[發(fā)明專利]碳質(zhì)原料的氣化裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410122698.4
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN103865585A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: V.S.雷林;E.T.羅賓遜;N.C.納哈斯;J.史密斯;C.米姆斯
• 申請（專利權(quán)）人: 格雷特波因特能源公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/48;C10J3/56;C10K3/04;C10L3/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 劉蕾

分案說明

本申請是申請日為2009年9月18日、申請?zhí)枮?00980136679.4、發(fā)明名稱為“碳質(zhì)原料的氣化方法”的專利申請的分案申請。

背景技術(shù)

鑒于諸多因素如更高的能源價格和環(huán)境保護(hù)要求，從較低燃料值碳質(zhì)原料如石油焦炭和煤炭生產(chǎn)燃料值增加的氣體產(chǎn)物的方法受到不斷關(guān)注。此類原料的催化氣化以生產(chǎn)甲烷和其它燃料值增加的氣體（value-added?gases）的方法例如已公開在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，US2009/0048476A1，US2009/0090056A1，US2009/0090055A1，US2009/0165383A1，US2009/0166588A1，US2009/0165379A1，US2009/0170968A1，US2009/0165380A1，US2009/0165381A1，US2009/0165361A1，US2009/0165382A1，US2009/0169449A1，US2009/0169448A1，US2009/0165376A1，US2009/0165384A1，US2009/0217584A1，US2009/0217585A1，US2009/0217590A1，US2009/0217586A1，US2009/0217588A1，US2009/0217589A1，US2009/0217575A1，US2009/0217587A1和GB1599932。

一般，碳質(zhì)材料如煤炭或石油焦炭能夠在堿金屬催化劑源和蒸汽的存在下，在升高的溫度和壓力下，通過該材料的氣化被轉(zhuǎn)化成多種的氣體，該氣體包括燃料值增加的氣體如甲烷。細(xì)的未反應(yīng)的碳質(zhì)材料從通過該催化氣化器生產(chǎn)的粗氣體中除去，該氣體在多個過程中被冷卻和洗滌以除去不希望有的污染物和其它副產(chǎn)物，其包括一氧化碳，氫氣，二氧化碳和硫化氫。

為了維持反應(yīng)的凈熱盡可能接近于中性(僅僅稍微地放熱或吸熱；即，該反應(yīng)在熱中性條件下進(jìn)行)，再循環(huán)一氧化碳和氫氣氣流常常被加入到催化氣化器中。參見，例如，US4094650，US6955595和US2007/083072A1。該氣體再循環(huán)環(huán)路（loops）一般需要至少附加的加熱元件和加壓元件以便調(diào)節(jié)該再循環(huán)氣流到適合于引入該催化氣化器中的溫度和壓力。此外，此產(chǎn)生甲烷的方法能夠需要從該再循環(huán)氣體中分離甲烷（例如通過低溫蒸餾）。在這種情況下，生產(chǎn)甲烷的工程復(fù)雜性和總成本會大大地提高。

因此，仍然需要改進(jìn)的氣化方法，其中氣體再循環(huán)環(huán)路被最小化和/或省去，以降低生產(chǎn)甲烷的復(fù)雜性和成本。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面，本發(fā)明提供了從碳質(zhì)原料生產(chǎn)多種氣體產(chǎn)物和回收甲烷產(chǎn)物流的方法，該方法包括以下步驟：

(a)將碳質(zhì)原料、富氧的氣流、堿金屬氣化催化劑、和蒸汽供應(yīng)到催化氣化器中；

(b)讓該碳質(zhì)原料在催化氣化器中在蒸汽、富氧的氣流和堿金屬氣化催化劑的存在下和在合適的溫度和壓力下反應(yīng)，以形成包括多種氣體產(chǎn)物的第一氣流，該多種氣體產(chǎn)物包括甲烷、二氧化碳、氫氣、一氧化碳和硫化氫；

(c)任選地讓在第一氣流中存在的至少一部分的一氧化碳和至少一部分的氫氣在催化甲烷轉(zhuǎn)化器中在耐硫的甲烷化催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，以生產(chǎn)甲烷-富集的第一氣流；

(d)從該第一氣流(或甲烷-富集的第一氣流，如果存在的話)中除去大部分（substantial?portion）的二氧化碳和大部分的硫化氫，以便生產(chǎn)包含大部分的來自于第一氣流(或甲烷-富集的第一氣流，如果存在的話)的甲烷的第二氣流；

(e)任選地，如果該第二氣流包括氫氣和大于約100ppm的一氧化碳，則讓在第二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進(jìn)行反應(yīng)，以生產(chǎn)甲烷-富集的第二氣流；和

(f)回收該第二氣流(或該甲烷-富集的第二氣流，如果存在的話)，