KR20110082580A - 탄소질 공급원료의 기체화 방법 - Google Patents

탄소질 공급원료의 기체화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 스팀의 존재 하에서의 탄소질 공급원료의 촉매적 기체화를 통한 기체상 생성물, 및 특히 메탄의 제조 방법 및 그의 연속식 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 측면에서, 방법은, 적합한 온도 및 압력 하에, 산소-취입 기체화기에서 산소-풍부 기체 스트림, 재순환 스팀 스트림 및 수성 메이크업 스트림과 함께 제1 탄소질 공급원료를 적어도 부분적으로 연소시켜, 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하는 것; 및 적합한 온도 및 압력 하에 기체화 촉매의 존재 하에 촉매적 기체화기에서 제2 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림을 반응시켜, 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 다수의 기체상 생성물을 포함하는 제2 기체 스트림을 형성하는 것을 포함한다. 본 발명의 방법은, 하나 이상의 촉매적 메탄화기를 사용하여 기체상 생성물 중의 일산화탄소 및 수소를 메탄으로 전환시키는 것을 포함할 수 있으며, 특정 실시양태에서는 일산화탄소 또는 수소를 기체화기로 재순환시키지 않는다. 촉매적 기체화로부터 회수된 열 에너지는 재순환 스팀 스트림을 생성하는 데 사용될 수 있다.

Description

탄소질 공급원료의 기체화 방법 {PROCESSES FOR GASIFICATION OF A CARBONACEOUS FEEDSTOCK}
본 발명은, 스팀의 존재 하에서의 탄소질 공급원료의 촉매적 기체화를 통한 기체상 생성물, 및 특히 메탄의 제조 방법에 관한 것이며, 여기서는 촉매적 기체화기로의 일산화탄소 또는 수소의 재순환이 없다.
높은 에너지 비용 및 환경상의 문제점과 같은 수많은 요인에 비추어, 연료가가 낮은 탄소질 공급원료, 예컨대 석유 코크스 및 석탄으로부터 부가가치가 있는 기체상 생성물을 제조하는 것이 새로이 주목을 받고 있다. 메탄 및 기타 부가가치가 있는 기체를 제조하기 위한 이러한 물질의 촉매적 기체화는, 예를 들어
Figure pct00001
에 개시되어 있다.
일반적으로, 석탄 또는 석유 코크스와 같은 탄소질 물질은, 승온 및 승압에서 알칼리 금속 촉매 공급원 및 스팀의 존재 하에 물질의 기체화에 의하여, 메탄과 같은 부가가치가 있는 기체를 포함한 다수의 기체로 전환될 수 있다. 기체화기에 의해 제조되는 원료 기체로부터 미세한 반응되지 않은 탄소질 물질을 제거하고, 기체를 냉각시키고, 다수의 방법으로 스크러빙하여 원치않는 오염물, 및 일산화탄소, 수소, 이산화탄소 및 황화수소를 포함한 기타 부산물을 제거한다.
반응의 알짜열(net heat)을 가능한 한 중성에 가깝게 (단지 약간 발열성 또는 흡열성이도록; 즉, 반응이 열적 중성 조건 하에 진행되도록) 유지하기 위해, 재순환 일산화탄소 및 수소 기체 스트림을 종종 기체화 반응기로 공급한다. 예를 들어, US4094650, US6955595 및 US2007/083072A1을 참조한다. 이러한 기체 재순환 루프는 일반적으로 적어도 추가적 가열 부재 및 가압 부재가 재순환 기체 스트림을 기체화 반응기로의 도입에 적합한 온도 및 압력으로 만들 것을 요구한다. 또한, 이러한 메탄 생성 방법은, 예를 들어 극저온 증류에 의해, 재순환 기체로부터 메탄의 분리를 요구할 수 있다. 이렇게 함에 있어서, 메탄 제조에 대한 공학적 복잡성 및 전체적인 비용이 매우 증가된다.
따라서, 기체 재순환 루프가 최소화되고/거나 제거되어 메탄 제조에 대한 복잡성 및 비용이 감소되는 개선된 기체화 방법에 대한 필요성이 남아 있다.
