獲得二氧化碳的方法
2023-10-08 15:51:39 4
專利名稱：：獲得二氧化碳的方法
技術領域：
：本發明涉及一種從脫除了C2+組分的脫硫天然氣或石油氣中回收C02的方法，在第一反應階段中，通過添加包含至少[以幹基計算]75體積％02的氣體，在卯0120(TC的溫度和40100巴輛的壓力下，通過在裂化催化劑的固定床上部分氧化，將預熱至4575'C溫度的脫硫天然氣或石油氣自熱重整而獲得粗合成氣，該粗合成氣包含作為主要成分[以幹基計算]的55~75體積％H2、15-30體積％CO和5~30體積％C02，其中H2:CO的體積比為1.64，在第二反應階段中，在至少一種固定床催化劑上，將溫度為7511(TC和壓力為50~75巴絕對的粗合成氣中所含的CO轉化成H2和C02，在至少一個洗滌階段中，在15~100巴絕對的壓力下，用溫度為+10-8(TC的甲醇，從包含至少[以幹基計算]55體積。/。H2的合成氣中洗掉C02，並且通過將冷的甲醇膨脹至接近大氣壓來回收所吸收的C02。
背景技術：
：從EP-B-1337466，已知SN2-H2混合物催化產生NH3的方法。在卯0120(TC的溫度和40100巴絕對的壓力下，在裂化催化劑存在下，使天然氣與主要由優選至少70體積％的02構成的氣流一起進行自熱重整而獲得粗合成氣，該粗合成氣包含[以幹基計算]5575體積n/。H2、15~30體積％CO和5~30體積％C02，其中H2:CO的體積比為1.6~4。通過催化轉化，將從自熱重整器中引出的冷卻的粗合成氣中的CO內容物轉化為H2，從而所形成的合成氣包含至少[以幹基計算]50體積％Hb和不超過8體積。/。CO。在多階段氣體洗滌中，將C02、CO和CH4從合成氣中去除，其中在至少一個階段中，添加液氮來產生N2-H2混合物，其用於氨合成中氨的催化產生。在所述氣體洗滌中，C02用溫度為-58'C的甲醇來除去，並且與NH3的產生結合用來生成尿素。在N2洗滌中，將所4述合成氣冷卻至-185'C的溫度，從而首先冷凝CH4，隨後冷凝CO，並且將這兩種組分作為燃料氣體再循環至自熱重整器。
發明內容本發明的目的是將上述的方法用於進一步的應用。該目的的解決方案在於將回收的C02轉變為臨界條件，從而為了溶劑驅動將C02注入部分脫油的石油礦床中，或者可儲存在孔隙型儲層、洞穴型儲層、適合作為儲層的枯竭的天然氣礦床或含鹽的含水層中，或者能夠用於羰基合成。根據本方法的另一方面，可以將所回收的H2作為燃料全部或部分供應給燃氣輪機或用於產生電能的其它裝置，例如供應給燃料電池，其中根據本發明的進一步特徵，所述H2可用高達70體積％N2稀釋。根據本發明的特定特徵，由燃氣輪機或用於獲得電能的其它裝置產生的部分機械能，用來驅動空氣分離裝置的壓縮機和/或C02的壓縮裝置；剩餘部分可用作有用的能量。下面將參考實施方案並結合附圖中所示的基本流程圖來對本發明做詳細說明。天然氣經導管(1)供應給預處理裝置(4)，其中壓力為4565巴絕對且溫度為15~35°C，蒸汽經導管(2)和CH4經導管(3)供應給預處理裝置(4)，在預處理裝置(4)中，在具有下遊ZnO床的Co-Mo催化劑床上，使所述天然氣脫除硫化合物和C2+組分，並且將其預熱至5575'C的溫度。經導管(5)從所述預處理裝置(4)引出的氣體與經導管(7)供應的氧氣含量為[以幹基計算]92體積％的高氧氣體一起裝載入自熱重整器(6)，該高氧氣體在經導管(9)引入空氣的空氣分離裝置(8)中產生。在自熱重整器(6)中，設置有市售NiO催化劑床，在該催化劑床上，在900120(TC的溫度和40100巴絕對、優選40~80巴，,的壓力下，通過利用02部分氧化，將所述天然氣重整而獲得包含CO、H2和C02的粗合成氣。從自熱重整器(6)中經導管(10)引出的粗合成氣包含[以幹基計算]5575體積。/。H2、15~30體積。/。的CO和5~30體積％C02，其中H2:CO的體積比為1.6~4。在未示出的熱交換器中中間冷卻至2545'C的溫度的粗合成氣通入填充有市售Fe-Cr催化劑床的兩階段轉化器(ll)中，在該兩階段轉化器中，將仍包含在所述粗合成氣流中的CO轉化成C02和H2，其中H2:C02的體積比[以幹基計算]為2.5~3。在穿過未示出的熱交換器後，將經過轉化獲得並經導管(12)引出的合成氣流引入兩階段物理氣體洗滌裝置(13)中，所述合成氣流包含[以幹基計算]至少65體積％Eb和不超過8體積y。CO。