在引入到CO2吸收器170”’之前，内部HP再循环流12”与经变换的气流5合并。在另一个实施方案中，至少部分所述高压闪蒸气流12，作为流12”’，在进料到火焰加热器135之前与富H2流8混合。
Claims (17)
1.一种用于从烃进料(1、2)生产富H2流(8)的设备(100)，所述设备包括：
-自热重整器(ATR)(110)，所述ATR(110)被布置成接收烃进料(1、2)并将其转化为合成气流(3)；
-变换工段，所述变换工段包括一个或多个水煤气变换(WGS)单元(115、150)，所述一个或多个WGS单元被布置成接收来自ATR(110)的合成气流(3)并将其在一个或多个WGS步骤中进行变换，从而提供经变换的合成气流(4、5)；
-CO2去除工段(170)，其被布置成接收来自所述变换工段的经变换的合成气流(4、5)并从所述经变换的合成气流(4、5)中分离富含CO2的流(10)，从而提供所述富H2流(8)以及还提供高压闪蒸气流(12)；
-一个或多个火焰加热器(135)，用于在将烃进料(1)送入ATR(110)之前对其进行预热；
其中所述设备(100)被布置成将至少一部分所述富H2流(8)作为氢燃料进料到至少所述一个或多个火焰加热器(135)；
其中
所述设备(100)不存在氢纯化单元，例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元；和
所述CO2去除工段(170)为胺洗单元，包括CO2吸收器和CO2汽提器以及高压闪蒸罐和低压闪蒸罐，从而分离所述富含CO2的流(10)、所述富H2流(8)和所述高压闪蒸气流(12)；并且所述设备(100)被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流进料到所述设备的单元或流。
2.根据权利要求1所述的设备，其中
a)所述设备(100)被布置成将至少一部分所述高压闪蒸气流(12)作为燃料进料到所述至少一个火焰加热器(135)；和/或
b)所述设备(100)被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流(12)再循环到胺洗单元的所述CO2吸收器；和/或
c)所述设备被布置成将至少部分所述高压闪蒸气流(12)与所述富H2流(8)混合。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的设备，其中
所述设备被布置成通过在其中布置混合点来将至少部分富H2流(8)作为氢燃料在所述一个或多个火焰加热器(135)上游与所述高压闪蒸气流(12)混合，而将a)和c)合并。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(100)，其中：
在a)中，所述设备被布置成将整个高压闪蒸气流(12)作为用于所述至少一个火焰加热器(135)的燃料进行再循环；或者
在b)中，所述设备被布置成将整个高压闪蒸气流(12)再循环到所述CO2吸收器；或者
在c)中，所述设备被布置成将整个高压闪蒸气流(12)与所述富H2流(8)混合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)被布置成向ATR提供进料温度低于600℃，例如550℃或500℃或更低，例如300-400℃的所述烃进料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备(100)，其中所述设备被布置成在ATR中提供为2.6-0.1、2.4-0.1、2-0.2、1.5-0.3、1.4-0.4，例如1.2、1.0或0.6的蒸汽/碳比，和/或其中ATR被布置成在20-60barg下运行。
7.根据权利要求6所述的设备(100)，其中所述设备被布置成在ATR中提供为0.4或更高，例如0.6或更高，或例如0.8或更高的蒸汽/碳比，然而所述蒸汽/碳比不大于2.0，和/或其中ATR被布置成在20-30barg，例如24-28barg下运行。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个或多个WGS单元(115、150)包括：高温变换单元(HTS-单元，115)；和中温变换单元(MTS-单元，150)和/或低温变换单元(LTS-单元，150)。
9.根据权利要求8所述的设备(100)，还包括蒸汽过热器，该蒸汽过热器被布置成优选地在HTS单元下游由经变换的合成气(4、5)进行加热。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的设备(100)，还包括布置在ATR(110)上游的一个或多个预重整器单元(140)，所述一个或多个预重整器单元(140)被布置成预重整所述烃进料(1)，然后将其送入ATR(110)。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的设备(100)，其中所述设备不存在预重整器单元(140)。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)还包括布置在所述一个或多个预重整器单元上游或所述ATR上游的氢化器单元和硫吸收单元，并且所述设备(100)被布置用于将一部分富H2流(8)与烃进料(1、2)混合，然后将其进料到氢化器单元的进料侧。
13.一种从烃进料(1、2)生产富H2流(8)的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供根据权利要求1-11中任一项所述的设备(100)；
-向ATR(110)供应烃进料(1、2)，并将其转化为合成气流(3)；
-从ATR(110)中取出合成气流(3)并将其供应到变换工段，在HTS-步骤(115)和任选地也在MTS和/或LTS变换步骤(150)中变换合成气，从而提供经变换的合成气流(5)；
-将来自变换工段的经变换的气流(5)供应到CO2去除工段(170)，所述CO2去除工段(170)是胺洗单元，其包括CO2吸收器和CO2汽提器以及高压闪蒸罐和低压闪蒸罐；从所述经变换的合成气流(5)中分离富含CO2的流(10)，从而提供富H2流(8)以及高压闪蒸气流(12)；
-省略将至少一部分所述富H2流(8)进料到氢纯化单元例如变压吸附(PSA)单元、氢膜或低温分离单元；
