BR112014014980B1

BR112014014980B1 - METODO PARA A CONVERSAO DE DlOXIDO DE CARBONO CO2 EM MONOXIDO DE CARBONO CO; METODO PARA A GERAQAO DE UM GAS DE SINTESE; METODO PARA A GERAQAO DE HIDROCARBONETOS SINTETICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NAO FUNCIONALIZADOS; APARELHO PARA A CONVERSAO DE DlOXIDO DE CARBONO CO2 EM MONOXIDO DE CARBONO CO; APARELHO PARA A GERAQAO DE UM GAS DE SINTESE; E APARELHO PARA A CONVERSAO DE UM GAS DE SINTESE EM HIDROCARBONETOS SINTETICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NAO FUNCIONALIZADOS

Info

Publication number: BR112014014980B1
Application number: BR112014014980-1A
Authority: BR
Inventors: Olaf Kuhl
Original assignee: CCP Technology GmbH
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2020-11-24
Also published as: CL2014001617A1; US20160340195A1; WO2013091879A1; EP2794466A1; CA2842122C; DE102012010542A1; EA201491220A1; JP2015505292A; EA027057B1; IL233211A0; HRP20151090T1; MY170963A; PH12014501372A1; ES2613668T3; GEP20186848B; IL233210A0; CY1117061T1; NZ625675A; PH12014501550A1; MX2014007344A

Abstract

MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO CO2 EM MONÓXIDO DE CARBONO CO; MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE; MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NÃO FUNCIONALIZADOS; APARELHO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO CO2 EM MONÓXIDO DE CARBONO CO; APARELHO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE; E APARELHO PARA A CONVERSÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE EM HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NÃO FUNCIONALIZADOS Um processo e um aparelho para a conversão de dióxido de carbono CO2 em monóxido de carbono CO usando hidrocarbonetos são descritos. Em outras concretizações, os processos e aparelhos para a geração de gás e os processos de síntese e aparelhos para a conversão de gás de síntese em hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados usando CO2 e hidrocarbonetos são descritos. Os processos e os aparelhos são adaptados para converter o CO2 produzido em processos industriais, e assim a quantidade de dióxido de carbono emitido para a atmosfera pode ser reduzida.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo e um sistema para gerar monóxido de carbono a partir de CO2 e hidrocarbonetos.

[002] Grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) , que é considerado como um gás prejudicial ao clima são gerados na geração de energia e outros processos industriais. Estão sendo feitos grandes esforços para evitar a geração de dióxido de carbono. Além disso, são feitas tentativas para separar o dióxido de carbono gerado a partir de gases de combustão e para armazenar o dióxido de carbono. Um exemplo é o armazenamento de CO2 ou o conceito de captura de carbono para armazenamento, abreviado do inglês como conceito CCA, onde o CO2 é separado dos gases da combustão, depois disso comprimido e armazenado em formações geológicas adequadas. O processo CCA é caro, consumidor intensivo de energia, limitado na capacidade de armazenamento e é - por diversas razões - de forte oposição pela respectiva população. Pelo menos na Alemanha, a viabilidade técnica e politica aparentemente falharam.

[003] Outra possibilidade é a utilização de dióxido de carbono como material de partida para os outros processos industriais, por exemplo, como material de partida na indústria dos plásticos para produzir poliuretano, assim como é feito pela Bayer AG no projeto CO2RRECT. Com respeito à quantidade de CO2 envolvida, a utilização de CO2 como material de partida, é apenas um nicho de aplicação, uma vez que a produção total global dos produtos finais deste tipo de aplicação é demasiadamente baixa para converter uma quantidade significativa de dióxido de carbono emitido.

[004] Nenhum desses conceitos resultaram em aplicações que são capazes de se ligar a grandes quantidades de dióxido de carbono ou que sejam socialmente aceitáveis na sua implementação.

[005] O gás de sintese, ou abreviadamente syngas, é uma mistura de gases contendo monóxido de carbono e hidrogênio, que pode também conter dióxido de carbono. Por exemplo, o gás de sintese é gerado pela gaseificação de combustíveis contendo carbono para um produto gasoso com um certo valor calorífico. O gás de sintese tem aproximadamente 50 % da densidade de energia do gás natural. O gás de sintese pode ser queimado e, assim, utilizado como uma fonte de combustível. O gás de sintese pode também ser usado como um produto intermediário na produção de outros produtos quimicos. Por exemplo, o gás de sintese pode ser gerado pela gaseificação do carvão ou residues. Na geração do gás de sintese, o carbono pode ser reagido com água, ou um hidrocarboneto pode ser reagido com o oxigênio. Existem tecnologias comercialmente disponíveis para o processamento de gás de sintese, a fim de gerar gases industriais, fertilizantes, quimicos e outros produtos quimicos. No entanto, as tecnologias mais conhecidas (por exemplo, reação de mudança por água) para a geração e conversão de gás de sintese tem o problema que sintetizar a quantidade necessária de hidrogênio promove a geração de uma quantidade maior de CO2 excedente que é finalmente emitida para a atmosfera como um gás prejudicial ao clima. Uma outra tecnologia conhecida para a produção de gás de sintese, a oxidação parcial do metano de acordo com a equação 2 CH4 + O2 2 CO + 4 H2, é capaz de alcançar uma taxa máxima de H2:CO de 2,0. No entanto, sua desvantagem é o uso de oxigênio puro, que produz energia intensamente.

[006] DD 276 098 Al descreve uma utilização mais completa de material do gás natural em instalações de reforma a vapor. Particularmente, um processo para a geração de fuligem a partir do gás natural, por meio de pirólise por arco de plasma, entre outros, é descrita. Além disso, US 4 040 976 A descreve o tratamento de um material carbonífero, particularmente carvão, com dióxido de carbono para a geração de um gás monóxido de carbono. No referido tratamento, o dióxido de carbono é primeiramente misturado com o material carbonífero e depois disso, é rapidamente aquecido em um reator, juntamente com o dióxido de carbono a uma taxa de > 500 °C/s, e depois é rapidamente refrigerado, em que a fase de aquecimento tem a duração de 0,1 de 50 ms e o tempo de contato total dos reagentes é limitado a um intervalo de tempo de 10 ms a 5s. Além disso, a geração de monóxido de carbono em um plasma é conhecido desde US 4 190 636 A, em que um plasma é gerado a partir do monóxido de carbono, no qual o carbono sólido é introduzido. Os produtos resultantes são extintos e filtrados de modo a se obter termicamente o monóxido de carbono.

[007] EP 0 219 163 A2 descreve um método para gerar gás de sintese, em que o material hidrocarbonáceo é decomposto em carbono e hidrogênio, em uma primeira câmara do reator, e em que o carbono é transferido para uma segunda câmara do reator e reage com vapor de H2O na segunda câmara do reator.

[008] GB 873 213 A2 descreve um método para gerar gás de sintese, em que o primeiro hidrocarboneto é decomposto em carbono por meio de um catalisador, e em seguida o catalisador em contato com o carbono é exposto ao CO2.

[009] Consequentemente, um problema a ser resolvido é o de proporcionar O método para a conversão de CO2, o método sendo capaz de reduzir eficazmente a quantidade de dióxido de carbono produzido em processos industriais e que possa permitir a produção de produtos quimicos em demanda.

[010] A invenção proporciona um método de acordo com uma das reivindicações 1, 11 ou 14 e um aparelho de acordo com uma das reivindicações 18, 24 ou 27. Outras concretizações podem ser derivadas das reivindicações dependentes.

[011] Particularmente, O método para a conversão de dióxido de carbono CO2 em monóxido de carbono CO compreende a decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, por meio da introdução de energia que é, pelo menos, parcialmente fornecida pelo calor, pelo que o carbono e o hidrogênio têm uma temperatura de pelo menos de 200 °C, após a etapa de decomposição. Subsequentemente, pelo menos uma parte do carbono gerado pela etapa de decomposição é misturada com CO2, em que o carbono gerado pela etapa de decomposição resfria por não mais do que 50 % em °C com relação à sua temperatura depois da etapa de decomposição depois de se misturar com CO2 gasoso, e em que, pelo menos uma porção do gás CO2 e uma porção do carbono gerado pela etapa de decomposição é convertido em CO, a uma temperatura entre 800 e 1700 °C. Este método permite, de uma maneira simples e eficiente, a conversão de CO2 a CO, em que, pelo menos, uma parte da energia necessária para o fornecimento de carbono (por decomposição de hidrocarbonetos) é utilizado na etapa de conversão em forma de calor.

[012] Isto é particularmente verdadeiro, se a etapa de decomposição ocorre a uma temperatura superior a 1000 °C, e o carbono é misturado com o gás CO2 a uma temperatura de pelo menos 800 °C, uma vez que, neste caso, nenhum aquecimento adicional ou apenas uma pequena quantidade de calor adicional deve ser fornecido para a conversão de CO2 a CO de preferência, o calor necessário para atingir a temperatura de 800 a 1700 °C (especialmente cerca de 1000 °C) para a conversão de CO2 é essencial e completamente fornecido pelo calor que é utilizado para a decomposição do liquido contendo hidrocarbonetos. Aqui, essencialmente e completamente significa que pelo menos 80 %, especialmente pelo menos 90 % do calor necessário se origina a partir da etapa de decomposição.

