[發明專利]用于合成氣制備的四列催化氣化體系

無效

• 申請號: 200980125048.2
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN102076828A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: E·T·羅賓遜;F·S·劉;D·多德森
• 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;C07C1/00;C10L3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;李連濤

發明領域

本發明涉及具有四個用于通過在蒸汽存在下催化氣化碳質原料制備氣態產物、尤其甲烷的催化氣化反應器(即，四列)的體系構造。

發明背景

由于諸如較高能源價格和環境考慮的許多因素，由諸如生物質、煤炭和石油焦炭的較低燃料值的碳質原料制備增值氣態產物重新受到了重視。催化氣化這類物質以生成甲烷和其它增值氣體例如公開在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。

通常，諸如煤炭或石油焦炭的碳質物質可通過在堿金屬催化劑源和蒸汽存在下在高溫高壓下使物質氣化而轉化成多種氣體，包括諸如甲烷的增值氣體。從由氣化器生成的粗制氣體中除去細微的未反應的碳質物質粉末，以多重處理冷卻并洗滌氣體以除去包括一氧化碳、氫氣、二氧化碳和硫化氫的不合需要的污染物和其它副產物。

為了增加碳質物質轉化為包括甲烷的氣態產物的產量，可同時運行多個并聯的氣化列(gasification?train)，各列具有專門的原料加工和氣體凈化和分離體系。在這種情況下，任何列中由于故障或維修引起的單一組分損失可能需要整個氣化列停工，導致生產力損失。原料加工和氣體純化和分離體系中的各單元可能具有不同容量，導致整個系統內特定單元的過載或負載不足、效率損失和生產成本增加。因此，仍然需要效率和組分利用率增加并使總生產力損失減至最少的改善的氣化體系。

發明概述

一方面，本發明提供由催化的碳質原料產生多種氣態產物的氣化體系，所述體系包括：

(a)第一、第二、第三和第四氣化反應器單元，其中各氣化反應器單元獨立地包括：

(A1)反應室，在其中將催化的碳質原料和蒸汽轉化為(i)包括甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和未反應的蒸汽的多種氣態產物、(ii)未反應的碳質粉末和(iii)包括夾帶的催化劑的固態炭產物；

(A2)進料口，用以供應所述催化的碳質原料到所述反應室；

(A3)進汽口，用以供應蒸汽到所述反應室；

(A4)熱氣出口，用以從所述反應室中排出熱第一氣流，所述熱第一氣流包含所述多種氣態產物；

(A5)炭出口，用以從所述反應室中取出所述固態炭產物；和

(A6)粉末去除器單元，用以除去可能夾帶在所述熱第一氣流中的至少相當大部分的未反應的碳質粉末；

(b)(1)單一催化劑裝載單元，用以供應所述催化的碳質原料到所述第一、第二、第三和第四氣化反應器單元的進料口，或

(2)第一和第二催化劑裝載單元，用以供應所述催化的碳質原料到所述第一、第二、第三和第四氣化反應器單元的進料口；或

(3)第一、第二和第三催化劑裝載單元，用以供應所述催化的碳質原料到所述第一、第二、第三和第四氣化反應器單元的進料口；或

(4)第一、第二、第三和第四催化劑裝載單元，用以供應所述催化的碳質原料到所述第一、第二、第三和第四氣化反應器單元的進料口，

其中各催化劑裝載單元獨立地包括：

(B1)裝載槽，用以接收碳質顆粒并將催化劑裝載到所述顆粒上以形成所述催化的碳質原料；和

(B2)干燥器，用以熱處理所述催化的碳質原料以降低濕含量；

(c)(1)當僅存在所述單一催化劑裝載單元時，單一碳質物質加工單元，用以供應所述碳質顆粒到所述單一催化劑裝載單元的裝載槽，或

(2)當僅存在所述第一和第二催化劑裝載單元時，單一碳質物質加工單元，用以供應所述碳質顆粒到所述第一和第二催化劑裝載單元的裝載槽，或

(3)當僅存在所述第一、第二和第三催化劑裝載單元時，單一碳質物質加工單元，用以供應所述碳質顆粒到所述第一、第二和第三催化劑裝載單元的裝載槽，或

(4)當存在所述第一、第二、第三和第四催化劑裝載單元時，單一碳質物質加工單元，用以供應所述碳質顆粒到所述第一、第二、第三和第四催化劑裝載單元的裝載槽，

其中所述單一碳質物質加工單元包括：

(C1)接收器，用以接收并儲存碳質物質；和