[發明專利]從焦炭中回收堿金屬的催化氣化方法

有效

• 申請號: 200880122969.9
• 申請日: 2008-12-23
• 公開（公告）號: CN101910373A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: A·S·拉帕斯;R·A·斯皮茨
• 申請（專利權）人: 格雷特波因特能源公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王倫偉;林毅斌

1.用于從焦炭中提取和回收堿金屬的方法，該焦炭包括(i)一種或多種可溶堿金屬化合物，和(ii)包括一種或多種不可溶堿金屬化合物的不可溶物質，其特征在于該方法包括以下步驟：

(a)在50℃～約600℃范圍的升高溫度下提供該焦炭；

(b)在含水介質中將該焦炭淬火，以使該焦炭破裂，并形成經淬火的焦炭漿液；

(c)將該經淬火的焦炭漿液與二氧化碳在適合的壓力和溫度下接觸以將至少一部分該不可溶堿金屬化合物轉化為一種或多種可溶堿金屬化合物，并產生包含該可溶堿金屬化合物和殘余的不可溶物質的第一經瀝濾的漿液；

(d)在適合的壓力和溫度下將該第一經瀝濾的漿液脫氣以除去顯著部分的過量二氧化碳和如果存在的硫化氫，并產生經脫氣的第一經瀝濾的漿液；

(e)將該經脫氣的第一經瀝濾的漿液分離成第一液流和殘余的不可溶物質流，該第一液流包括來自該經脫氣的第一經瀝濾的漿液的主要部分的所述可溶堿金屬化合物，而該殘余的不可溶物質流包括殘余的可溶堿金屬化合物和殘余的不可溶堿金屬化合物；

(f)回收該第一液流；

(g)將所述殘余的不可溶物質流與二氧化碳在適當的壓力和溫度下接觸以將至少一部分該殘余的不可溶堿金屬化合物轉化為一種或多種可溶堿金屬化合物，并產生包括所述可溶堿金屬化合物和最終殘余的不可溶物質的第二經瀝濾的漿液；

(h)在適合的壓力和溫度下將該第二經瀝濾的漿液脫氣以除去顯著部分的所述過量二氧化碳和如果存在的硫化氫，并產生經脫氣的第二經瀝濾的漿液；

(i)將該經脫氣的第二經瀝濾的漿液分離成第二液流和最終的不可溶物質流，該第二液流包括來自該經脫氣的第二經瀝濾的漿液的主要部分的所述可溶堿金屬化合物，而該最終的不可溶物質流包括殘余的可溶堿金屬化合物和殘余的不可溶堿金屬化合物；

(j)回收該第二液流；

(k)用含水介質洗滌該最終的不可溶物質流，以產生包含來自該最終的不可溶物質流的基本所有的所述殘余的可溶堿金屬化合物的第一洗滌流，

其中所述淬火和接觸是在基本不存在氣態氧的情況下進行的。

2.權利要求1的方法，其特征在于該最終的不可溶物質流包括小于約25摩爾％的包含在該焦炭的不可溶物質中的堿金屬，或者該最終的不可溶物質流包含小于約15摩爾％的來自該焦炭的堿金屬(基于該焦炭的堿金屬含量)，或兩者。

3.權利要求1或權利要求2的方法，其特征在于在步驟(g)之前，用含水介質洗滌該殘余的不可溶物質流以產生包含至少一部分所述殘余的可溶堿金屬化合物的第二洗滌流。

4.權利要求1～3中任一項的方法，其特征在于該焦炭是由在堿金屬存在下碳質材料的氣化得到的固體殘余物。

5.權利要求1～4中任一項的方法，其特征在于該碳質材料包括以下中的一種或多種：煤、石油焦、瀝青質、液態石油殘余物或生物質。

6.權利要求1～5中任一項的方法，其特征在于該堿金屬包括鈉和/或鉀。

7.權利要求1～6中任一項的方法，其特征在于在步驟(b)中，該含水介質包括該第一洗滌流。

8.權利要求1～7中任一項的方法，其特征在于將步驟(b)和步驟(c)組合成單一步驟。

9.在堿金屬氣化催化劑的存在下將碳質組合物催化轉化為多種氣態產物的方法，該方法包括以下步驟：

(a)將碳質組合物供應給氣化反應器，該碳質組合物包含灰分；

(b)在蒸汽和堿金屬氣化催化劑的存在下在適合的溫度和壓力下將該碳質組合物在該氣化反應器中反應以生成(i)包括來自該堿金屬氣化催化劑的堿金屬的焦炭，所述堿金屬的形式為一種或多種可溶堿金屬化合物和一種或多種不可溶堿金屬化合物；和(ii)多種氣態產物，包括甲烷以及以下中的一種或多種：氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫、氨和其他高級烴；

(c)從該氣化反應器中除去一部分該焦炭；

(d)從該焦炭中提取和回收顯著部分的堿金屬；和

(e)至少部分地分離該多種氣態產物以產生包含主要量的該氣態產物中的一種的流，

其特征在于該堿金屬依照權利要求1～8中任一項的方法從該焦炭中提取和回收。

10.權利要求9的方法，其特征在于該碳質組合物包括以下中的一種或多種：煤、石油焦、瀝青質、液態石油殘余物或生物質。

11.權利要求10或11的方法，其特征在于該流包括主要量的甲烷。