用于从混合物分离二氧化碳和氢气的处理方法与流程

文档序号:12283930阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于为了从混合物(1)分离二氧化碳和氢气的目的处理该混合物的方法,其中:

i)将该混合物(1)冷却并且部分地冷凝,并且在第一相分离器(E1)中从该混合物分离第一液体(4),

ii)源自于或衍生自源自于该第一相分离器(E1)的气体的气体(3)在用于氢气的变压吸附模块(B)中进行处理以产生富含氢气的气体(5)和贫氢气的残余气体(2),并且

iii)将所述贫氢气的残余气体(2)或衍生自所述贫氢气的气体(2)的气体(6)冷却并且部分地冷凝,并且在不同于该第一相分离器(E1)的第二相分离器(E2)中使第二液体(7)与剩余气体(8)分离,

该第一和/或第二液体(4,7)或衍生自源自于该第一相分离器(E1)和/或该第二相分离器(E2)的该第一和/或第二液体的液体富含二氧化碳,其特征在于,步骤i)和iii)中的部分冷凝在同一个低温单元(C)中进行。

2.如权利要求1所述的方法,其中在步骤i)和iii)中的这些部分冷凝在同一个热交换器(D)中进行。

3.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述混合物(1)在步骤i)中部分冷凝至低于-20℃、并且更特别地低于-40℃的温度。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中步骤i)包括以下子步骤:

-在低于-20℃并且更特别地接近约-40℃的温度下所述混合物(1)的第一部分冷凝,

-在相分离器(E1a)中使液体(4a)与该混合物的其余部分(3a)分离,

-在低于-40℃、并且更特别地约-50℃的温度下所述混合物的其余部分(3a)的第二部分冷凝,

-在另一个相分离器(E1b)中使液体(4b)与剩余气体(3b)分离,

该液体(4a,4b)或衍生自源自于这些相分离器(E1a,E1b)中的至少一个的液体的液体富含二氧化碳。

5.如前述权利要求中任一项所述的方法,该方法包括,在步骤i)之前,产生富含CO和H2的混合物(10)的准备步骤,例如经由自动热重整(ATR)、烃蒸汽重整(SMR)或部分氧化(POX)方法。

6.如权利要求5所述的方法,其中所述富含CO和H2的混合物(10)在变换反应器(H)中进行处理以给出富含CO2和H2的混合物(11)。

7.如权利要求5或6所述的方法,其中对所述混合物(11)进行压缩和/或脱水。

8.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述气体(2)在步骤iii)中在低于-20℃、并且更特别地低于-40℃的温度下部分冷凝。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中蒸馏该液体(4,7)或衍生自源自于这些相分离器(E1,E2)中的至少一个的该液体的液体以给出富含CO2的馏分(15)和贫CO2的馏分(16)。

10.如权利要求9所述的方法,其中所述贫CO2的馏分(16)通过在步骤i)之前在该第一相分离器(E1)的上游将其与所述混合物(1)混合,或通过在步骤ii)与iii)之间在该第二相分离器(E2)的上游将其与所述贫氢气的气体(2)混合来再循环。

11.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述源自于该第二相分离器(E2)的剩余气体(8)通过至少一个膜系统(O1,O2)过滤。

12.一种用于进行如前述权利要求之一所述的方法的设备,该设备包括:

-用于氢气的变压吸附模块(B),以及

-低温单元(C),该低温单元包括第一和第二相分离器(E1,E2)以及包括第一冷却回路(F1)的热交换器(D),该第一冷却回路的一个入口(F11)被配置为连接至所述混合物(1)的来源(M),并且该第一冷却回路的一个出口(F12)被连接至该第一相分离器(E1),该第一相分离器的气体(3)出口(E12)被连接至该用于氢气的变压吸附模块(B)的入口(B1),该用于氢气的变压吸附模块包括被连接至该低温单元(C)的该热交换器(D)或另一个热交换器的第二冷却回路(F2)的入口(F21)的贫氢气的气体(2)出口(B2),这个第二冷却回路(F2)的出口(F22)被连接至该第二相分离器(E2)。

13.如权利要求12所述的设备,其中包括该第一和/或第二冷却回路(F1,F2)的该热交换器(D)包括加热回路(F3),该加热回路的入口(F31)被连接至该第一相分离器(E1)的该气体(3)出口(E12),并且该加热回路的该出口(F31)被连接至该用于氢气的变压吸附模块(B)的该入口(B1)。

14.如权利要求12或13所述的设备,还包括来自以下各项的至少一个元件:

-重整单元(G),

-变换反应器(H),

-干燥单元(I),

-蒸馏柱(N),

-至少一个膜系统(O1,O2),

-至少一个压缩机(M,J1,J2,J3,J4),

-至少一个膨胀器(K),

-至少一个阀门(L),

-至少一个泵。

15.如权利要求12至14之一所述的设备,包括被连接至该模决(B)的氢气(5)出口。

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