1.由含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫、氮、氬及微量烯烴和含氧化合物的氣體混合物中回收氫、甲烷和任選二氧化碳的方法,所述方法包括如下步驟:
(1)進(jìn)料所述氣體混合物和適量的蒸汽通過(guò)高、中或低溫變換反應(yīng)器或它們的組合,以轉(zhuǎn)化至少部分一氧化碳和水為氫和二氧化碳,從而獲得流出物;
(2)任選地,從步驟(1)獲得的流出物中移除大部分水;
(3)進(jìn)料步驟(1)或(2)的流出物通過(guò)含吸附劑床層的塔,其中所述吸附劑床層包含氧化鋁、碳分子篩、硅石巖、活性炭、沸石或它們的混合物,
-在開(kāi)始進(jìn)料時(shí),用氫或氫、氮和/或氬的混合物使所述床層和塔預(yù)飽和和預(yù)加壓至10-80bar絕壓(bara)、優(yōu)選20-70bara的壓力,和
-從床層另一端排出第二流出物,和
-繼續(xù)進(jìn)料和排出,直到從步驟(1)和/(2)的流出物進(jìn)料的床層一端起計(jì)算,含一氧化碳?xì)怏w的前端已經(jīng)到達(dá)所述床層長(zhǎng)度的至少45%、優(yōu)選至少50%、更優(yōu)選至少60%,和已經(jīng)到達(dá)所述床層長(zhǎng)度的至多80%、優(yōu)選至多70%;和
(4)停止進(jìn)料步驟(1)和/或(2)的流出物,和減小塔和床層的壓力約5-25bara;和
(5)進(jìn)一步減小塔和吸附劑床層的壓力至5-25bara,以獲得第四流出物;
(6)進(jìn)一步減小塔和吸附劑床層的壓力至1-5bara;和
(7)通過(guò)進(jìn)料氫、氮和/或氬的混合物通過(guò)塔和吸附劑床層而洗滌所述塔和吸附劑床層,所述塔和床層處于1-5bara的壓力;和
(8)通過(guò)進(jìn)料氫、氮和/或氬的混合物而使塔和吸附劑床層加壓至15-75bara的壓力,優(yōu)選為25-65bara,更優(yōu)選為30-55bara。
2.權(quán)利要求1的方法,其中以干氣體混合物的總體積計(jì),所述氣體混合物包含:
-1-50vol%的甲烷;
-10-40vol%的二氧化碳;
-20-65vol%的一氧化碳;
-10-80vol%的氫氣;
-1-55vol%的氮?dú)猓?/p>
-0.1-55vol%的氬;和
-任選的微量烯烴和含氧化合物。
3.權(quán)利要求1或2的方法,其中以干氣體混合物的總體積計(jì),所述流出物包含:
-0.1-40vol%的甲烷;
-0.1-55vol%的二氧化碳;
-0.1-40vol%的一氧化碳;
-15-95vol%的氫氣;
-0.1-55vol%的氮?dú)猓?/p>
-0.1-55vol%的氬;和
-任選的微量烯烴和含氧化合物。
4.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,進(jìn)一步依次包括如下步驟:
(A)進(jìn)料全部或部分第二流出物通過(guò)包含吸附劑床層的塔,所述吸附劑床層包含氧化鋁、碳分子篩、硅石巖、活性炭、沸石或它們的混合物,
-在開(kāi)始進(jìn)料時(shí),用優(yōu)選包含80-99.9vol%氫的氣體使所述床層和塔預(yù)飽和和預(yù)加壓至20-80bar絕壓(bara)、優(yōu)選30-70bara的壓力,和
-從床層另一端排出第三流出物,和
-繼續(xù)進(jìn)料和排出,直到從第二流出物進(jìn)料的床層一端起計(jì)算,含氮和/或氬的氣體已經(jīng)到達(dá)所述床層長(zhǎng)度的至少45%和已經(jīng)到達(dá)所述床層長(zhǎng)度的至多80%;和
(B)停止進(jìn)料第二流出物,和減小塔和床層的壓力約2-25bara;和
(C)進(jìn)一步減小塔和吸附劑床層的壓力至1-5bara;和
(D)通過(guò)進(jìn)料優(yōu)選含80-99.9vol%氫的氣體通過(guò)塔和吸附劑床層而洗滌所述塔和吸附劑床層,所述塔和床層處于1-5bara的壓力;和
(E)通過(guò)進(jìn)料優(yōu)選含80-99.9vol%氫的氣體而使塔和吸附劑床層加壓至15-75bara的壓力,優(yōu)選為25-65bara,更優(yōu)選為30-55bara。
5.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中在步驟(4)和(5)之間實(shí)施如下步驟:
