[其他]由排放氣流提高氫的回收

無效

• 申請號: 85109166
• 申請日: 1985-10-24
• 公開（公告）號: CN85109166A
• 公開（公告）日: 1987-04-29
• 發明（設計）人: 安德里雅·富德雷爾
• 申請（專利權）人: 聯合碳化公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 巫肖南,李雒英

本發明述及含氫氣流的凈化。尤其是述及采用一種壓力變動吸收系統以回收凈化的氫氣產品。

目前所用的氫氣，有90%以上是從各種烴類進行蒸汽重整或部分氧化而得。從這些生產方法得到的排出物或從其它方法如煤炭氣化所產生的含氫排氣流，一般通過人們熟悉的水煤氣轉化反應，把其中的一氧化碳轉變為二氧化碳和“附加”氫。高溫轉化后，這種排氣流的化表性組成按干料摩爾百分比計算如下：

項目 氫， CO₂CO，CH₄和其他

蒸汽重整的排出物????68-75????17-25????2-15

部分氧化或煤炭氣????60-65????30-35????3-8

化的排出物

這種轉化氣流，還可進一步用其他方法處理，獲得所需要的氫氣產品。為此，這氣流可通過一種洗滌裝置將CO₂降至0.1%，這個排氣流還可進一步處理而除去殘留的CO₂，從而把余下的CO₂降至1ppm（百萬分之一）。然后把CO₂除去就可送去液氮洗氣，或進行深冷凈化法而生產出含氫達97%的成品氣流或一種純氨合成氣氣流以及付產品燃氣。

另一種方法是，為了進一步把CO轉化，高溫轉化后的排氣，送到低溫轉化，然后經過洗滌裝置，把CO₂清除到0.1%。從這里的排氣可送去甲烷化處理而使氫的純度達97%。不管用任何一種方法，都要全部除去排氣流中的二氧化碳，對后一種方法來說，必須采用高昂的高溫轉化和采用十分敏感的低溫轉化。

最后凈化過程可以用一種稱為壓力變動吸收系統〔（Pressure????Swing????Adsorption????System）簡稱PSA系統或方法〕來完成，實現予想的氫氣凈化。PSA法，其優點是簡單，容易操作，并將氫的純度提高到99.99%以上。要比上述的任何一種方法為佳。本技術領域強烈要求PSA法能繼續改進，以提高它應用于實際工業生產的可行性。尤其要求凈化過的氫氣產品的回收方面得到改進，從而可以最佳選擇蒸汽重整，部分氧化，或其他各種含氫排氣流發生裝置的規模大小。

本發明的目的是在于提供一種改進的工藝及系統，來生產含氫氣體產品。

本發明的另一目的是為提供一種方法和設備，加強從排氣流中回收凈化氫產品。

本發明的進一步目的是，為處理一種排氣流，提供一種業已改進的綜合方法和系統，其中含氫氣流的最后凈化，采用壓力變動吸收法，可以做到高純度高回收。

有了這些及其他的目標，下面將詳細敘述本發明，有些新特點還會在權利要求書中特別提出來。

一種含氫的排氣流至少在高溫狀況下進行水煤氣轉化，洗滌以除去其所含的大部分二氧化碳，并送到PSA系統，從中回收凈化氫氣產品。從PSA系統所產生的廢氣回到轉化系統中，或回到排氣流發生器再循環。為了避免系統中的氮，氬，或甲烷等的聚集，有一部分的廢氣可以把它們放掉，或在排放該廢氣前把它們送到另一個附加的壓力變動吸收系統來回收附加氫氣。氣流中的氮或氬，如果容許的話，為了避免聚集，可以通過壓力變動吸收系統，直接流入凈化氣體產品。PSA工序的逆流減壓過程和/或清除工序可以這樣實現，即只讓含氫最多的生成流出物部分再循環而把含氮和氬最多的部分排放出去;

下面詳述本發明，并附上一張本發明的最佳實施例（使用附加壓力變動吸收系統）的工藝流程圖。

付儲實行本發明，上面提出的目標均能達到，即有利地高回收率地取得高純度含氫產品。

本發明采用簡單的加工程序和設備，對水煤氣轉化和二氧化碳洗滌給予必要條件，這對本發明的技術經濟方面有利。而應用特殊加工條件，可以避免甲烷，氮和/或氬在系統中有害聚集，同時也提高了回收成品氣。

如上所述，一次和二次重整，部分氧化與煤炭氣化都是為本發明所用的制造排氣流的已知加工作業的實例。這種氣流含有作為一種氣體產品必要成分的氫氣，并伴有二氧化碳，一氧化碳及其他組成如甲烷，氮和氬，水蒸汽等。按照本發明，這種排氣流是使之經過高溫水煤氣轉化，把一氧化碳轉化為氫和二氧化碳。轉化后，除去排氣流中大部分的二氧化碳。把這種除去掉二氧化碳后的排氣流送到一種PSA系統，以一種凈化的含氫氣體作為排氣流中不易被吸收的組成而被排放出來。處理后的排氣流，它所含的易于被吸收的組分包括二氧化碳及其它雜質。這種易被吸收組分在該系統的吸收劑床進行解吸過程，作為廢氣而排除出PSA系統。這廢氣經過壓縮而至少有40%送到轉化工序和/或送到原來排氣流發生工序再循環，詳述如下。