EA026067B1 - Превращение углеродсодержащего исходного сырья - Google Patents

Превращение углеродсодержащего исходного сырья Download PDF

Info

Publication number
EA026067B1
EA026067B1 EA201270605A EA201270605A EA026067B1 EA 026067 B1 EA026067 B1 EA 026067B1 EA 201270605 A EA201270605 A EA 201270605A EA 201270605 A EA201270605 A EA 201270605A EA 026067 B1 EA026067 B1 EA 026067B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
reaction
during
gasification
όμε
exothermic
Prior art date
Application number
EA201270605A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201270605A1 (ru
Inventor
Шехзаад Каучали
Original Assignee
Юниверсити Оф Зе Витватерсранд, Йоханнесбург
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 Юниверсити Оф Зе Витватерсранд, Йоханнесбург filed Critical Юниверсити Оф Зе Витватерсранд, Йоханнесбург
Publication of EA201270605A1 publication Critical patent/EA201270605A1/ru
Publication of EA026067B1 publication Critical patent/EA026067B1/ru

Links

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
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516—Multisteps
    • C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01—Preparation of ethers
    • C07C41/09—Preparation of ethers by dehydration of compounds containing hydroxy groups
    • 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
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • 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
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42—Catalytic treatment
    • 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
    • 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
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • 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
    • 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
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • 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
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • 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
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4043—Limiting CO2 emissions
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/80—Additives
    • C10G2300/805—Water
    • 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
    • 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
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • 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
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock
    • 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
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/40—Ethylene production

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу превращения углеродсодержащего исходного сырья в жидкий химический продукт, в частности в жидкий топливный продукт, выбросы диоксида углерода в ходе осуществления которого минимизированы.

Description

(57) Изобретение относится к способу превращения углеродсодержащего исходного сырья в жидкий химический продукт, в частности в жидкий топливный продукт, выбросы диоксида углерода в ходе осуществления которого минимизированы.
026067 Β1
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к превращению углеродсодержащего исходного сырья в другие вещества, такие как жидкие химикаты и виды топлива. В частности, изобретение относится к способу получения жидкого химического или топливного продукта, выбросы СО2 при осуществлении которого минимизированы.
Предшествующий уровень техники изобретения
При превращении углеродсодержащего исходного сырья в другие вещества традиционные установки для переработки по определению предусматривают использование процессов, которые заведомо приводят к образованию диоксида углерода (СО2), парникового газа.
Например, в ходе синтеза по Фишеру-Тропшу при помощи серии химических реакций смесь монооксида углерода (СО) и газообразного водорода (Н2) превращают в жидкие углеводороды (СН2). Изначально СО и Н2 получают путем проведения эндотермической реакции углеродсодержащего исходного сырья, такого как, например, уголь (С), с паром (Н2О) и кислородом (О2), как представлено следующим процессом газификации:
С + аН2О +ЬО , > аСО + еН2
Затем СО частично превращают в СО2 и Н2 посредством следующего процесса конверсии водяного газа с получением необходимого отношения монооксида углерода к газообразному водороду (отношение синтез-газа)
Процессом конверсии водяного газа управляют с обеспечением необходимого мольного соотношения СО:Н2 для синтеза по Фишеру-Тропшу, в ходе которого синтез-газ дополнительно реагирует с множеством химических веществ и топливом. Типичное мольное газовое соотношение СО:Н2 равно 1:2. Однако в процессе конверсии газа образуется избыток СО2, и его удаляют из системы в ходе стадии очистки газа, которая является нежелательной и дорогостоящей.
Этот процесс также требует подведения существенного количества энергии для проведения эндотермической реакции.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является решение по меньшей мере некоторых вышеупомянутых проблем.
Краткое раскрытие изобретения
Изобретение относится к способу получения жидкого химического или топливного продукта, выбросы СО2 при осуществлении которого минимизированы, причем способ предусматривает осуществление взаимодействия углеродсодержащего исходного сырья при реакции с кислородсодержащим газом и вещества совместной подачи, которое описывается фазовой диаграммой тройной системы С-Н-О и которое находится в области, связанной точками СН2-Н2О-Н2 на указанной диаграмме.
Согласно первому варианту осуществления настоящее изобретение относится к реакции, которая протекает в едином сосуде, суммарно термически сбалансирована, требует минимального количества О2 и производит минимальное количество или не производит СО2. Предпочтительно, Н2О добавляют в качестве реагента в реагирующее углеродсодержащее исходное сырье, кислородсодержащий газ и вещество совместной подачи.
Кроме того, дополнительно предусмотрена реакция, которая протекает на линии раздела, связывающей СН2 и Н2О на фазовой диаграмме тройной системы С-Н-О, или очень близко к ней.
Более того, предусмотрен продукт, которым является синтез-газ; альтернативно, диметиловый эфир; дополнительно альтернативно, топливный продукт по Фишеру-Тропшу. Процесс также может быть настроен для получения топливного продукта по Фишеру-Тропшу, Н2О и непрореагировавшего синтез-газа, причем непрореагировавший синтез-газ может быть сожжен в турбине для выработки электричества.
Согласно второму варианту осуществления настоящее изобретение относится к многочисленным реакциям, которые проходят в многочисленных сосудах, причем в первом сосуде обеспечены условия для термически сбалансированной реакции газификации углеродсодержащего исходного сырья в ходе первой реакции.
