[发明专利]用于制备合成气衍生产物的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于制备合成气衍生产物的方法。

发明背景

由于多种因素(例如较高的能量代价和环境关注)，由较低燃料值的碳质原料(例如石油焦和煤)制备增值气态产物重新受到关注。例如在US3828474、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、US4204843、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4606105、US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、US6955695、US2003/0167961A1、US2006/0265953A1、US2007/000177A1、US2007/083072A1、US2007/0277437A1和GB1599932中公开了此类材料制备甲烷和其他增值气体的催化气化。

合成气(即具有主要量的CO和H₂的气体混合物)典型地用作其他方法(例如用于制备低级醇和醚以及烃质产物(例如费托柴油燃料和合成的原油(合成原油))的方法)的原料。合成气能由较低燃料值的原料利用例如气化方法形成。例如，在一种此类方法中，通过用氧气和蒸汽的混合物的部分氧化非催化地气化碳质原料；在该方法中燃烧约三分之一的原料以提供热量和压力，使该方法的能量效率相对较低。在另一种此类方法中，在催化气化之后是一个或多个低温分离步骤，以将该催化气化产物气体分离成甲烷和CO/H₂部分。这些方法能够存在其相对能量密集的缺点。因此，需要能够更有效地由低燃料值碳质原料形成合成气衍生产物的方法。

发明概述

在一个方面，本发明提供了用于由碳质原料制备合成气衍生产物的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供碳质原料；(b)在合成气形成区域中将该碳质原料至少部分转化为包含氢气和一氧化碳的合成气流；(c)将该合成气流输送到合成气反应区域；(d)将该合成气流在该合成气反应区域中进行反应以形成该合成气衍生产物和热能；(e)回收该合成气衍生产物；和(f)回收由该合成气流的反应生成的该热能。

在第二方面，本发明提供了用于由碳质原料制备合成气衍生产物的方法，该方法包括以下步骤：(a)提供碳质原料；(b)在合成气形成区域中将该碳质原料至少部分转化为包含氢气和一氧化碳的合成气流；(c)将该合成气流输送到合成气反应区域；(d)将该合成气流在该合成气反应区域中进行反应以形成该合成气衍生产物和可燃烧的尾气混合物；(e)回收该合成气衍生产物；和(f)燃烧该可燃烧的尾气混合物以提供热能。

附图简述

图1提供了依照本发明的一种实施方案用于制备合成气衍生产物的方法的示意图。

详细描述

本发明总的来讲涉及用于制备合成气衍生产物的方法。在图1中的流程图中显示了依照本发明的一个方面的方法的实施例。通常，在依照本发明的一种用于制备合成气的方法中，将碳质原料在合成气形成区域中至少部分转化为包括氢气和一氧化碳的合成气流。如下面更详细的描述，事实上能够使用任意方法将该碳质原料转化为合成气流，包括例如基于催化和非催化气化的方法。将该合成气流输送到合成气反应区域，在此处其进行反应以生成合成气衍生产物，将其回收用于进一步反应、加工或包装。该合成气流的反应还能生成热能，将其回收；或形成可燃烧的尾气混合物，将其燃烧以提供热能。如此产生的该热能能够用于多种应用中。例如，其能够用于(例如通过产生或加热蒸汽)碳质原料的转化中。该热能还能够用于发电，例如通过加热或产生蒸汽并驱动其通过涡轮。在本发明的另一实施方案中，该可燃烧的尾气用作用于重整炉中的补充燃料；这种整合特别有用，因为该可燃烧的尾气的量与该重整炉的燃烧任务成正比。因此，在本发明的该方面中，能够将合成气转化为可用的合成气衍生产物，同时能够释放、回收并利用在CO三键中储藏的能量，由此提高该方法的整体能量效率。