[013] Em uma concretização, o carbono obtido através da etapa de decomposição e o hidrogênio obtido através da etapa de decomposição são ambos conjuntamente misturados com o gás CO2. O hidrogênio não compromete a conversão e pode servir como uma substância adicional de transferência de calor. Isto é particularmente vantajoso, se o carbono e o hidrogênio tem uma temperatura de 1000 °C (a temperatura de conversão ou transformação preferencial) ou superior. Neste caso, o gás após a conversão não é o CO puro, mas um gás de sintese.

[014] Alternativamente, o carbono obtido através da etapa de decomposição pode ser separado a partir do hidrogênio obtido através da etapa de decomposição antes de se misturar com o gás CO2.

[015] De modo a aumentar a eficiência energética do processo, pelo menos uma porção do calor de pelo menos uma parte do carbono e/ou a uma porção de hidrogênio obtido pela etapa de decomposição pode ser usada para aquecer o gás CO2 antes da etapa de mistura do gás CO2, com o carbono e/ou pode ser usado para aquecer a câmara do processo em que o gás CO2 é misturado com o carbono. Neste sentido, deve ser notado que o CO tem uma temperatura entre 800 e 1700 °C, após conversão e que, pelo menos, uma parte do seu calor pode ser utilizado para pré-aquecer o gás CO2, antes da etapa de mistura do gás CO2 com carbono. É também possivel que pelo menos uma parte do calor de pelo menos uma parte do carbono e/ou uma porção do hidrogênio obtido pela etapa de decomposição e/ou uma porção do CO após a conversão pode ser utilizada para gerar eletricidade, que pode ser utilizado como transportador de energia para a introdução de energia para decompor o liquido contendo hidrocarbonetos.

[016] De preferência, a energia para a decomposição do hidrocarboneto é introduzida em primeiro lugar através de um plasma. Este é um método particularmente direto e, portanto, eficiente para introduzir energia. De preferência, a etapa de decomposição é realizada em um reator Kvaerner que continuamente permite a decomposição de um fluxo de hidrocarbonetos.

[017] No método para a geração de um gás de sintese, a principio p CO2 é convertido ou transformado em CO, tal como descrito acima e, subsequentemente, o CO é misturado com hidrogênio. De preferência, o hidrogênio provém da decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio mediante a introdução de energia, que é pelo menos parcialmente realizada por calor. Consequentemente, a etapa de decomposição pode fornecer carbono e também o hidrogênio necessário para a conversão de CO2 em uma etapa. Em uma concretização, pelo menos uma parte do hidrogênio é gerado pela decomposição de um fluido que contém hidrocarbonetos a uma temperatura abaixo de 1000 °C, especialmente abaixo de 600 °C, por meio de um plasma de micro-ondas. Onde é necessário mais hidrogênio (mais do que a quantidade que é obtida pela produção de carbono necessário para a conversão de CO2) para atingir a mistura média de um gás de sintese, é preferivel produzir o referido hidrogênio de uma forma eficiente de energia a baixas temperaturas a partir de um fluido que contém hidrocarbonetos. De preferência, a proporção entre CO e hidrogênio no gás de sintese é ajustada para um valor de 1:1 e 1:3, mais especificamente a um valor de 1:2,1.

[018] No método para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, primeiramente é produzido um gás de sintese como descrito acima, e o gás de sintese é posto em contato com um catalisador adequado, a fim de causar a conversão do gás de sintese em hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, em que a temperatura do catalisador e/ou o gás de sintese é (circuito aberto) controlada ou (circuito fechado) regulada para uma faixa de temperatura predefinida. Deste modo, o gás de sintese pode ser gerado através da mistura de CO com hidrogênio, antes ou durante ser posto em contato com o catalisador.

[019] Em uma concretização, a conversão do gás de sintese é realizada por um processo de Fischer - Tropsch, especificamente um processo SMDS. Alternativamente, a conversão do gás de sintese pode ser executada por um processo Bergius-Pier, um processo de Pier ou uma combinação de um processo de Pier, com um processo de MtL (MtL = do inglês metanol para liquido). Ele é o processo de escolha, o qual determina em grande parte a natureza dos hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados.

[020] De preferência, do liquido contendo hidrocarbonetos que será decomposto é gás natural, metano, gás húmido, óleo pesado, ou uma mistura dos mesmos.

[021] O aparelho para a conversão de dióxido de carbono CO2 em monóxido de carbono CO compreende um conversor de hidrocarbonetos para a decomposição de um fluido que contém hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, em que o conversor de hidrocarbonetos compreende pelo menos uma câmara de processo que tem pelo menos uma entrada para um fluido que contém hidrocarbonetos e, pelo menos, uma saida para o carbono e/ou hidrogênio e pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo, a energia consistida pelo menos parcialmente de calor. Além disso, o aparelho compreende um conversor de CO2 para converter o CO2 em CO, o conversor de CO2 compreendendo pelo menos uma câmara de processo adicional tendo pelo menos uma entrada para o CO2, pelo menos uma entrada de, pelo menos, de carbono e pelo menos uma saida, em que a entrada para pelo menos o carbono esteja diretamente ligada a pelo menos uma saida do conversor de hidrocarbonetos. Aqui, o termo "ligado diretamente" descreve que o carbono que sai do conversor de hidrocarbonetos não refrigera por mais de 50 % da sua temperatura em °C, de preferência não mais do que 20 %, neste sentido o conversor de CO2, sem a utilização de energia adicional aquece o carbono. Uma unidade de separação, a qual separa o carbono a partir do átomo de hidrogênio, pode ser fornecida entre o local da etapa de decomposição e pelo menos uma saida do conversor de hidrocarbonetos. Esta unidade de separação pode formar uma parte do conversor de hidrocarbonetos ou pode ser localizada no exterior do conversor de hidrocarbonetos como uma unidade separada. Uma unidade de separação entre a saida do conversor de hidrocarbonetos e a entrada de um conversor C não compromete a ligação direta, desde que a condição acima seja satisfeita.

[022] De preferência, a pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo é construída de tal maneira que é capaz de gerar, pelo menos, localmente temperaturas acima de 1000 °C, especialmente acima de 1500 °C. Em uma concretização, pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo é uma unidade de plasma. Particularmente, se a temperatura de decomposição precisar ser mantida abaixo de 1000 °C, a, pelo menos, uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo compreende de preferência uma unidade de plasma de micro- ondas.

[023] Para uma concretização particularmente simples do dispositivo, a câmara de processo do conversor de CO2 é formada por um tubo de saida do conversor de hidrocarbonetos, o qual está ligado a um tubo de alimentação para o gás CO2.

[024] Em uma concretização da invenção, uma unidade de separação para a separação do carbono e do hidrogênio gerado pela decomposição é fornecida na proximidade do conversor de hidrocarbonetos, e saidas separadas da unidade de separação são fornecidas para os materiais separados, em que a saida para o carbono é ligada ao conversor de CO2.

[025] De preferência, o conversor de hidrocarbonetos é um reator Kvaerner que pode fornecer as temperaturas necessárias para uma decomposição continua de um fluido contendo hidrocarbonetos durante um longo periodo de funcionamento.

[026] O aparelho para produzir gás de sintese compreende um aparelho do tipo descrito anteriormente, bem como pelo menos um tubo de abastecimento separado para o fornecimento de hidrogênio para o conversor de CO2, ou de câmara de mistura a jusante. Este tipo de aparelho permite uma produção simples e eficiente de um gás de sintese a partir de CO2 e fluido contendo hidrocarbonetos.

[027] Em uma concretização, o aparelho para gerar gás de sintese compreende pelo menos um conversor adicional de hidrocarbonetos para a decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio. O pelo menos um conversor adicional de hidrocarbonetos novamente, compreende pelo menos uma câmara de processamento tendo, pelo menos, uma entrada para o fluido contendo hidrocarbonetos, pelo menos, uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo, em que a energia é pelo menos parcialmente constituída por calor, e uma unidade de separação para separar o carbono e o hidrogênio, que foram obtidos por decomposição, com a unidade de separação tendo saidas separadas para o carbono e o hidrogênio, em que a saida para o hidrogênio está ligada ao tubo separado de abastecimento de hidrogênio. Por razões de eficiência energética, o pelo menos um conversor de hidrocarbonetos adicional é de preferência do tipo que realiza a decomposição a temperaturas inferiores a 1000 °C, especialmente abaixo de 600 °C, por meio de um plasma de micro-ondas.

