[发明专利]碳质原料的气化方法

权利要求书

1.一种从碳质原料产生多种气体产物以及回收甲烷产物流的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)向吹氧气化器提供(i)第一碳质原料、(ii)富氧气流和(iii)包含水和/或蒸汽的含水流；

(b)在适合温度和压力下，在所述吹氧气化器中，用所述富氧气流使所述第一碳质原料至少部分燃烧，以产生含氢气、一氧化碳和过热蒸汽的第一气流；

(c)将第二碳质原料、气化催化剂和所述第一气流引入催化气化器，所述催化气化器与所述吹氧气化器连通；

(d)在适合温度和压力下，在所述气化催化剂存在下，在所述催化气化器中，使所述第二碳质原料和所述第一气流反应，以生成含多种气体产物的第二气流，所述多种气体产物包括甲烷、二氧化碳、氢气、一氧化碳和硫化氢；

(e)在耐硫甲烷化催化剂存在下，在催化甲烷转化器中，使所述第二气流中的至少一部分一氧化碳和至少一部分氢气任选反应，以产生富集甲烷的第二气流；

(f)从所述第二气流(或富集甲烷的第二气流，如果存在)去除显著部分二氧化碳和显著部分硫化氢，以从第二气流(或富集甲烷的第二气流，如果存在)产生含显著部分甲烷的第三气流；

(g)如果所述第三气流包含氢气和大于约100ppm一氧化碳，在甲烷化催化剂存在下，在催化甲烷转化器中，使所述第三气流中存在的一氧化碳和氢气任选反应，以产生富集甲烷的第三气流；以及

(h)回收所述第三气流(或富集甲烷的第三气流，如果存在)，

其中：

(i)存在步骤(e)和步骤(g)至少之一，并且

(ii)所述第三气流(或富集甲烷的第三气流，如果存在)为甲烷产物流，或者将所述第三气流(或富集甲烷的第三气流，如果存在)纯化，以产生甲烷产物流。

2.权利要求1的方法，其特征在于步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(f)和(h)以及当存在时(e)和(g)是连续的。

3.权利要求1或2的方法，其特征在于所述气化催化剂包括碱金属气化催化剂，并且碳质原料用足以提供约0.01至约0.10碱金属原子与碳原子之比的一定量碱金属气化催化剂填充。

4.权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于甲烷产物流为管道品质天然气。

5.权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于存在步骤(e)。

6.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于存在步骤(g)。

7.权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于所述方法为一次通过方法。

8.权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于不存在燃烧碳燃料的过热器。

9.权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于所述第二气流包含至少约20％摩尔甲烷，基于第二气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数计。

10.权利要求1至9中任一项的方法，其特征在于所述第一气流包含至少50％摩尔的甲烷与二氧化碳，基于第二气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数计。