В соответствии с аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения к первой реакционной смеси в качестве реагента предпочтительно добавляют Н2О. Кроме того, предпочтительно, к первой реакционной смеси в качестве реагента добавляют СО2. Реагенты Н2О и СО2 могут быть подведены в рамках повторного использования из продуктов последующей реакции или реакций, протекающих в дополнительном сосуде или сосудах.
В соответствии с дополнительным аспектом этого варианта осуществления настоящее изобретение относится к продукту, которым является синтез-газ; альтернативно, диметиловому эфиру; дополнительно альтернативно, топливному продукту по Фишеру-Тропшу.
В соответствии с третьим вариантом осуществления настоящее изобретение относится к многочисленным реакциям, которые протекают в многочисленных сосудах, причем в первом сосуде обеспечены условия для эндотермической реакции газификации углеродсодержащего исходного сырья в ходе основной реакции, которая термически балансирует последующую реакцию или реакции, протекающие в до- 1 026067 полнительном сосуде или сосудах и которая/которые является(ются) экзотермической(ими), таким образом, что суммарный способ получения жидкого химического или топливного продукта является термически сбалансированным.
В соответствии с аспектом этого варианта осуществления изобретения основная реакция представляет собой реакцию получения синтез-газа, а дополнительная реакция представляет собой реакцию получения диметилового эфира, причем указанные реакции суммарно термически сбалансированы.
В соответствии с дополнительным аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения основная реакция представляет собой реакцию получения синтез-газа, дополнительная реакция представляет собой реакцию получения диметилового эфира, а еще дополнительная реакция представляет собой реакцию получения желаемого топлива по Фишеру-Тропшу, причем указанные реакции суммарно термически сбалансированы.
В соответствии с дополнительным аспектом этого варианта осуществления настоящего изобретения к основной реакционной смеси в качестве реагента предпочтительно добавляют Н2О. Дополнительно предпочтительно, к основной реакционной смеси в качестве реагента предпочтительно добавляют СО2. Реагенты Н2О и СО2 могут быть подведены в рамках повторного использования из продуктов последующей реакции или реакций, протекающих в дополнительном сосуде или сосудах.
Также предусмотрено углеродсодержащее исходное сырье, которое выбирают из группы, состоящей из угля, остатка нефтепереработки, биомассы и отходов.
В конкретном варианте осуществления настоящее изобретение относится к веществу совместной подачи, которое представляет собой метан, альтернативно газообразный водород. Кислородсодержащий газ может представлять собой воздух, обогащенный воздух или кислород.
Краткое описание графических материалов
Теперь изобретение будет иллюстративно описано посредством ссылок на сопровождающие неограничивающие схематические графические материалы. В графических материалах на фиг. 1 показана типичная фазовая диаграмма тройной системы С-Н-О, которая может быть использована в вариантах осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 - графическое представление химических частиц на С-Н-0 связь-эквивалентной фазовой диаграмме;
на фиг. 3 показано графическое изображение различных подач (только С, Н2О и О2) и минимальные выбросы СО2 на С-Н-0 связь-эквивалентной фазовой диаграмме;
на фиг. 4 - область на С-Н-0 связь-эквивалентной фазовой диаграмме, содержащая выбранное вещество совместной подачи в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 5 - графическое представление важных реакций газификации на С-Н-0 связь-эквивалентной фазовой диаграмме;
на фиг. 6 - технологическая схема получения топливного или химического продукта из газообразных СО2 и Н2 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 7 - технологическая схема синтеза по Фишеру-Тропшу (РТ) из повторно используемого С02 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 8 - технологическая схема синтеза по РТ с применением диметилового эфира (ΌΜΕ) с повторно используемым СО2 согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9 - технологическая схема получения топливного/химического продукта с повторно используемым С02 согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и на фиг. 10 - технологическая схема синтеза по РТ с применением ΌΜΕ с СО2 и повторно используемой Н2О согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Подробное раскрытие изобретения
Для описания превращения углеродсодержащего исходного сырья, такого как уголь, в другие вещества особенно применима фазовая диаграмма тройной системы углерод/водород/кислород. Применение такой диаграммы позволяет графически представлять композиции в виде связь-эквивалентного процентного соотношения, т.е. когда каждому элементу присваивают массу, соответствующую его способности к сочетанию с другими элементами.
Таким образом, диаграмма позволят представлять на ней различные стадии процесса получения топлива. Как показано на фиг. 1, могут присутствовать связь-эквивалентные мольные фракции С, О2, Н2, С0, С02, СН4, СН2 и Н2О. На пиках фазовой диаграммы находятся С, О2 и Н2, а любая точка внутри нее представляет любую действительную содержащую С-Н-0 молекулу. Посредством соединения компонентов показанными на фиг. 2 прямыми линиями могут быть образованы различные границы. Эти линии представляют такие важные физико-химические однократные действия, как смешивание, взаимодействие или разделение.
С применением природного газа (метана) традиционные процессы характеризуются возможностью получения жидкого топлива или химикатов при минимальных выбросах СО2 в окружающую среду. Это является отличительным признаком СН4, который используют согласно настоящему изобретению, устраняя любые выбросы СО2, связанные с применением угля.