<발명의 개요>
한 측면에서, 본 발명은,
(a) 산소-취입 기체화기에 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림 및 재순환 스팀 스트림의 적어도 일부를 공급하는 단계;
(b) 임의로, 산소-취입 기체화기에 물 및 메이크업(makeup) 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 제1 수성 메이크업 스트림을 공급하는 단계;
(c) 제2 온도 및 제2 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제1 온도 및 제1 압력에서, 산소-취입 기체화기에서 산소-풍부 기체 스트림과 함께 제1 탄소질 공급원료를 적어도 부분적으로 연소시키는 단계;
(d) 임의로, 제1 기체 스트림을, (d1) 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 제2 수성 메이크업 스트림, 또는 (d2) 재순환 스팀 스트림의 나머지 부분, 또는 (d3) (d1) 및 (d2) 둘 다와 합하여, 제3 온도 및 제3 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 합쳐진 제1 기체 스트림을 생성하는 단계;
(e) 촉매적 기체화기에 제2 탄소질 공급원료, 기체화 촉매 및 제1 기체 스트림의 적어도 일부 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림의 적어도 일부)를 도입하는 단계;
(f) 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 다수의 기체상 생성물을 포함하며 회수에 이용가능한 열 에너지를 함유하는 제2 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제4 온도 및 제4 압력에서, 기체화 촉매의 존재 하에 촉매적 기체화기에서 제2 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)을 반응시키는 단계;
(g) 제2 기체 스트림으로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제1 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
(h) 제2 기체 스트림 중의 수소 대 일산화탄소의 몰비가 약 3:1 미만인 경우, 임의로, 제2 기체 스트림 중의 일산화탄소의 일부를 사워 시프팅(sour shifting)하여 열 에너지 및 약 3:1 이상의 수소 대 일산화탄소의 몰비를 갖는 수소-풍부 제2 기체 스트림을 생성하는 단계;
(i) 임의로, 존재하는 경우, 단계 (h)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제2 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
(j) 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터 이산화탄소의 상당 부분 및 황화수소의 상당 부분을 제거하여 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터의 메탄의 상당 부분을 포함하는 산 기체-고갈 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
(k) 메탄화 촉매의 존재 하에 촉매적 메탄화기에서 산 기체-고갈 제3 기체 스트림 중에 존재하는 일산화탄소 및 수소를 반응시켜 열 에너지 및 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
(l) 임의로, 단계 (k)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제3 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계; 및
(m) 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 회수하는 단계
를 포함하며,
여기서,
(1) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림 중 적어도 하나가 존재하고;
(2) 단계 (f)는 재순환 스팀 스트림, 및 존재 범위까지, 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림으로 구성된 전체 스팀 요구량을 갖고;
(3) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림은 단계 (f)에 대한 전체 스팀 요구량의 약 15 중량% 이하를 공급하고;
(4) 재순환 스팀 스트림은 제1 스팀 재순환 스트림, 및 존재하는 경우, 제2 및 제3 스팀 재순환 스트림 중 하나 또는 둘 다를 포함하고;
(5) 제2 온도는 제4 온도보다 높고;
(6) 합쳐진 제1 기체 스트림이 존재하는 경우, 제3 온도는 제2 온도보다 낮고 제4 온도보다 높고;
(7) 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)이 메탄 생성물 스트림이거나, 또는 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)을 정제하여 메탄 생성물 스트림을 생성하는 것인,
탄소질 공급원료로부터 다수의 기체상 생성물을 생성하고 메탄 생성물 스트림을 회수하는 방법을 제공한다.
제2 측면에서, 본 발명은 탄소질 공급원료로부터 다수의 기체상 생성물을 생성하고 메탄 생성물 스트림을 회수하는 연속식 방법을 제공한다. 연속식 방법에서는, 단계 (a), (c), (e), (f), (g), (j), (k) 및 (m)을 연속적인 방식으로 수행한다. 나머지 단계는 주기적으로 (배치식), 반연속적으로 또는 연속적으로 수행할 수 있다.