[028] O aparelho para a conversão de um gás de sintese em hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados compreende um aparelho para a geração de gás de sintese do tipo especificado acima e um conversor de CO. O conversor de CO compreende uma câmara de processamento equipada com um catalisador, meios para colocar o gás de sintese em contato com o catalisador, e uma unidade de controle para (circuito aberto) que controla ou (circuito fechado) a regulação da temperatura do catalisador e/ou o gás de sintese a uma temperatura pré-determinada. Deste modo, as partes do aparelho para a geração de gás de sintese podem ser integradas no conversor de CO, por exemplo, uma câmara adicional de mistura de CO e hidrogênio. Em uma concretização, o conversor de CO compreende um conversor Fischer - Tropsch, em especial um conversor SMDS. Alternativamente, o conversor de CO pode compreender um conversor Bergius - Pier, um conversor Pier ou uma combinação de um conversor Pier e um conversor de MtL. É também possivel que vários conversores de CO do mesmo tipo ou de tipos diferentes sejam fornecidos no aparelho.

[029] De preferência, o aparelho compreende uma unidade de controle para controlar ou regular a pressão do gás de sintese no interior do conversor de CO.

[030] A seguir, a invenção é explicada mais detalhadamente com referência a determinadas concretizações e desenhos, em que

[031] Fig. 1 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração monóxido de carbono;

[032] Fig. 2 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de gás de sintese;

[033] Fig. 3 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de hidrocarboneto funcionalizado e/ou não funcionalizado;

[034] Fig. 4 é uma representação esquemática de uma outra instalação para a geração hidrocarbonetos funcionalizados e/ou não funcionalizados de acordo com uma outra concretização;

[035] Fig. 5 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de hidrocarbonetos funcionalizados e/ou não funcionalizados de acordo com uma outra concretização;

[036] Fig. 6 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de hidrocarbonetos funcionalizados e/ou não funcionalizados de acordo com uma outra concretização;

[037] Fig. 7 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de gás de sintese de acordo com uma outra concretização; e

[038] Fig. 8 é uma representação esquemática de uma instalação para a geração de hidrocarbonetos funcionalizados e/ou não funcionalizados de acordo com uma outra concretização.

[039] Deve ser notado que os termos superior, inferior, direita e esquerda, bem como termos similares na seguinte descrição se relacionam com as orientações e os arranjos, respectivamente, mostrados nas figuras e só são voltados para a descrição das concretizações. Estes termos não são limitantes. Além disso, nas diferentes figuras, os mesmos números de referência são usados para descrever as mesmas partes ou partes semelhantes.

[040] Na descrição a seguir, os processos e aparelhos são descritos como lidando com materiais "quentes" ou realizando processos "quentes". No contexto da presente descrição, a expressão "quente" deve descrever uma temperatura acima de 200 °C e de preferência acima de 300 °C.

[041] A Fig. 1 mostra esquematicamente uma instalação 1 para a conversão de dióxido de carbono a monóxido de carbono. A Fig. 1 esclarece também as etapas básicas do processo para a conversão de dióxido de carbono em monóxido de carbono de acordo com esta descrição.

[042] A instalação 1 compreende um conversor 3 de hidrocarbonetos que compreende uma entrada de hidrocarbonetos 4 e uma primeira saida de carbono 5, uma entrada opcional de hidrogênio 6, bem como uma segunda saida opcional de carbono 7. A instalação 1 para geração de monóxido de carbono compreende ainda um conversor 9 de CO2 tendo uma entrada 10 de CO2, uma saida 11 de carbono (também referido como entrada C) e uma saida 12. O conversor 3 de hidrocarbonetos e o conversor 9 de CO2 estão dispostos de tal modo que a entrada de carbono 5 do conversor 3 de hidrocarbonetos está ligada à entrada de carbono 11 do conversor 9 de CO2 através de uma ligação direta 8, na qual a saida 5 pode definir diretamente a entrada de carbono 11 do conversor 9 de CO2. Deste modo, o carbono pode ser transportado diretamente a partir do conversor 3 de hidrocarbonetos para o conversor 9 de CO2-

[043] O conversor 3 de hidrocarbonetos é qualquer conversor de hidrocarbonetos que pode converter ou decompor hidrocarbonetos introduzidos a carbono e hidrogênio. O conversor 3 de hidrocarbonetos compreende uma câmara de processamento que tem uma entrada para um fluido contendo hidrocarbonetos, pelo menos, uma unidade para a introdução de energia de decomposição para o fluido e pelo menos uma saida. A energia de decomposição é fornecida pelo menos parcialmente, pelo calor, o qual é, por exemplo, fornecido por um plasma. No entanto, a energia de decomposição pode também ser fornecida por outros meios e, em caso de decomposição é efetuada principalmente pelo calor, o fluido deve ser aquecido acima de 1000 °C e, particularmente, a uma temperatura acima de 1500 °C.

[044] Na concretização descrita, um reator Kvaerner é utilizado, o qual fornece o calor requerido por meio de um arco de plasma e de uma tocha de plasma. No entanto, outros reatores são conhecidos, que operam a temperaturas mais baixas, em particular inferiores a 1000 °C, e introduzem energia adicional, além do calor ao hidrocarboneto, por exemplo, por meio de um plasma de micro- ondas. Como será explicado abaixo, a invenção considera os dois tipos de reatores (e também aqueles que operam sem plasma), em particular também os dois tipos de reatores em combinação uns com os outros. Conversores de hidrocarbonetos que operam a uma temperatura acima de 1000 °C são referidos como reatores de alta temperatura, enquanto que aqueles conversores que operam a temperaturas inferiores a 1000 °C, particularmente a temperaturas entre 200 °C e 1000 °C, são referidos como reatores de baixa temperatura.

[045] Dentro do conversor de hidrocarbonetos, os hidrocarbonetos (CnHm) são decompostos em hidrogênio e carbono, por meio de calor e/ou um plasma. Estes hidrocarbonetos são preferivelmente introduzidos no reator como gases. Os hidrocarbonetos que são liquidos em condições normais podem ser vaporizados antes da introdução no reator, ou eles podem ser introduzidos como micro- gotas. Ambas as formas são, a seguir, referidas como fluidos.

[046] A decomposição dos hidrocarbonetos deve ser feita, se possivel, na ausência de oxigênio, a fim de suprimir a formação de óxidos de carbono ou água. No entanto, pequenas quantidades de oxigênio, que podem ser introduzidas em conjunto com os hidrocarbonetos, não são prejudiciais ao processo.

[047] O reator Kvaerner descrito acima decompõe fluidos contendo hidrocarbonetos em um queimador de plasma a temperaturas elevadas em carbono puro (por exemplo, como carvão cativado, o negro de fumo, grafite ou fuligem industrial) e hidrogênio e, eventualmente, impurezas. O fluido contendo hidrocarbonetos utilizado como material de partida no conversor de hidrocarbonetos 3 são, por exemplo metano, gás natural, biogás, gases húmidos ou óleo pesado. No entanto, os hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados também podem ser utilizados como material de partida no conversor 3 de hidrocarbonetos. Após a etapa inicial de decomposição, os elementos estão geralmente presentes como uma mistura, em particular na forma de um aerossol. Esta mistura pode, como descrito abaixo, ser introduzida em um outro processo desta forma, ou a mistura pode ser separada nos seus elementos individuais em uma unidade de separação, o que não é mostrado. No contexto da presente aplicação, tal unidade de separação é considerada como parte do conversor 3 de hidrocarbonetos, embora a unidade de separação possa ser construída como uma unidade separada. Se nenhuma unidade de separação é fornecida, a entrada 5 de carbono é a única saida do conversor 3 de hidrocarbonetos e direciona uma mistura (um aerossol), de carbono e hidrogênio diretamente ao conversor 9 de CO2. Se a unidade de separação é fornecida, o carbono, o qual é pelo menos parcialmente separado do átomo de hidrogênio, pode ser direcionado ao conversor de hidrocarbonetos 9 usando a saida de carbono 5. O hidrogênio separado e, eventualmente, o carbono adicional pode ser descarregado por meio das saidas opcionais 6 e 7.

[048] O conversor 9 de CO2 pode ser qualquer conversor adequado de CO2 que pode gerar monóxido de carbono (CO) a partir de carbono (C) e o dióxido de carbono (CO2) . Na concretização da Fig. 1, o conversor 9 de CO2 opera de acordo com uma parte de uma reação conhecida em um alto-forno, em que a referida parte de reação ocorre a temperaturas entre cerca de 750 °C e 1200 °C, sem a necessidade de um catalisador. De preferência, o conversor de CO2 opera a uma temperatura entre 800 °C e 1000 °C, em que o calor necessário para atingir essa temperatura é essencialmente fornecido pelo material de saida do conversor de hidrocarbonetos de 3, como será descrito abaixo em mais detalhes. No conversor 9 de CO2, o CO2 é direcionado sobre o carbono quente ou é misturado com o carbono quente (e, possivelmente, hidrogênio), de modo a ser convertido de acordo com a reação quimica CO2 + C -> 2 CO. O conversor 9 de CO2 opera melhor no equilíbrio de Boudouard e a uma temperatura de 1000 °C. A temperatura de cerca de 800 °C, aproximadamente 94 % de monóxido de carbono será fornecido, e a temperaturas de cerca de 1000 °C, aproximadamente 99 % de monóxido de carbono será fornecido. Um novo aumento da temperatura não resulta em alterações significativas.

