[发明专利]烃和电力的联合生产

说明书

本发明涉及烃，特别是汽油和动力的联合生产的方法。

特别是，本发明涉及通过固体含碳物质的气化作用，改善汽油生产的工艺步骤组合，汽油生产被整合到联合循环发电厂中。

富含一氧化碳的合成气体通过煤、石油焦炭、油和生物质的气化作用生产，该合成气体具有低于或约为1.5，通常低于1的氢气与一氧化碳比率。为了将富含一氧化碳的合成气体转化为化学品和/或燃料，通常进行关于氢气与一氧化碳比率和二氧化碳含量的合成气体的预调节，以满足对所需产物的所需化学计量。预调节可涉及水煤气转换、经膜调节或洗涤和净化的一个或多个步骤。因为所用的合成气体的所需氢气与一氧化碳比率往往大大超过1，合成气体调节的典型方法是水煤气转换转化，接着例如通过熟知的方法，例如或甲基二乙醇胺(MDEA)洗液，在液体介质中吸收除去过量的CO₂。这些方法的缺点是排出大量的二氧化碳。

作为实例，合成汽油方法已知以两个步骤进行：将合成气体转化为含氧物质(oxygenates)和将含氧物质转化为汽油产品。可以将这些工艺步骤整合，生产含氧物质中间体，例如甲醇或甲醇二甲醚混合物，其与未转化的合成气体一起按其整体进入随后的步骤，以便转化成汽油(J.Topp-Stud.Surf.Sci.Catal.36(1988)293)，或者该方法可以具有含氧物质例如甲醇或原料甲醇的中间体分离的两个分开的步骤进行(S.Yurchak，Stud.Surf.Sci.Catal.36(1988)251)。

优选的含氧物质包括甲醇、二甲醚和高级醇及其醚，但也可使用含氧物质如酮、醛和其它可容易转化的含氧物质。

在任一种情况下，合成气体转化为含氧物质涉及产热，即在合成气体转化为含氧物质和将含氧物质进一步转化为汽油产品两者都是放热过程。

US专利号6,976,362公开了整合的费-托合成方法(Fischer-Tropsch(FT))和从含碳物质的动力产生，该方法和动力产生包括使物质通过合成气发生单元、空气分离单元、费-托合成(Fischer-Tropsch)单元、CO₂去除单元和联合的循环发电单元。收集产生的二氧化碳，用于销售或在发电单元上游储存(sequestration)。

通过整体工艺流程生产汽油也在US专利号4481305中讨论。当转化以CO/CO₂的摩尔比为5-20开始时，烃，且特别是作为汽油的烃通过在两个接续的反应器中合成气体的催化转化来制备，所述合成气体含有氢气和氧化碳，并具有大于1的CO/H₂摩尔比。合成气体在第一个步骤中被高效率地转化为主要包含二甲醚(DME)的含氧物质中间体，所述混合物在第二个步骤中通过总反应流程被转化为汽油

3H₂+3CO-＞CH₃OCH₃+CO₂+热量                (1)

CH₃OCH₃-＞1/n(CH₂)_n+H₂O+热量              (2)

(CH₂)_n表示在汽油合成步骤中产生的宽范围的烃。在烃产物分离后，在CO₂洗液中至少部分除去CO₂后，含有氢气和氧化碳的未转化的合成气体被再循环至含氧物质合成步骤。

本发明的总体目标是提供改进的整体工艺流程，以便从富含一氧化碳的合成气体制备有价值的烃，如汽油和轻质石油气(LPG)，所述合成气体具有通过固体含碳物质的气化作用所产生的气体的典型组成，而不需要预调节合成气体的有关氢气与一氧化碳比率，和不需要在进入烃合成步骤之前，从合成气体进料流除去CO₂。

所以，本发明在其广义的实施方案中提供用于烃产物制备和用于发电的方法，该方法包括以下步骤：

(a)提供合成气体，该合成气体具有在0.1和1之间的氢气与一氧化碳比率；

(b)使合成气体与一种或多种催化剂接触，所述催化剂一起催化氢气和一氧化碳生成含氧物质的反应，所述含氧物质包含甲醇和二甲醚，并且二甲醚与甲醇的比率大于2，二氧化碳含量大于20摩尔％；

(c)使含有二氧化碳的含氧物质混合物在240℃和400℃之间的进口温度下与催化剂接触，该催化剂在含氧物质向高级烃和富含二氧化碳的尾气的转化中有活性；