[發(fā)明專利]集成氫氣生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680006502.2
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN107429268A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.J.福蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 埃歐金公司
• 主分類號: C12P7/16
• 分類號: C12P7/16;C01B3/34;C01B3/48;C07C1/20;C12N1/04;C12P1/00;C12P7/06;C12P7/54;C01B3/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 段菊蘭,楊思捷

1.一種集成氫氣生產(chǎn)方法，包括：

(i)提供弛放氣流，所述弛放氣流由包括以下步驟的方法獲得：

(a)通過在重整單元中重整，將甲烷轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣；

(b)通過水煤氣變換反應，將所述一氧化碳的至少一部分轉(zhuǎn)化為二氧化碳，從而產(chǎn)生包含二氧化碳和氫氣的料流；以及

(c)將來自步驟(b)的所述料流的所述氫氣的至少一部分與非氫組分分離，以產(chǎn)生富氫氣料流和弛放氣流，所述弛放氣流包含氫氣以及二氧化碳、甲烷和一氧化碳中的至少一種；

(ii)在一個或多個生物反應器中，用微生物對所述弛放氣流或其一部分進行發(fā)酵，以產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物；

(iii)提供來自所述一個或多個生物反應器的發(fā)酵廢氣流，所述發(fā)酵廢氣流包含一種或多種可燃氣體；

(iv)從所述發(fā)酵廢氣流產(chǎn)生熱，并使用所述熱來為所述重整單元提供能量；以及

(v)回收所述發(fā)酵產(chǎn)物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使所述弛放氣流在步驟(ii)之前經(jīng)受一個或多個進一步的處理步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述弛放氣流中的所述氫氣與二氧化碳的摩爾比在2.5:1至3.5:1.5(mol：mol)的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括從所述弛放氣流的一部分產(chǎn)生熱，并使用由此產(chǎn)生的所述熱來為所述重整單元提供能量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)酵廢氣流至少包含二氧化碳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括從燃料氣流產(chǎn)生熱，并使用由所述燃料氣流產(chǎn)生的所述熱來為所述重整單元提供能量，其中所述燃料氣流包含甲烷。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中將所述燃料氣流與所述廢氣流混合。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述甲烷為化石甲烷。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)酵產(chǎn)物為乙醇。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)酵產(chǎn)物為丁醇。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重整單元為蒸汽甲烷重整單元或自熱重整單元。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重整單元為蒸汽甲烷重整單元。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述一種或多種可燃氣體包括氫氣、甲烷或它們的組合。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(ii)中產(chǎn)生的所述發(fā)酵產(chǎn)物為醇，并且包括將步驟(i)(c)中產(chǎn)生的所述氫氣提供給煉油廠中的加氫處理單元，并將步驟(ii)中產(chǎn)生的所述醇直接或在后續(xù)處理之后用作精煉產(chǎn)品中的組分。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)酵產(chǎn)物為乙醇、乙酸或乙酸鹽。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)酵采用來自梭菌屬(Clostridium)的菌種進行。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述菌種為揚氏梭菌(Clostridium ljungdahlii)。

18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述醇為乙醇并且使所述乙醇經(jīng)受后續(xù)處理，所述后續(xù)處理包括用沸石催化劑將所述乙醇轉(zhuǎn)化為烴。

19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述精煉產(chǎn)品為汽油、柴油或噴氣燃料。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分離步驟包括變壓吸附。

21.一種氫氣生產(chǎn)方法，包括：

(i)提供從氫氣生產(chǎn)過程獲得的弛放氣流，所述弛放氣流包含氫氣以及二氧化碳、甲烷和一氧化碳中的至少一種；

(ii)在一個或多個生物反應器中，用微生物對所述弛放氣流或其一部分進行發(fā)酵，以產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物，所述發(fā)酵產(chǎn)物為醇、有機酸或有機酸的鹽；

(iii)提供來自所述一個或多個生物反應器的發(fā)酵廢氣流，所述發(fā)酵廢氣流包含一種或多種可燃氣體；

(iv)從所述發(fā)酵廢氣流產(chǎn)生熱并使用所述熱來為所述氫氣生產(chǎn)過程提供能量；以及

(v)回收所述發(fā)酵產(chǎn)物。