[发明专利]合成气的制备

说明书

技术领域

本发明涉及合成气的制备方法，该合成气特别用于烃合成方法例如费-托方法或甲醇合成方法，特别是费-托方法。

背景技术

费-托方法可用于使烃原料转化为液体和/或固体烃。将原料(如天然气、伴生气、煤层甲烷、重油渣油、泥煤、生物质、煤)在第一步骤中转化为氢和一氧化碳的混合物(这种混合物通常称为合成气体或合成气)。然后将合成气体进料至反应器，在该反应器中将合成气通过合适的催化剂在高温和高压下转化为从甲烷到包含至多200个碳原子或在特定情况下甚至更多碳原子的高分子量烃的链烷烃化合物。

对于费-托方法的一般综述，参考Fischer-Tropsch Technology，Studies in Surface Science and Catalysis，Vol.152，Steynbergand Dry(ed.)Elsevier，2004，阿姆斯特丹，0-444-51354-X。进一步参考Kirk Othmer，Encyclopedia of Chem.Techn.and Ullmann′sEncyclopedia of Ind.Chem.，Vol.6，第4版，p.584及其下的综述文章。

如上所述，″煤″和重油渣油是费-托方法原料的例子。但是，许多其它固体或非常重质(粘性)化石燃料可以用作该方法的原料，包括固体燃料如无烟煤、褐煤、沥青煤、亚沥青煤、褐煤(lignite)、石油焦炭、泥煤等，和直接衍生自原油或衍生自油转化工艺如热裂化、催化裂化、氢化裂化的重质渣油(沥青砂、来自炼油厂的渣油如沸点大于360℃，特别是大于550℃、更特别地大于750℃的渣油馏分)。所有这些类型的燃料具有不同水平的′质量′即碳和氢的比例，以及不同水平的称为′杂质′的物质(通常为硫和硫基化合物)。

固体碳质燃料如煤的气化是公知的，和通常包括使燃料碾磨或研磨到优选的尺寸或尺寸范围，随后在气化器中用氧加热燃料。这样产生称为合成气的氢和一氧化碳的混合物。但是，固体碳质燃料中碳和氢的比例通常使得形成的合成气中氢/一氧化碳(H₂/CO)比通常小于1，而基于钴催化剂的费-托方法通常需要到合成反应器的合成气中的H₂/CO比为从1.9至大约2.2，通常为2.0-2.1。对于费-托装置的其它部分或工段也需要更高比例的合成气：一些部分可能需要基本纯的氢物流，即非常高的H₂/CO比。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供从如下两种具有不同氢∶碳比的烃源制备合成气的方法：

具有低氢∶碳比的第一源，包括煤、褐煤、泥煤、焦炭、木沥青、沥青和衍生自沥青砂的重质烃的任一种或其组合，特别是沥青；

具有高氢∶碳比的第二源，包括天然气、伴生气和煤层甲烷的任一种或其组合，优选煤层甲烷；

在该方法中将所述第一源转化为具有低氢∶一氧化碳比的第一合成气物流，和将所述第二源转化为具有高氢∶一氧化碳比的第二合成气物流；将第一合成气物流和第二合成气物流的一部分混合成混合的合成气物流，所述混合的物流的H₂/CO比为1.1-1.9，优选1.3-1.7，同时使用第二合成气物流的另一部分用于氢供料。

优选该方法包括使用第一和第二合成气物流每一个的至少一部分作为到至少一个费-托反应器的原料。

优选将第一和第二合成气物流混合成混合的物流，和混合的物流用作至少一个费-托反应器的原料，同时使用第二合成气物流的另一部分用于费-托方法的氢供料或用于使该方法的产品提质。

典型地由该方法形成的烃通常为气体、通常为液体或任选地通常为固体烃。术语通常指STP条件(即0℃、1巴)。

第二源可以是煤层甲烷。

第二源主要包含即合适地包含大于90v/v％，特别是大于94％的C_1-4烃，和特别地包含至少60v/v％、优选至少75％、更优选90％甲烷。非常合适地使用天然气或伴生气。合适地，脱除第二源中的任何硫。

优选通过部分氧化，任选地与催化重整组合而将第一源转化为第一合成气物流。任选地蒸汽/CO₂重整也可以与部分氧化组合使用。

优选可以通过自热重整和/或重整、典型地蒸汽/CO₂重整、优选蒸汽甲烷重整将第二源转化为第二合成气物流。

任选地可以通过部分氧化将第二源转化为第二合成气物流。进一步的选择是通过与重整组合的部分氧化使第二源转化。