CN102666370A - 由含碳材料生产合成烃的方法 - Google Patents

由含碳材料生产合成烃的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102666370A
CN102666370A CN2010800398485A CN201080039848A CN102666370A CN 102666370 A CN102666370 A CN 102666370A CN 2010800398485 A CN2010800398485 A CN 2010800398485A CN 201080039848 A CN201080039848 A CN 201080039848A CN 102666370 A CN102666370 A CN 102666370A
Authority
CN
China
Prior art keywords
basic production
module
synthetic hydrocarbon
carbonaceous material
production unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800398485A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102666370B (zh
Inventor
米歇尔·勒孔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A HAIFA
Areva SA
Original Assignee
A HAIFA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A HAIFA filed Critical A HAIFA
Publication of CN102666370A publication Critical patent/CN102666370A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102666370B publication Critical patent/CN102666370B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/026—Increasing the carbon monoxide content, e.g. reverse water-gas shift [RWGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1684—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with electrolysis of water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

本发明提供了一种由至少一种含碳材料生产合成烃的方法，所述方法包括下列步骤：-评估在确定地域可得的所述含碳材料的源；-由所述源，确定合成烃的总生产能力；-由所述总生产能力，确定获得该总生产能力所需的基本生产单元的数量，每个基本生产单元的基本生产能力为每天100至1000桶合成烃；-在所述地域内建设所述数量的基本生产单元；-将所述含碳材料从所述地域运输至基本生产单元；-由运输来的含碳材料，在基本生产单元内生产合成烃。