-通過(guò)進(jìn)料富碳?xì)怏w物流、優(yōu)選為經(jīng)過(guò)處理的天然氣和/或包含甲烷和任選二氧化碳的至少一部分第四流出物通過(guò)塔和吸附劑床層而洗滌所述塔和吸附劑床層,
-所述塔和床層處于5-75bara的壓力,優(yōu)選為25-65bara,更優(yōu)選為30-55bara,和
-從床層另一端排出第五流出物,和
-繼續(xù)進(jìn)料和排出,直到在該洗滌步驟開(kāi)始時(shí)在床層中存在的至少60%的惰性物質(zhì)如氮和/或氬已從床層另一端排出。
6.權(quán)利要求5的方法,其中將含大于95vol%二氧化碳的物流在權(quán)利要求5中用作洗滌氣。
7.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中實(shí)施步驟(3)至步驟(8)的重復(fù)循環(huán),和/或其中實(shí)施步驟(A)至步驟(E)的重復(fù)循環(huán)。
8.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中在步驟(3)至步驟(8)中應(yīng)用至少2個(gè)、優(yōu)選至少6個(gè)包含吸附劑床層的塔,或其中實(shí)施步驟(A)至步驟(E),和在步驟(3)至步驟(8)中應(yīng)用至少2個(gè)、優(yōu)選至少6個(gè)包含吸附劑床層的塔,和步驟(A)至步驟(E)應(yīng)用至少2個(gè)、優(yōu)選至少5個(gè)包含吸附劑床層的塔。
9.權(quán)利要求8的方法,其中步驟(3)至步驟(8)的塔并聯(lián)連接,或其中實(shí)施步驟(A)至步驟(E),和步驟(3)至步驟(8)的塔并聯(lián)連接,和步驟(A)至步驟(E)的塔并聯(lián)連接。
10.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中將在步驟(4)中獲得的部分流出物用作步驟(7)的進(jìn)料氣體,或其中實(shí)施步驟(A)至步驟(E),和將步驟(4)中獲得的部分流出物用作步驟(7)的進(jìn)料氣體,和將步驟(C)和/或步驟(D)的至少部分排出的流出物單獨(dú)或與步驟(4)獲得的至少部分流出物組合用作步驟(7)的原料氣,優(yōu)選地還將部分第二流出物用作步驟(7)的原料氣。
11.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中將部分第二流出物用作步驟(8)的原料氣,優(yōu)選地還將步驟(4)獲得的部分流出物用作步驟(8)的原料氣。
12.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法,其中將來(lái)自至少一個(gè)費(fèi)-托反應(yīng)器的任選經(jīng)過(guò)洗滌的費(fèi)-托尾氣和/或?qū)⑷芜x經(jīng)過(guò)洗滌的合成氣用作步驟(1)的至少部分氣體混合物,和將部分第四流出物作為原料或循環(huán)物流送至合成氣生產(chǎn)裝置,優(yōu)選作為費(fèi)-托工藝裝置、天然氣至甲醇工藝裝置或其它工藝裝置的一部分。
13.由含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫、氮、氬及微量烯烴和含氧化合物的氣體混合物中回收氫、甲烷和任選二氧化碳的系統(tǒng),包括:
-一個(gè)或多個(gè)高、中或低溫變換反應(yīng)器或它們的組合,以轉(zhuǎn)化至少部分一氧化碳和蒸汽為氫和二氧化碳;
-在所述一個(gè)或多個(gè)高、中或低溫變換反應(yīng)器或它們的組合下游配備的包含吸附劑床層的第一塔,其中所述吸附劑床層包含氧化鋁、碳分子篩、硅石巖、活性炭、沸石或它們的混合物;和任選地
-在所述第一塔下游配備的包含吸附劑床層的第二塔,其中所述吸附劑床層包含氧化鋁、碳分子篩、硅石巖、活性炭、沸石或它們的混合物。
14.權(quán)利要求13的系統(tǒng),進(jìn)一步包括在一個(gè)或多個(gè)高、中或低溫變換反應(yīng)器或它們的組合下游的二氧化碳回收單元。
15.權(quán)利要求14或15的系統(tǒng),它與費(fèi)-托反應(yīng)器或合成氣至甲醇反應(yīng)器相連。