[049] A operação da instalação 1 para conversão do dióxido de carbono em monóxido de carbono é descrita em mais detalhes abaixo, com referência à Fig. 1. À seguir, deve ser assumido que o conversor 3 de hidrocarbonetos é um reator de alta temperatura (HT), do tipo Kvaerner. Fluidos contendo hidrocarbonetos (especialmente sob a forma gasosa) são introduzidos no conversor 3 de hidrocarbonetos, através da entrada 4 de hidrocarboneto. Se o hidrocarboneto é, por exemplo, metano (CH4) , em seguida, 1 mol de carbono e 2 moles de hidrogênio serão produzidos a partir de 1 mol de metano. Os hidrocarbonetos são decompostos a cerca de 1600 °C no conversor 3 de hidrocarbonetos de acordo com a equação de reação seguinte, na qual a energia introduzida é o calor que é gerado no plasma por meio de energia elétrica:

[050] CnHm + Energia -► n C + m/2 H2

[051] Com o controle apropriado dos processos, o reator Kvaerner é capaz de converter quase 100 % dos hidrocarbonetos nos seus componentes em uma operação continua.

[052] Daqui em diante, deve ser assumido que o carbono e o hidrogênio são separados no conversor 3 de hidrocarboneto e o carbono e o hidrogênio serão descarregados em grande parte separados. No entanto, também é possivel que a separação não ocorra, mas o carbono e hidrogênio serão descarregados e introduzidos no conversor 9 de CO2 como uma mistura. O hidrogênio não compromete o processo de conversão do conversor 9 de CO2, mas pode servir como uma substância adicional de transferência de calor. O carbono é, pelo menos parcialmente direcionado diretamente através da saida 5 de carbono para dentro da entrada 11 de carbono do conversor 9 de CO2- O termo "diretamente" direciona a saida 5 do conversor hidrocarboneto 3 para a entrada 11 de carbono do conversor 9 de CO2 e deve incluir todas as concretizações em que os materiais dirigidos não experimentam um esfriamento de mais de 50 % da temperatura (de preferência, não mais do que 80% (anotação do tradutor: é óbvio que era para ser de 20%, ou seja, 80 % da energia residual/temperatura - ver o próximo parágrafo). Desde que o carbono que sai do conversor hidrocarbonetos 3 tem uma temperatura elevada, de preferência acima de 1000 °C, a energia do calor nele contida pode ser usada para manter a temperatura necessária para o processo de conversão no conversor 9 de CO2, o qual de preferência, opera a uma temperatura de cerca de 1000 °C.

[053] A ligação 8 entre o conversor 3 de hidrocarboneto e o conversor 9 de CO2 está concebida de tal modo que o carbono não refrigera muito (menos do que 50 %, de preferência menos do que 20 % em relação à temperatura) no seu caminho a partir do conversor 3 de hidrocarbonetos ao conversor 9 de CO2. Por exemplo, a ligação de 8 pode ser especialmente isolada e/ou ativamente aquecida, em que o calor adicional preferencialmente não é fornecido ao sistema, isto é, não mais do que o calor introduzido no conversor 3 de hidrocarbonetos. O hidrogênio gerado no conversor 3 de hidrocarbonetos também contém energia térmica por causa da temperatura de operação do conversor 3 de hidrocarbonetos. Portanto, uma possibilidade para aquecer a ligação 8 é a utilização da energia térmica do hidrogênio que sai através da saida de hidrogênio 6 para aquecer a ligação 8 entre o conversor 3 de hidrocarbonetos e o conversor 9 de CO2 quer diretamente quer indiretamente, através de uma unidade de troca de calor.

[054] No conversor de CO2, o CO2, o qual é introduzido através da entrada 10 de CO2 do conversor 9 de CO2, é direcionada sobre o carbono quente e/ou é misturado com o carbono quente. O conversor de CO2 funciona melhor no equilíbrio Boudouard, que ocorre durante a reação de dióxido de carbono com carbono quente. A reação, que é conhecida para a pessoa especializada na técnica, depende da pressão e temperatura e não será descrita em detalhe. Tanto a quantidade de CO2 ou a quantidade de carbono introduzida no conversor 9 de CO2 podem ser (circuito aberto), controlada e/ou (circuito fechado) regulada por meios adequados.

[055] CO2 + C 2 CO Δ H =+ 172,45 kJ/mol

[056] 0 CO2pode ter origem, por exemplo, a partir de uma instalação de energia (operada à carvão, gás e/ou petróleo) ou outro processo industrial (por exemplo, aço ou produção de cimento), gerando quantidades adequadas de CO2. Dependendo da temperatura do CO2 a partir da fonte de CO2, é vantajoso pré-aquecer o CO2 introduzido na entrada 10 de CO2 do conversor 9 de CO2, tal como o conversor 9 de CO2 opera a uma temperatura entre 800 e 1200 °C. O pré- aquecimento do CO2 pode ser atingido, por exemplo, usando a energia de calor contido no hidrogênio quente, quer direta ou indiretamente, através de uma unidade de troca de calor para pré-aquecer o CO2. De preferência, o calor contido no carbono é suficiente para aquecer o CO2 até à temperatura desejada. Apenas no caso em que o calor gerado no conversor 3 de hidrocarboneto não for suficiente para atingir a temperatura de conversão desejada de cerca de 1000 °C, opcionalmente, pode ser fornecida uma unidade de aquecimento adicional para o aquecimento do conversor 9 de CO2 ou elementos nele contidos. Tal unidade pode também ser fornecida como uma unidade de pré-aquecimento na vizinhança de uma linha de fornecimento de CO2 ou carbono. Tal unidade pode também ser fornecida apenas para a fase inicial da instalação, a fim de trazer o conversor 9 de CO2 ou meios que contenham partes da instalação a uma temperatura de partida de modo que o sistema possa atingir mais rapidamente um estado de temperatura desejada. O aquecimento de todos os meios contendo peças exclusivamente através do calor gerado no conversor 3 de hidrocarbonetos pode demorar muito no começo.

[057] O monóxido de carbono (CO) quente a uma temperatura de cerca de 800 a 1000 °C (dependendo da temperatura de funcionamento do conversor 9 de CO2) sai do conversor 9 de CO2. O monóxido de carbono que sai do conversor 9 de CO2também contém energia calorífica, que pode ser usada, por exemplo para pré-aquecer o CO2 introduzido na entrada 10 de CO2, quer diretamente ou indiretamente, através de uma unidade de troca de calor (não mostrada na Fig. 1).

[058] Como mencionado acima, o conversor 3 de hidrocarbonetos pode compreender uma segunda saida 7 de carbono para descarregar o carbono. O carbono gerado no conversor 3 de hidrocarbonetos pode ser descarregado - após uma respectiva fase de separação (ou como uma mistura de C- H2) - em diferentes proporções, através da primeira entrada 5 de carbono e a segunda saida 7 de carbono. A segunda entrada 7 de carbono é usada para descarregar uma parte do carbono gerada que não é usada no conversor 9 de CO2 para gerar monóxido de carbono. O carbono descarregado através da segunda saida 7 de carbono pode ser descarregado como carvão ativado, grafite, negro de fumo ou outra modificação, tais como cones de carbono ou discos de carbono. Dependendo da forma e da qualidade do carbono descarregada, o carbono descarregado pode ser usado como matéria-prima para a indústria quimica ou a indústria eletrônica. As possíveis aplicações são, por exemplo, na produção de semicondutores, a produção de pneus, de tintas de toner, ou produtos semelhantes. O carbono gerado pelo conversor 3 de hidrocarbonetos é uma matéria-prima de elevada pureza, que pode ser muito bem processado.

[059] Por meio do método acima descrito para a conversão de dióxido de carbono em CO, é possivel converter o carbono quente a partir do conversor de hidrocarbonetos 9 no conversor 9 de CO2 com dióxido de carbono morno ou quente a partir de gases de escape de processos industriais de CO sem o fornecimento, ou pelo menos sem o fornecimento significativo de energia externa. De preferência, pelo menos 80 %, especialmente pelo menos 90 %, do calor necessário para se atingir a temperatura de conversão devem ser originados a partir do conversor 3 de hidrocarbonetos.

[060] A Fig. 2 mostra uma instalação 20 para a geração de gás de sintese que compreende os elementos de instalação 1 acima descritos para gerar monóxido de carbono, bem como uma câmara de mistura 21, a câmara de mistura 21 compreende uma entrada 22 de CO para a introdução de monóxido de carbono e uma entrada 23 para a introdução de hidrogênio H2, bem como uma saida 24 de gás de sintese, para descarregar o gás de sintese. A entrada 22 de CO está ligada à saida 12 de CO do conversor 9 de CO2. A entrada 23 de H2 da câmara de mistura 21 está ligada à saida 6 de H2 do conversor 3 de hidrocarbonetos. Como é óbvio para o perito na arte, a concretização, que introduz uma mistura C-H2 no conversor 9 de CO2 através da saida 5 de carbono gera automaticamente um gás de sintese com uma proporção de mistura de CO-H2 de cerca de 1:1. Em tal caso, a câmara de mistura 21 pode não estar presente, ou a câmara de mistura 21 pode ser usada para produzir uma relação de mistura diferente.