Description

由含碳材料生产合成烃的方法
技术领域
本发明一般涉及由含碳材料生产合成烃的方法。
背景技术
现今已知的由含碳材料生产合成烃的方法应用于生产能力大的装置，如具有每天10000或20000桶(barrel)的烃生产能力。
这种设备不得不挨着非常大的含碳材料的源建设，或不得不由较大地域内分布的很多小源进行供给。
大的源并不存在很多。此外，当由分布在大地域内的很多源完成供给时，某些源必然在较远的位置。供给生产合成烃的装置需要进行多次运输，非常耗能。
发明内容
在此情况下，本发明旨在提出一种生产合成烃的方法，该方法可以远离含碳材料的大源进行应用，供给能耗低。
有鉴于此，本发明涉及一种由至少一种含碳材料生产合成烃的方法，该方法包括以下步骤：
-评估在确定地域内可得的所述含碳材料的源；
-由所述源，确定合成烃的总生产能力；
-由所述总生产能力，确定获得该总生产能力所需的基本生产单元的数量，每个基本生产单元的基本生产能力为每天100至1000桶合成烃；
-在所述地域内，建设所述数量的基本生产单元；
-将所述含碳材料从所述地域运输至基本生产单元；
-由运输来的含碳材料，在基本生产单元内生产合成烃。
该方法可能具有一个或多个下列特征，这些特征单独地或者根据所有技术上可能的组合进行考虑：
-该地域的表面积小于10000km2；
-所述含碳材料的源来源于多个局域源，基本生产单元建设在同一地点，该地点与每个含碳材料的源之间的距离小于200km；
-所述含碳材料的源来源于多个局域源，基本生产单元建设在同一地点，选择所述地点，以使所述含碳材料的源与所述地点之间的平均距离小于100km；
-每个基本生产单元的基本生产能力为每天100至500桶合成烃；
-每个基本生产单元包括：
用于生产第一气流的模块，该第一气流至少包括来自含碳材料的一氧化碳和二氧化碳。
用于将第一气流中的至少一部分二氧化碳转化为一氧化碳的模块。
用于由至少第一气流的一氧化碳和来自转化模块的一氧化碳，至少生产一种第一合成烃流的模块。
电解器，该电解器能够向转化模块和生产第一烃流的模块提供氢气，并可选地向生产第一气流的模块提供氧气。
-转化模块和生产第一合成烃流的模块专用于相应的基本生产单元；
-生产第一气流的模块专用于相应的基本生产单元；
-生产第一气流的模块由至少两个基本生产单元共用；
-每个基本生产单元包括后处理模块，该后处理模块用于由第一合成烃流生产至少一种第二合成烃流，且该后处理模块专用于相应的基本生产单元；
-每个基本生产单元包括后处理模块，该后处理模块用于由第一合成烃流生产至少一种第二合成烃流，且该后处理模块由至少两个基本生产单元共用；
-电解器专用于相应的基本生产单元；
-从配电网络向基本生产单元的电解器提供电力，该配电网络除了向基本生产单元以外还向至少一个电气用户提供服务，该方法包括以下步骤：
评估配电网络上可得的电力；
根据可得的电力，从电网络至少部分撤回至少一个基本生产单元。
附图说明
通过下述参考下列附图进行的详细说明，本发明的其它特征和优点将清晰可见，且这些详细说明仅用作指示目的，但决不构成限制，其中：
图1是示出了本发明过程主要步骤的步骤图；
图2是图1中方法的相关地域的示意图；
图3是图2中某些地域中含碳材料源的示意图；
图4是图3中的地域中用于生产合成烃的装置的示意图，表明每个装置都由几个模块组成；
图5是用于本发明第一实施例的图4所示装置的模块的示意图；以及
图6是用于本发明第二实施例的与图5所示相似的示意图。
具体实施方式
图1中示意性示出的过程旨在优化在地理区域内由含碳材料进行的合成烃的生产，特别是优化生产装置的含碳材料供给的物流运作。
该方法包括下列步骤：
一在相关地理区域内选择一个或多个地域，以提供含碳材料；
一评估每个地域内可得的含碳材料的源；
-由所述评估的源，确定合成烃的总生产能力；
-由总生产能力，确定获得该总生产能力所需的基本生产单元的数量，每个基本生产单元的基本生产能力是每天100至1000桶合成烃；
-在每个相关地域中，选择建设基本生产单元的地点；
-在每个地域的保留地点上建设确定数量的基本生产单元；
-将含碳材料从地域运输至基本生产单元；
-由运输来的含碳材料，在基本生产单元中生产合成烃。
本过程中考虑的地理区域可以是整个国家，如图2所示，如法国。
相关地理区域还可以只是一个国家的一部分，或者，反之，可以包括几个小面积的国家。
在相关地理区域内，选择地域以提供含碳材料，如图2中的地域T1至T5。用于生产合成烃的装置将会安装在每个地域内。可依据下列标准选择这些地域：
-表面积小于10000km2；
-地域内可得含碳材料源大于每年300000吨干的生物质的当量。
通常，含碳材料的源有两种：
-不可再生的碳源，如煤炭型，鼓风炉或水泥加工中的燃烧烟气。
-可再生的碳源，如植物废弃物、动物废弃物、城市垃圾分类的有机部分等。不可再生的碳源通常比较集中(矿、工厂)。另一方面，可再生的碳源则很少集中，它们大多分布在整个地域内。
在本过程中，更着重考虑可再生的碳源。
因此，含碳材料可包括下列一种或多种下列元素：
