本发明专利技术包括了用于同时进行气体料流的脱硫和水煤气轮换反应的方法和材料，其包括将气体料流与镍铝酸盐催化剂进行接触。镍铝酸盐催化剂优选选自由如下组成的组，Ｎｉ２ｘＡｌ２Ｏ２ｘ＋３，Ｎｉ（２－ｙ）Ｎｉ０ｙＡｌ２Ｏ（５－ｙ），Ｎｉ（４－ｙ）Ｎｉ０ｙＡｌ２Ｏ（７－ｙ），Ｎｉ（６－ｙ）Ｎｉ０ｙＡｌ２Ｏ（９－ｙ）和它们的中间体，其中ｘ≥０．５并且０．０１≤ｙ≤２。优选地，ｘ为１到３。更优选地，含镍化合物还包括Ｎｉ２ｘＡｌ２Ｏ２ｘ＋３－ｚＳｚ，其中０≤ｚ≤２ｘ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同时进行的暖气体脱硫作用和CO轮换反应来改进合成气净化
技术介绍
本专利技术涉及用于从气体料流中进行硫化合物的脱除以及用于水煤气轮换反应的所使用材料和方法。更具体地说，本专利技术涉及利用含镍铝酸盐催化剂在450°c时提供脱硫作用和水煤气轮换反应的同时进行。该气体料流可源于含碳原料的任何部分氧化或气化工艺过程。该气体料流可以是源自IGCCantegrated Gasification Combined Cycle，集成气化联合循环)煤气化工厂的燃料气体，其可以是来自流体催化裂化单元(fluid catalytic cracking unit, FCC)的烟道气(flue gas)，其可以是来自天然气的蒸汽重整(steam reforming)、特定气化反应或者来自煤的气化的合成气(synthesis gas, syngas) 0合成气一般指主要包含一氧化碳和氢气的气体混合物，但是其也可能含有二氧化碳和少量的甲烷和氮气。合成气作为各种大型化学工艺过程中的原料被使用，或者潜在地是有用的，例如 甲醇的生产，通过Fischer-Tropsch工艺过程的汽油沸程烃的生产，和氨的生产。用于合成气生产的方法为大家所熟知，一般包括蒸汽重整，自热重整 (auto-thermal reforming)，轻质烃类的非催化的部分氧化，和任意烃类的非催化的部分氧化。在这些方法中，一般用蒸汽重整来生产合成气，以转化为氨或者甲醇。在此类方法中， 烃分子被分解来生产富氢气体料流。无论碳源和气化过程，生成的燃料气必须在燃气轮机中燃烧之前或者用于化学合成，例如甲醇，氨，脲生产，或者Fischer-Tropsch合成法之前，进行实质上的净化。热燃料气的净化避免了由于与使用化学或者物理溶剂的湿法洗涤技术有关的冷却和后续的再加热的显热(sensible heat)损失。理想地，燃料气体的净化在燃料气体分配系统可以设计的最高温度时进行。这将大大改进整体的加工效率，然而，在所述热燃料气体净化系统可以市购之前，仍有需要克服的重要障碍。仅有热微粒去除系统，即，烛形过滤器(candle filter) 或烧结金属过滤器，已经在商业上在长期应用场合成功应用，在200°C到250°C下在位于荷兰的Nuon的Shell煤气化工厂，以及在370°C到430°C下在Wabash River工厂的E-气煤/ 焦炭气化系统中。全部大型暖脱硫作用示范单元均已失败，主要是由于不合适的硫清除剂材料。暖气体脱硫演示单元(PifioilPineAir-Blown IGCC 和 Tampa Electric Polk Power station)都使用了 Zn-基 S-清除剂材料。PifioilPine Air-Blown 和 Hot Gas Cleanup IGCC，其使用了 KRW鼓风增压的流化床煤气化系统，其使用含有0. 5-0. 9%硫的 Southern Utah烟煤(设计煤炭)和含有2_3%硫的东部烟煤(计划试验)。目的是演示引入热气体净化(HGCU)的鼓风增压的流化床IGCC技术；来评价低Btu气体燃气轮机；以及在足够确定商业前景的尺度上来评估长期可靠性、可获得性，可维护性，和环境特性。在42个月的演示操作中，没有达到稳态运行，并且Zn-基S-清除剂材料失效，因为其无法在夹带床反应器中物理保持。在538°C反应中，通过挥发，Si消失了。第二个大型热气体脱硫作用演不单兀位于 Tampa Electric Polk 发电厂，其予页计通过 GE Environmental Services Inc.