[061] A câmara de mistura 21 pode ser qualquer dispositivo adequado para a mistura de gases e, em um caso simples, a câmara de mistura 21 pode ser na forma de um tubo que tem entradas adequadas e uma saida. Por meio da câmara de mistura 21 e, especificamente, por meio de controle/regulação (circuito aberto/fechado) a quantidade de hidrogênio (adicional) introduzida através da entrada 23 de H2 da unidade de mistura 21, a mistura de gás de sintese na saida 24 de gás de sintese pode ser influenciada de tal modo que uma composição pode ser obtida, o que é apropriado para os processos subsequentes.

[062] Para muitos processos, por exemplo, a sintese de Fischer - Tropsch, a proporção entre hidrogênio e CO deve ser elevada. Por meio da câmara de mistura 21, qualquer proporção desejada entre hidrogênio e CO pode ser obtida na saida 24 de gás de sintese. Considera-se que apenas uma porção do CO e/ou parte do hidrogênio é introduzida na câmara de mistura 21, que estas porções de CO e hidrogênio que não sejam introduzidas na câmara de mistura são cada uma delas descarregadas do processo na forma de gases puros. Portanto, é possivel, por exemplo, a) ser descarregado apenas CO, b) ser descarregado apenas hidrogênio, c) ser descarregada uma mistura de gás de sintese de CO e hidrogênio, ou d) ser descarregado um fluxo de CO, um fluxo de hidrogênio e uma corrente de uma mistura de gases de sintese (CO + hidrogênio).

[063] Além disso, a instalação 20 para a geração de gás de sintese mostrada na Fig. 2 compreende uma primeira unidade de troca de calor 25, uma segunda unidade de troca de calor 2 6 e uma terceira unidade de troca de calor 27. A primeira unidade de troca de calor 25 está em contato termicamente condutor com a ligação 8 entre o conversor de hidrocarbonetos 3 e o conversor 9 de CO2 e é adaptado para, se necessário, extrair calor excedente não necessário para atingir a temperatura de conversão no conversor 9 de CO2 a partir da ligação ou para introduzir calor de outras áreas da instalação, se necessário.

[064] A segunda unidade de troca de calor 26 está em contato termicamente condutor com a ligação entre o conversor 9 de CO2 e a câmara 21 de mistura e está adaptado para extrair o excesso de calor a partir da ligação e, portanto, para extrair o calor excedente contido no CO quente Este calor excedente pode ser utilizado, por exemplo para pré-aquecer o CO2 que é introduzido no conversor 9 de CO2 ■ Para esta transferência de calor de um assim chamado troca de calor contra-fluxo como conhecido na arte seria particularmente adequado.

[065] O terceiro troca de calor 27 está em contato termicamente condutor com a ligação entre o conversor de hidrocarbonetos 3 e a câmara de mistura 21 e está adaptado para extrair o calor excedente da ligação e, consequentemente, a partir do hidrogênio quente nela contido. O calor extraido em uma das primeira, segunda ou terceira unidades trocadoras de calor pode ser utilizado para aquecer a outras áreas da instalação, especialmente para manter o conversor de CO2 quente ou para pré-aquecer o CO2 que é introduzido no conversor de CO2. Uma parte do calor pode ser convertido em energia elétrica, por exemplo, por um gerador de vapor e uma turbina de vapor ou outro aparelho adequado.

[066] A operação da instalação 20 para a geração de gás de sintese é, no que diz respeito à operação do conversor de hidrocarbonetos 3 e do conversor 9 de CC>2< semelhante à operação acima descrita da instalação 1, de acordo com a Fig. 1. Na instalação 20 para a geração de gás de sintese, uma proporção de mistura desejada entre o hidrogênio e o CO é definida na câmara de mistura, e é descarregada através da saida 24 de gás de sintese, da câmara de mistura, dependendo da composição desejada de gás de sintese. De preferência, mas não necessariamente, o hidrogênio é fornecido pelo conversor de hidrocarbonetos 3, como foi descrito. Outras fontes de hidrogênio podem ser consideradas, em particular um segundo conversor de hidrocarbonetos de 3, em particular um conversor de hidrocarbonetos de baixa temperatura. Se toda a quantidade disponível de CO e/ou toda a quantidade disponível de H2 não for usada, estas partes dos gases CO e H2, que não são misturadas na câmara de mistura podem ser processadas separadamente.

[067] Fig. 3 mostra uma instalação 30 para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados que compreende uma instalação 1 para a conversão de dióxido de carbono em monóxido de carbono (como mostrado na. Fig. 1) e um conversor 31 de CO. Aquelas partes da instalação que corresponde à instalação 1 não são explicadas em detalhes, a fim de evitar repetições. O conversor de CO 31 está localizado a jusante do conversor 9 de CO2 e compreende uma entrada 32 de CO para a introdução de CO, uma entrada 33 para a introdução de hidrogênio H2 e uma saida 34 de hidrocarbonetos para a descarga de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados. A entrada 32 de CO do conversor 31 de CO é ligada à saida 12 de CO do conversor 9 de CO2 por meio da ligação 35 de CO. A entrada 33 de H2 do conversor 31 de CO é ligada à saida 6 de H2 do conversor 3 de hidrocarbonetos por meio da ligação 36 de H2.

[068] A instalação de 30 para a geração de hidrocarbonetos opcionalmente também compreende as unidades de troca de calor 25, 26, 27 descritas em conjunto na instalação 20 (Fig. 2), em que todas estas operam na forma acima descrita (ver descrição da Fig. 2).

[069] O conversor 31 de CO pode ser qualquer conversor de CO para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados. Na concretização mostrada na Fig. 3, o conversor de CO é de preferência, um conversor Fischer - Tropsch, um conversor Bergius - Pier ou um conversor Pier, com um catalisador adequado e uma unidade de controle da temperatura e/ou pressão.

[070] Em uma concretização, o conversor 31 de CO compreende um conversor Fischer - Tropsch. Um conversor Fischer - Tropsch converte cataliticamente um gás de sintese em hidrocarbonetos e água. Várias modalidades de reatores Fischer - Tropsch e processos de Fischer - Tropsch são conhecidos do perito na arte e não são explicados em detalhe. As principais equações da reação são as seguintes:

[071] n CO + (2n + 1) H2 CnH2n +2 + n H2O para alcanos

[072] n CO + 2n H2 CnH2n + n H2O para alcenos

[073] n CO + 2n H2 - CnH2n + 1OH + (n - 1) H2O para álcoois

[074] Os processos Fischer - Tropsch podem ser realizados como processos de temperatura bastante elevadas ou como processos de baixa temperatura, em que as temperaturas do processo são geralmente na faixa de 200 a 400 °C. Variantes conhecidas do processo Fischer - Tropsch são, entre outros, a sintese Hochlast, a sintese Synthol e o processo SMDS Shell (SMDS = do inglês Shell Middle Distillate Synthesis). Um conversor Fischer - Tropsch, tipicamente produz um composto de hidrocarboneto de gases húmidos (propano, butano), gasolina, querosene, parafina mole, parafina dura, metanol, metano, combustível diesel ou uma mistura de vários destes. É conhecido para o perito na arte que a sintese de Fischer - Tropsch é exotérmica. O calor de reação a partir do processo de Fischer - Tropsch pode ser utilizados, por exemplo, por meio de uma unidade de troca de calor (não mostrado nas figuras), para pré-aquecer o CO2. Como exemplo, um processo de duas etapas para o pré- aquecimento do CO2 para ser introduzido no conversor 9 de CO2 é considerada, em que uma primeira etapa de pré-aquecimento é realizada com o excesso de calor do conversor 31 de CO (na concretização de um conversor Fischer - Tropsch) e, subsequentemente, uma etapa adicional de aquecimento do CO2, por meio do calor a partir de uma ou mais das unidades de troca de calor 25, 26, 27.

[075] Em uma concretização alternativa, o conversor 31 de CO compreende um conversor Bergius - Pier ou uma combinação de um conversor Pier com um conversor MtL (MtL = Metanol- a - liquido).

[076] Em um reator de Bergius - Pier, o processo Bergius - Pier, que é bem conhecido por um perito na arte, ocorre, particularmente que os hidrocarbonetos são produzidos através da hidrogenação do carbono com hidrogênio, em uma reação quimica exotérmica. A faixa de produtos desde o processo Bergius - Pier depende das condições de reação e do controle do processo de reação. Principalmente produtos liquidos são obtidos, que podem ser usados como combustíveis de transporte, por exemplo, os óleos pesados e médios. Variantes conhecidos do processo Bergius - Pier são, por exemplo, o processo de Konsol e o processo H- Carvão.

[077] Na combinação acima mencionada de um conversor Pier, com um conversor MtL, em primeiro lugar o gás de sintese é convertido em metanol de acordo com o processo Pier. O conversor MtL é um conversor que converte metanol a gasolina. Um processo generalizado é o processo MtL da ExxonMobil respectivamente Esso. O material de partida do conversor MtL é tipicamente metanol, por exemplo, a partir do conversor Pier. O produto de saida gerado pelo conversor MtL é tipicamente gasolina, que é adequado para a operação de um motor Otto.