-将至少一部分所述富H2流(8)作为氢燃料进料到至少一个或多个火焰加热器(135)；
-该方法进一步包括：
a)将至少一部分所述高压闪蒸气流(12)作为燃料进料到所述一个或多个火焰加热器(135)；和/或
b)将至少部分所述高压闪蒸气流(12)再循环到胺洗单元的所述CO2吸收器；和/或
c)将至少部分所述高压闪蒸气流(12)与所述富H2流(8)混合。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：将所述富H2流(8)与所述高压闪蒸气流(12)在所述一个或多个火焰加热器(135)上游混合，适当地在将高压闪蒸气流(12)进料到一个或多个火焰加热器(135)之前将其与富H2流(8)混合。
15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法，包括：
将整个高压闪蒸气流作为用于所述至少一个火焰加热器的燃料进行再循环；或者
将整个高压闪蒸气流再循环到所述CO2吸收器；或者
将整个高压闪蒸气流与所述富H2流混合。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的方法，其中ATR(110)中的蒸汽/碳比为2.6-0.1、2.4-0.1、2-0.2、1.5-0.3、1.4-0.4，例如1.2、1.0或0.6；和/或其中ATR(110)中的压力为20-60barg。
17.根据权利要求16所述的方法，其中ATR(110)中的蒸汽/碳比为0.4或更高，例如0.6或更高，或例如0.8或更高，例如1.0或更高，然而所述蒸汽/碳比不大于2.0；和/或其中ATR中的压力为20-30barg，例如24-28barg。
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2024104905A1 (en) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | Topsoe A/S | Plant and process for producing hydrogen with improved operation of a low temperature co2 removal unit |
| GB202219361D0 (en) * | 2022-12-21 | 2023-02-01 | Johnson Matthey Plc | Process for producing hydrogen |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102284228A (zh) * | 2010-05-18 | 2011-12-21 | 通用电气公司 | 用于集成酸性气体去除与碳捕集的系统 |
| WO2012082401A2 (en) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Uop Llc | Process for producing a renewable hydrocarbon fuel |
| US20150056112A1 (en) * | 2009-03-27 | 2015-02-26 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Method and system for synthesizing liquid hydrocarbon compounds |
| US20190039886A1 (en) * | 2016-02-02 | 2019-02-07 | Haldor Topsøe A/S | Atr based ammonia process and plant |
| US20200055738A1 (en) * | 2017-02-15 | 2020-02-20 | Casale Sa | Process for the synthesis of ammonia with low emissions of co2in atmosphere |
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|---|---|---|---|---|
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-
2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150056112A1 (en) * | 2009-03-27 | 2015-02-26 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Method and system for synthesizing liquid hydrocarbon compounds |
| CN102284228A (zh) * | 2010-05-18 | 2011-12-21 | 通用电气公司 | 用于集成酸性气体去除与碳捕集的系统 |
| WO2012082401A2 (en) * | 2010-12-15 | 2012-06-21 | Uop Llc | Process for producing a renewable hydrocarbon fuel |
| US20190039886A1 (en) * | 2016-02-02 | 2019-02-07 | Haldor Topsøe A/S | Atr based ammonia process and plant |
| US20200055738A1 (en) * | 2017-02-15 | 2020-02-20 | Casale Sa | Process for the synthesis of ammonia with low emissions of co2in atmosphere |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 宋婷等: "《化工技术与企业安全管理研究》", 30 September 2019, 文化发展出版社, pages: 129 * |
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