带有CO₂捕获的氢生产

摘要

一种生产氢产物同时从该过程中捕获CO₂的蒸汽甲烷重整方法。蒸汽和烃在催化重整器中重整。重整产物通过变压吸附分离，以形成氢产物和PSA尾气。尾气作为燃料返回到重整器。燃料用合成空气燃烧，其中合成空气通过使部分烟道气与工业级氧组合而形成。烟道气基本由CO₂和H₂O组成。从另一部分烟道气冷凝出H₂O，以形成基本纯的CO₂产物。

主权项

一种生产H₂产物气体和CO₂产物气体的方法，所述方法包括：将包含蒸汽和甲烷的反应物引入重整器炉辐射部分中的多个包含催化剂的重整器管；在足以形成包含H₂、CO和蒸汽的重整产物的反应条件下，在所述多个包含催化剂的重整器管内，使所述反应物在重整催化剂存在下反应；并且从所述多个包含催化剂的重整器管取出重整产物，其中所述重整器炉具有所述辐射部分和对流部分，其中所述辐射部分包含多个包含催化剂的重整器管，而所述对流部分包含换热管；将一种或多种燃料气体和氧化剂气体混合物引入所述重整器炉的辐射部分内，在所述多个包含催化剂的重整器管的外部，其中所述氧化剂气体混合物包含按湿基计20体积%至35体积%氧；在所述重整器炉的辐射部分，在所述多个包含催化剂的重整器管外部，用所述氧化剂气体混合物中的氧使所述一种或多种燃料气体燃烧，从而形成燃烧产物气体并提供用于使所述反应物在所述多个包含催化剂的重整器管内反应的能量；使所述燃烧产物气体从所述重整器的辐射部分通到所述重整器的对流部分；并且从所述重整器炉的对流部分取出燃烧产物气体；使从所述重整器炉的对流部分取出的所述燃烧产物气体的第一部分在所述氧化剂气体混合物中再循环到所述重整器炉辐射部分，其中从所述重整器炉的对流部分取出的所述燃烧产物气体以质量流速计的40至60%作为所述燃烧产物气体的第一部分再循环；使所述燃烧产物气体的第二部分中的残余O₂在催化剂存在下与H₂和CH₄至少之一反应，从而使所述燃烧产物气体的第二部分中的O₂浓度减小到低于10ppmv；从所述燃烧产物气体的第二部分去除H₂O，从而形成所述CO₂产物气体；从来自所述多个包含催化剂的重整器管的所述重整产物回收热量，从而冷却所述重整产物；在足以使所述重整产物变换以形成所述重整产物中另外的H₂的反应条件下，使所述经冷却重整产物在变换催化剂存在下反应；从所述经变换重整产物回收热量，从而冷却所述经变换重整产物；从所述经变换重整产物去除H₂O，以形成包含H₂和次要气体组分的贫水重整产物；和在多个至少3个变压吸附床中分离所述贫水重整产物，各吸附床包含选择用于次要气体组分的吸附剂，从而形成H₂产物和变压吸附尾气；其中所述一种或多种燃料气体包含至少部分所述变压吸附尾气；和其中为了防止空气漏入所述对流部分内，通过经由一个或多个对流部分壁的渗透使所述燃烧产物气体的第三部分再循环到所述重整器炉的对流部分，和/或在所述重整器炉的辐射部分，在所述多个包含催化剂的重整器管外部，在102.5kPa至116.3kPa的绝对压力下，用所述氧化剂气体混合物中的氧使所述一种或多种燃料气体燃烧，从而形成所述燃烧产物气体，并提供用于使所述反应物在所述多个包含催化剂的重整器管内反应的能量。