[发明专利]熔融碳酸盐燃料电池在甲醇合成中的集成

权利要求书

1.一种合成烃质化合物的方法,所述方法包括：

将包含可重整燃料的燃料料流引入熔融碳酸盐燃料电池的阳极、与所述阳极相关的内部重整元件或其组合；

将包含CO₂和O₂的阴极入口料流引入燃料电池的阴极；

在所述熔融碳酸盐燃料电池内发电；

生成包含H₂、CO和CO₂的阳极排气；

从至少一部分阳极排气中分离CO₂以产生阳极流出物气流；

在甲醇合成催化剂存在下在用于形成甲醇的有效条件下使至少一部分阳极流出物气流反应以产生至少一个含甲醇料流和一个或多个含气体产物或液体产物的料流；和

将至少一部分所述一个或多个含气体产物或液体产物的料流再循环以形成至少一部分阴极入口料流，

其中运行熔融碳酸盐燃料电池(i)使得阴极中CO₂利用率值为至少60％以及或者(ii)以获得0.25至1.15的热比率，或者(iii)使得送入阳极、与所述阳极相关的内部重整元件、或其组合的可重整燃料的量，提供至少1.5的可重整燃料过剩率，或(iv)为(ii)和(iii)两者。

2.权利要求1的方法，其进一步包括调节阳极排气、阳极流出物气流或其组合的组成以实现1.7至2.3的阳极流出物气流的模数值M，其中M被定义为M＝[H₂-CO₂]/[CO+CO₂]。

3.权利要求2的方法，其中调节阳极排气的组成，其中从至少一部分阳极排气除去CO₂实现流出物气流的M值为1.7至2.3。

4.权利要求2的方法，其中所述调节包括进行反向水煤气变换方法。

5.权利要求2的方法，其中所述调节包括：

将阳极排气或阳极流出物气流分成第一分流和第二分流；

对第一分流实施反向水煤气变换以形成第一变换料流；和

将至少一部分第一变换料流与至少一部分第二分流合并以形成调节的阳极排气或调节的阳极流出物气流。

6.权利要求1的方法，其中所述阳极排气具有至少3.0:1的H₂:CO摩尔比。

7.权利要求1的方法，其进一步包括在甲醇合成催化剂存在下反应之前压缩所述至少一部分阳极流出物气流。

8.权利要求1的方法，其中所述一个或多个含气体产物或液体产物的料流包括至少一个包含C2+醇的料流。

9.权利要求1的方法，其中所述一个或多个含气体产物或液体产物的料流包括至少一个包含H₂、CO、可重整燃料或其组合的料流。

10.权利要求1的方法，其中在甲醇合成催化剂存在下使至少一部分阳极流出物气流反应进一步产生至少一个包含合成气的料流，将其再循环以在甲醇合成催化剂存在下反应。

11.权利要求1的方法，其中至少90体积％的可重整燃料是甲烷。

12.权利要求1的方法，其中所述燃料料流进一步包含至少5体积％的惰性气体。

13.权利要求1的方法，其中所述燃料料流包含至少10体积％CO₂。

14.权利要求1的方法，其中所述燃料料流包含至少10体积％N₂。

15.权利要求1的方法，其中所述形成甲醇的有效条件包括5MPag至10MPag的压力和250℃至300℃的温度。

16.权利要求1的方法，其进一步包括从阳极排气、阳极流出物气流或其组合中分离H₂O。

17.权利要求1的方法，其中阴极入口料流包含来自燃烧轮机的排气。

18.权利要求1的方法，其中所述熔融碳酸盐燃料电池在0.25至1.0的热比率下运行。

19.权利要求1的方法，其中阳极排气中的合成气的净摩尔数与阴极排气中的CO₂摩尔数的比率为至少2.0。