在氣體洗滌裝置(13)的第一階段(14)中，在4080巴絕對的壓力下，藉助溫度為-20-7(TC的甲醇來吸收CO2。在氣體洗滌裝置(13)的第二階段(15)中，藉助在空氣分離裝置(8)中回收的並且經導管(16)裝載入第二階段(15)中的液氮來吸收脫除C02時殘留在合成氣流中的雜質CO、CH4和Ar。為了從甲醇中去除吸收的C02以及從N2中去除吸收的CO、CH4和Ar，將所述甲醇和N2膨脹至接近大氣壓。將回收的C02經導管(17)供應給裝置(18)，在該裝置(18)中通過升高壓力和溫度使C02變成超臨界條件，並且經導管(19)將其注入部分脫油的石油礦床中用於溶劑驅動。包含CO、CH4和Ar的氣流作為燃料氣體經導管(20)再循環至自熱重整器(6)。在氣體洗滌裝置(13)的第一階段(14)中吸收C02的過程中得到的H2作為燃料經導管(21)流入燃氣輪機(22)的燃燒室中。參照附圖中所示的基本流程圖，採用本發明方法的具體實施方案獲得的有關物質量、溫度、壓力和氣流組成的數據列於下表中。6tableseeoriginaldocumentpage7對於氣體洗滌(13)，採用公知的Rectiso^方法，其中在第一階段(14)中用溫度為-58"C的甲醇來吸收C02。在氣體洗滌(13)的第二階段(15)中，首先將合成氣的溫度降至-185'C的值，從而將CH4冷凝、分離及與以同樣方式分離的CO和Ar—起再循環到自熱重整器(3)中作為燃料氣體。利用本發明可實現的優點特別在於-阻止了C02的排放，特別是出於生態原因，-回收超臨界C02的方法能夠直接就地用於可能有石油的地方為溶劑驅動而大量脫油的石油礦床，-在許多可能有石油的地方，石油開採中獲得的石油氣能夠直接就地加工，並且所產生的氣體組分能夠在該工藝內部利用。權利要求1.一種從脫除了C2+組分的脫硫天然氣或石油氣中回收CO2的方法，在第一反應階段中，通過添加包含至少[以幹基計算]75體積％O2的氣體，在900～1200℃的溫度和40～100巴絕對的壓力下，通過在裂化催化劑的固定床上部分氧化，將預熱至45～75℃的溫度的脫硫天然氣或石油氣自熱重整而獲得粗合成氣，該粗合成氣包含作為主要成分[以幹基計算]的55～75體積％H2、15～30體積％CO和5～30體積％CO2[以幹基計算]，其中H2:CO的體積比為1.6～4，在第二反應階段中，在至少一種固定床催化劑上將溫度為75～110℃和壓力為75～50巴絕對的粗合成氣中所含的CO轉化成H2和CO2，在至少一個洗滌階段中，在15～100巴絕對的壓力下，用溫度為+10～-80℃的甲醇，從包含至少55體積％H2[以幹基計算]的合成氣中洗掉CO2，並且通過將冷的甲醇膨脹至接近大氣壓來回收所吸收的CO2，其特徵在於，將所回收的CO2轉變成超臨界條件。2.通過根據權利要求1所述的方法回收的C02用於溶劑驅動部分脫油的石油礦床，或者用於儲存於孔隙型儲層、洞穴型儲層、枯竭的天然氣礦床和含鹽的含水層中，或者用於羰基合成的用途。3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將所回收的&作為燃料供應給燃氣輪機和/或用於產生電能的其它裝置，例如供應給燃料電池。4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，用70體積。/。N2對所回收的H2進行稀釋。5.根據權利要求3和4中任一項所述的方法，其特徵在於，利用由燃氣輪機產生的部分機械能來驅動空氣分離裝置的壓縮機。6.根據權利要求3至4中任一項所述的方法，其特徵在於，利用由燃氣輪機產生的部分機械能來驅動用於C02的壓縮機。全文摘要在用於獲得CO2的方法中，在900～1200℃的溫度和40～100巴(a)的壓力下，在添加含氧氣體的條件下，通過部分催化氧化，將脫硫天然氣或石油伴生氣自熱重整而獲得粗合成氣，然後在75～110℃的溫度和CO的50～75巴(a)的壓力下，催化轉化成H2和CO2，在15～100巴(a)的壓力和+10～-80℃的溫度下，用甲醇將CO2從所得合成氣中洗滌出來，並且通過降壓回收所吸收的CO2。本方法的進一步可能用途在於將所回收的CO2轉化為超臨界狀態。文檔編號B01D53/00GK101534925SQ200780042664公開日2009年9月16日申請日期2007年10月31日優先權日2006年11月18日發明者烏爾裡希·科斯申請人:魯奇有限責任公司