[发明专利]集成氢化甲烷化联合循环方法

权利要求书

1.由碳质原料产生多种气态产品并产生电能的集成方法，所述方法包括以下步骤：

(a)向氢化甲烷化反应器供应(1)碳质原料、(2)氢化甲烷化催化剂、(3)蒸汽流、(4)进料气体流和(5)任选的第一富氧气体流；

(b)在一氧化碳、氢气、蒸汽、氢化甲烷化催化剂和任选的氧气存在下，在氢化甲烷化反应器中使碳质原料反应，以生产包含甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢和热能的富甲烷的原料产品流；

(c)从所述氢化甲烷化反应器取出所述富甲烷的原料产品流；

(d)将所述富甲烷的原料产品流引入第一换热器单元内，以从所述富甲烷的原料产品流除去热能；

(e)酸转化所述富甲烷的原料产品流中的至少主要部分的一氧化碳，以生产包含氢气、甲烷、二氧化碳、硫化氢和任选的一氧化碳的富氢气的原料产品流；

(f)从所述富氢气的原料产品流除去实质部分的二氧化碳和实质部分的硫化氢，以从所述富氢气的原料产品流生产包含实质部分的氢气、甲烷和一氧化碳(如果存在)的脱硫气体流；

(g)任选从所述脱硫气体流分离至少一部分氢气，以生产(1)氢气产品流和(2)包含甲烷、一氧化碳(如果在所述脱硫气体流中存在)和任选的氢气的贫氢气的脱硫气体流；

(h)任选使存在于脱硫气体流(或者贫氢气的脱硫气体流，如果存在)中的一氧化碳和氢气在催化甲烷转化器中反应，以生产富甲烷的脱硫气体流；

(i)如果存在所述富甲烷的脱硫气体流，任选将所述富甲烷的脱硫气体流分成甲烷产品流和富甲烷的分流气体流；

(j)将所述脱硫气体流(或者贫氢气的脱硫气体流，如果存在，或者富甲烷的脱硫气体流，如果存在，或者富甲烷的分流气体进料流，如果存在)分成再循环气体流和可燃气体进料流；

(k)向部分氧化反应器供应至少主要部分的再循环气体流和第二富氧气体流；

(l)使所供应的再循环气体流与氧气在部分氧化反应器中反应，以产生热能和进料气体流，其中所述进料气体流包含一氧化碳、氢气和蒸汽；

(m)将所述可燃气体进料流供应到包含燃烧器的发电单元；和

(n)在所述燃烧器中燃烧所述可燃气体进料，以产生电能，

其中在步骤(b)中的所述反应具有合成气需求，并且供应到所述部分氧化反应器的再循环气体流的量至少足以在所述进料气体流中产生足够的一氧化碳和氢气，以至少满足在步骤(b)中的所述反应的合成气需求。

2.权利要求1的方法，其特征在于存在步骤(g)。

3.权利要求1-2中任一项的方法，其特征在于存在步骤(h)。

4.权利要求3的方法，其特征在于存在步骤(i)。

5.权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于在步骤(b)中的所述反应具有蒸汽需求；所述碳质原料任选包含水分含量；所述第一富氧气体流，如果存在，任选包含蒸汽；所述蒸汽流、包含在所述进料气体流中的蒸汽、所述碳质原料的水分含量(如果存在)以及在所述第一富氧气体流中的蒸汽(如果存在)实质上满足所述蒸汽需求；在步骤(b)中的所述反应具有热量需求；且进料至氢化甲烷化反应器的蒸汽流和进料气体流包含热能，所述热能组合起来足以至少满足在步骤(b)中的所述反应的热量需求。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于将所述第一富氧气体流周期性或连续供应到氢化甲烷化反应器。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其特征在于在步骤(b)中产生炭副产物，将所述炭副产物从氢化甲烷化反应器周期性或连续取出，并且将至少一部分取出的副产物炭提供到催化剂回收操作。

8.权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于在步骤(d)中除去的所述热能至少部分用于产生过程蒸汽；使所述进料气体流经过第二换热器单元，以除去热能，随后引入所述氢化甲烷化反应器；和将从所述进料气体流除去的热能至少部分用于产生过程蒸汽。

9.权利要求8的方法，其特征在于所述蒸汽流实质上由过程蒸汽组成。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于所述再循环气体流包含约34重量％至最高约60重量％的所述脱硫气体流(或者贫氢气的脱硫气体流，如果存在，或者富甲烷的脱硫气体流，如果存在，或者富甲烷的分流气体进料流，如果存在)。