开发的热气体净化系统来清洁ιο%的燃料气体。热气体脱硫单元是ai氧化物基吸附剂的断续移动的床，其在482°C下操作。演示再次失败了，因为很高的磨损损失(其使得使用了特殊吸附剂的操作成本效率很差)，并且还因为由于Si硫酸盐的形成和ai的挥发而导致的严重的反应性损失。(参见The Pifion Pine IGCC Project, U. S. DOE and Pifion Pine Power Project R印orts，1996 年 12 月；2001 年 1 月(DE-FC-21_92M(^9309)。The Tampa Electric IGCC Pro ject，U. S. DOE 和 Tampa Electric R印orts，1996 年 8 月；2000 年 7 月； 2002年 8 月(DE-FC-21-91MC27363))。公开了含Si的硫吸收剂的使用的一些专利，包括Wiillips Petroleum拥有的数个专利:US5, 045，522 ；US5, 130，288 ；US5, 281，445 ；US5, 306，685 ；和 US6, 479，429。还有 RTI (Research Triangle Institute)的数个专利US5, 254，516 ;US2004/0170549A1 ；和 US7, 067，093。没有从气体料流脱除硫化合物和水煤气轮换反应同时进行的在先公开。对于目前热气净化系统的发展状况，在同样的高温条件下，无法除去除了硫化合物和固体颗粒之外的全部其它污染物。甚至，由于迫切的(X)2法规，所有集成气化联合循环 (IGCC)气化器将必须安装至少一个CO轮换反应器，由此需要将燃料气体冷却到适合进行水煤气轮换催化反应的温度。考虑到这些(X)2法规，在气化工业中，倾向于通过利用直接水骤冷气化器(direct water quench)。骤冷模式设计显著地降低了合成气冷却的资金成本， 同时热集成保持了良好的总体热效率。骤冷模式对于水煤气轮换反应是有利的，因为原料合成气通过一部分骤冷水的蒸发产生的蒸汽而变得饱和。优选通过直接水骤冷的夹带流动淤浆进料气化，并通常使用GE Energy的方案，并近来，Shell, Lurgi和Siemens也提供了水骤冷冷却法。除了有效地冷却原料合成气并回收部分显热之外，在骤冷步骤中进行了有意义的污染物去除。在水骤冷步骤中，将固体颗粒，碱金属，非挥发性金属，氯化物，大部分羰基金属和一部分氨均被全部除去。在水骤冷步骤之后留在原料合成气中的污染物包括 50-100ppmv 氨，1 到 4ppmv 羰基!^e 和 Ni，50_100ppmv HCN，Hg，As，和含硫的气体，BP,H2S 和 COS。在合成气在燃气轮机中燃烧或者用于化学合成之前，所有这些污染物均要除去。本专利技术公开了一类在250°C -550°C能够同时完全除去源自气化过程的燃料气体中的硫(除去H2S和COS)以及将CO轮换成为(X)2的材料。该(X)2料流可通过加入附加的脱硫(sweet) CO轮换单元来进一步轮换，所述轮换单元位于集成脱硫作用和CO轮换单元的下游。因此，该氢的制造得到了最大化并且清洁，浓缩CO2料流能够使用物理溶剂工艺，例如UOP的Selexol处理工艺，或者备选地使用高温(X)2吸收剂来进行捕捉。该集成脱硫作用和CO轮换概念代表了下一代的合成气处理方法。目前，可再生的溶剂型脱酸性气方法在 IGCC和化学合成应用场合，例如，UOP的Selexol处理工艺(US2, 649，166和US3, 363，133) 或Linde En本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于从气体料流中除去硫的催化剂，所述催化剂包含一种含镍化合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·瑟班，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US
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