[发明专利]具有改进的碳利用和发电的碳质原料的加氢甲烷化

说明书

本发明大体上涉及用于将碳质原料在加氢甲烷化反应器中加氢甲烷化为富含甲烷的粗产品流的方法，更具体地涉及对从加氢甲烷化反应器中移除的固体焦炭副产品进行处理从而通过在终产品管道品质代用天然气之外还从副产品焦炭共同生产电力和蒸汽来改进整个方法的碳利用和热效率以及经济性。

发明领域

本发明大体上涉及用于在加氢甲烷化反应器将碳质原料加氢甲烷化为富含甲烷的粗产品流的方法，更具体地，涉及对从加氢甲烷化反应器去除的固体焦炭副产品进行处理以改善整体方法的碳利用和热效率，发电用于内部使用和输出，并且由此降低管道品质代用天然气(SNG)终产品的净成本。

背景技术

鉴于许多因素，例如较高的能源价格和环境考虑，从低燃料值碳质原料(例如石油焦、渣油、沥青质、煤和生物质)生产附加值产品(例如管道品质代用天然气，氢，甲醇，高级烃，氨和电力)再次受到关注。

此类低燃料值碳质原料可在升高的温度和压力下气化以产生合成气流，该合成气流随后可被转化为附加值产品。

一种有利的气化方法是加氢甲烷化，其中碳质原料在流化床加氢甲烷化反应器中，在催化剂源和蒸汽存在下，在适度升高的温度和压力下被直接转化以生产富含甲烷的合成气流粗产品。这与传统气化方法不同，后者例如那些基于碳源在显著升高的温度和压力下的部分燃烧/氧化的方法(热气化，通常为非催化的)，其中合成气(一氧化碳+氢)是主要产品(直接产生很少或不产生甲烷)，该合成气随后可被进一步处理以产生甲烷(经由催化甲烷化，参见下面的反应(III))或者任何数量的其他高级烃产品。加氢甲烷化方法及转化/利用所得的富含甲烷的合成气流生产附加值产品在例如以下中披露：US3828474，US3958957，US3998607，US4057512，US4092125，US4094650，US4204843，US4243639，US4468231，US4500323，US4541841，US4551155，US4558027，US4604105，US4617027，US4609456，US5017282，US5055181，US6187465，US6790430，US6894183，US6955695，US2003/0167691A1，US2006/0265953A1，US2007/0000177A1，US2007/0083072A1，US2007/0277437A1，US2009/0048476A1，US2009/0090056A1，US2009/0090055A1，US2009/0165383A1，US2009/0166588A1，US2009/0165379A1，US2009/0170968A1，US2009/0165380A1，US2009/0165381A1，US2009/0165361A1，US2009/0165382A1，US2009/0169449A1，US2009/0169448A1，US2009/0165376A1，US2009/0165384A1，US2009/0217582A1，US2009/0220406A1，US2009/0217590A1，US2009/0217586A1，US2009/0217588A1，US2009/0218424A1，US2009/0217589A1，US2009/0217575A1，US2009/0229182A1，US2009/0217587A1，US2009/0246120A1，US2009/0259080A1，US2009/0260287A1，US2009/0324458A1，US2009/0324459A1，US2009/0324460A1，US2009/0324461A1，US2009/0324462A1，US2010/0071235Al，US2010/0071262A1，US2010/0120926A1，US2010/0121125A1，US2010/0168494A1，US2010/0168495A1，US2010/0179232A1，US2010/0287835A1，US2010/0287836A1，US2010/0292350A1，US2011/0031439A1，US2011/0062012A1，US2011/0062721Al，US2011/0062722A1，US2011/0064648A1，US2011/0088896A1，US2011/0088897A1，US2011/0146978A1，US2011/0146979A1，US2011/0207002A1，US2011/0217602A1，US2011/0262323A1，US2012/0046510A1，US2012/0060417A1，US2012/0102836A1，US2012/0102837A1，US2012/0213680A1，US2012/0271072A1，US2012/0305848A1，US2013/0046124A1，US2013/0042824A1，US2013/0172640A1，US2014/0094636A1，WO2011/029278A1，WO2011/029282A1，WO2011/029283A1，WO2011/029284A1，WO2011/029285A1,WO2011/063608A1和GB1599932，以上文献通过引用并入。还参见Chiaramonte等人，“Upgrade Coke by Gasification”，Hydrocarbon Processing，Sept.1982，pp.255-257；以及Kalina等人，“Exxon CatalyticCoal Gasification Process Predevelopment Program，Final Report”，Exxon Researchand Engineering Co.，Baytown，TX，FE236924，December 1978，以上文献也全部通过引用在此并入。