本發(fā)明涉及一種在制烴設(shè)備中生產(chǎn)烴產(chǎn)物流的方法。該制烴設(shè)備包括逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)，以及送至該逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)的含二氧化碳進(jìn)料。該進(jìn)料是co2含量低于75％的工藝尾氣，并且是供給至該逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)的唯一含二氧化碳進(jìn)料。本發(fā)明的方法能夠更好地利用二氧化碳。
背景技術(shù)：
1、自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中co2濃度不斷上升，碳捕獲與利用(ccu)日益受到重視。利用co2的一種方式是將co2和h2轉(zhuǎn)化為合成氣(一種富含co和h2的氣體)，合成氣可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的產(chǎn)品，如醇類(包括甲醇)、燃料(如汽油、航空燃料、煤油和/或柴油，例如通過(guò)費(fèi)-托(f-t)工藝生產(chǎn))和/或烯烴等。
2、現(xiàn)有技術(shù)主要集中于獨(dú)立的逆水煤氣變換(rwgs)工藝，以將co2和h2轉(zhuǎn)化為合成氣。隨后，合成氣可以在下游工藝中轉(zhuǎn)化為上述有價(jià)值的產(chǎn)品。逆水煤氣變換反應(yīng)按以下反應(yīng)式進(jìn)行：
3、
4、可能會(huì)通過(guò)以下一種或兩種甲烷化反應(yīng)生成例如甲烷等不期望的副產(chǎn)物：
5、
6、rwgs反應(yīng)(1)是一個(gè)吸熱過(guò)程，需要大量能量輸入才能實(shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)化。需要高溫才能將二氧化碳充分轉(zhuǎn)化為一氧化碳，以使該過(guò)程在經(jīng)濟(jì)上可行。
7、近年來(lái)，已有多項(xiàng)關(guān)于將h2和co2轉(zhuǎn)化為合成燃料的工藝配置的專利申請(qǐng)。然而，在某些情況下，可能無(wú)法始終獲得高濃度co2的co2進(jìn)料流，因此可能需要尋找替代解決方案。
8、專利公開號(hào)wo2021/110806描述了一種erwgs反應(yīng)器，專利申請(qǐng)pct/ep2021/078304描述了具有rwgs和各種進(jìn)料流配置的各種工藝配置。
9、在下文中，“選擇性rwgs”應(yīng)指僅在催化劑或反應(yīng)器上發(fā)生逆水煤氣變換反應(yīng)，而“非選擇性rwgs”應(yīng)指除逆水煤氣變換之外，還發(fā)生其他反應(yīng)，例如一種或多種甲烷化反應(yīng)(還包括逆甲烷化反應(yīng))。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、提供了一種在制烴設(shè)備中生產(chǎn)烴產(chǎn)物流的方法，所述制烴設(shè)備包括：
2、-逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)，
3、-合成氣生產(chǎn)單元(ii)，
4、-任選地，包含氫氣的第一進(jìn)料，其供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)，
5、-包含二氧化碳的第二進(jìn)料，其供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)，
6、-包含甲烷的第三進(jìn)料，其供給至所述合成氣生產(chǎn)單元(ii)，
7、-費(fèi)-托(f-t)段(iii)，
8、所述方法包括以下步驟：
9、a)任選地，將所述包含氫氣的第一進(jìn)料供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)；
10、b)將所述第二進(jìn)料供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)；
11、其中所述第二進(jìn)料是co2含量低于75％的工藝尾氣，并且是供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)的唯一含二氧化碳進(jìn)料；
12、c)在所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)中，將所述第二進(jìn)料以及如果存在的話，所述第一進(jìn)料轉(zhuǎn)化為第一合成氣流；
13、d)將所述包含甲烷的第三進(jìn)料供應(yīng)至所述合成氣生產(chǎn)單元(ii)，并將其轉(zhuǎn)化為第二合成氣流；
14、e)將所述第一合成氣流的至少一部分和所述第二合成氣流的至少一部分供應(yīng)至所述費(fèi)-托(f-t)段(iii)，并將所述第一和第二合成氣流的所述部分轉(zhuǎn)化為至少烴產(chǎn)物流和f-t尾氣流。
