[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

發明領域

本發明涉及包括從在碳質組合物的催化氣化之后剩余的焦炭(char)中提取和回收堿金屬的催化氣化方法。此外，本發明涉及用于通過將焦炭顆粒的漿液與二氧化碳在適合的溫度和壓力下反應以將不可溶的焦炭顆粒中包含的不可溶堿金屬化合物轉化為可溶堿金屬化合物而從焦炭中提取和回收堿金屬的方法。

發明背景

由于多種因素(例如較高的能量代價和環境關注)，由較低燃料值的碳質原料(例如石油焦和煤)制備增值氣態產物重新受到關注。例如在US3828474、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、US4204843、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4606105、US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、US6955695、US2003/0167961A1、US2006/0265953A1、US2007/000177A1、US2007/083072A1、US2007/0277437A1和GB1599932中公開了此類材料制備甲烷和其他增值氣體的催化氣化。

能夠通過用包含堿金屬來源的催化劑負載該碳質材料來催化碳質材料(例如煤或石油焦)的氣化。US2007/0000177A1和US2007/0083072A1(兩者都通過引用引入此處)公開了碳質材料的堿金屬催化氣化。較低燃料值的碳來源(例如煤)典型地包含大量的無機物質，包括硅、鋁、鈣、鐵、釩、硫等的化合物。該無機含量稱作灰分。二氧化硅和氧化鋁是特別常見的灰分組分。在超過500～600℃的溫度下，堿金屬化合物能夠與氧化鋁和二氧化硅反應以形成堿金屬的鋁硅酸鹽。作為鋁硅酸鹽，該堿金屬化合物基本不可溶于水，且作為氣化催化劑具有很小的有效性。

在典型的氣化溫度下，灰分的大多數組分都不氣化，由此與其他化合物一起作為稱作焦炭的固體殘余物累積在該氣化反應器中。對于催化氣化，焦炭通常包括灰分、未轉化的碳質材料和堿金屬化合物(來自催化劑)。該焦炭必須定期從該反應器中通過固體清除而除去。該焦炭可以包含大量的堿金屬化合物。該堿金屬化合物可以作為可溶物類(例如碳酸鉀)存在于該焦炭中，但也可以作為不可溶物類(例如鋁硅酸鉀(例如鉀霞石))存在。需要從該固體清除中回收該可溶和不可溶的堿金屬化合物以隨后重新用作氣化催化劑。仍然需要用于從焦炭中回收可溶和不可溶堿金屬化合物的有效方法。此類方法應當導致從焦炭中充分回收堿金屬化合物，最小化處理步驟的復雜性，降低使用可消耗的原材料，并產生很少的需要丟棄的廢產物。

發明概述

本發明提供了用于將碳質組合物轉化為多種氣態產物并回收能夠重新用作氣化催化劑的堿金屬化合物的方法。本發明進一步提供從焦炭中包含的可溶和不可溶的堿金屬化合物中提取和回收催化可用的堿金屬化合物的方法，其中該方法包括在含水介質中對該焦炭熱淬火，然后用二氧化碳氣體在水熱條件下處理該焦炭顆粒。