Суммарный важный процесс может быть записан как С+аСН4+Ь02^йСН2+еН20. Смешивание ве- 2 026067 щества совместной подачи предусматривает подачу в процесс для более близкого расположения к линии соединения точек СН2 и Н2О, и следует отметить, что в ходе процесса СО2 не вырабатывается. Это разительно отличается от традиционных процессов переработки угля, при которых суммарный процесс может быть представлен как 3С+2Н2О^2СН2+СО2 или 3С+4Н2О^2СН2+2Н2О+СО2, в ходе которых неизменно вырабатывается СО2.
Что касается фиг. 2, особый интерес представляют линии раздела углерода-пара, Н2-СО, Н2-СО2. Для минимизации или исключения процессов с выбросом СО2 процесс необходимо проводить на границе раздела СН2-Н2О или очень близко к ней, что приводит к получению продуктов типичных процессов по РТ. Проведение процессов на этой границе не вызывает выбросы СО2 при правиле левой руки, а вместо этого имеет место выброс Н2О.
На фиг. 3 представлены три условия подачи (А,В,С), которые представляют различные соотношения С:Н2О:О2 и находятся между линией СН2-СО2. Может быть показано, что если уголь используют в качестве единственного исходного сырья с паром и кислородом (точка А), тогда граница раздела углерода-пара представляет крайнее работоспособное состояние для минимального выброса СО2. Если используют другую точку (например, В или С), тогда по правилу левой руки будет больше выбросов СО2, поскольку точки подачи становятся ближе к точке СО2. Более того, выбросы СО2 являются неизбежными в таких процессах, поскольку по правилу левой руки необходима выработка как СО2, так и топлива (СН2) по обе стороны прямой линии. Проведение строго в границах области, определенных точками С-Н2О-О2 (заштрихованная область), вызовет большие выбросы СО2, чем минимальные, полученные на границе С-Н2О.
Вещество/средство совместной подачи.
Как показано на фиг. 4, для минимизации или устранения процессов с выбросом СО2 необходимо проводить процесс на линии раздела, связывающей СН2-Н2О, или очень близко к ней, что приводит к получению продуктов типичных процессов по РТ. Проведение процессов на этой границе не вызывает выбросы СО2 при правиле левой руки, а вместо этого имеет место выброс Н2О.
Таким образом, согласно настоящему изобретению для получения жидких химикатов и топлива используют, например, метан (в качестве вещества совместной подачи) и углеродное исходное сырье в таких пропорциях, которые позволяют полностью избегать каких-либо фундаментальных процессов с выбросом СО2. В принципе, любое другое доступное вещество может быть добавлено к углеродсодержащей подаче при условии, что оно может быть описано фазовой диаграммой тройной системы СНО и находится над границей раздела СН2-Н2О. Для экономичного получения другим возможным средством является водород.
Теперь может быть определена область (заштрихована на фиг. 4), ограниченная между СН2-Н2О-Н2, в которой позволительно добавлять к углю любую комбинацию вещества совместной подачи для приближения суммарной композиции подачи к линии СН2-Н2О. Например, СН4 может быть использован для добавления к С и Н2О с получением рабочей точки, в которой производится синтез-газ, содержащий СО и Н2 в отношении 1:2, необходимый для синтеза по РТ. Если в качестве дешевого ресурса доступен Н2, тогда для производства сингаза где угодно на границе СН2-Н2О для подачи в реактор по РТ может быть использована линейная комбинация С, Н2 и Н2О. Любая подача или комбинации совместных подач в области СН2-Н2О-Н2 может быть использована с углем для обеспечения протекания процесса на линии СН2-Н2О и, следовательно, исключения образования СО2.
Согласно настоящему изобретению процессы представляют собой многоступенчатые стадии, которые не предусматривают внешнее предварительное нагревание исходного сырья с помощью сжигаемого топлива, которые представляют собой вторичные источники СО2 (вдобавок к СО2, образующемуся при образовании О2).
Диметиловый эфир (ΌΜΕ), экологически чистый заменитель дизельного топлива, традиционно получают посредством дегидратации метанола. Однако существуют способы, которые предусматривают переработку сингаза (СО:Н2=1:2), получаемого в результате частичного окисления метана, непосредственно в ΌΜΕ (с получением метанола в качестве промежуточной стадии). ΌΜΕ также может быть получен из угля при использовании сингаза с отношением СО:Н2=1:1. Преимуществом этого процесса является то, что он характеризуется более высоким равновесным превращением, чем предусматривающий использование более высокого отношения СО:Н2 (1:2), и отделение ΌΜΕ от СО2 является совершенно несложным. Однако получение ΌΜΕ только из угля приводит к образованию больших количеств СО2 в реакторе ΌΜΕ, а также в газификаторе. Ключевым преимуществом получения ΌΜΕ, среди прочего, является то, что он также является исходным сырьем для продуктов по РТ. Это может быть достигнуто посредством дополнительной дегидратации ΌΜΕ над соответствующим катализатором до желаемого топлива по РТ. Полученному топливу не требуется интенсивных стадий очистки, как при традиционных процессах по РТ.
Включение СН4 в газификацию угля и проведение процесса при термонейтральных условиях с получением жидких химикатов и топлива характеризуется некоторыми преимуществами. Во-первых, из окружающей среды удаляется мощный парниковый газ, а СО2 взамен не выделяется, требуется меньшее количество дорогостоящего кислорода, и может быть получено большее количество топлива на моль углерода в подаче, чем традиционным способом обработки угля паром.