따라서, 제2 측면에 따라, 연속식 방법은,
(a) 연속적으로, 산소-취입 기체화기에 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림 및 재순환 스팀 스트림의 적어도 일부를 공급하는 단계;
(b) 임의로, 산소-취입 기체화기에 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 제1 수성 메이크업 스트림을 공급하는 단계;
(c) 연속적으로, 제2 온도 및 제2 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제1 온도 및 제1 압력에서, 산소-취입 기체화기에서 산소-풍부 기체 스트림과 함께 제1 탄소질 공급원료를 적어도 부분적으로 연소시키는 단계;
(d) 임의로, 제1 기체 스트림을, (d1) 물, 메이크업 스팀 또는 이들 둘 다를 포함하는 제2 수성 메이크업 스트림, 또는 (d2) 재순환 스팀 스트림의 나머지 부분, 또는 (d3) (d1) 및 (d2) 둘 다와 합하여, 제3 온도 및 제3 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 합쳐진 제1 기체 스트림을 생성하는 단계;
(e) 연속적으로, 산소-취입 기체화기와 소통되는 촉매적 기체화기에 제2 탄소질 공급원료, 기체화 촉매 및 제1 기체 스트림의 적어도 일부 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림의 적어도 일부)를 도입하는 단계;
(f) 연속적으로, 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 다수의 기체상 생성물을 포함하며 회수에 이용가능한 열 에너지를 함유하는 제2 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제4 온도 및 제4 압력에서, 기체화 촉매의 존재 하에 촉매적 기체화기에서 제2 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)을 반응시키는 단계;
(g) 연속적으로, 제2 기체 스트림으로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제1 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
(h) 제2 기체 스트림 중의 수소 대 일산화탄소의 몰비가 약 3:1 미만인 경우, 임의로, 제2 기체 스트림 중의 일산화탄소의 일부를 사워 시프팅하여 열 에너지 및 약 3:1 이상의 수소 대 일산화탄소의 몰비를 갖는 수소-풍부 제2 기체 스트림을 생성하는 단계;
(i) 임의로, 존재하는 경우, 단계 (h)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제2 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
(j) 연속적으로, 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터 이산화탄소의 상당 부분 및 황화수소의 상당 부분을 제거하여 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터의 메탄의 상당 부분을 포함하는 산 기체-고갈 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
(k) 연속적으로, 메탄화 촉매의 존재 하에 촉매적 메탄화기에서 산 기체-고갈 제3 기체 스트림 중에 존재하는 일산화탄소 및 수소를 반응시켜 열 에너지 및 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
(l) 임의로, 단계 (k)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제3 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계; 및
(m) 연속적으로, 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 회수하는 단계
를 포함할 수 있고,
여기서,
(1) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림 중 적어도 하나가 존재하고;
(2) 단계 (f)는 재순환 스팀 스트림, 및 존재 범위까지, 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림으로 구성된 전체 스팀 요구량을 갖고;
(3) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림은 단계 (f)에 대한 전체 스팀 요구량의 약 15% 이하를 공급하고;
(4) 재순환 스팀 스트림은 제1 스팀 재순환 스트림, 및 존재하는 경우, 제2 및 제3 스팀 재순환 스트림 중 하나 또는 둘 다를 포함하고;
(5) 제2 온도는 제4 온도보다 높고;
(6) 합쳐진 제1 기체 스트림이 존재하는 경우, 제3 온도는 제2 온도보다 낮고 제4 온도보다 높고;
(7) 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)이 메탄 생성물 스트림이거나, 또는 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)을 정제하여 메탄 생성물 스트림을 생성한다.
