1.由含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢、氮、氩及微量烯烃和含氧化合物的气体混合物中回收氢、甲烷和任选二氧化碳的方法,所述方法包括如下步骤:
(1)进料所述气体混合物和适量的蒸汽通过高、中或低温变换反应器或它们的组合,以转化至少部分一氧化碳和水为氢和二氧化碳,从而获得流出物;
(2)任选地,从步骤(1)获得的流出物中移除大部分水;
(3)进料步骤(1)或(2)的流出物通过含吸附剂床层的塔,其中所述吸附剂床层包含氧化铝、碳分子筛、硅石岩、活性炭、沸石或它们的混合物,
-在开始进料时,用氢或氢、氮和/或氩的混合物使所述床层和塔预饱和和预加压至10-80bar绝压(bara)、优选20-70bara的压力,和
-从床层另一端排出第二流出物,和
-继续进料和排出,直到从步骤(1)和/(2)的流出物进料的床层一端起计算,含一氧化碳气体的前端已经到达所述床层长度的至少45%、优选至少50%、更优选至少60%,和已经到达所述床层长度的至多80%、优选至多70%;和
(4)停止进料步骤(1)和/或(2)的流出物,和减小塔和床层的压力约5-25bara;和
(5)进一步减小塔和吸附剂床层的压力至5-25bara,以获得第四流出物;
(6)进一步减小塔和吸附剂床层的压力至1-5bara;和
(7)通过进料氢、氮和/或氩的混合物通过塔和吸附剂床层而洗涤所述塔和吸附剂床层,所述塔和床层处于1-5bara的压力;和
(8)通过进料氢、氮和/或氩的混合物而使塔和吸附剂床层加压至15-75bara的压力,优选为25-65bara,更优选为30-55bara。
2.权利要求1的方法,其中以干气体混合物的总体积计,所述气体混合物包含:
-1-50vol%的甲烷;
-10-40vol%的二氧化碳;
-20-65vol%的一氧化碳;
-10-80vol%的氢气;
-1-55vol%的氮气;
-0.1-55vol%的氩;和
-任选的微量烯烃和含氧化合物。
3.权利要求1或2的方法,其中以干气体混合物的总体积计,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%的氢气;
-0.1-55vol%的氮气;
-0.1-55vol%的氩;和
-任选的微量烯烃和含氧化合物。
4.前述权利要求任一项的方法,进一步依次包括如下步骤:
(A)进料全部或部分第二流出物通过包含吸附剂床层的塔,所述吸附剂床层包含氧化铝、碳分子筛、硅石岩、活性炭、沸石或它们的混合物,
-在开始进料时,用优选包含80-99.9vol%氢的气体使所述床层和塔预饱和和预加压至20-80bar绝压(bara)、优选30-70bara的压力,和
-从床层另一端排出第三流出物,和
-继续进料和排出,直到从第二流出物进料的床层一端起计算,含氮和/或氩的气体已经到达所述床层长度的至少45%和已经到达所述床层长度的至多80%;和
(B)停止进料第二流出物,和减小塔和床层的压力约2-25bara;和
(C)进一步减小塔和吸附剂床层的压力至1-5bara;和
(D)通过进料优选含80-99.9vol%氢的气体通过塔和吸附剂床层而洗涤所述塔和吸附剂床层,所述塔和床层处于1-5bara的压力;和
(E)通过进料优选含80-99.9vol%氢的气体而使塔和吸附剂床层加压至15-75bara的压力,优选为25-65bara,更优选为30-55bara。
5.前述权利要求任一项的方法,其中在步骤(4)和(5)之间实施如下步骤:
-通过进料富碳气体物流、优选为经过处理的天然气和/或包含甲烷和任选二氧化碳的至少一部分第四流出物通过塔和吸附剂床层而洗涤所述塔和吸附剂床层,
-所述塔和床层处于5-75bara的压力,优选为25-65bara,更优选为30-55bara,和
-从床层另一端排出第五流出物,和
-继续进料和排出,直到在该洗涤步骤开始时在床层中存在的至少60%的惰性物质如氮和/或氩已从床层另一端排出。
6.权利要求5的方法,其中将含大于95vol%二氧化碳的物流在权利要求5中用作洗涤气。
7.前述权利要求任一项的方法,其中实施步骤(3)至步骤(8)的重复循环,和/或其中实施步骤(A)至步骤(E)的重复循环。
8.前述权利要求任一项的方法,其中在步骤(3)至步骤(8)中应用至少2个、优选至少6个包含吸附剂床层的塔,或其中实施步骤(A)至步骤(E),和在步骤(3)至步骤(8)中应用至少2个、优选至少6个包含吸附剂床层的塔,和步骤(A)至步骤(E)应用至少2个、优选至少5个包含吸附剂床层的塔。
9.权利要求8的方法,其中步骤(3)至步骤(8)的塔并联连接,或其中实施步骤(A)至步骤(E),和步骤(3)至步骤(8)的塔并联连接,和步骤(A)至步骤(E)的塔并联连接。
10.前述权利要求任一项的方法,其中将在步骤(4)中获得的部分流出物用作步骤(7)的进料气体,或其中实施步骤(A)至步骤(E),和将步骤(4)中获得的部分流出物用作步骤(7)的进料气体,和将步骤(C)和/或步骤(D)的至少部分排出的流出物单独或与步骤(4)获得的至少部分流出物组合用作步骤(7)的原料气,优选地还将部分第二流出物用作步骤(7)的原料气。
11.前述权利要求任一项的方法,其中将部分第二流出物用作步骤(8)的原料气,优选地还将步骤(4)获得的部分流出物用作步骤(8)的原料气。
12.前述权利要求任一项的方法,其中将来自至少一个费-托反应器的任选经过洗涤的费-托尾气和/或将任选经过洗涤的合成气用作步骤(1)的至少部分气体混合物,和将部分第四流出物作为原料或循环物流送至合成气生产装置,优选作为费-托工艺装置、天然气至甲醇工艺装置或其它工艺装置的一部分。
13.由含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢、氮、氩及微量烯烃和含氧化合物的气体混合物中回收氢、甲烷和任选二氧化碳的系统,包括:
-一个或多个高、中或低温变换反应器或它们的组合,以转化至少部分一氧化碳和蒸汽为氢和二氧化碳;
-在所述一个或多个高、中或低温变换反应器或它们的组合下游配备的包含吸附剂床层的第一塔,其中所述吸附剂床层包含氧化铝、碳分子筛、硅石岩、活性炭、沸石或它们的混合物;和任选地
-在所述第一塔下游配备的包含吸附剂床层的第二塔,其中所述吸附剂床层包含氧化铝、碳分子筛、硅石岩、活性炭、沸石或它们的混合物。
14.权利要求13的系统,进一步包括在一个或多个高、中或低温变换反应器或它们的组合下游的二氧化碳回收单元。
15.权利要求14或15的系统,它与费-托反应器或合成气至甲醇反应器相连。