- 3 026067
Теперь изобретение будет описано и проиллюстрировано на конкретных примерах, которые не предназначены для ограничения каким-либо образом настоящего изобретения, но которые приведены только для описания конкретных предпочтительных вариантов осуществления изобретения.
Пример 1. Одностадийные способы и получение топлива/химикатов.
Следует отметить, что процессы повторного использования СО2 и реакции газификации и получения топлива могут быть включены в единый процесс. Подтверждено, что эти процессы действительно каталитически управляемы и могут требовать дополнительного усовершенствования, чтобы функционировать одновременно при одной и той же температуре реакции. Например, в процессе газификации температура проведения процесса может определять необходимость использования высокотемпературного катализатора по РТ и низкотемпературного катализатора для получения синтез-газа (сингаза). Задачей настоящего изобретения является не разработка катализатора для этого процесса, но освещение потребности в разработке катализатора для эффективного проведения одностадийного способа. Преимущества проведения одностадийного процесса включают: 1) сокращение количества оборудования, 2) отсутствие внешнего повторного использования, 3) легкое выделение готового продукта, 4) возможное применение воздуха вместо чистого кислорода (т.е. не требуется разделения воздуха), 5) одновременную очистку от серы (или от другого каталитического яда), 6) не требуется промежуточной стадии удаления СО2.
Эндотермическая реакция при газификации и экзотермическая реакция в процессе получения топлива могут протекать суммарно термически сбалансированно. Для этого, например, потребовался бы неподвижный слой угля, смешанный с бифункциональным катализатором (или каталитической смесью), который был бы псевдоожижен (или не псевдоожижен) смесью метана, кислорода или пара с получением диметилового эфира (ΌΜΕ) или желаемого топливного продукта по Фишеру-Тропшу (РТ) (для более простой ссылки далее упоминается как СН2). Реакции также могут протекать в слое взвешенного осадка реактора, в котором уголь и катализатор диспергированы в инертной жидкости, а реакционноспособные газы барботируют через этот слой.
В приведенных ниже примерах следует отметить, что перед применением катализатора опускали необходимые стадии очистки газа. Кроме того, подразумевается, что подача в процессы происходила при подходящих температурах и давлениях, необходимых для дальнейшего протекания процесса.
Пример 1.1. Одностадийный способ: получение по РТ.
Ниже показаны эндотермическая реакция газификации и экзотермическая реакция в способе по РТ.
Газификация
Получение РТ
Таким образом, два процесса могут протекать в одном сосуде суммарно термически сбалансированно. Суммарно термически сбалансированный одностадийный способ представлен далее
СН4 + 1,118С + 0,1180, —2СН, + 0,118СО, (0 кДж/моль)
Следует отметить, что может быть использован обогащенный воздух (с меньшим содержанием Ν2) или воздух. Однако система должна протекать слегка экзотермически с учетом присутствия в системе инертного азота, а также с предварительным нагреванием для доведения до температуры реакции.
Пример 1.2. Одностадийный способ: получение ΌΜΕ с кислородом/воздухом.
Ниже показана эндотермическая реакция газификации и экзотермическая реакция в способе получения ΌΜΕ
Газификаця
СН4 + 0,50 К?+ 0,7500, + 0,2490, + 0,252«,О—2,25^СО+Н2) (184,2кДж/моль
Получение ΌΜΕ
2,252(00+«,) д >0,750,«„О + 0,7500, (-184,2кДж/моль)
Таким образом, два процесса могут протекать в одном сосуде суммарно термически сбалансированно. Суммарно термически сбалансированный одностадийный способ представлен далее
СН_ + 0,5010 + 0,2490, +0.252«,О——>ϋ.75Ο,«ΛΟ (0кДж/моль)
При этой схеме реакции требуется только добавление метана, пара и кислорода к углю. Следует отметить, что при полном однократном процессе не образуется С02, поскольку он расходуется внутри в ходе реакции газификации.
При использовании чистого кислорода может быть получен чистый ΌΜΕ. Следует отметить, что может быть использован обогащенный воздух (с меньшим содержанием Ν2) или воздух. Однако система должна протекать слегка экзотермически с учетом присутствия инертного азота в системе.
Большинство катализаторов ΌΜΕ оптимально действуют при приблизительно 550К. Это определяет необходимость либо получения эффективного катализатора газификации для действия при 550К с получением сингаза (СО:Н2=1:1), либо создания катализатора ΌΜΕ для действия при более высоких температурах. Однако равновесие ΌΜΕ значительно падает при более высоких температурах, и для усиления преобразований равновесия может потребоваться воздействие более высокого давления.
- 4 026067
Пример 1.3. Одностадийный способ: получение ΌΜΕ и по РТ.
Возможно добавление в смесь дополнительного катализатора для дегидратации ΌΜΕ до продуктов по РТ. По существу, это будет трикаталитической системой, обеспечивающей внутреннее повторное использование СО2, а также Н2О. Например, при рассмотрении системы ΌΜΕ, которой необходим кислород, весь процесс представляет собой
С'Н4 + 0,5010 + 0,2490,, ——>1,5С'Н2 + 0,498//,0 (экзотермический)
В эту систему подают только метан, кислород и уголь. Следует отметить, что подача находится на линии соединения СН2 и Н2О на связь-эквивалентной фазовой диаграмме. Реакция является полностью экзотермической, поскольку катализатор по РТ добавляли при имеющемся термически сбалансированном действии ΌΜΕ.
