[发明专利]伴随焦炭选矿的碳质原料加氢甲烷化

说明书

技术领域

本发明涉及使碳质原料加氢甲烷化成为富甲烷合成气和碳副产物的方法，其中从副产物焦炭回收催化剂而产生废焦炭，且对废焦炭进行的综合的焦炭回收和再循环增加总碳利用率并增加产物气体收率(每单位原料)。

背景技术

鉴于诸多因素，例如较高的能源价格和对环境的关心，从较低燃料价值的碳质原料(如石油焦、残渣、沥青质、煤和生物质)中生产增值产物(如管道质量代用天然气、氢气、甲醇、高级烃、氨和电能)正重新受到关注。

这种较低燃料值的碳质原料可以在升高的温度和压力下进行气化产生合成气流，该气流随后可以被转换成增值产物。

一个非常有利的气化过程就是加氢甲烷化，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、于升高的温度和压力(热气化，通常是非催化的)下直接转化生成富含甲烷的合成气流(中热值的合成气流)原料产品。这不同于传常规的气化过程(如基于碳源在较高温度和压力下部分燃烧/氧化的气化过程)，其中合成气(一氧化碳+氢气)是主要产物(直接地产生很少的甲烷或者不产生甲烷)，然后可以对其进行进一步处理，由此产生甲烷(利用催化甲烷化反应，参见反应(III))或者许多其他更高级的烃产物。

例如在US3828474、US3958957、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、US4204843、US4243639、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4604105、US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、US6955695、US2003/0167691A1、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、US2010/0287836A1、US2010/0292350A1、US2011/0031439A1、US2011/0062012A1、US2011/0062721A1、US2011/0062722A1、US2011/0064648A1和GB1599932中公开了加氢甲烷化的过程以及转换/利用生成的富含甲烷的合成气流生产增值产物。也可参见Chiaramonte等人，“Upgrade Coke by Gasification(通过气化升级焦炭)”，Hydrocarbon Processing(烃处理)，1982年9月，第255-257页；和Kalina等人，“Exxon Catalytic Coal Gasification Process Predevelopment Program,Fianl Report(埃克森催化煤气化工艺前期开发计划，最终报告)”，Exxon Research and Engineering Co.，Baytown,TX,FE236924，1978年12月。