[發明專利]使用納米催化劑氣化作為燃料低價值的含碳原料的方法在審
| 申請號： | 201980066943.5 | 申請日： | 2019-08-02 |
| 公開（公告）號： | CN113164918A | 公開（公告）日： | 2021-07-23 |
| 發明（設計）人： | W·費拉茲德蘇扎;V·帕索斯德蘇扎;M·安德拉德羅德里格斯;A·德阿爾梅達杜馬尼多斯桑托斯 | 申請（專利權）人： | 巴西石油公司 |
| 主分類號： | B01J21/18 | 分類號： | B01J21/18;B01J23/04;C10J3/00;B01J35/10;B82Y30/00;C01B3/40 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 李志強;楊思捷 |
| 地址： | 巴西里*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 使用 納米 催化劑 氣化 作為 燃料 價值 原料 方法 | ||
本發明描述了包含作為燃料低價值的含碳原料和納米催化劑的混合物。所述催化混合物包含以重量計1%至50%的納米催化劑；和以重量計99%至50%的選自石油焦炭、煤、石油殘渣重餾分或它們的混合物的含碳原料。基于所述納米催化劑的總重量，所述納米催化劑包含以重量計濃度在99.99%和80%之間的碳納米材料和以重量計濃度在0.01%和20%之間的至少一種堿金屬，以及所述納米催化劑的比表面積在400和1300 m2/g之間變化。此外，本發明還描述了氣化催化混合物的方法，其包括以下步驟：將混合物放入氣化爐；在選自空氣、純氧、二氧化碳、水蒸氣或它們的混合物的氧化劑存在下，將混合物于在200和1300℃之間變化的溫度下加熱；和得到包含H2、CO、CO2、CH4的氣態產物。
技術領域
本發明涉及在具有較低能量消耗的納米催化劑的存在下，化石來源的含碳材料的氣化方法。
更具體地，本發明涉及包含納米催化劑和作為燃料低價值的化石來源的含碳原料的混合物的氣化方法，所述含碳原料例如石油焦炭、煤、重殘渣油餾分或它們的混合物。
背景技術
對能源不斷增長的全球需求加上其高昂的價格，以及對環境的持續關注，是導致從具有低燃料價值的含碳原料(例如來自油和煤的重餾分的廢物)開發具有高附加價值的產物的一些主要因素。
油的重餾分的加工產生大量的真空殘渣(經加工的原油總量的約40%)。還可通過焦化方法加工此殘渣，以提取液體餾分和氣體餾分。源自焦化方法的含碳固體殘渣被稱為石油焦炭。
增加例如煤和石油焦炭的固體含碳原料的價值的一種方法是通過氣化方法。在氣化方法中，固體原料被轉化為被稱為合成氣的可燃氣態產物。
氣態產物除可能包含惰性氣體和例如顆粒物和焦油的幾種污染物外，還包含例如CO2、CO、H2、CH4、H2O的氣體。得到的產品在例如汽油和甲醇的次級產物的形成、以及能量回收、發電中均具有廣泛的應用。
在氣化方法中，在氧化劑的存在下進行含碳原料的熱化學轉化，所述氧化劑通常選自空氣、水蒸氣、CO2、純O2或它們的混合物。得到的氣態產物的熱值范圍將取決于使用的氧化劑。
此外，在限制將H2完全氧化為H2O和將CO完全氧化為CO2的條件下進行氣化方法。在此方法中發生的一些主要化學反應如下：
燃燒: CnHm + n O2 = n CO2 + m/2 H2
部分氧化: CnHm + n/2 O2 = n CO + m/2 H2
甲烷化: CnHm + 2n H2 = n CH4 + m/2 H2
變換反應,氣體/水: CO + H2O = CO2 + H2
甲烷化 - CO: CO + 3 H2 = CH4 + H2O
蒸汽重整: CnHm + H2O = n CO + (n + m/2) H2
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