Трикаталитическая система может действовать полностью термонейтрально согласно полной реакции ниже
СН, + 0,7950 + 0,10202 ——+ 1,795СЯ, + О,2О5Я20 (0 кДж/моль)
Этой системе необходима реакция получения ΌΜΕ с получением СО2, а также реакция по РТ с получением Н2О, которые должны осуществлять подведение энергии для протекания внутреннего эндотермического процесса газификации. Теплота как из процесса получения ΌΜΕ, так и процесса по РТ управляет эндотермической реакцией суммарно термически сбалансированно. Дополнительно следует отметить, что для осуществления этого способа необходим минимум кислорода, и он в результате дает минимум сточной воды и больше углеводородов на моль метана.
Пример 2. Термически сбалансированные выполнения процессов газификации.
Является обычной практикой проведение процессов газификации при почти термически сбалансированных условиях. Это условия достигают, когда эндотермические реакции (см. фиг. 5) одновременно обусловлены серией экзотермических реакций внутри газификатора.
Таким образом, как показано на фиг. 5, важные реакции могут быть представлены графически на связьэквивалентных фазовых диаграммах в виде точек пересечения между различными веществами. Например, пересечение линии углерода-пара и линии СО-Н2 представляет реакцию С+Н2О^СО+Н2 или также может представлять 2С+2Н2О^СН4+СО2. Для происходящих на последующих стадиях процессов формирующий газ (сингаз) является более желаемым в качестве промежуточного вещества.
Пример 2.1. Термически сбалансированное проведение процессов газификации: процессы угля и метана.
Метан и уголь могут взаимодействовать термонейтрально в газификаторе с получением газа с отношением СО2:Н2 = 1:3. Преимуществом применения такой стехиометрии является то обстоятельство, что газификатор действует непосредственно на линии, связывающей СН2-Н2О. Термически сбалансированная реакция, О, представлена ниже
О : 0Я4 + 0,21090 + О,394602 + 1,6325Я,0 -> 1,211002 + 3,632Я2 ( ОкДж/моль)
При этой реакции используют относительно значительное количество угля с метаном. Однако также необходимо большое количество воды, но оно может быть возмещено повторным использованием.
Обогащенный СО2-Н2 газ может быть использован непосредственно в качестве подачи для получения метанола, ΌΜΕ или по РТ. Весь процесс показан на фиг. 6, а в табл. 1 для процесса представлены мольные балансы.
Таблица 1. Мольные балансы для СО2:Н2=1:3
- 5 026067
Таблица 2. Продукты, образующиеся на моль метана при подаче
Количество (на моль СН4 при подаче)
Процесс метанола Процесс по РТ Процесс получения ОМЕ
СНзОН 1,211 СН, 1,211 С,Н6О 0,605
Н,0 1,211 (ноль при повторном использовании) Н2О 2,422 (0,789 при повторном использовании) Н,0 1,816(0,1839 при повторном использовании)
Особым преимуществом этого процесса является то, что не образуется СО2 и что используется приемлемое количество угля относительно метана. Однако все же считается, что в суммарной подаче метан находится в преобладающем количестве. Этот процесс может представлять особый интерес для отдельных угольных шахт, которые производят уловленный метан. Уловленный метан с низкосортным, непромытым углем и воздухом может быть использован для получения жидкого топлива, которое может быть перемещено традиционными способами. Согласно настоящему изобретению, таким образом, метан превращают в топливо без выбросов метана или СО2.
Пример 2.2. Термически сбалансированное проведение процессов газификации: уголь и метан с процессом повторного использования СО2 для прямого синтеза по РТ.
Здесь рассматривают случай, когда для следующей реакции определены параметры а, Ь, й, е и £ при условии, что суммарная теплота реакции равна нулю и используют максимум СО2.
С//4 +аС + ЬН,О + ТО, + еСО, —со—>/(СО + 0,5Н,) (0 кДж/моль)
Полученный термически сбалансированный раствор получен с применением следующей реакции А:
А; СН, + 2,068С +1,0680, + 0,93200,->4(СО + 0,5//,) (0 кДж/моль)
Следует отметить, что для этого конкретного отношения СО:Н2=1:0,5 пар не требуется. Как показано, полученный сингаз может далее реагировать с получением продуктов по РТ (в экзотермической реакции)
Образованный в процессе РТ СО2 повторно использовали в термически сбалансированном газификаторе. Весь процесс показан на фиг. 7, а в табл. 3 представлены мольные балансы процесса.
Таблица 3. Мольные балансы для синтеза по РТ с повторным использованием СО2
Таблица 4. Продукты, образованные на моль метана в подаче для синтеза по РТ
Количество (на моль СН4 в подаче)
Процесс по РТ Процесс получения ϋΜΕ
СН, 2 С,Н6О -
СО, 1,068 СО, -
Пример 2.3. Термически сбалансированное проведение процессов газификации: уголь и метан с процессом повторного использования СО2 для синтеза по РТ через ΌΜΕ.
Здесь рассмотрен случай, когда определены параметры а, Ь, й, е и £ для следующей реакции при условии, что суммарная теплота реакции равна нулю и используют максимум СО2.
