发明名称 合成气纯化方法
摘要 本发明系有关CO/H2或H2/N2型合成气之纯化方法,其包括在气体经冷冻过程前,先除去CO2和其他可能的气态杂质(如水等)。要纯化的气体流经过NaLSX沸石-型沸石时此等杂质被吸附,而后于再生步骤中,以提高温度的方式(TSA)及/或减低压力(PSA或VSA)使杂质解吸附。
申请公布号 TWI261573 申请公布日期 2006.09.11
申请号 TW091132938 申请日期 2002.11.08
申请人 塞卡股份有限公司 发明人 史帝芳邦肯;雷米黎贝克
分类号 C01B3/02;B01D53/02 主分类号 C01B3/02
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种用以纯化以氢气和一氧化碳及/或氮气为基 底的合成气之方法,该合成气系被二氧化碳和一种 或多种其他杂质所污染,该方法包括一或多个包括 下列连续步骤的循环过程: (a)让要纯化的气体混合物通过吸附区予以纯化,该 吸附区包括: -一能选择性吸附二氧化碳之吸附剂,此吸附剂包 括至少一种八面沸石型X沸石,其Si/Al原子比接近1, 其中至少70%的可交换部位系由钠离子所占住,其余 之阳离子部位系由K-或Ca-型阳离子,或其他单价及/ 或多价的阳离子(镁、锶、钡、镧系或稀土族等) 所占住, 一种或多种吸附剂,其能选择性地吸附各种杂质, 如水、碳氢化合物及/或NOx, 该等吸附剂系紧密混合或呈连续层中的个别床形 式; (b)以增高温度及/或减压方式来解除吸附在a)中所 述吸附剂或多种吸附剂上面的二氧化碳和其他杂 质或多种杂质的吸附,这步骤也可辅以包括循环使 用某些已纯化气之冲涤阶段;及 (c)经由透过该吸附区出口导入已纯化气流来增加 该吸附区内的压力或用已纯化的冷气体冲提以冷 却该吸附区。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中该至少一种八 面沸石型X沸石的Si/Al原子比为0.9到1.1。 3.如申请专利范围第1项之方法,其中该至少一种八 面沸石型X沸石的Si/Al原子比为1到1.05。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中该至少一种八 面沸石型X沸石的至少90%的可交换部位系由钠离子 所占住。 5.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除了 CO2外还含有水及/或重质碳氢化合物杂质之合成气 ,其中能够吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附剂 或多种吸附剂,系与能够选择性地吸附CO2的吸附剂 密切地混合,或呈分开的床形式,且该能够选择性 地吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附剂床或多床 系放置于能够选择性地吸附CO2的吸附剂床之上游 位置。 6.如申请专利范围第5项之方法,其中该能够吸附水 及/或重质碳氢化合物的吸附剂或多种吸附剂系选 自氧化铝、矽胶或A-型或X-型沸石。 7.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除了 CO2外还含有水及/或重质碳氢化合物杂质之合成气 ,其中能够吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附剂 或多种吸附剂,系与能够选择性地吸附CO2的吸附剂 呈分开的床形式,且该能够选择性地吸附水及/或 重质碳氢化合物的吸附剂床或多床系放置于能够 选择性地吸附CO2的吸附剂床之上游位置。 8.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除了 CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物外还含有一 或多种轻质碳氢化合物及/或NOx杂质之合成气,其 中能够吸附该轻质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂或 多种吸附剂,系与能够选择性地吸附CO2的吸附剂与 可能的能够吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附剂 或多种吸附剂密切地混合,或呈分开的床形式,且 该能够选择性地吸附轻质碳氢化合物及/或NOx的吸 附剂床或多床系放置于能够选择性地吸附CO2的吸 附剂床之下游位置。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中该能够吸附轻 质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂或多种吸附剂系选 自氧化铝、矽胶或A-型或X-型沸石。 10.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物外还含有 一或多种轻质碳氢化合物及/或NOx杂质之合成气, 其中能够吸附该轻质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂 或多种吸附剂,系与能够选择性地吸附CO2的吸附剂 及可能的能够吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附 剂或多种吸附剂呈分开的床形式,且该能够选择性 地吸附轻质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂床或多床 系放置于能够选择性地吸附CO2的吸附剂床之下游 位置。 