[发明专利]由固体碳和水生产重质烃的方法和系统

权利要求书

1.一种由固体碳物质和进料水生产重质烃的方法，包括步骤：

准备一个具有等离子反应室和位于该反应室中的电弧放电电极的电弧等离子体反应器；

将固体碳物质放入反应室，并在固体碳物质中形成许许多多细小的电弧通道；

给电弧电极分别供电以在细小的电弧通道中生产电弧放电等离子体；

水蒸气通过细小的电弧通道，在电弧放电等离子体存在下水蒸气与固体碳物质反应，生成含有H₂和CO的合成气；

将合成气通入甲烷化反应器的甲烷化催化剂中以合成甲烷；

制备第一和第二甲烷物流；

将第二甲烷物流转化成乙炔物流；

制备甲烷第一物流和乙炔物流的混合物；

在固体过酸催化剂存在下将甲烷和乙炔的混合物反应形成异丁烯；和

在低聚催化剂存在下将异丁烯产物转化成烃类。

2.根据权利要求1的方法，其中热等离子体反应器具有由水蒸气产生区形成的上游侧和由合成气产生区形成的下游侧，并进一步包括步骤：

将进料水供给电弧等离子体反应器的水蒸气产生区，在其上游侧形成水蒸气；

冷却甲烷以分离出冷凝水；和

循环冷凝水至水蒸气产生区以转变成水蒸气。

3.根据权利要求1或2的方法，还包括步骤：

蒸馏烃以便从烃中分离出冷凝水；

将蒸馏步骤得到的冷凝水循环到电弧等离子体反应器的水蒸气产生区以产生水蒸气；和

在合成气产生区使水蒸气反应产生合成气。

4.一种重质烃生产系统，包括：

具有固体碳供给口、进料水供给口、具有合成气出口的绝缘套管、在绝缘套管中形成的电弧等离子体室、位于电弧等离子体室中的电弧放电电极、和在电弧等离子体室中装有的固体碳物质中形成的许多的细小的电弧通道的电弧等离子体反应器；

通过进料水供给口将进料水供给电弧等离子体室的进料水供给泵，使进料水转变成水蒸气；

向电弧放电电极供给电能的电弧电源，以在细小的电弧通道中分别产生电弧放电等离子体，从而使水暴露于电弧放电等离子体中形成水蒸气，在电弧放电等离子体存在下该水蒸气在经过细小的电弧通道时与固体碳物质反应生成含有H₂和CO的合成气；和

用于将合成气转化成甲烷的具有甲烷化催化剂的甲烷化反应器；

用于将甲烷的部分物流转化成乙炔的乙炔合成反应器；

将甲烷和乙炔的混合物反应合成异丁烯的固体过酸催化剂反应器；和

将异丁烯低聚成重质烃的低聚反应器。

5.根据权利要求4的重质烃生产系统，还包括：

与甲烷化反应器连接的液/气分离器装置，用于分离甲烷和冷凝水；和

用于将冷凝水循环到电弧等离子体反应器以在那里形成合成气的循环管线。

6.根据权利要求4或5的重质烃生产系统，还包括：

蒸馏烃以便从烃中分离出冷凝水的蒸馏塔；

用于将蒸馏塔中得到的冷凝水循环到电弧等离子体反应器以产生合成气的循环管线。