СН, + аС + ЪН 2О + <Юг + еСО, >/(СО + //2)(0Дж/ммоль)
Полученный термически сбалансированный раствор получен с применением следующей реакции С:
С : СН, + 0,634С + 0,6340, + ОД66СО,->2(СО + //,)(0 Дж/моль)
Сингаз дополнительно реагирует с образованием ΌΜΕ согласно
- 6 026067
ΌΜΕ далее дегидратировали до продуктов по ЕТ и воды
Схема процесса показана на фиг. 8 ниже. В табл. 5 и 6 представлены мольные балансы. Перед обработкой по ЕТ СО2 в потоке 4 удаляли.
Таблица 5. Мольные балансы для синтеза по ЕТ через ΌΜΕ
Компонент Поток (моль/с)
1 2 3 4 5
с 0,634
о2 0,634
Н2О 0,667
сн, 1
н2 2
со2 0,366 0,3 0,3
со 2
СН.О 0,667
СН,ОН
сн2 1,334
Таблица 6. Продукты, образующиеся на моль метана в подаче для синтеза по ЕТ через ΌΜΕ
Количество (на моль СН4 в подаче)
Процесс по РТ Процесс получения ОМЕ
сн. 1,334 С2Н6О -
СО, 0,3 СО, -
Н2О 0,667 Н3О -
Пример 3. Термически несбалансированное проведение процессов газификации.
В этом примере убирали требование к тому, чтобы газификация проходила при термически сбалансированных условиях. Здесь газификации позволяли проходить достаточно эндотермически, чтобы экзотермическая стадия получения топлива/химикатов точно совпадала, и суммарный процесс был термически сбалансированным. Преимущество проведения процесса таким способом обеспечивает возможность проведения всего процесса с более низкой выработкой СО2. Схема всего процесса показана на фиг. 9.
Следует отметить, что О1=-О2, так что суммарный процесс является термически сбалансированным, и добавления или удаления избытка теплоты в процесс или из процесса не требуется.
В табл. 7 ниже перечислены значения теплоты реакции для соединений при 650 К, в которой СН2 представлен одной восьмой октена (С8Н16).
Таблица 7. Теплота реакции (кДж/моль) для соединений при 650 К
Пример 3.1. Термически несбалансированное проведение процессов газификации: получение по ЕТ. Для получения по ЕТ схемы реакций, которые должны быть определены, представлены ниже как А и В
А: СН4 + аС + ЬНгО + с!О- + еСОг ——> /(СО + 0,5772) (ф, кДж/моль)
В: /(СО + 0,577,)—СНг + %СО2 (ф, кДж/моль)
Следовательно, для Ц1=-Ц2 полученные схемы реакции представляют собой: газификация
СН, +1,118С + 0,1180, +1,882СО2 —-^4(С<7 + 0,577,) (375,1 кДж/моль) получение по синтезу ЕТ
4(СО + 0,577, )-^-/-2077, + 2СО2 (-375,1 кДж/моль)
- 7 026067
Мольные балансы представлены в табл. 8 и 9 ниже.
Таблица 8. Мольные балансы для синтеза по РТ (термически несбалансированный газификатор)
Таблица 9. Продукты, образующиеся на моль метана в подаче для синтеза по РТ
Процесс по РТ (через ОМЕ )
СН, 2
СО, 0,118
Пример 3.2. Термически несбалансированное проведение процессов газификации: получение по РТ с применением ΌΜΕ.
Для получения ΌΜΕ схемы реакций, которые должны быть определены, представлены ниже как Ό и Е Г): СН, + аС + ЬН2О + 40, + еСО, ——> /(СО + Н2) (Ωι кДж/моль)
Е: /(СО + Н2)—-—>уС,//6О + ^-СО, ((). кДж/моль)
Следовательно, для Р1=-Ц2 полученные схемы реакции представляют собой газификация
СЯ4 +0.501С + 0.75СО, +0.249Ог + 0.252Н2О^-С2.252<(СО + Н2) (184,2кДж/моль) получение ΌΜΕ
2,252(СО + Н2 )—^0,75С2НАО + 0.75СО, (-184,2 кДж/моль)
Это следовало за гидратацией ΌΜΕ до продуктов по РТ и Н2О согласно уравнению ЕТ: 0,75(/,//,0 —> 1,5СНг + 0,75/7,0 (экзотермическая)
Н2О и СО2 использовали повторно, и процесс показан на фиг. 10. Мольные балансы представлены в табл. 10 и 11 ниже.
Таблица 10. Мольные балансы для синтеза по РТ через ΌΜΕ (термически несбалансированный газификатор)
- 8 026067
Таблица 11. Продукты, образующиеся на моль метана в подаче для синтеза по РТ через ΌΜΕ
Процесс по РТ (через ОМЕ)
сн2 1,5
со2 0
Н2О 0,498
В табл. 12 показано температурное равновесие для системы, которая производит ΌΜΕ с кислородом в подаче.
Таблица 12. Температурные равновесия для газификации и процесса получения ΌΜΕ
Процесс Теплота (кДж/с)
Газификация 184,2
Процесс получения ϋΜΕ -184,2
Эта конкретная система представляет огромный интерес, поскольку в ходе суммарного процесса СО2 не образуется. Весь произведенный в ΌΜΕ реакторе СО2 используется повторно и утилизируется в газификаторе только с РТ (и Н2О) в конечном потоке продукта.
