[發(fā)明專利]碳質(zhì)原料的加氫甲烷化工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180052618.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN103210068A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P.K.拉曼;V.吉拉迪羅克;E.T.羅賓遜;A.瑟德什潘德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格雷特波因特能源公司
• 主分類號(hào): C10L3/08
• 分類號(hào): C10L3/08;C10J3/46
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 沙捷;劉蕾

1.由非氣態(tài)碳質(zhì)材料生成富甲烷粗產(chǎn)物氣流的工藝，所述工藝包括步驟：

(a)向加氫甲烷化反應(yīng)器供給：

???????(1)源自非氣態(tài)碳質(zhì)材料的碳質(zhì)原料，

???????(2)加氫甲烷化催化劑，

???????(3)過熱蒸汽流，和

???????(4)富氧氣流，

其中所述加氫甲烷化反應(yīng)器包含具有位于下部上方的上部的流化床，且其中將所述過熱蒸汽流和所述富氧氣流引入所述流化床的下部；

(b)使一部分碳質(zhì)原料在加氫甲烷化反應(yīng)器中在加氫甲烷化催化劑、一氧化碳、氫氣和蒸汽存在下在目標(biāo)操作溫度下反應(yīng)產(chǎn)生富甲烷粗氣體和固體副產(chǎn)物炭，其中所述富甲烷粗氣體包含甲烷、一氧化碳、氫氣、二氧化碳、硫化氫、蒸汽、熱能和夾帶的細(xì)粒；以及

(c)使一部分碳質(zhì)原料與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳、氫氣和熱能；

其中：

???????(i)步驟(b)的反應(yīng)在流化床的上部占主導(dǎo)；

???????(ii)步驟(c)的反應(yīng)在流化床的下部占主導(dǎo)；并且

???????(iii)將所述碳質(zhì)原料供給到加氫甲烷化反應(yīng)器的流化床的下部。

2.權(quán)利要求1的工藝，特征在于所述碳質(zhì)原料在進(jìn)料位置供給到加氫甲烷化反應(yīng)，炭副產(chǎn)物通過步驟(b)和(c)的反應(yīng)生成，并且炭副產(chǎn)物在高于碳質(zhì)原料進(jìn)料位點(diǎn)的取出位點(diǎn)上連續(xù)或者定期地從加氫甲烷化反應(yīng)器中取出。

3.權(quán)利要求2的工藝，特征在于所述炭副產(chǎn)物定期或者連續(xù)地從所述流化床的上部取出。

4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的工藝，特征在于供給到加氫甲烷化反應(yīng)器的碳質(zhì)原料包含從大于10wt%到大約25wt%的水分含量(以碳質(zhì)原料的總重量計(jì))，程度使得所述碳質(zhì)原料可基本上自由流動(dòng)。

5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的工藝，其中步驟(b)的反應(yīng)具有合成氣需求和熱需求，且通過步驟(c)的反應(yīng)來基本上滿足所述合成氣需求，以及所述熱需求和合成氣需求；并且步驟(b)的反應(yīng)具有蒸汽需求，且通過供入流化床下部的過熱蒸汽流、富氧氣流和細(xì)粒流中的蒸汽、以及由碳質(zhì)原料生成的蒸汽來基本上滿足所述蒸汽需求。

6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的工藝，特征在于所述過熱蒸汽流、富氧氣流、碳質(zhì)原料和加氫甲烷化催化劑以低于步驟(b)反應(yīng)的目標(biāo)操作溫度的溫度引入加氫甲烷化反應(yīng)器中。

7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的工藝，特征在于所述目標(biāo)操作溫度是至少大約1000℉(大約538℃)至大約1500℉(大約816℃)。

8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的工藝，特征在于所述富甲烷粗產(chǎn)物流包含至少大約15mol%的甲烷(以富甲烷粗產(chǎn)物流中的甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的摩爾數(shù)計(jì))和至少50mol%的甲烷加二氧化碳(以富甲烷粗產(chǎn)物流中的甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氫氣的摩爾數(shù)計(jì))。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的工藝，特征在于將所述富甲烷粗產(chǎn)物流引入第一熱交換器單元來回收熱能和產(chǎn)生經(jīng)冷卻的富甲烷粗產(chǎn)物流；以及將第一熱交換器單元中回收的熱能用于生成第一工藝蒸汽流和使該第一工藝蒸汽流過熱以用作引入加氫甲烷化反應(yīng)器中的過熱蒸汽流的全部或一部分；使所述經(jīng)冷卻的富甲烷粗產(chǎn)物流中的至少一部分一氧化碳經(jīng)蒸汽變換生成熱能和富氫粗產(chǎn)物流；從蒸汽變換中回收熱能并利用至少一部分回收熱能來預(yù)熱用于生成工藝蒸汽的鍋爐給水；將所述富氫粗產(chǎn)物流充分脫水以產(chǎn)生脫水的富氫粗產(chǎn)物流；從所述脫水的富氫粗產(chǎn)物流中除去絕大部分的二氧化碳和絕大部分的硫化氫以產(chǎn)生脫硫氣流，該脫硫氣流包含來自所述脫水的富氫粗產(chǎn)物流的氫氣、一氧化碳(如果存在于脫水的富氫粗產(chǎn)物流中的話)和甲烷的絕大部分；所述脫硫氣流中存在的一氧化碳和氫氣在催化甲烷轉(zhuǎn)化器中在甲烷化催化劑存在下反應(yīng)產(chǎn)生熱能和富甲烷的脫硫氣流；以及回收來自催化甲烷化的熱能并利用至少一部分回收熱能生成第二工藝蒸汽流和使其過熱。

10.權(quán)利要求9的工藝，特征在于所述過熱蒸汽流主要包含來自所述第一工藝蒸汽流和所述第二工藝蒸汽流的蒸汽。