[发明专利]碳质原料的加氢甲烷化

权利要求书

1.一种用于从非气态碳质材料产生富甲烷粗产物气流和脱气焦炭流的方法，该方法包括以下步骤：

(a)从所述非气态碳质材料制备碳质原料；

(b)引入所述碳质原料和加氢甲烷化催化剂至加氢甲烷化反应器，其中该加氢甲烷化反应器包括焦炭回收竖管，该焦炭回收竖管具有延伸入所述加氢甲烷化反应器的回收端和延伸出所述加氢甲烷化反应器的排出端；

(c)在一氧化碳、氢气、蒸气和加氢甲烷化催化剂的存在下、在操作温度为至少约1000°F(至少约538℃)和操作压力为至少约250psig(约1825kPa)下，使所述碳质原料在加氢甲烷化反应器中反应以产生富甲烷的粗产物气和固体副产物焦炭；

(d)从所述加氢甲烷化反应器中回收富甲烷粗产物气的物流作为富甲烷粗产物气流，其中该富甲烷粗产物气流包含甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳、硫化氢、蒸气和热能；

(e)通过所述焦炭回收竖管的回收端从所述加氢甲烷化反应器中回收所述固体副产物焦炭流，其中该固体副产物焦炭流从焦炭回收竖管的回收端流向排出端，并且其中经回收的固体副产物焦炭包含夹带气体；

(f)进料解吸气至所述焦炭回收竖管，使得解吸气在焦炭回收竖管内以与副产物焦炭流的流动逆流的方向流动，以产生(1)富含所述夹带气体的脱气流和(2)贫化所述夹带气体的脱气焦炭流；

(g)通过焦炭回收竖管进料所述脱气流至加氢甲烷化反应器中；

(h)进料所述脱气焦炭流至连通于所述焦炭回收竖管的排出端的螺杆排出单元；

(i)在超大气压下，从所述螺杆排出单元中排出所述脱气焦炭流。

2.权利要求1的方法，其特征在于，所述螺杆排出单元为冷却螺杆排出单元，并且所述脱气焦炭流在所述冷却螺杆排出单元中冷却以产生经冷却的焦炭流。

3.权利要求2的方法，其特征在于，所述经冷却的焦炭流在约700°F(约371℃)或更小的温度下从所述冷却螺杆排出单元中排出。

4.权利要求2或3的方法，其特征在于，所述冷却螺杆排出单元使用水或蒸气作为热量交换介质冷却所述脱气焦炭流。

5.权利要求4的方法，其特征在于，所述冷却螺杆单元包括中空螺杆元件和围绕该中空螺杆元件的壳体，其中所述热量交换介质在所述中空螺杆元件中循环。

6.权利要求1～5中任一项的方法，其特征在于，所述解吸气包括蒸气、二氧化碳或两者。

7.权利要求6的方法，其特征在于，所述解吸气额外地包括氧气。

8.权利要求1～7中任一项的方法，其中所述脱气焦炭流从所述螺杆排出单元排出进入淬火罐，并与淬火罐中的淬火介质接触。

9.权利要求1～8中任一项的方法，其中在步骤(c)中，在一氧化碳、氢气、蒸气、氧气和加氢甲烷化催化剂存在下所述碳质原料在加氢甲烷化反应器中反应。

10.权利要求1～9中任一项的方法，其中在步骤(c)中，所述操作温度为至多约1500°F(约816℃)，而所述操作压力为至多约1000psig(约6996kPa)。