Следует отметить, что суммарно этот процесс является экзотермическим и подача (поток 1) находится на линии, соединяющей СН2 и Н2О на связь-эквивалентной фазовой диаграмме.
Пример 3.3. Термически несбалансированное проведение процессов газификации: получение по РТ с применением суммарно термически сбалансированного ΌΜΕ.
Для получения суммарно сбалансированного синтеза по РТ схемы реакций, которые должны быть определены, представлены ниже как Ό, Е и Р £>: СН4 +аС + ЬН,О + 40, + еС’О, ——>/(СО + Н2) С/ ккДжумоль)
Е : /{СО + Н2)—ё—>^-СгН6О + -уСО, (02 кДж'моль)
Έ РСДДО й > -у-СН2 + 2-Н2О ( О3 кДж/моль)
Следовательно, для Οι = -Ц2-Ц3 полученные реакции процесса представляют собой
СН4 + 0,795С + 9,693Н2О + ОД 020, + 0,89800, 2,693(СО + Я,) (ЗОО,ЗкДж I моль)
2.693(00 + Я,)—0.8980, Я,,О+ 0.89800, (-220,3 кДж/ моль)
0,‘893С2Н6О—^1,795СН2 + 0,898Я2О (-80 кДж / моль)
Весь процесс представляет собой
СЯ4 + 0.795С + 0,1020,->1,795СЯ, + 0,205Я,0 (0 кцДж/моль
Мольные балансы представлены в табл. 13 и 14 ниже для схемы процесса, как на фиг. 10.

Claims (8)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения жидкого топливного продукта, в ходе осуществления которого выбросы СО2 минимизированы, причем способ предусматривает следующие стадии:
    (ί) эндотермическая газификация углеродсодержащего исходного сырья с кислородсодержащим газом и веществом совместной подачи, содержащим метан, с получением синтез-газа, причем указанное вещество совместной подачи представляет собой вещество, которое находится в области, ограниченной точками СН2-Н2О-Н2 на фазовой диаграмме тройной системы С-Н-О, как показано на фиг. 4;
    (ίί) экзотермическая реакция синтез-газа с получением жидкого топливного продукта в том же сосуде, в котором протекала реакция газификации;
    (ш) рециклизация СО2 в ходе осуществления способа в том же сосуде;
    причем применение указанного вещества совместной подачи и рециклизации СО2 снижает образование СО2 в ходе осуществления способа.
  2. 2. Способ по п.1, при котором Н2О добавляют в качестве реагента к взаимодействующим углеродсодержащему исходному сырью, кислородсодержащему газу и веществу совместной подачи.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, при котором жидкий топливный продукт представляет собой диметиловый эфир.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, при котором жидкий топливный продукт представляет собой топливо, полученное в ходе синтеза по Фишеру-Тропшу.
  5. 5. Способ по п.4, в котором в ходе осуществления указанного способа также образуются Н2О, диоксид углерода и синтез-газ.
  6. 6. Способ по п.3, в котором в ходе осуществления указанного способа также образуется синтез-газ.
  7. 7. Способ по любому из пп.1-6, при котором теплота экзотермической реакции стадии (ίίί) влияет на эндотермическую реакцию стадии (ί) так, что экзотермическая и эндотермическая реакции протекают термически сбалансированно.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-6, который является суммарно экзотермическим.
EA201270605A 2009-10-28 2010-10-28 Превращение углеродсодержащего исходного сырья EA026067B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ZA200907556 2009-10-28
PCT/IB2010/054887 WO2011051902A1 (en) 2009-10-28 2010-10-28 Conversion of carbon containing feedstock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201270605A1 EA201270605A1 (ru) 2012-09-28
EA026067B1 true EA026067B1 (ru) 2017-02-28

Family

ID=43734323

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201270605A EA026067B1 (ru) 2009-10-28 2010-10-28 Превращение углеродсодержащего исходного сырья

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8691881B2 (ru)
CN (1) CN102686710B (ru)
AP (1) AP3610A (ru)
AU (1) AU2010310994B2 (ru)
CA (1) CA2779823C (ru)
EA (1) EA026067B1 (ru)
WO (1) WO2011051902A1 (ru)
ZA (1) ZA201007712B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130197288A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Linde Ag Process for the conversion of synthesis gas to olefins
WO2018004994A1 (en) 2016-07-01 2018-01-04 Res Usa, Llc Fluidized bed membrane reactor
US9981896B2 (en) 2016-07-01 2018-05-29 Res Usa, Llc Conversion of methane to dimethyl ether
US10189763B2 (en) 2016-07-01 2019-01-29 Res Usa, Llc Reduction of greenhouse gas emission

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA827857B (en) * 1981-11-03 1983-08-31 Aeci Ltd The conversion of carbonaceous feedstocks to hydrocarbons
US6293979B1 (en) * 1994-12-19 2001-09-25 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the catalytic conversion of methane or natural gas to syngas or a mixture of carbon monoxide and hydrogen
US20030115800A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-26 Muneyoshi Yamada Method for gasifying biomass and catalyst used for said method
US20030236312A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-25 O'rear Dennis J. Process for conversion of LPG and CH4 to syngas and higher valued products
WO2006100572A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 University Of The Witwatersrand, Johannesburg Production of synthesis gas
US20070124997A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 General Electric Company System and method for producing synthesis gas