-城市垃圾；
-动物废弃物；
-生物质；
-塑料材料，如聚乙烯等。
为了减少含碳材料源和生产合成烃的装置之间的运输，重要的是相关地域不能太大，并具有足够的含碳材料的源。
因此，针对每个选择的地域，评估可得的含碳材料的源。为此，如图3所示，在每个地域内确定一个或多个含碳材料源，在图3的地域T1和地域T3中标记为R1至R5和R’1至R’7。评估每个源可提供给生产合成烃装置的含碳材料的量。这个量例如是以每年碳(按吨计)的流量。
在下列步骤中，确定从每个地域的源可获得的总合成烃生产能力。该操作是标准尺寸标注操作，在此不再详述。只需要特别指出的是总生产能力取决于待生产的合成烃的特性和保留的生产过程。可以选择合成烃，使得装置基本上生产柴油，和/或煤油，和/或任何预期的其它类型的烃。
在下一步骤中，由每个地域的总生产能力，确定为获得该总生产能力而必须应用的基本生产单元的数量。
基本生产单元为标准单元，所有单元都是一样的，具有相同的基本生产能力。只有用于准备原材料的模块取决于原材料的特性。
典型地，基本生产能力为每天100至1000桶合成烃，典型的是，每天100至500桶合成烃。基于现今已知用于生产合成烃的装置，每个基本生产单元的生产能力都低。
因此，在本发明的方法中，在每个地域中建设大量基本生产单元，这些基本生产单元可以不一样，取决于所述地域内可得含碳材料资源。如图4所示，用于在地域T1生产合成烃的装置I1可包括5个基本生产单元，而用于地域T3的生产合成烃的装置13仅包括3个基本生产单元。在图4中，每个基本生产单元都用矩形示出。
典型的是，每个生产合成烃的装置包括1至20个基本生产单元，比较典型的是，1至10个基本生产单元。
在下一步骤中，在每个地域中选择建设生产合成烃的装置的地点。同一装置的所有基本生产单元都建设在同一地点。
优选的是，选择该地点，以使所有含碳材料源与该地点之间的距离都小于200km。优选地，选择该地点，以使该地点与每个含碳材料源之间的距离小于100km。
或者，选择该地点，以使该地点与含碳材料源之间的平均距离小于100km，优选小于50km。
该地点与给定含碳材料源之间的距离的计算有很多方式，特别取决于源的特性。如果源是局域性的，如，在来源于垃圾分类站的城市垃圾的情况下，保留的距离将与分类站和该地点之间的距离相对应。如果源是地理延伸的，如在生物质产生于分布在某一表面积上的一些场所的情况下，则可以考虑例如所述表面积的地理中心和该地点之间的距离。距离可通过多种别的方式进行计算，在此不再详述。
每个地域的地点一旦选择完毕，在这些地点上建设确定数量的基本生产单元。
每个地域的装置的运转，是通过将含碳材料从所述地域的不同源运输至基本生产单元，并由运输来的含碳材料在不同基本生产单元中生产合成烃。然后分配合成烃。这些合成烃可仅分配在相应的地域内，或者，反之，分配在更广阔的地理区域内。
在本发明第一实施例中，如图5所示，同一装置的每个基本生产单元实际上都是完全独立于其它基本生产单元的。例如，每个基本生产单元的类型为申请号为US12/319861的美国专利申请中描述的类型。或者，如图5所示，每个基本生产单元可包括下列模块：
-用于由含碳材料生产第一气流12的模块10，该第一气流至少包括一氧化碳和二氧化碳；
一模块14，用于调节第一气流12，使第一气流中的一氧化碳和二氧化碳与其它可能气体分离；
-模块16，用于将二氧化碳转化为一氧化碳；
-模块18，用于将一氧化碳转化为二氧化碳；
-模块20，用于由一氧化碳生产第一合成烃流；
-后处理模块22，用于由第一合成烃流生产第二合成烃流；
-电解器24。
每个模块10、14、16、18、20、22和电解器24都专用于相应的基本生产单元。换而言之，每个基本生产单元都包括特有的模块10、14、16、18、20、22和电解器24。
生产第一气流的模块10例如是气化炉。该气化炉可以是部分氧化类型、或者是蒸汽气化炉、或者是应用上述两种方法的气化炉(POS型)。通过线路26向模块10供给含碳材料，通过线路28向模块10供给来自电解器24的氧气。
调节模块14将第一气流分离为两个流，第二气流30主要包括CO2，第三气流32主要包括CO。该调节模块14为已知类型，在此不多做描述。
转化模块16为水汽反变换(Reverse Water Gas Shift，RWGS)型。通过线路30供给CO2，通过线路32供给来自电解器24的氢气。在转化模块16中，根据下列一般化学方程式，将CO2转化为CO：
CO2+H2→CO+H2O
例如，水回收至电解器24中。CO通过线路36离开转化模块。
将CO转化为CO2的模块例如为水汽变换(Water Gas Shift，WGS)型。通过线路38供给来自气体调节模块的CO。线路38作为线路32的旁路进行安装。通过线路40也向转化模块18供给来自模块外部的水。根据下列一般化学方程式，转化模块18可将CO转化为CO2：
CO+H2O→H2+CO2
H2通过线路42离开转化模块18。CO2通过线路44离开转化模块18。
通过线路44离开转化模块18的CO2被释放到大气中或以气态或液态形式进行储存。