제3 측면에서, 본 발명은,
(a) (1) 제1 온도 및 제1 압력에서 작동되도록 구성되고; (2) 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림, 재순환 스팀 스트림, 및 임의로 제1 수성 메이크업 스트림을 수용하도록 구성되며, 여기서 재순환 스팀 스트림은 제1 스팀 재순환 스트림, 및 임의로 제2 스팀 재순환 스트림 및 제3 스팀 재순환 스트림을 포함하고, 제1 수성 메이크업 스트림은 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하고; (3) 제2 온도 및 제2 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하도록 구성된 산소-취입 기체화기;
(b) 임의로, (1) 제2 수성 메이크업 스트림을 제공하도록 구성되고, (2) 제2 수성 메이크업 스트림을 제1 기체 스트림과 합하여 제3 온도 및 제3 압력의 합쳐진 제1 기체 스트림을 생성하도록 구성되며, 여기서 제2 수성 메이크업 스트림은 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것인 수성 메이크업 스트림 공급기;
(c) (1) 제4 온도 및 제4 압력에서 작동되도록; (2) 촉매화된 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)을 수용하도록; (3) 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 제2 기체 스트림을 배출하도록 구성된, 산소-취입 기체화기, 및 존재하는 경우 수성 메이크업 스트림 라인과 소통되는 유동층 기체화기;
(d) 제2 기체 스트림으로부터 열 에너지를 회수하고 제1 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 유동층 기체화기와 소통되는 제1 열 회수 유닛;
(e) 제2 기체 스트림 중의 일산화탄소의 일부를 사워 시프팅하여 수소-풍부 제2 기체 스트림을 생성하기 위한, 제1 열 회수 유닛과 소통되는 사워 시프트 반응기;
(f) 사워 시프트 반응기, 수소-풍부 제2 기체 스트림 또는 이들 둘 다로부터 열 에너지를 회수하고 제2 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 사워 시프트 반응기와 소통되는 제2 열 회수 유닛;
(g) 사워 시프트 반응기를 우회하기 위한, 제1 열 회수 유닛과 소통되는 기체 우회로 루프;
(h) 제2 기체 스트림으로부터 이산화탄소의 적어도 상당 부분 및 황화수소의 적어도 상당 부분을 제거하고 산 기체-고갈 제3 기체 스트림을 생성하기 위한, 사워 시프트 반응기 및 기체 우회로 루프와 소통되는 산 기체 제거기 유닛;
(i) 산 기체-고갈 제3 기체 스트림으로부터의 일산화탄소 및 수소를 반응시키고 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 생성하기 위한, 산 기체 제거기 유닛과 소통되는 촉매적 메탄화기;
(j) 촉매적 메탄화기, 메탄-풍부 기체 스트림 또는 이들 둘 다로부터 열 에너지를 회수하고 제3 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 촉매적 메탄화기와 소통되는 제3 열 회수 유닛; 및
(k) 제1, 제2 및 제3 재순환 스팀 스트림을 산소-취입 기체화기로 재순환시키기 위한 재순환 루프
를 포함하는, 촉매화된 탄소질 공급원료로부터 다수의 기체를 생성하기 위한 기체화 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는, 예를 들어 다양한 탄소질 공급원료로부터 메탄을 제조하는 데 유용할 수 있다. 바람직한 방법은 하기에 더욱 상세히 기재되는 바와 같이 "파이프라인-품질(pipeline-quality) 천연 가스"의 생성물 스트림을 생성하는 것이다.
도 1은, 산소-취입 기체화기 (400)을 사용하여 과열 스팀, 일산화탄소 및 수소를 포함하는 제1 기체 스트림 (90)을 촉매적 기체화기 (300)에 공급하여 제2 기체 스트림 (40)을 생성하고, 하류의 제2 기체 스트림을 임의의 사워 시프트 반응기 (900), 산 기체 제거기 (700), 메탄화기 (800)을 통하여 추가로 처리하고, 제2 기체 스트림으로부터 회수된 열 에너지를 재순환시키고, 임의로 하나 이상의 하류 처리 단계로부터 재순환 스팀 스트림 (36)을 산소-취입 기체화기에 제공하는 기체화 공정의 실시양태의 다이아그램이다.
도 2는, 촉매화된 공급원료 (100, 200)을 제조하고, 기체화기에 의해 생성된 차르 (31)로부터 촉매를 회수 (1000) 및 재순환시키는 공정 및 발전기 (1100, 1300)을 추가로 포함하는, 도 1에 대하여 기재된 바와 같은 기체화 공정의 또 다른 실시양태의 다이아그램이다.
도 3은, 촉매화된 공급원료 (100, 200)을 제조하고, 기체화기에 의해 생성된 차르 (31)로부터 촉매를 회수 (1000) 및 재순환시키는 공정을 추가로 포함하나, 임의의 하류 사워 시프팅 단계를 포함하지 않는, 도 1에 대하여 기재된 바와 같은 기체화 공정의 또 다른 실시양태의 다이아그램이다.
