[發明專利]用于生產合成烴化合物的系統、方法及組合物

有效

• 申請號: 200680012464.8
• 申請日: 2006-03-16
• 公開（公告）號: CN101160375A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: A·J·賽韋林斯奇
• 申請（專利權）人: 弗爾科有限責任公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C10J1/00;C01B3/04;C07C1/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 龍傳紅

相關的美國申請資料

本申請要求2005年3月16日提交的美國臨時申請第60/661,923號與2005年5月6日提交的美國臨時申請第60/678,174號的權益，此處通過引用將兩者引入。

技術領域

本發明大體上涉及烴化合物生產領域，并且更具體地，涉及生產烴化合物燃料的能量有效方法及系統。在一個優選的實施方式中，本發明涉及將電能轉化成烴化合物燃料的設備和方法，所述烴化合物燃料尤其例如汽油、煤油、噴氣燃料和柴油，并且所述烴化合物燃料通過再循環燃燒產物-二氧化碳和水進行生產。

背景技術

雖然關于開發合成烴燃料的構想已經討論了至少30年，但是由于化石燃料的可得性、易于生產、運輸和處理使得不需要生產烴燃料。然而，由于許多因素使得全世界的化石燃料市場正在發生變化，這些因素包括世界能源需求的穩步增長、石油生產區域生產密集度的增加以及石油依賴國對于能量供應重要性的強調增加。

使用化石燃料存在下述幾個不利之處。首先，可利用的化石燃料量有限，其一經使用就不能再生。此外，由化石燃料制成的烴燃料可含有大量不希望的硫、氮和芳香化合物。當這些燃料燃燒時，硫、氮和顆粒物釋放入空氣中，其導致酸雨和煙霧的形成。最近，關注的焦點在于由化石燃料燃燒的二氧化碳排放為全球變暖的成因。

存在幾種用于直接氫化諸如一氧化碳或二氧化碳氣體以生產烴燃料的成熟方法。最成功的一種方法由Franz?Fischer和Hans?Tropsch于1920年在德國開發的。

1938年，早期的德國工廠使用費-托法每年生產約5百萬桶的柴油和汽油，該費-托法使一氧化碳與氫經催化劑反應而產生液態烴和水。這種方法和其它方法的問題在于它們使用了諸如煤或天然氣的化石燃料來生產一氧化碳。此類化石燃料作為最初原料的使用伴有多種與化石燃料生產相同的不足之處，例如有限的供應和排放。

因此，可以看到長期需要一種將燃燒產物再循環成烴化合物燃料的生產系統。本發明主要涉及用于制備烴化合物的重在節能的這樣一種系統及其方法。

發明內容

本發明包括用于生產合成烴化合物、特別是可以作為燃料使用的烴化合物的系統、方法及組合物。通常，將碳氧化物、一氧化碳或二氧化碳轉化成一種或多種含有碳和氫的烴化合物，所述烴化合物包括但不限于柴油、汽油、噴氣燃料、液化石油氣或存在于天然氣中的化合物。一種特定的方法包括下述步驟：使用電形成氫氣流，并且在來自所述氫氣流的至少一部分氫存在下，將存在于一氧化碳流中的至少一部分一氧化碳轉化成烴化合物。

在有二氧化碳輸入的系統的一個優選實施方式中，將二氧化碳轉化成高熱值的輸出烴化合物燃燒能量所需的電能輸入量在1.4和1.1之間的范圍。在有一氧化碳輸入(由此消除對于二氧化碳轉化成一氧化碳的需求)的系統的另一個優選實施方式中，轉化一氧化碳所需的外部電能是在烴化合物的高熱值的0.64和0.84之間。換言之，在本發明的一個實施方式中，使用二氧化碳作為輸入，將需要比所產生的烴化合物燃燒的高熱值更多的電能。在本發明的另一個實施方式中，使用一氧化碳作為輸入，將需要比所產生的烴化合物燃燒的高熱值更少的電能。

根據本發明的一方面，在可獲得足夠的電能、一氧化碳和/或二氧化碳的情況下，有可能在一個裝置內每天生產五十萬加侖的燃料或者甚至更多。

本發明的一方面包括系統和方法，所述系統和方法包括電解器和費-托反應器，并且在某些實施方式中，還包括用于生產烴化合物的逆向水煤氣變換反應器。本發明包括用于生產烴化合物的方法和系統，所述方法和系統包括下述步驟：在至少一部分氫氣流存在下，將包括但不限于一氧化碳的碳氧化物中的一種的至少一部分經費-托法轉化成烴化合物；和將來自費-托法的至少一部分過量熱量轉移至所述方法或系統中的其它過程步驟中的一個、轉移至需要能量的方法或系統的一部分、或者轉移至系統中的其它的單元中的一個，例如轉移至電解器或逆向水煤氣變換反應器。

在本發明中，有多處均需要由氣體混合物中分離出某些氣體，或者例如，必須改變氣體參數如溫度和壓力，以使這其中之一或兩者與上游或下游過程相兼容。在本發明中，這些針對氣體的分離或改變耗費了大量的能量。本發明的新穎方面在于在本發明中可以進行能量轉移使其滿足氣體分離和改變的能量需求。