生产第一合成烃流的模块20例如是根据费-托(Fischer-Tropsch)过程操作。该过程是已知的过程，在此将不做详述。通过线路32向模块20供给CO，模块20还通过线路36接收CO。线路36直接向模块20进行供给，或者通过线路32向模块20进行供给，如图5所示。还向模块20供给氢气H2。模块20通过线路46接收来自电解器24的H2，还通过线路42接收来自转化模块18的氢气。
在生产模块20中，一氧化碳和氢气在催化剂作用下反应，形成大量的合成烃。该第一合成烃流通过线路48离开生产模块20。
后处理模块22由第一合成烃流生产出第二合成烃流和第三合成烃流。模块22本身是石油领域中已知类型的精炼单元。第二流例如与生产装置最终产物相对应。因此，第二流为例如柴油燃料或煤油等。第三流例如与模块22的副产物中除了最终产物之外的副产物相对应。例如，第三流包括石脑油或其它类型的产物。
第二合成烃流通过线路50离开模块22，第三合成烃流通过线路52离开模块22。
将第二流和第三流收集到储存罐内，或者可以回收至装置中。
为了由水产生氧气和氢气，提供已知类型的电解单元24，且通过局域配电网络提供电力。氧气通过线路28离开电解器，氢气则是通过线路54离开电解器。
基本生产单元还包括用于控制不同模块10、14、16、18、20和22的装置和用于驱动电解器24的装置。这些装置并没有在图中示出。它们是特别地用于选择性地分配通过线路54离开电解器的氢流进入线路34或线路46。此外，这些装置还用于选择性地分配离开气体调节模块14的CO流进入生产模块20和/或转化模块18。
可通过例如下列方式控制生产单元。当网络内可得大量电力时，控制装置将离开模块14的CO导向生产模块20。因此，转化模块18处于停止状态。此外，使用电解器以产生大量的氢气，部分氢气导向转化模块16，部分氢气导向生产模块20。
相反，当网络内可获得的电力较少时，控制装置将流出调节模块14的CO部分导向转化模块18，部分导向生产模块20。另一方面，转化模块16停止工作。将所有离开电解器的氢气通过线路46导向生产模块20。电解器低容量运行，产生比第一种情况少的氢气。将气体调节单元14中分离出来的CO2通过线路56引导向基本生产单元外部。
现将结合图6详述本发明第二实施例。下面将只详述第二实施例不同于第一实施例的要点。两个实施例中的相同的或提供相同功能的元素将通过相同附图标记指定。
应用于第二实施例的每个基本生产单元的过程与应用于本发明第一实施例的过程大体相同。另一方面，某些模块由几个基本生产单元共用，因此这些模块不再如同第一实施例中一样专用于确定的单元。
如图6所示，生产第一气流的模块10由至少两个基本生产单元共用。生产第一气流的模块10可以由几个基本生产单元可以共用，甚至由所有基本生产单元可以共用。在共享该生产模块10的不同基本生产单元之间分配第一气流。
后处理模块22也可由几个基本生产单元共享。后处理模块22可由两个或三个、甚至所有的基本生产单元共用。如图6所示，每个基本生产单元生产的第一合成烃流48被收集在缓冲储存器58，如一组储存罐内。该储存缓冲器58向后处理模块22提供供给。含有最终产物的第二合成烃流50被收集在后处理模块22的出口处的储存器60中。同样地，如包括其它烃类的第三合成烃流52连接至后处理模块22的出口处的储存单元62中。
上述生产方法具有很多优点。
因为本方法是以使用生产能力为每天100至1000桶的若干个单元为基础的，单元的数量根据相关地域的源而确定，所以本发明方法可应用于远离含碳材料大源的地域，这些地域大小有限且源的总数有限。
该方法特别适用于表面积小的地域。它允许将生产合成烃的建设地点安置在与地域中的含碳材料源距离适中的位置。
运送含碳材料至生产合成烃的装置所需的运输可以在短距离内完成，这能够限制运输的燃料消耗和CO2排放。
同样地，关于最终产物分配的运输，也是在有限距离内完成，从而可节约燃料，限制CO2排放。
此外，设计该装置以能够根据配电网络进行至少部分的撤回。通过停止一个或几个基本生产装置来达到部分撤回。还可通过使用将CO转化成C02的单元18来达到部分撤回，单元18可由一氧化碳生产氢气。从而缓解电解器的工作，相应地，电解器的用电量和氢气生产量可能降低。通过使局域性电力需求准恒定，从而还有利于局域级电网的管理。这种操作弹性使得实现具有吸引力的最大电力利用率成为可能，因为能够根据电力价格来调整装置的生产负荷。
此外，使用所有相同的标准化基本生产单元，通过系列效应减少这些单元的建设和维修成本，因此减少了生产合成烃的成本。
上述生产合成烃的方法可具有很多供替代的方法。
每个基本生产单元可应用一种与费-托合成过程不同的合成烃类的方法。例如，它可应用已知的首字母缩写为MTG(Methanol To Gasoline，甲醇至汽油)的过程。
共用于或是专用于不同基本生产单元的模块可能不同于图6中所示。例如，生产第一气流的模块10可能是共用的，而后处理模块可能是专用的，或者正相反。此外，电解器可以是共用的，或者任何其它的模块是共用的。