[078] Resumidamente o conversor 31 de CO, independentemente dos princípios de funcionamento explicados acima, gera os hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados a partir de CO e H2 como os seus produtos de saida ou acabados. Por meio de uma unidade de troca de calor, o calor produzido durante o processo de conversão exotérmica do conversor 31 de CO, pode ser usado para aquecer diferentes partes da instalação, ou para gerar energia elétrica a fim de aumentar a eficiência da instalação descrita.

[079] Na medida em que uma mistura de hidrocarbonetos, os quais não podem ser diretamente processados ou vendidos lucrativamente como produto final após a separação e especificação, são obtidos como produtos de saida do conversor 31 CO, estes hidrocarbonetos, por exemplo, metano ou parafinas de cadeia curta, podem ser reciclados pelo processo descrito acima. Para esta finalidade, a unidade 30 compreende uma ligação de reciclagem 39, que pode direcionar uma fração dos hidrocarbonetos gerados sinteticamente de volta para a entrada 4 de hidrocarbonetos do conversor 3 de hidrocarbonetos. Dependendo da composição dos hidrocarbonetos reciclados, sinteticamente produzidos, um tratamento ou etapa de separação de hidrocarbonetos não adequados é realizada antes da introdução dos hidrocarbonetos inadequados na entrada 4 de hidrocarbonetos.

[080] A Fig. 4 mostra uma outra concretização de uma instalação 40 para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados. A instalação 40 compreende a instalação descrita 20 acima para a geração de um gás de sintese, bem como um conversor 31 de CO, como descrito acima com referência à concretização da Fig. 3. A saida de gás de sintese 24, da câmara de mistura 21 está ligada ao conversor 31 de CO. A câmara de mistura 21 é definida de tal forma que ele fornece um gás de sintese especificamente adaptado para as necessidades do conversor 31 de CO em utilização na saida 24 de gás de sintese. Os outros elementos da instalação 40 são os mesmos, como descrito acima e o funcionamento dos elementos individuais é realizada essencialmente na forma descrita acima.

[081] Considera-se que, dependendo do tamanho da instalação, uma pluralidade de conversores de hidrocarbonetos são operados em paralelo, a fim de fornecer a capacidade de conversão desejada. Como mencionado acima, os conversores de hidrocarbonetos podem ser construídos como conversores de hidrocarbonetos de alta temperatura e/ou conversores de hidrocarbonetos de baixa temperatura . Um conversor de hidrocarbonetos de alta temperatura operar a temperaturas acima de 1000 °C e um conversor de hidrocarbonetos de baixa temperatura opera a temperaturas entre 200 e 1000 °C, em que uma fonte adicional de energia, por exemplo, uma unidade de micro-ondas, podem ser fornecidos, a fim de alcançar a decomposição dos hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio.

[082] Como um exemplo de uma instalação com uma pluralidade de conversores de hidrocarbonetos operando em paralelo, a Fig. 5 mostra uma outra concretização da instalação 30 para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados. A Fig. 5 utiliza os mesmos numerais de referência que as concretizações anteriores, na medida em que os mesmos elementos ou elementos similares são descritos. Na concretização mostrada na Fig. 5, uma combinação de um conversor de hidrocarbonetos de alta temperatura 3a e um conversor de hidrocarbonetos de baixa temperatura 3b é mostrada, em vez de um único conversor 3 de hidrocarbonetos.

[083] Um conversor de hidrocarbonetos de alta temperatura 3a compreende uma entrada 4a, uma primeira saida 5a para descarregar o carbono e uma segunda saida 6a para descarga o hidrogênio. Mais uma vez, uma única saida 5a pode ser prevista para uma mistura (em particular um aerossol) de carbono e hidrogênio. A saida 5a está ligada à entrada 11 do conversor 9 de CO2 por uma ligação 8. A saida 6a opcional do conversor 3a de hidrocarbonetos de alta temperatura é ligado à entrada 33 do H2 do conversor 31 de CO. O conversor 3a de hidrocarbonetos de alta temperatura pode compreender, opcionalmente, uma outra saida de carbono (não mostrada na Fig. 5) .

[084] O conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura compreende uma câmara de processo com uma entrada 4b de hidrocarbonetos, uma primeira saida 5b para desviar o carbono, uma segunda saida 6b para descarga do hidrogênio e uma terceira saida 7b opcional para a descarga do carbono. De preferência, o conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura compreende uma unidade de separação para a separação do hidrogênio e carbono após a decomposição e para direcionar o hidrogênio e o carbono para as respectivas saidas. A primeira saida 5b está opcionalmente ligada à entrada 11 do conversor 9 de CO2 através da ligação 8, mas pode também ser ligada a uma unidade coletora de carbono. A saida 6b do conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura está ligada à entrada 33 de H2 do conversor 31 de CO. A terceira saida 7b opcional está ligada a uma unidade de coleta de carbono a partir da qual o carbono coletado pode ser retirado, por exemplo, como o negro de fumo, carvão ativado ou uma outra forma.

[085] O hidrocarboneto introduzido na entrada 4a de hidrocarbonetos e o hidrocarboneto introduzido na entrada 4b de hidrocarbonetos pode ser o mesmo hidrocarbonetos ou podem ser hidrocarbonetos diferentes. Um hidrocarboneto a partir de uma primeira fonte de hidrocarbonetos pode ser introduzido na entrada 4a hidrocarbonetos, por exemplo, o gás natural a partir de uma fonte de gás natural. No entanto, por exemplo, um hidrocarboneto funcionalizado e/ou não - funcionalizado, gerado sinteticamente pode ser introduzido na entrada de hidrocarbonetos 4b do conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura, por exemplo, através da ligação de reciclagem 39 opcional anteriormente mencionada. Devido à utilização de vários conversores paralelos operando hidrocarbonetos 3a, 3b, a instalação 30 pode ser dimensionada mais facilmente, pode ser controlada mais facilmente, e diferentes tipos de carbono podem ser produzidos.

[086] Além disso, o conversor de hidrocarbonetos 3a de alta temperatura pode, por exemplo, ser utilizado vantajosamente para gerar carbonos "quentes", de preferência a uma temperatura superior a 1000 °C, durante o processo de conversão do CO2 no conversor 9 de CO2. Em particular, o conversor 3a de hidrocarbonetos de alta temperatura pode operar neste caso, sem uma unidade de separação, uma vez que a mistura C - H2, obtido por decomposição, podem ser introduzidos diretamente no conversor de CO2. Neste caso, o conversor 9 de CO2 produz um gás de sintese com uma proporção de C- H2 de mistura de, por exemplo cerca de 1:1 na saida.

[087] O conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura, no entanto, é usado principalmente para fornecer hidrogênio adicional para a geração de um gás de sintese ou uma mistura de C - H2 possuindo uma proporção de C- H2 da mistura superior a 1:1, em particular superior a 1: 2 no conversor 31 de CO. Como nenhuma transferência de calor a partir do conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura para um processo subsequente é necessário, o conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura pode vantajosamente ser operado a temperaturas inferiores a 1000 °C e de preferência à temperatura mais baixa possivel.

[088] Assim, uma parte do carbono produzido nos conversores hidrocarbonetos 3a, 3b (de preferência a porção à partir do conversor 3a de hidrocarbonetos de alta temperatura) pode ser introduzido no conversor 9 de CO2, durante a operação da instalação 30, enquanto que uma outra porção (de preferência, a porção do conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura) pode ser descarregada a partir do processo como matéria-prima para a produção de outros produtos. Tais produtos são, por exemplo, o negro de fumo ou fuligem industrial, o carvão ativado, os tipos especiais de carbono, tais como discos de carbono e cones de carbono, etc, que são obtidos como matéria negra em pó sólida. Este carbono é um importante produto da técnica, que pode ser usado, por exemplo, como material de enchimento na indústria da borracha, como fuligem de pigmento para as cores de impressão, tintas, corantes ou como material de partida para a geração de componentes elétricos, por exemplo, baterias de zinco - carbono e para a produção de cátodos ou ânodos. Qualquer excesso de hidrogênio pode ser descarregado para a indústria quimica ou pode ser usado para gerar eletricidade (por queima), por meio do qual o conversor 3b de hidrocarbonetos de baixa temperatura é de preferência operado de tal forma que ele somente proporciona o hidrogênio adicional necessário.

[089] A Fig. 6 mostra uma concretização alternativa da instalação 40 acima descrita para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, para que uma pluralidade de conversores de hidrocarbonetos de alta temperatura e/ou de baixa temperatura paralelamente operados são também fornecidos.

[090] A instalação 40 para geração de hidrocarbonetos representada na Fig. 6 difere da instalação 30 mostrada na Fig. 5, de tal maneira que uma câmara de mistura 21 está localizada a montante do conversor 31 de CO. A câmara de mistura 21 mistura um gás de sintese especificamente adaptado ao conversor 31 de CO e fornece o gás de sintese para o conversor 31 de CO. Os elementos representados na Fig. 6 já foram descritos acima e trabalham de acordo com os princípios acima descritos. Portanto, nenhuma descrição detalhada é dada, a fim de evitar repetições.