<발명의 상세한 설명>
본 개시내용은, 탄소질 공급원료를 적어도 메탄을 포함하는 다수의 기체상 생성물로 전환시키는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 특히, 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림 및 재순환 스팀 스트림을 산소-취입 기체화기에 제공하여, 촉매적 기체화기에 도입하기 위한 일산화탄소, 수소 및 과열 스팀을 생성하고, 촉매적 기체화기에서 알칼리 금속 촉매의 존재 하에 제2 탄소질 공급원료를 다수의 기체상 생성물로 전환시키는 것을 포함한다. 재순환 스팀 스트림은 다양한 단계에서 기체상 생성물의 생성으로부터 회수된 열 에너지로부터 효율적으로 생성되어 전환 공정을 위한 전체 전체 스팀 요구량의 실질적 대부분을 제공할 수 있다. 전체 스팀 요구량 중 임의의 나머지 부분은, 산소-취입 기체화기에 직접 제공될 수 있고/거나 산소-취입 기체화기의 출력물과 혼합될 수 있는 수성 메이크업 스트림에 의해 공급될 수 있다.
특히, 본 발명의 시스템은, 다른 장점 이외에도, 촉매적 기체화기로의 일산화탄소 또는 수소의 재순환이 없고, 높은 전체적 열 효율을 갖는 개선된 기체화 방법을 제공할 수 있다. 촉매적 기체화의 근접-평형 작업에 대해 바람직한 일산화탄소 및 수소 입력이 산소-취입 기체화기에 의해 대신 공급될 수 있다. 촉매적 기체화에서 사용되는 스팀의 과열 또한, 별도의 발화 과열기의 사용과 달리, 산소-취입 기체화기에 의해 제공될 수 있다. 이러한 구성에서, 산소-취입 기체화기는 주로 합성 가스 생성기 및 과열기, 및 훨씬 더 작은 정도로는 스팀 생성기로서 기능한다.
본 발명은 공동 소유의
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에 개시된 주제와 관련하여 실행될 수 있다.
또한, 본 발명은 공동 소유의 미국 특허출원 제12/395,330호 (이는 2009년 2월 27일자로 출원됨); 동 제12/415,042호 및 제12/415,050호 (이들은 각각 2009년 3월 31일자로 출원됨); 동 제12/492,467호, 제12/492,477호, 제12/492,484호, 제12/492,489호 및 제12/492,497호 (이들은 각각 2009년 6월 26일자로 출원됨); 및 동 제12/562,919호, 제12/562,921호, 제12/562,922호 및 제12/562,925호 (이들은 각각 2009년 9월 18일자로 출원됨)에 개시된 주제와 관련하여 실행될 수 있다.
달리 나타내지 않는 한, 본원에서 언급된 모든 공개, 특허출원, 특허 및 기타 참고문헌은, 전체적으로 기재되는 것과 같이 모든 목적상 그의 전체가 명백히 본원에 참고로 도입된다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 이 개시내용이 속하는 분야의 통상의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우에는, 정의를 비롯하여 본 명세서가 우선될 것이다.
명백히 언급된 경우를 제외하고는, 상표는 대문자로 표기된다.
본원에 기재된 것들과 유사하거나 동등한 방법 및 물질이 본 개시내용의 실행 또는 시험에서 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 물질은 본원에 기재된 것이다.
달리 언급되지 않는 한, 모든 백분율, 부, 비율 등은 중량 기준이다.
양, 농도, 또는 다른 값 또는 변수가, 보다 큰 값 및 보다 작은 값의 목록 또는 범위로서 주어질 때, 이는 이러한 범위가 개별적으로 개시되는지에 상관 없이, 임의의 보다 큰 범위 한계값 및 보다 작은 범위 한계값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 본원에서 수치들의 범위가 언급되는 경우, 달리 언급되지 않는 한, 이러한 범위는 이들의 끝값, 및 이들 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하도록 의도된다. 본 개시내용의 범주가, 범위를 한정할 때 언급된 특정 값으로 제한되도록 의도되지는 않는다
용어 "약"이 범위의 값 또는 끝값을 기술하는 데 사용되는 경우, 이러한 개시는 언급된 특정한 값 또는 끝값을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "포함한다", "포함하는", "함유한다", "함유하는", "갖는다", "갖는" 또는 이들의 임의의 다른 변형 형태는 비-배타적 포함(non-exclusive inclusion)을 망라하도록 의도된다. 예를 들어, 일련의 요소들을 포함하는 공정, 방법, 물품 또는 장치는 반드시 이러한 요소들로만 제한되지는 않고, 이러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 고유하거나 명백하게 열거되지 않은 기타 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 달리 상반되게 명백히 언급되지 않는 한, "또는"은 포함적 논리합(inclusive or)을 지칭하며 배타적 논리합(exclusive or)을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 하기의 것 중 어느 하나에 의해 충족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B가 거짓인 (또는 존재하지 않는) 것, A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B가 참인 (또는 존재하는) 것, 및 A와 B가 둘 다 참인 (또는 존재하는) 것.