11.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物,轻质碳 氢化合物及/或NOx外还含有汞之合成气,其中该吸 附区包括一以银交换沸石为基底的床。 12.如申请专利范围第1项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物,轻质碳 氢化合物及/或NOx外还含有汞之合成气,其中包括 一外加步骤,即在如申请专利范围第1到11项中任一 项所述方法的上游或下游处,让要涤除汞的气体流 通过有浸渍着碘或硫的活性碳。 13.如申请专利范围第1项之合成气纯化方法,其中 该NaLSX型沸石系以附聚结合剂予以附聚的形式存 在,该结合剂占该附聚物总重量之5到30重量份。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中该附聚结合 剂系经转变为沸石。 15.如申请专利范围第13项之方法,其中该附聚物具 有约0.2到约5毫米的平均直径。 16.如申请专利范围第1,8,11和12项中任一项之合成 气纯化方法,其中在该吸附步骤(a)过程中,该待纯 化的气体混合物之压力为大于或等于0.5 MPa,且小 于或等于7 MPa。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中在该吸附步 骤(a)过程中,该待纯化的气体混合物之压力为大于 或等于2 MPa。 18.如申请专利范围第16项之方法,其中在该吸附步 骤(a)过程中,该待纯化的气体混合物之压力为小于 或等于5 MPa。 19.如申请专利范围第16项之方法,其中在该吸附步 骤(a)过程中,该待纯化的气体混合物之压力为小于 或等于3 MPa。 20.如申请专利范围第1,8,11和12项中任一项之合成 气纯化方法,其中进入吸附区的该气体流所具温度 为介于0℃和80℃之间;且其解吸附的温度为介于100 ℃到300℃之间。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中进入吸附区 的该气体流所具温度为介于20℃到50℃之间;且其 解吸附的温度为介于150℃到250℃之间。 22.如申请专利范围第1,8,11和12项中任一项之合成 气纯化方法,其中于吸附压力在3 MPa下,该要纯化的 气体混合物中CO2浓度为低于或等于1000 ppm,且该CO2 之分压为低于或等于3 Pa之値。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中于吸附压力 在3 MPa下,该要纯化的气体混合物中CO2浓度为低于 或等于100 ppm。 24.如申请专利范围第22项之方法,其中该CO2之分压 为低于或等于0.3 Pa。 25.如申请专利范围第1项之合成气纯化方法,其系 为PSA,VSA及/或TSA型。 26.如申请专利范围第5项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物外还含有 一或多种轻质碳氢化合物及/或NOx杂质之合成气, 其中选自氧化铝、矽胶或A-型或X-型沸石之能够吸 附该轻质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂或多种吸附 剂,系与能够选择性地吸附CO2的吸附剂与可能的能 够吸附水及/或重质碳氢化合物的吸附剂或多种吸 附剂密切地混合,或呈分开的床形式,且该能够选 择性地吸附轻质碳氢化合物及/或NOx的吸附剂床或 多床系放置于能够选择性地吸附CO2的吸附剂床之 下游位置; 该NaLSX型沸石系以附聚结合剂予以附聚之形式存 在,该结合剂系经转变为沸石,且占附聚物总重量 之5到30重量份,该附聚物具有约0.2到约5毫米的平 均直径; 在该吸附步骤(a)过程中,该要纯化的气体混合物之 压力为大于或等于0.5MPa,且小于或等于7MPa; 进入吸附区的该气体流所具温度为介于0℃和80℃ 之间;且其解吸附的温度为介于100℃到300℃之间; 于吸附压力在3MPa下,该待纯化的气体混合物中CO2 浓度为低于或等于1000ppm,且该CO2之分压为低于或 等于3Pa之値;且 该方法系为PSA、VSA/或TSA型。 27.如申请专利范围第26项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物,轻质碳 氢化合物及/或NOx外还含有汞之合成气,其中该吸 附区包括一以银交换沸石为基底的床。 28.如申请专利范围第26项之方法,其系用以纯化除 了CO2且可能除了水及/或重质碳氢化合物、轻质碳 氢化合物及/或NOx外还含有汞之合成气,其包括一 外加步骤,即在如申请专利范围第1到11项中任一项 所述方法的上游或下游处,让要涤除汞的气体流通 过有浸渍着碘或硫的活性碳。
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