[091] As Fig. 7 e 8 mostram concretizações das instalações 20 e 30, compreendendo uma primeira unidade 25 de troca de calor, uma segunda unidade 26 de troca de calor e uma terceira unidade de troca 27 de calor, em que cada uma está ligada a um dispositivo motor/gerador 45. O dispositivo motor/gerador 45 está adaptado para gerar eletricidade, pelo menos, parcialmente a partir do calor excedente a partir de diferentes partes da instalação, em que a referida energia elétrica tanto pode ser alimentada na rede principal ou pode ser utilizada para operar a instalação 20, especialmente o conversor(es) de hidrocarbonetos. Além disso, o dispositivo motor/gerador 45 pode ser ligado a uma unidade de troca de calor (não mostrada na. Fig. 8), a qual dissipa o calor gerado pelo processo de conversão exotérmica ocorrendo no interior do conversor 31 de CO. Assim, por um lado, o conversor de CO pode ser refrigerado de uma maneira controlada e regulada, o que é vantajoso para o funcionamento do processo, e, por outro lado, a eletricidade pode ser gerada. O dispositivo motor/gerador 45 pode ser qualquer dispositivo que é adaptado para transformar a energia térmica em energia elétrica, por exemplo, uma combinação de uma turbina a vapor e um gerador ou um motor de pistão e um gerador.

[092] Durante a operação, o dispositivo motor/gerador 45 transforma o calor excedente da instalação em eletricidade, ou seja, o calor que não é necessário para a conversão de CO2.

[093] O dispositivo motor/gerador 45 e as unidades de troca de calor 25, 26 e 27 são elementos opcionais que podem ser utilizados em todas as instalações acima descritas. Devido à temperatura de funcionamento do respectivo conversor de hidrocarbonetos 3, 3a, 3b, o carbono descarregado a partir das respectivas segundas saidas 7, 7a, 7b também contém quantidades significativas de energia calorífica. Dependendo da temperatura desejada do carbono descarregado, uma grande quantidade desta energia calorifera pode ser dissipada por meio de unidades de troca de calor (não mostradas nas figuras) e o calor pode ser reutilizado nos processos aqui descritos e/ou podem ser transformados em eletricidade usando o dispositivo motor/gerador de 45.

[094] Nas instalações 30 e 40 para a geração de hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, a refrigeração do hidrogênio a partir dos conversores de hidrocarbonetos 3, 3A, 3B e/ou a refrigeração do CO a partir do conversor 9 de CO2 é realizada apenas na medida em que a temperatura dos hidrocarbonetos e do hidrogênio não cai abaixo da temperatura de funcionamento do conversor 31 de CO. A temperatura de funcionamento do conversor 31 de CO é, geralmente, entre 200 e 400 °C, dependendo do processo escolhido.

[095] Em todas as instalações descritas acima, o conversor de hidrocarbonetos 3, pode ser um reator de alta temperatura de funcionamento a uma temperatura de mais de 1000 °C (por exemplo, um reator Kvaerner de alta temperatura) ou um reator de baixa temperatura que opera a uma temperatura entre 200 °C e 1000 °C (por exemplo, um reator Kvaerner de baixa temperatura). Um reator de baixa temperatura presentemente testado opera a temperaturas entre 300 e 800 °C. No caso de um reator de baixa temperatura operando, a temperaturas entre 200 e 800 °C, se considera que o carbono introduzido é pré-aquecido na conexão 8 entre o conversor 3 de hidrocarbonetos e o conversor 9 de CO2, como o conversor 9 de CO2 opera a temperaturas entre 800 e 1000 °C. Além disso, é evidente a partir das Figs. 7 e 8, que uma combinação entre os conversores de alta temperatura e/ou conversores de baixa temperatura pode ser utilizada em todas as instalações 1, 20, 30 e 40 descritas acima.

[096] Em todas as instalações 1, 20, 30 e 40 descritas acima, uma parte do carbono gerada nos conversores de hidrocarbonetos 3, 3a, 3b pode ser descarregada como negro de fumo, como carvão ativado ou outra matéria prima, desde que o referido carbono não seja convertido no conversor 9 de CO2 da instalação 1, 20, 30, 40. Deve ainda ser notado que também uma parte do hidrogênio produzido no conversor 3 de hidrocarbonetos pode ser descarregada diretamente do processo e pode ser vendida como uma commoditie. Além disso, os hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados indesejados gerados no conversor 31 de CO pode ser devolvido e alimentado às entradas de hidrocarbonetos 4, 4a, 4b do conversor 3 de hidrocarbonetos em todas as instalações 30 e 40 descritas acima.

[097] Deve ser considerado que o CO2 introduzido no conversor 9 de CO2 é um gás de escape a partir de uma central elétrica de combustão ou que o CO2 é gerado em um outro processo industrial. Recentemente, a ênfase é colocada na liberação de pequenas quantidades de CO2 no meio ambiente, como o CO2 é visto como um poluente climático. Nos gases de escape acima mencionadas, o CO2 é misturado com outros gases, incluindo, entre outras, uma grande quantidade de nitrogênio a partir do ar. Com nenhuma das instalações 1, 20, 30, 40 descritas acima é necessária para separar o nitrogênio, antes da introdução da mistura de CO2 e de outros gases para o conversor 9 de CO2. Quando esses outros gases estão presentes apenas em pequenas quantidades ou são quimicamente inertes (por exemplo, nitrogênio), a operação do conversor 9 de CO2 não está comprometida pelos gases adicionais. Um componente residual de oxigênio é queimado no conversor de CO2 a alta temperatura de operação na presença de carbono.

[098] Seguem alguns exemplos para maiores esclarecimentos:

[099] Exemplo 1: instalação neutra de gás CO2

[100] Por meio de um reator Kvaerner como o conversor 3 de hidrocarbonetos, o metano é decomposto em carbono e hidrogênio. Para cada átomo de carbono, duas moléculas de hidrogênio são obtidos (CH4 -► C + 2 H2) . A partir de uma estação de alimentação de gás natural convencional, por exemplo, do tipo Irsching IV, fabricado pela Siemens AG, com uma capacidade nominal de 561 MW, o CO2 contido no gás de escape é introduzido no conversor 9 de CO2 - cerca de 1,5 milhões de toneladas ano. O CO2 do gás de escape da instalação de alimentação de gás natural é reduzida pela metade do carbono descarregado a partir do conversor 3 de hidrocarboneto. O hidrogênio a partir do conversor de hidrocarboneto 3 é refrigerado e o calor dissipado é transformado em energia elétrica por meio de um dispositivo 45 motor/gerador. O CO2 da instalação de gás natural é dirigido sobre o carbono quente dentro do conversor 9 de CO2 e é convertido em duas vezes a quantidade de monóxido de carbono de acordo com o equilíbrio Boudouard (CO2 + C ->■ 2 CO) . O monóxido de carbono quente que sai do conversor 9 de CO2 é refrigerado, e o calor dissipado é transformado em eletricidade. O monóxido de carbono a partir do conversor 9 de CO2 (equilíbrio de Boudouard) e o átomo de hidrogênio a partir do conversor 3 de hidrocarbonetos (processo Kvaerner) são convertidos em um conversor 31 de CO (instalação Fischer - Tropsch), para formar hidrocarbonetos. Um módulo de sintese de parafina pesado ligado a um subsequente módulo de conversão de parafina pesada do processo SMDS (=processo de sintese Shell Middle Distillate) fabricado pela Shell é o preferido. O calor a partir do processo é transformado em eletricidade. A natureza dos hidrocarbonetos resultantes depende do processo de Fischer - Tropsch escolhido e pode ser variado no processo Shell SMDS.

[101] Na instalação especifica de gás natural (561 MW) com um rendimento de 60,4%, assumindo uma eficiência de 60% ao transformar o calor do processo em eletricidade e assumindo uma eficiência de 50% quando se transforma o calor dissipado em energia elétrica, o processo tem os seguintes parâmetros:

Exemplo 2: Instalação Gás-a-liquido

[102] Se a instalação do exemplo 1 é operada sem transformar o calor do processo e o calor dissipado em eletricidade, então nenhuma quantidade significativa de eletricidade é gerada. Neste caso, o exemplo é um processo para a conversão de materiais gasosos (dióxido de carbono e metano) em combustíveis líquidos (combustíveis Otto e Diesel, querosene), ou seja, uma instalação Gás-a-liquido ou GTL. No presente exemplo, uma quantidade adicional de carbono é produzida. Os parâmetros são como se segue:

[103] A invenção foi explicada em detalhes no que diz respeito às concretizações e exemplos específicos, sem estar limitado a estes exemplos. Em particular, os elementos das concretizações individuais podem ser combinadas e/ou trocadas umas com as outras, se compatíveis. A pessoa qualificada tomará consciência de que múltiplas modificações e desvios dentro do escopo das seguintes reivindicações. Em uma concretização particularmente simples da instalação para gerar hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, o conversor de CO2 pode ser concebido, por exemplo, como um tubo simples (por exemplo, como um tubo de saida de um conversor de hidrocarbonetos de alta temperatura não tendo uma unidade de separação) , no qual um tubo de CO2 conduz ao dito tubo. O tubo de CO2 deve se juntar ao dito tubo de tal forma que os dois fluxos de gás ficam bem misturados. O tubo deve ser isolado e pode ser conectado a uma unidade de aquecimento, por exemplo, a uma seção da entrada, de modo a aquecer o tubo (especialmente no inicio da operação) para uma temperatura de funcionamento. Mais a jusante, o tubo pode ser ligado a uma unidade de troca de calor adaptada para extrair o excesso de calor e utilizar este calor para o aquecimento de outros setores da instalação e/ou para a geração de eletricidade. Além disso, o tubo pode compreender um tubo de entrada para hidrogênio (por exemplo, a jusante da unidade de troca de calor), de modo o mesmo tubo não somente funciona como um conversor de CO2, mas também funciona como uma câmara de mistura para a geração de um gás de sintese. O tubo de entrada para o hidrogênio pode se originar, por exemplo, a partir de uma saida de hidrogênio de um conversor de hidrocarbonetos de baixa temperatura (com uma unidade de separação). Neste caso, uma extremidade de saida do tubo, em que um gás de sintese com uma razão de mistura pré-determinada pode ser descarregada, a saida pode acabar em um conversor de CO.