본원에서 다양한 요소 및 성분을 기술하는 데 있어 영문의 부정관사 "a" 또는 "an"을 사용하는 것은 단지 편의를 위한 것이고 본 개시내용의 일반적 개념을 제공하기 위한 것이다. 이러한 기재는 하나 또는 하나 이상을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 명백히 다른 것을 의미하지 않는 한, 단수형은 또한 복수형을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "상당 부분"은, 본원에서 달리 정의되지 않는 한, 언급된 물질의 약 90% 초과, 바람직하게는 언급된 물질의 95% 초과, 보다 바람직하게는 언급된 물질의 97% 초과임을 의미한다. 퍼센트는 분자 (예컨대 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소 및 황화수소)를 언급할 때 몰 기준이고, 다른 경우에는 중량 기준 (예컨대 연행된(entrained) 탄소질 미세물에 대하여)이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "탄소질 물질"은, 예를 들어 본원에서 정의된 바와 같은 바이오매스(biomass) 및 비-바이오매스 물질일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "바이오매스"는, 최근 (예를 들어, 지난 100년 이내)의 식물계 바이오매스 및 동물계 바이오매스를 비롯한 살아있는 유기체로부터 유래된 탄소질 물질을 지칭한다. 명확히 하기 위하여, 바이오매스는 화석계 탄소질 물질, 예컨대 석탄을 포함하지 않는다. 예를 들어, 앞서 도입된 US2009/0217575A1, US2009/0217587A1 및 US2009/0229182A1을 참조한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "식물계 바이오매스"는 녹색 식물, 곡물, 조류 및 나무, 예컨대 단수수(sweet sorghum), 바가스(bagasse), 사탕수수, 대나무, 잡종 포플러, 잡종 버드나무, 자귀나무, 유칼립투스, 알팔파, 클로버, 기름야자나무, 스위치그래스, 옥수수류, 기장, 자트로파 및 물억새 (예를 들어, Miscanthus x giganteus) (이에 제한되지는 않음)로부터 유래된 물질을 의미한다. 바이오매스는 농업 재배, 처리 및/또는 분해로부터의 폐기물, 예컨대 옥수수속대 및 꼬투리, 옥수수줄기 및 잎, 짚, 견과류껍질, 식물성 오일, 카놀라유, 평지씨유, 바이오디젤, 나무껍질, 목재 조각, 톱밥 및 가축우리 폐기물을 추가로 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "동물계 바이오매스"는 동물 사육 및/또는 이용으로부터 생성된 폐기물을 의미한다. 예를 들어, 바이오매스는 가축 사육 및 처리로부터의 폐기물, 예컨대 동물 비료, 구아노비료, 가금류 깔짚, 동물 지방 및 도시 고형 폐기물 (예를 들어, 오물)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "비-바이오매스"는, 본원에서 정의된 바와 같은 용어 "바이오매스"에 포함되지 않는 탄소질 물질을 의미한다. 예를 들어, 비-바이오매스는 무연탄, 역청탄, 아역청탄, 갈탄, 석유 코크스, 아스팔텐, 액체 석유 잔사 또는 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 앞서 도입된 US2009/0166588A1, US2009/0165379A1, US2009/0165380A1, US2009/0165361A1, US2009/0217590A1 및 US2009/0217586A1을 참조한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "석유 코크스" 및 "페트코크(petcoke)"는 (i) 석유 처리에서 수득되는 고-비점 탄화수소 분획의 고체 열 분해 생성물 (중질 잔사 - "잔유 페트코크"), 및 (ii) 처리 타르 샌드의 고체 열 분해 생성물 (역청질 샌드 또는 오일 샌드 - "타르 샌드 페트코크") 둘 다를 포함한다. 이러한 탄화 생성물은, 예를 들어 미처리(green), 하소, 바늘 및 유동층 페트코크를 포함한다.
