[发明专利]包括操作条件可选择地被调节的重整步骤的用于由碳质材料生产甲醇或烃的方法

说明书

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种用于由至少一种碳质材料来生产甲醇或烃的方法。

背景技术

美国2010/0022669描述了一种通过使用可变功率的可再生能源的源、消耗一部分电能的用于产生氧气的单元（空气分离单元或电解槽）、消耗所产生的氧气和又一部分电能的重整器以及用于使用由该重整器生产的合成气来生产液态烃的单元，而由诸如甲烷或生物质等碳质材料来生产液体烃的方法。

该文件设想了若干解决方案用以解决可利用的电功率的可变性的问题。第一个设想的解决方案是改变向重整器提供的氧气的量，以使重整器一定程度上吸热或放热以及改变加热所需的电功率。其他解决方案由降低液态烃的生产量、使用额外的电源来加热重整器、使用额外的热源或进一步使用氧气缓冲储存器。

这些方法不是很有效，使其难以补偿电功率在长期可用上的显著降低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种方法，该方法更强大，可以容忍电功率更久和更显著的降低。

为了这个目的，本发明涉及一种用于由至少一种碳质材料来生产甲醇或烃的方法，所述方法包括以下步骤：

根据包括用于重整来自所述碳质材料的中间气体流的至少一个操作的方法，由所述碳质材料生产合成气（synthesis gas）流，所述合成气流至少包括氢气和一氧化碳，所述合成气在用于重整操作的第一操作条件下具有氢气与一氧化碳的第一摩尔比；

由氢化的原料和第一消耗的电功率生产氢气流，所述氢气流具有用于所述第一消耗的电功率的第一摩尔流率；

由所述合成气流和所述氢气流生产甲醇或烃；

将用于生产所述氢气流的消耗的电功率降低至低于第一电功率的第二电功率，所述氢气流具有用于第二消耗的电功率的低于所述第一摩尔流率的第二摩尔流率，并且设置用于重整操作的不同于所述第一操作条件的第二操作条件以补偿所述氢气流降低的摩尔流率，在所述第二操作条件下，所述合成气具有大于所述氢气与一氧化碳的第一摩尔比的氢气与一氧化碳的第二摩尔比。

单独考虑或根据技术上所有可能的组合，所述方法还可以包括以下特征中的一个或若干：

在所述第一操作条件下，所述重整操作在第一温度下进行；在所述第二操作条件下，所述重整操作在低于所述第一温度的第二温度下进行；

在所述第一操作条件下，所述重整操作在第一压力下进行；在所述第二操作条件下，所述重整操作在低于所述第一压力的第二压力下进行；

所述重整操作在重整单元中进行，所述重整单元在入口处接收包括中间流的含有有机分子的多种流入物，总之，所述重整单元从不同的流入物中接收包含在所述有机分子中的碳原子的总摩尔流和总水H₂O摩尔流，通过改变总水H₂O摩尔流率相对于包含在所述有机分子中的碳原子的总摩尔流率的比例，所述重整操作从所述第一操作条件转到所述第二操作条件；

总水H₂O摩尔流率相对于包含在所述有机分子中的碳原子的总摩尔流率的比例在所述第一操作条件下等于第一值，并且在所述第二操作条件下等于第二值，所述第二值大于所述第一值；

所述第二值为所述第一值的1.1倍至5倍，优选为所述第一值的1.5倍至3倍；

所述重整操作在重整单元中进行，所述重整单元在入口处接收包括中间流的多种流入物，总之，所述重整单元从不同的流入物中接收包含在所述有机分子中的碳原子的总摩尔流率和总氧气O₂摩尔流率，通过改变氧气的总摩尔流率相对于包含在所述有机分子中的碳原子的总流率的比例，所述重整操作从所述第一操作条件转到所述第二操作条件；

所述氢气流由服务于其他用户的配电网提供的电力来生产；

所述中间流通过使碳质材料气化而得到。

根据第二方面，本发明涉及一种用于由至少一种碳质材料来生产甲醇或烃的设备，所述设备包括：

用于由所述碳质材料来生产合成气流的单元，所述单元包括用于重整来自所述碳质材料的中间气体流的至少一个单元，所述合成气流至少包括氢气和一氧化碳，所述合成气在用于重整操作的第一操作条件下具有氢气与一氧化碳的第一摩尔比；

用于由氢化的原料和第一消耗的电功率来生产氢气流的单元，所述氢气流具有用于所述消耗的电功率的第一摩尔流率；

用于由所述合成气流和所述氢气流来生产甲醇或烃的单元；