Claims (13)

1.一种由至少一种含碳材料生产合成烃的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
-评估在确定地域(T1至T5)可得的所述含碳材料的源；
-由所述源，确定合成烃的总生产能力；
-由所述总生产能力，确定获得所述总生产能力所需的基本生产单元的数量，每个所述基本生产单元的基本生产能力为每天100至1000桶合成烃；
-在所述地域(T1至T5)内建设所述数量的基本生产单元；
-将所述含碳材料从地域(T1至T5)运输至所述基本生产单元；
-由运输来的所述含碳材料，在所述基本生产单元内生产合成烃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地域(T1至T5)的表面积小于10000km2。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含碳材料的源来源于多个局域源(R1至R5；R’1至R’7)，所述基本生产单元建设在同一地点，所述地点与每个所述含碳材料的源(R1至R5；R’1至R’7)之间的距离小于200km。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述含碳材料的源来源于多个局域源(R1至R5；R’1至R’7)，所述基本生产单元建设在同一地点，选择所述地点，以使所述含碳材料的源(R1至R5；R’1至R’7)与所述地点之间的平均距离小于100km。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，每个所述基本生产单元的基本生产能力为每天100至500桶合成烃。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，每个所述基本生产单元包括：
-用于生产第一气流(12)的模块(10)，其中，所述第一气流(12)至少包括来自所述含碳材料的一氧化碳和二氧化碳；
-模块(16)，用于将所述第一气流(12)中的至少一部分二氧化碳转化为一氧化碳；
-模块(20)，用于由至少所述第一气流(12)中的一氧化碳和来自所述转化模块(16)的一氧化碳，至少生产第一合成烃流(48)；
一电解器(24)，所述电解器(24)能够向所述转化模块(16)和所述生产第一合成烃流的所述模块(20)提供氢气，并可选地向生产所述第一气流(12)的所述模块(10)提供氧气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，至少所述转化模块(16)和生产所述第一合成烃流的所述模块(20)专用于相应的所述基本生产单元。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，生产所述第一气流(12)的所述模块(10)专用于相应的所述基本生产单元。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，生产所述第一气流的所述模块(10)由至少两个所述基本生产单元共用。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，每个所述基本生产单元都包括后处理模块(22)，所述后处理模块(22)用于由所述第一合成烃流(48)生产至少一种第二合成烃流(50)，且所述后处理模块(22)专用于相应的所述基本生产单元。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，每个所述基本生产单元都包括后处理模块(22)，所述后处理模块(22)用于由所述第一合成烃流(48)生产至少一种第二合成烃流(50)，且所述后处理模块(22)由至少两个所述基本生产单元共用。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述电解器(24)专用于相应的所述基本生产单元。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的方法，其特征在于，从配电网络向所述基本生产单元的所述电解器(24)供给电力，所述配电网络除了向所述基本生产单元以外还向至少一个电气用户提供服务，所述方法包括下列步骤：
-评估所述配电网络上可得的电力；
-根据所述可得的电力，从所述电网络至少部分撤回至少一个所述基本生产单元。
CN201080039848.5A 2009-07-09 2010-07-07 由含碳材料生产合成烃的方法 Expired - Fee Related CN102666370B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0954763 2009-07-09
FR0954763A FR2947832B1 (fr) 2009-07-09 2009-07-09 Procede de production d'hydrocarbures synthetiques
PCT/FR2010/051436 WO2011004122A2 (fr) 2009-07-09 2010-07-07 Procédé de production d'hydrocarbures synthétiques à partir de matières carbonées