잔유 페트코크는 원유로부터, 예를 들어 중질 잔류 원유를 개량하기 위해 사용되는 코크스화 방법에 의해 유래될 수 있고, 이러한 페트코크는 부성분으로서, 코크스의 중량을 기준으로 하여 전형적으로 약 1.0 중량% 이하, 보다 전형적으로 약 0.5 중량% 이하의 회분을 함유한다. 전형적으로, 이러한 소량-회분 코크스 내의 회분은 니켈 및 바나듐과 같은 금속을 포함한다.
타르 샌드 페트코크는 오일 샌드로부터, 예를 들어 오일 샌드를 개량하기 위해 사용되는 코크스화 방법에 의해 유래될 수 있다. 타르 샌드 페트코크는 부성분으로서, 타르 샌드 페트코크의 전체 중량을 기준으로 하여 약 2 중량% 내지 약 12 중량% 범위, 보다 전형적으로 약 3 중량% 내지 약 6 중량% 범위의 회분을 함유한다. 전형적으로, 이러한 다량-회분 코크스 내의 회분은 실리카 및/또는 알루미나와 같은 물질을 포함한다.
석유 코크스는 본래 전형적으로 (총 석유 코크스 중량을 기준으로 하여) 약 0.2 내지 약 2 중량%의 범위의 낮은 수분 함량을 가지며; 이것은 또한 전형적으로 통상적인 촉매 함침 방법이 가능하도록 매우 낮은 물 침지 용량을 갖는다. 얻어진 미립자 조성물은 예를 들어 통상적인 건조 작업에 비해 하류 건조 작업의 효율을 증가시키는 낮은 평균 수분 함량을 함유한다.
석유 코크스는 석유 코크스의 총 중량을 기준으로 하여 약 70 중량% 이상의 탄소, 약 80 중량% 이상의 탄소, 또는 약 90 중량% 이상의 탄소를 포함할 수 있다. 전형적으로, 석유 코크스는 석유 코크스의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 미만의 무기 화합물을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "아스팔텐"은 실온에서 방향족 탄소질 고체이고, 예를 들어 원유 및 원유 타르 샌드의 처리로부터 유래될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "석탄"은 토탄, 갈탄, 아역청탄, 역청탄, 무연탄 또는 이들의 혼합물을 의미한다. 특정 실시양태에서, 석탄은 총 석탄 중량을 기준으로 하여 약 85 중량% 미만, 또는 약 80 중량% 미만, 또는 약 75 중량% 미만, 또는 약 70 중량% 미만, 또는 약 65 중량% 미만, 또는 약 60 중량% 미만, 또는 약 55 중량% 미만, 또는 약 50 중량% 미만의 탄소 함량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 석탄은 총 석탄 중량을 기준으로 하여 약 85 중량% 이하, 또는 약 80 중량% 이하, 또는 약 75 중량% 이하 범위의 탄소 함량을 갖는다. 유용한 석탄의 예로는, 일리노이 #6, 피츠버그 #8, 뷸라 (ND), 유타 블라인드 캐년, 및 파우더 리버 배이신(Powder River Basin) (PRB) 석탄이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 무연탄, 역청탄, 아역청탄 및 갈탄은 각각 건량 기준으로 석탄의 총 중량의 약 10 중량%, 약 5 내지 약 7 중량%, 약 4 내지 약 8 중량%, 및 약 9 내지 약 11 중량%의 회분을 함유할 수 있다. 그러나, 임의의 특정한 석탄 공급원의 회분 함량은 석탄의 등급 및 공급원에 의존될 것이고 이는 당업자에게 친숙하다. 예를 들어, 문헌 ["Coal Data: A Reference", Energy Information Administration, Office of Coal, Nuclear, Electric and Alternate Fuels, U.S. Department of Energy, DOE/EIA-0064(93), February 1995]을 참조한다.