WO2008010994A2 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 The Regents Of The University Of California Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
US20080237542A1 (en) * 2007-03-05 2008-10-02 Regents Of The University Of Minnesota Reactive flash volatilization of fluid fuels
CN101289373A (zh) * 2008-06-12 2008-10-22 贾广信 利用煤基合成气与甲烷资源气联合生产二甲醚的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY150300A (en) * 2006-03-24 2013-12-31 Wisconsin Alumni Res Found Method for producing bio-fuel that integrates heat from carbon-carbon bond-forming reactions to drive biomass gasification reactions
WO2008033812A2 (en) * 2006-09-11 2008-03-20 Purdue Research Foundation System and process for producing synthetic liquid hydrocarbon
US20090077892A1 (en) * 2007-07-27 2009-03-26 Shulenberger Arthur M Biomass energy conversion apparatus and method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA827857B (en) * 1981-11-03 1983-08-31 Aeci Ltd The conversion of carbonaceous feedstocks to hydrocarbons
US6293979B1 (en) * 1994-12-19 2001-09-25 Council Of Scientific & Industrial Research Process for the catalytic conversion of methane or natural gas to syngas or a mixture of carbon monoxide and hydrogen
US20030115800A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-26 Muneyoshi Yamada Method for gasifying biomass and catalyst used for said method
US20030236312A1 (en) * 2002-06-25 2003-12-25 O'rear Dennis J. Process for conversion of LPG and CH4 to syngas and higher valued products
WO2006100572A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 University Of The Witwatersrand, Johannesburg Production of synthesis gas
US20070124997A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-07 General Electric Company System and method for producing synthesis gas
WO2008010994A2 (en) * 2006-07-18 2008-01-24 The Regents Of The University Of California Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
US20080237542A1 (en) * 2007-03-05 2008-10-02 Regents Of The University Of Minnesota Reactive flash volatilization of fluid fuels
CN101289373A (zh) * 2008-06-12 2008-10-22 贾广信 利用煤基合成气与甲烷资源气联合生产二甲醚的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 198348, 8 July 1983 Derwent World Patents Index; AN 1983-833298, XP002629565, HUGHES D O; THOMAS J A; VANDEHOUT G J: "Conversion of carbonaceous feedstock to hydrocarbon(s) - in gasification reactor, in which methane introduced is opt. recycled from earlier process" *
DATABASE WPI Week 200901, 22 October 2008 Derwent World Patents Index; AN 2009-A02518, XP002629564, JIA G; LI T: "Production of dimethyl ether involves coal-based synthetic gas method, pressurizing carbon dioxide, mixing with methane resource gas, returning reformed synthetic gas to dimethyl ether synthesis to be combined with coal-based synthetic gas" *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010310994A1 (en) 2012-05-31
CA2779823A1 (en) 2011-05-05
CN102686710A (zh) 2012-09-19
CA2779823C (en) 2017-04-18
CN102686710B (zh) 2014-07-02
EA201270605A1 (ru) 2012-09-28
AP2012006283A0 (en) 2012-06-30
US8691881B2 (en) 2014-04-08
WO2011051902A1 (en) 2011-05-05
AP3610A (en) 2016-02-29
US20120277328A1 (en) 2012-11-01
AU2010310994B2 (en) 2013-10-24
ZA201007712B (en) 2011-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Minh et al. Hydrogen production from biogas reforming: an overview of steam reforming, dry reforming, dual reforming, and tri-reforming of methane
JP5686803B2 (ja) メタン熱分解及び二酸化炭素転換反応を含む炭素含有物質のガス化方法
JP3326753B2 (ja) ガスタービン発電からの排気中の窒素酸化物を減少させる方法
US6571747B1 (en) Method and device for producing energy or methanol
US20100129691A1 (en) Enhanced product gas and power evolution from carbonaceous materials via gasification
CA3019746A1 (en) Integrated system and method for producing methanol product
CA2820859A1 (en) Gasification method for reducing emission of carbon dioxide
CN103979492A (zh) 二氧化碳-甲烷自热重整制备合成气的工艺方法
Ortiz et al. Thermodynamic analysis and process simulation for the H2 production by dry reforming of ethanol with CaCO3
GB2593179A (en) Production of hydrocarbons
WO2015082216A1 (en) A process for conversion of natural gas to hydrocarbon products and a plant for carrying out the process
Devasahayam Catalytic actions of MgCO3/MgO system for efficient carbon reforming processes
US9850185B2 (en) Method and system for acetylene (C2H2) or ethylene (C2H4) production
CA2731376A1 (en) Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation
EA026067B1 (ru) Превращение углеродсодержащего исходного сырья
JP2009286932A (ja) バイオマスガス化装置及びその方法
Kauchali Development of sustainable coal to liquid processes: minimising process CO2 emissions
US20240247202A1 (en) Process for producing synthetic hydrocarbons from biomass
JP3947266B2 (ja) 水素製造方法およびそれに用いる装置
KR101955602B1 (ko) 2단 유동층 가스화기
WO2020054138A1 (ja) Ｆｔ合成油、メタノールまたはｄｍｅ製造用合成ガス製造システム
CN117396432A (zh) 优化来自异质原料的一氧化碳产量
JP2023011307A (ja) 合成燃料の製造方法
Verfondern et al. Conversion of Hydrocarbons
Satrio et al. Thermochemical Hydrogen Production from Biomass Using Core-in-Shell Catalyst/Sorbent Materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU