[发明专利]碳质原料的加氢甲烷化工艺

说明书

发明领域

本发明涉及将碳质原料加氢甲烷化成富甲烷合成气的方法，其中将富氧气流和碳质原料供入流化床加氢甲烷化反应器的指定区域中，以帮助加氢甲烷化反应器内的热管理。

发明背景

考虑到许多因素，如更高的能源价格和环境意识，由较低燃料值的碳质原料（如石油焦、残油、沥青质、煤和生物质）生产增值产物（如管道外输级代用天然气、氢气、甲醇、高级烃、氨和电力）重新受到关注。

此类较低燃料值碳质原料可以在升高的温度和压力下气化产生合成气流，其随后转化成此类增值产物。

一种有利的气化工艺是加氢甲烷化，其中碳质原料在流化床加氢甲烷化反应器中在催化剂源和蒸汽存在下在适度升高的温度和压力下转化以直接产生富甲烷的合成气流（中等BTU合成气流）粗产物。这不同于常规气化法，如基于碳源在极大升高的温度和压力下的部分燃烧/氧化的那些（热气化，通常是非催化的），其中合成气（一氧化碳 + 氢气）是主要产物（几乎或完全没有直接产生的甲烷），其可随后进一步加工以产生甲烷（经由催化甲烷化，见以下的反应(III)）或许多其它更高级的烃产物。

例如在US3828474、US3958957、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、US4204843、US4243639、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4606105、US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、US6955695、US2003/0167961A1、US2006/0265953A1、US2007/000177A1、US2007/083072A1、US2007/0277437A1、US2009/0048476A1、US2009/0090056A1、US2009/0090055A1、US2009/0165383A1、US2009/0166588A1、US2009/0165379A1、US2009/0170968A1、US2009/0165380A1、US2009/0165381A1、US2009/0165361A1、US2009/0165382A1、US2009/0169449A1、US2009/0169448A1、US2009/0165376A1、US2009/0165384A1、US2009/0217582A1、US2009/0220406A1、US2009/0217590A1、US2009/0217586A1、US2009/0217588A1、US2009/0218424A1、US2009/0217589A1、US2009/0217575A1、US2009/0229182A1、US2009/0217587A1、US2009/0246120A1、US2009/0259080A1、US2009/0260287A1、US2009/0324458A1、US2009/0324459A1、US2009/0324460A1、US2009/0324461A1、US2009/0324462A1、US2010/0071235A1、US2010/0071262A1、US2010/0120926A1、US2010/0121125A1、US2010/0168494A1、US2010/0168495A1、US2010/0179232A1、US2010/0287835A1、US2011/0031439A1、US2011/0062012A1、US2011/0062722A1、US2011/0062721A1、US2011/0064648A1、US2011/0088896A1、US2011/0088897A1、US2011/0146978A1、US2011/0146979A1、US2011/0207002A1、US2011/0217602A1和GB1599932中公开了加氢甲烷化工艺和所得富甲烷的合成气流的转化/利用以制造增值产物。还参见Chiaramonte等人, “Upgrade Coke by Gasification”, Hydrocarbon Processing, 1982年9月, 第255-257页；和Kalina等人, “Exxon Catalytic Coal Gasification Process Predevelopment Program, Final Report”, Exxon Research and Engineering Co., Baytown, TX, FE236924, 1978年12月。