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102666370A true CN102666370A (zh) 2012-09-12
CN102666370B CN102666370B (zh) 2015-08-12

Family

ID=41496162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080039848.5A Expired - Fee Related CN102666370B (zh) 2009-07-09 2010-07-07 由含碳材料生产合成烃的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9000055B2 (zh)
EP (1) EP2451742A2 (zh)
CN (1) CN102666370B (zh)
FR (1) FR2947832B1 (zh)
WO (1) WO2011004122A2 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10362287B2 (en) * 2014-09-12 2019-07-23 Sony Corporation Information processing apparatus, information processing method and program, and recording medium
FR3029533B1 (fr) * 2014-12-08 2017-05-12 Commissariat Energie Atomique Procede de gazeification de charge de matiere carbonee a rendement matiere et cout de production optimises
WO2020101512A1 (en) * 2018-11-15 2020-05-22 Wrzesinski Zbigniew A method and a system for producing electrical power and a synthesis gas from a coal fuel by means of zero-emission coal-nuclear synergy technology and their use for producing synthetic liquid fuel
US11788022B1 (en) 2022-03-22 2023-10-17 Dioxycle Augmenting syngas evolution processes using electrolysis
US11965260B2 (en) 2022-03-22 2024-04-23 Dioxycle Augmenting syngas evolution processes using electrolysis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006012116A2 (en) * 2004-06-29 2006-02-02 Van Dijk Technologies, L.L.C. Method for converting natural gas into synthesis gas for further conversion into organic liquids or methanol and/or dimethylether
CN1812929A (zh) * 2003-06-30 2006-08-02 通用电气公司 通过生物质气化共同产生氢和电能
WO2006099573A1 (en) * 2005-03-16 2006-09-21 Fuelcor Llc Systems, methods, and compositions for production of synthetic hydrocarbon compounds
WO2007108014A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-27 Cri Ehf Process for producing liquid fuel from carbon dioxide and water