15、通常，基于rwgs的工藝使用高純度含co2原料，例如，co2含量至少高于95％，通常高于99％的原料。本發(fā)明基于一項(xiàng)令人驚訝的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即可以使用低純度含co2原料運(yùn)行rwgs反應(yīng)器，其中co2含量可低至例如20-35％。本發(fā)明還基于這樣的認(rèn)識(shí)：這一事實(shí)使得可以使用來(lái)自費(fèi)-托(f-t)段的尾氣作為含co2原料供給rwgs反應(yīng)器，或者使用其他低純度含co2原料。此外，本發(fā)明基于一項(xiàng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，即可以使用來(lái)自費(fèi)-托(f-t)段的尾氣作為唯一的含co2原料來(lái)運(yùn)行rwgs反應(yīng)器。
16、該方法有效地利用各種流，特別是工藝尾氣。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)至少體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：
17、1)工藝尾氣通常用作燃料氣，這會(huì)導(dǎo)致co2排放到大氣中，這是不可取的。這包括來(lái)自工藝尾氣本身的co2，以及在使用尾氣作為燃料時(shí)燃燒烴產(chǎn)生的co2。本發(fā)明可以減少或完全避免這些排放。
18、2)該方法的碳效率得到提高，因?yàn)楣に囄矚庵邪奶急辉傺h(huán)并在工藝中重復(fù)使用，從而使供應(yīng)給工藝的碳中有更高比例碳轉(zhuǎn)化為烴產(chǎn)物流。
19、此外，本發(fā)明的方法為改造(也稱為改裝)現(xiàn)有的合成燃料生產(chǎn)工藝/設(shè)備提供了可能性，該工藝/設(shè)備包括合成氣生產(chǎn)反應(yīng)器和費(fèi)-托單元(不含rwgs單元)，只需在工藝中添加rwgs單元。通過(guò)這種現(xiàn)有工藝改造，改造后的工藝能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)1)和2)。
20、有關(guān)該技術(shù)的更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見隨附的從屬權(quán)利要求、附圖和示例。
1.一種在制烴設(shè)備(100)中生產(chǎn)烴產(chǎn)物流(31)的方法，所述制烴設(shè)備(100)包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中來(lái)自f-t段(iii)的所述f-t尾氣流(32)的至少一部分作為第二進(jìn)料(2)的至少一部分供給至rwgs單元(i)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中將來(lái)自f-t段(iii)的所述f-t尾氣流(32)的至少一部分(6)供給至合成氣生產(chǎn)單元(ii)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中來(lái)自甲醇回路單元的工藝尾氣是來(lái)自甲醇回路單元的分離器單元的尾氣或來(lái)自甲醇單元的氫氣回收單元的尾氣。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中工藝尾氣包含少于60％，優(yōu)選5-50％，更優(yōu)選10-40％，最優(yōu)選20-35％的co2。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中不存在第一進(jìn)料(1)，且其中所述工藝尾氣是供給至所述逆水煤氣變換(rwgs)單元(i)的唯一含氫進(jìn)料。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中包含甲烷的第三進(jìn)料(3)包含至少20％、優(yōu)選至少30％、優(yōu)選至少40％、優(yōu)選至少50％、優(yōu)選至少60％、優(yōu)選至少70％、優(yōu)選至少80％且最優(yōu)選至少90％的甲烷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述第一合成氣流(11)的至少一部分和所述第二合成氣流(21)的至少一部分組合，并將得到的組合合成氣流供給至所述費(fèi)-托(f-t)段(iii)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中rwgs單元(i)是電加熱的逆水煤氣變換(e-rwgs)單元。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述合成氣生產(chǎn)單元(ii)選自自熱重整(atr)單元(iia)、部分氧化(pox)單元、蒸汽甲烷重整(smr)單元(iib)和電加熱的蒸汽甲烷重整(e-smr)單元(iic)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述合成氣生產(chǎn)單元(ii)為自熱重整(atr)單元(iia)，并且其中所述方法還包括將來(lái)自f-t段(iii)的所述f-t尾氣流(32)的至少一部分(6)、包含蒸汽的第四進(jìn)料(4)和包含氧氣的第五進(jìn)料(5)供應(yīng)至自熱重整(atr)單元(iia)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其還包括將包含氫氣的第一進(jìn)料(1)與包含二氧化碳的第二進(jìn)料(2)混合，以提供供給至e-rwgs單元(i)的組合進(jìn)料的步驟。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述費(fèi)-托(f-t)段(iii)入口處的合成氣流具有1.00-4.00；優(yōu)選1.50-3.00；更優(yōu)選1.90-2.10的氫氣/一氧化碳比。