[發明專利]催化氣化碳質原料的方法

在審

• 申請號: 202110337087.1
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN113278448A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 賽迪斯·戴古帕提;蘇庫瑪·曼達爾;艾斯特·庫瑪·達斯;艾基特·維什瓦納特·薩普里
• 申請（專利權）人: 瑞來斯實業公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;B01J23/04;B01J27/232;B01J27/25;B01J29/08;B01J29/40;B01J37/02;C10B3/00;C10J3/00;C10K3/02;C10L3/08
• 代理公司: 北京商專永信知識產權代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;張函

本發明公開了一種用于在雙流化床反應器中催化氣化碳質原料以制備合成氣體的改進方法。本公開在氣化區(102)中使用γ?氧化鋁作為催化劑載體和熱載體。氣化區(102)在700?750℃下運行，以防止γ?氧化鋁向α?氧化鋁的大量轉化，由此實現高催化劑負載量及高再循環能力。催化劑為堿金屬，優選碳酸鉀(K₂CO₃)，使得在重量百分比高達50％的碳酸鉀負載到固體載體上時，實現轉化率與總碳酸鉀對固體碳的比率成正比。燃燒區(140)在800?840℃下運行，以防止γ?氧化鋁向α?氧化鋁的任何轉化，使得催化劑的再循環能力在兩次連續循環之間達到98％。

本申請是申請日為2013年12月18日，發明名稱為“催化氣化碳質原料的方法”的第201380074194.3號中國發明專利申請的分案申請，該中國發明專利申請基于國際申請PCT/IN2013/000778，并且要求2013年2月5日提交的印度專利申請334/MUM/2013的優先權，該專利申請通過引用被整體合并于此。

技術領域

本公開涉及一種循環流化床催化氣化碳質原料的方法，以制備合成氣體。

背景技術

自1970年以來，全球能源用量增加了70％之多，溫室氣體排放也增加了差不多75％。因此，有必要減少二氧化碳(CO₂)、硫氧化物(SO_X)、氮氧化物(NO_X)、顆粒物質及碳氫化合物的排放，通常這些物質由基于煤和石油焦的方法產生，可導致空氣、水和土壤污染，引起劇烈的氣候變化。

氣化是一種方法，其包括碳質材料在高溫下與可控數量的蒸汽和氧氣/空氣反應，以制備被稱為合成氣或者合成氣體的氣體混合物，其主要包含用作燃料的一氧化碳、氫和二氧化碳。這些合成氣體可以用于產生熱量及機械能和電能。這些合成氣體還可以用于進一步加工成液態燃料或者化學制品。高溫氣化方法提供了更有效和更潔凈的氣體產品，使得其相對傳統的燃燒方法更為環境所接受。

雖然氣化方法是一種舊有的已知技術，但其商業用途并沒有在全世界得到廣泛的開發利用，原因是極端的運行條件和高吸熱需求所涉及的高成本。然而，在最近幾年，氣化方法因為目前的原油市場局勢而備受研究領域關注。

隨著石油需求的日益增長以及利用焦化的殘油加工技術的開發，作為石油精煉廠副產品的石油焦的產量已經顯著增加。以合理、有效和潔凈的方式利用石油焦是一項具有挑戰性的任務，因為石油焦是低值的提煉產品，但是，由于其與煤炭相比，具有高放熱值和高含碳量，所以其對于用于制備合成氣體的氣化方法而言可以作為優選原料。

然而，石油焦(高含碳量原料)的氣化活性遠低于褐煤/次煙煤(高反應性碳質原料)，這極大地限制了其作為原料用于制備合成氣體。由于其較低的氣化動力學，石油焦的氣化復雜，需要比高反應性煤更高的溫度。此外，石油焦的高硫和高金屬含量也阻礙了其例如陽極焦和針狀焦的特殊應用。石油焦(petcoke)是固體，從精煉廠輸送出來費用昂貴。因此，期望將低值的石油焦轉化為更可用的能源，例如合成天然氣(SNG)、合成氣體或者其它高放熱值氣體，從而可以通過管道等已有的基礎設施進行自由輸送。