[发明专利]碳质原料的气化方法

权利要求书

1.从碳质原料产生多种气体产物和回收甲烷产物流的方法，该方法包括以下步骤：

 (a) 将碳质原料、富氧的气流、碱金属气化催化剂、和蒸汽供应到催化气化器中； 

 (b) 让该碳质原料在催化气化器中在蒸汽、富氧的气流和碱金属气化催化剂的存在下和在合适的温度和压力下反应，以形成包括多种气体产物的第一气流，该多种气体产物包括甲烷、二氧化碳、氢气、一氧化碳和硫化氢；

 (c) 任选地让在第一气流中存在的至少一部分的一氧化碳和至少一部分的氢气在催化甲烷转化器中在耐硫的甲烷化催化剂存在下进行反应，以生产甲烷-富集的第一气流；

 (d) 从该第一气流(或甲烷-富集的第一气流，如果存在的话)中除去大部分的二氧化碳和大部分的硫化氢，以生产包含大部分的来自于第一气流(或甲烷-富集的第一气流，如果存在的话)的甲烷的第二气流；

(e) 任选地，如果该第二气流包括氢气和大于约100 ppm的一氧化碳，则让在第二气流中存在的一氧化碳和氢气在催化甲烷转化器中在甲烷化催化剂存在下进行反应，以生产甲烷-富集的第二气流；和

 (f) 回收该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在的话)，

 其中(i)存在步骤(c)和步骤(e)的至少一个，和(ii)该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在的话)是该甲烷产物流，或该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在的话)被提纯以产生该甲烷产物流。

2.权利要求1的方法，其中步骤(a)，(b)，(d)和(f)，和任选地(c)和(e)，是连续的。

3.权利要求1的方法，其中该气化催化剂包括碱金属气化催化剂。

4.权利要求1的方法，其中该碳质原料包括无烟煤，沥青煤，次沥青煤，褐煤，石油焦炭，沥青质，液体渣油或生物质的一种或多种。

5.权利要求1的方法，其中在引入到催化气化器中之前该碳质原料负载气化催化剂。

6.权利要求5的方法，其中该碳质原料负载以一定量的碱金属气化催化剂，该量足以提供约0.01到约0.10的碱金属原子与碳原子的比率。

7.权利要求1的方法，其中该甲烷产物流是管道质量天然气。

8.权利要求1的方法，其中存在步骤(c)。

9.权利要求1的方法，其中存在步骤(e)。

10.权利要求1的方法，其中供应到该催化气化器中的该蒸汽通过工艺热回收的一个或多个阶段被过热到催化气化器所需的温度和压力。

11.权利要求1的方法，其中碳燃料燃烧的过热器不存在。

12.权利要求1的方法，其中该方法是一次通过工艺。

13.权利要求1的方法，其中，基于在该第一气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数，该第一气流包括至少20 mol%甲烷。

14.权利要求1的方法，其中，基于在该第一气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数，该第一气流包括至少50 mol%的甲烷加上二氧化碳。

15.权利要求1方法，其中，基于加入到该催化气化器中的蒸汽的体积，供应到催化气化器中的氧气的量是约1体积%到约15体积%。

16.权利要求1的方法，其中供应到催化气化器中的氧气的量是约0.05－约1.0磅的O₂/每磅的碳质原料。

17.权利要求1的方法，其中在步骤(b)中生产固体焦化物产物，其定期从该催化气化器中排出并通入到催化剂回收设备中。