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20320020U1 (de) * 2003-12-24 2004-05-06 Geyer, Stefan, Dr.rer.nat. Anlage zur Herstellung von Diesel und Zement
US8293805B2 (en) * 2008-05-29 2012-10-23 Schlumberger Technology Corporation Tracking feedstock production with micro scale gas-to-liquid units
US8184763B2 (en) 2009-01-13 2012-05-22 Areva Sa System and a process for producing at least one hydrocarbon fuel from a carbonaceous material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1812929A (zh) * 2003-06-30 2006-08-02 通用电气公司 通过生物质气化共同产生氢和电能
WO2006012116A2 (en) * 2004-06-29 2006-02-02 Van Dijk Technologies, L.L.C. Method for converting natural gas into synthesis gas for further conversion into organic liquids or methanol and/or dimethylether
WO2006099573A1 (en) * 2005-03-16 2006-09-21 Fuelcor Llc Systems, methods, and compositions for production of synthetic hydrocarbon compounds
CN101160375A (zh) * 2005-03-16 2008-04-09 弗尔科有限责任公司 用于生产合成烃化合物的系统、方法及组合物
EP1861478B1 (en) * 2005-03-16 2012-02-22 Fuelcor LLC Systems and methods for production of synthetic hydrocarbon compounds
WO2007108014A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-27 Cri Ehf Process for producing liquid fuel from carbon dioxide and water

Also Published As

Publication number Publication date
FR2947832A1 (fr) 2011-01-14
CN102666370B (zh) 2015-08-12
US20120172460A1 (en) 2012-07-05
EP2451742A2 (fr) 2012-05-16
FR2947832B1 (fr) 2013-01-11
WO2011004122A3 (fr) 2011-04-07
US9000055B2 (en) 2015-04-07
WO2011004122A2 (fr) 2011-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hermesmann et al. Green, turquoise, blue, or grey? Environmentally friendly hydrogen production in transforming energy systems
Ince et al. Modeling and simulation of Power-to-X systems: A review
Forsberg Future hydrogen markets for large-scale hydrogen production systems
US8184763B2 (en) System and a process for producing at least one hydrocarbon fuel from a carbonaceous material
Baharudin et al. Hydrogen applications and research activities in its production routes through catalytic hydrocarbon conversion
CN103476704B (zh) 包括操作条件可选择地被调节的重整步骤的用于由碳质材料生产甲醇或烃的方法
DK2334590T3 (en) Power Supply System and method of operation
Ababneh et al. Electrofuels as emerging new green alternative fuel: A review of recent literature
You et al. Economic, environmental, and social impacts of the hydrogen supply system combining wind power and natural gas
CN102666370B (zh) 由含碳材料生产合成烃的方法
Ayodele et al. The potential role of green hydrogen production in the South Africa energy mix
US8968434B2 (en) Facility for producing synthetic hydrocarbons, and associated method
CN104025356A (zh) 具有二氧化碳废气利用的零排放发电站
Gutiérrez-Martín et al. Power-to-SNG technologies by hydrogenation of CO2 and biomass resources: a comparative chemical engineering process analysis
CN102762493A (zh) 同时生产电能、热能形式的能量和氢气的方法和设备
Walspurger et al. CO2 reduction to substitute natural gas: toward a global low carbon energy system
Bock et al. Techno-economic analysis of fixed-bed chemical looping for decentralized, fuel-cell-grade hydrogen production coupled with a 3 MWth biogas digester
CN102703107A (zh) 一种由生物质生产的合成气制造液态烃产品的方法
Vasileiadis et al. Biomass reforming process for integrated solid oxide-fuel cell power generation
Lümmen et al. Biowaste to hydrogen or Fischer-Tropsch fuels by gasification–a Gibbs energy minimisation study for finding carbon capture potential and fossil carbon displacement on the road
Markowitsch et al. Evaluation of process structures and reactor technologies of an integrated power-to-liquid plant at a cement factory
Gonzalez-Garay et al. Hydrogen production and its applications to mobility
KR20230068425A (ko) 폐기물, 바이오제닉 폐기물 및 바이오매스로부터의 수소 생산 방법, 프로세스 및 시스템
Ravasio et al. Thermal Efficiency of On-site, Small-scale Hydrogen Production Technologies using Liquid Hydrocarbon Fuels in Comparison to Electrolysis: a Case Study in Norway
KR20240103021A (ko) 수소 생성을 위하여 통합된 산화 개질 및 전기분해 시스템 및 공정

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150812

Termination date: 20170707