[发明专利]用于生产合成烃化合物的系统、方法及组合物

说明书

本申请为分案申请，其母案申请的申请日为2006年3月6日，申请号为200680012464.8，发明名称为“用于生产合成烃化合物的系统、方法及组合物”。

技术领域

本发明大体上涉及烃化合物生产领域，并且更具体地，涉及生产烃化合物燃料的能量有效方法及系统。在一个优选的实施方式中，本发明涉及将电能转化成烃化合物燃料的设备和方法，所述烃化合物燃料尤其例如汽油、煤油、喷气燃料和柴油，并且所述烃化合物燃料通过再循环燃烧产物-二氧化碳和水进行生产。

背景技术

虽然关于开发合成烃燃料的构想已经讨论了至少30年，但是由于化石燃料的可得性、易于生产、运输和处理使得不需要生产烃燃料。然而，由于许多因素使得全世界的化石燃料市场正在发生变化，这些因素包括世界能源需求的稳步增长、石油生产区域生产密集度的增加以及石油依赖国对于能量供应重要性的强调增加。

使用化石燃料存在下述几个不利之处。首先，可利用的化石燃料量有限，其一经使用就不能再生。此外，由化石燃料制成的烃燃料可含有大量不希望的硫、氮和芳香化合物。当这些燃料燃烧时，硫、氮和颗粒物释放入空气中，其导致酸雨和烟雾的形成。最近，关注的焦点在于由化石燃料燃烧的二氧化碳排放为全球变暖的成因。

存在几种用于直接氢化诸如一氧化碳或二氧化碳气体以生产烃燃料的成熟方法。最成功的一种方法由Franz Fischer和Hans Tropsch于1920年在德国开发的。

1938年，早期的德国工厂使用费-托法每年生产约5百万桶的柴油和汽油，该费-托法使一氧化碳与氢经催化剂反应而产生液态烃和水。这种方法和其它方法的问题在于它们使用了诸如煤或天然气的化石燃料来生产一氧化碳。此类化石燃料作为最初原料的使用伴有多种与化石燃料生产相同的不足之处，例如有限的供应和排放。

因此，可以看到长期需要一种将燃烧产物再循环成烃化合物燃料的生产系统。本发明主要涉及用于制备烃化合物的重在节能的这样一种系统及其方法。

DE20320020U1公开了用于生产柴油燃料和水泥的系统，该系统包括用于发电的核电站、利用电来电解水的装置、水泥装置(其产生二氧化碳)、逆向水煤气平衡反应器(其由二氧化碳和氧产生一氧化碳和水)和费-托反应器(其由一氧化碳和氢产生柴油燃料)。其中没有教导如何改变进入各反应器的气体的温度和压力以及如何在反应器出口分离反应物。其中没有教导如何组合核电厂、电解器装置、逆向水煤气平衡反应器和费-托反应器以应用在一个装置、反应器或过程步骤中产生或需要的有待在另一个装置、反应器或过程步骤中供应或输送的热能，其中唯一的例外是利用在费-托合成中产生的低沸点的烃生产水泥。

DE19522083A1作为例证公开了由石头和海水生产烃燃料。电能和热能源为可再生能(风能、水能和太阳能)。碳源为磁铁矿，其在受热达400℃以上时分离出二氧化碳。氢由海水通过电解产生。二氧化碳和氢被压缩到85bar和在高于250℃的温度下转化成烃燃料。

US6306917B1公开了用于由重质原料产生电、液态烃和二氧化碳的装置和方法，即利用部分氧化反应器产生合成气、利用费-托反应器将所述合成气转化成烃产品和含有氢和二氧化碳的尾气、以及利用组合循环装置通过从反应器及可燃烧尾气回收热量由蒸汽发电。更具体地，向气化器供给原料、氧和水以及如果存在的天然气。气化器的出口经管线与酸性气体脱除单元相连，而所述酸性气体脱除单元经管线与费-托反应器相连。费-托反应器的出口经管线与烃回收单元相连，该烃回收单元分离烃产品与费-托尾气。在费-托反应器内在气化器的出口和在费-托反应器的出口提供换热器。在这些换热器中产生的蒸汽供给用于发电的组合循环装置，该组合循环装置也进料来自气化器和烃回收单元的气体，其中进料至组合循环装置的气体的量取决于整个系统的控制参数。

发明内容

本发明的目的是提供用于高效生产烃化合物的方法和系统。

实现该目的的所述方法的一种方案通过权利要求1的方法实现。

实现该目的的所述系统的一种方案通过权利要求13的系统实现。

所附的从属权利要求涉及各独立权利要求的主题的有利的进一步进展。