Claims

1. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO CO2 EM MONÓXIDO DE CARBONO CO, caracterizado por compreender as seguintes etapas: decompor um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, por meio da introdução de energia em um conversor de hidrocarbonetos, a energia sendo, pelo menos, parcialmente fornecida pelo calor, em que o carbono e o hidrogênio têm uma temperatura de pelo menos 2 00 °C após a etapa de decomposição; direcionar pelo menos uma parte do carbono gerado pela etapa de decomposição a partir do conversor de hidrocarbonetos em um conversor de CO2; introduzir o gás CO2 a partir de uma usina de energia ou de outro processo industrial ao conversor de CO2; misturar o gás CO2 com, pelo menos, uma parte do carbono gerado na etapa de decomposição, em que depois de se misturar o carbono com o gás CO2, o carbono obtido na etapa de decomposição ter refrigerado até não mais do que 50% em °C em relação à sua temperatura depois da etapa de decomposição; converter, pelo menos, uma porção do gás CO2 e o carbono obtido através da etapa de decomposição em CO, a uma temperatura entre 800 e 1700 °C.

2. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE CO2 EM CO de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de decomposição ocorrer a uma temperatura acima de 1000 °C, e em que o carbono é misturado com o gás CO2 a uma temperatura de pelo menos 800 °C; em que o calor necessário para atingir a temperatura de entre 800 e 1700 °C para a conversão de CO2 se origina essencialmente completamente a partir do calor que é fornecido para a decomposição do fluído contendo hidrocarboneto.

3. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE C02 EM CO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo carbono obtido pela etapa de decomposição e o hidrogênio obtido pela etapa de decomposição serem misturados conjuntamente com o gás CO2.

4. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE CO2 EM CO de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo carbono obtido pela etapa de decomposição ser separado do átomo de hidrogênio obtido pela etapa de decomposição antes da etapa de misturar o carbono com o gás CO2.

5. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE C02 EM CO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos uma porção do calor de pelo menos uma parte do carbono obtido pela da etapa de decomposição e/ou uma porção do hidrogênio obtido pela etapa de decomposição e/ou uma porção do CO, após a etapa de conversão, ser usada para aquecer o gás CO2 antes da mistura do gás CO2 com carbono e/ou ser usada para a geração de eletricidade, em que a eletricidade pode ser fornecida particularmente como um portador de energia para a introdução de energia para a decomposição do fluido contendo hidrocarbonetos.

6. MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE C02 EM CO de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela energia ser introduzida primeiramente por meio de um plasma, particularmente em um reator Kvaerner.

7. MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE, caracterizado pelo CO2 ser convertido em CO conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores; em que o hidrogênio é misturado com o CO.

8. MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo hidrogênio ser gerado pela decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, pela introdução de energia que é, pelo menos, parcialmente fornecida pelo calor; e em que particularmente pelo menos uma parte do hidrogênio ser gerada pela decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos a uma temperatura abaixo de 1000 °C, particularmente abaixo de 600 °C, por meio de um plasma de micro-ondas.

9. MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NÃO FUNCIONALIZADOS, caracterizado por primeiramente um gás de sintese ser gerado de acordo com o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, e em que o gás de sintese é colocado em contato com um catalisador adequado, de modo a provocar a conversão do gás de síntese em hidrocarbonetos sintéticos funcionalizados e/ou não funcionalizados, em que a temperatura do catalisador e/ou gás de síntese é controlada em circuito aberto ou circuito fechado regulado para uma faixa pré-determinada de temperatura.

10. MÉTODO PARA A GERAÇÃO DE HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NÃO FUNCIONALIZADOS de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela conversão do gás de síntese ocorrer por meio um dos seguintes: um processo Fischer-Tropsch, um processo SMDS, um processo Bergius-Pier, um processo Pier ou uma combinação de um processo Pier e um processo de MtL.

11. APARELHO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO CO2 EM MONÓXIDO DE CARBONO CO caracterizado por compreender: um conversor de hidrocarboneto para a decomposição de um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, em que o conversor de hidrocarbonetos compreende pelo menos uma câmara de processo que tem pelo menos uma entrada de um fluido contendo hidrocarbonetos e pelo menos uma saida para o carbono e/ou hidrogênio e em que o conversor de hidrocarbonetos compreende pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo, a energia consistida pelo menos parcialmente em calor; um conversor de CO2 para a conversão de CO2 em CO, o conversor de CO2 compreendendo pelo menos uma outra câmara de processamento tendo, pelo menos, uma entrada para o CO2, adaptado para introduzir CO2 a partir de uma instalação elétrica ou de outro processo industrial no conversor de CO2, pelo menos uma entrada para, pelo menos, carbono, e pelo menos uma saida, em que a entrada de, pelo menos, carbono é diretamente ligada à pelo menos uma saida do conversor de hidrocarboneto.

12. APARELHO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO CO2 EM CO de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo ser concebida de tal forma que ela pode gerar, pelo menos localmente, temperaturas superiores a 1000 °C e/ou em que pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processamento compreende preferivelmente uma unidade de plasma em um reator Kvaerner, em particular uma unidade de plasma de micro-ondas.

13. APARELHO PARA A CONVERSÃO DE DIÓXIDO DE CARBONO C02 EM MONÓXIDO DE CARBONO CO de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pela câmara de processo do conversor de CO2 ser formada por um tubo de saida do conversor de hidrocarbonetos, em que o tubo de saída é ligado a uma entrada para o gás CO2 e/ou em que é fornecida ainda uma unidade de separação para a separação do carbono obtido por decomposição e o hidrogênio obtido por decomposição, e em que saídas separadas são fornecidas para os materiais separados provenientes da unidade de separação, em que a saída para o carbono está ligada ao conversor de CO2.

14. APARELHO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE caracterizado por compreender um aparelho conforme definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 13 e, pelo menos, um tubo de entrada separado para hidrogênio conduzido ao conversor de CO2 ou a uma câmara de mistura localizada a jusante.

15. APARELHO PARA A GERAÇÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE de acordo com a reivindicação 14 tendo pelo menos um conversor de hidrocarbonetos adicional para decompor um fluido contendo hidrocarbonetos em carbono e hidrogênio, o conversor de hidrocarbonetos caracterizado por compreender: pelo menos uma câmara de processamento tendo, pelo menos, uma entrada para o fluido contendo hidrocarbonetos; pelo menos uma unidade para a introdução de energia na câmara de processo, a energia, pelo menos, parcialmente constituída por calor; uma unidade de separação para a separação do carbono obtido por decomposição e o hidrogênio obtido por decomposição, a unidade de separação com saídas separadas para o carbono e o hidrogênio, em que a saida para o hidrogênio está ligada à entrada separada para o hidrogênio; em que, preferivelmente, pelo menos um conversor adicional de hidrocarboneto ser do tipo de realização de decomposição a temperaturas abaixo de 1000 °C, particularmente abaixo de 600 °C por meio de um plasma de micro-ondas.

16. APARELHO PARA A CONVERSÃO DE UM GÁS DE SÍNTESE EM HIDROCARBONETOS SINTÉTICOS FUNCIONALIZADOS E/OU NÃO FUNCIONALIZADOS caracterizado por compreender: um aparelho conforme definido em qualquer uma das reivindicações 14 ou 15; e um conversor de CO tendo uma câmara de processo, em que um catalisador está localizado, e meios para colocar o gás de sintese em contato com o catalisador, e uma unidade de controle de circuito fechado controlando ou um circuito fechado regulando a temperatura do catalisador e/ou o gás de sintese a uma temperatura pré-determinada.

17.APARELHO de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo conversor de CO compreender pelo menos um dos seguintes: um conversor Fischer-Tropsch, um conversor SMDS, um conversor Bergius-Pier, um conversor Pier ou uma combinação de um conversor Pier e um conversor de MtL.