석탄으로부터 생성된 회분은 전형적으로 당업자에게 친숙한 바와 같이 비산 회분 및 바닥 회분 둘 다를 포함한다. 역청탄으로부터의 비산 회분은 비산 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 내지 약 60 중량%의 실리카 및 약 5 내지 약 35 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 아역청탄으로부터의 비산 회분은 비산 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 40 내지 약 60 중량%의 실리카 및 약 20 내지 약 30 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 갈탄으로부터의 비산 회분은 비산 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 15 내지 약 45 중량%의 실리카 및 약 20 내지 약 25 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Meyers, et al. "Fly Ash. A Highway Construction Material." Federal Highway Administration, Report No. FHWA-IP-76-16, Washington, DC, 1976]을 참조한다.
역청탄으로부터의 바닥 회분은 바닥 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 40 내지 약 60 중량%의 실리카 및 약 20 내지 약 30 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 아역청탄으로부터의 바닥 회분은 바닥 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 40 내지 약 50 중량%의 실리카 및 약 15 내지 약 25 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 갈탄으로부터의 바닥 회분은 바닥 회분의 총 중량을 기준으로 하여 약 30 내지 약 80 중량%의 실리카 및 약 10 내지 약 20 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Moulton, Lyle K. "Bottom Ash and Boiler Slag," Proceedings of the Third International Ash Utilization Symposium. U.S. Bureau of Mines, Information Circular No. 8640, Washington, DC, 1973]을 참조한다.
용어 "유닛"은 단위 작업을 지칭한다. 하나 초과의 "유닛"이 존재하는 것으로 기재되는 경우, 이들 유닛은 병렬 방식으로 작동된다. 그러나, 단일 "유닛"은 직렬로 연결된 하나 초과의 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 산 기체 제거 유닛은 황화수소 제거 유닛에 이어서 직렬로 연결된 이산화탄소 제거 유닛을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 미량 오염물 제거 유닛은 제1 미량 오염물을 위한 제1 제거 유닛에 이어서 직렬로 연결된 제2 미량 오염물을 위한 제2 제거 유닛을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 메탄 압축기 유닛은 메탄 생성물 스트림을 제1 압력으로 압축하기 위한 제1 메탄 압축기 및 그에 이어서 직렬로 연결된 메탄 생성물 스트림을 제2 (더 높은) 압력으로 더욱 압축하기 위한 제2 메탄 압축기를 포함할 수 있다.
본원에서 물질, 방법 및 예는 단지 예시적인 것일 뿐이고, 특정적으로 언급된 경우를 제외하고는, 제한되도록 의도되지 않는다
기체화 방법
본 발명의 한 실시양태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 메탄 생성물 스트림 (80)이 촉매화된 탄소질 공급원료 (30 + 31)로부터 생성될 수 있다. 제1 탄소질 공급원료 (41), 산소-풍부 기체 스트림 (42) (예컨대 정제된 산소), 재순환 스팀 스트림 (36), 및 물 및/또는 메이크업 스팀을 포함하는 수성 메이크업 스트림 (51)을 산소-취입 기체화기 (400)에 제공할 수 있다. 수성 메이크업 스트림 (51)은 별법으로 또는 추가로 산소-취입 기체화기 (400)에 의해 생성된 제1 기체 스트림 (90)에 제공될 수 있다 ((51a) 참조).
재순환 스팀 스트림 (36) 및 수성 메이크업 스트림 (51)은, 조합되어, 촉매적 기체화가 일어나는 촉매적 기체화기 (300)을 위한 전체 스팀 요구량을 제공한다. 재순환 스팀 스트림 (36)은 이러한 전체 스팀 요구량 중 대부분 (예를 들어, 약 85 중량% 이상)을 공급하고, 이는 기체화 반응 및 추가의 하류 처리로부터 회수된 열 에너지의 적어도 일부로부터 생성된다. 전체 스팀 요구량 중 나머지 (예를 들어, 약 15 중량% 이하)는, 다양한 공급원으로부터 산소-취입 기체화기 (400)에 및/또는 제1 기체 스트림 (90)에 별도의 물 및/또는 스팀의 입력물로서 공급될 수 있는 수성 메이크업 스트림 (51)에 의해 제공된다.
그러나, 본 발명의 일부 실시양태에서는, 재순환 스팀 스트림 (36)의 적어도 일부, 수성 메이크업 스트림 (51), 또는 이들 둘 다가 제1 탄소질 공급원료 (41)과 함께, 예를 들어 슬러리 또는 습윤 물질로서 제공된다.
산소-취입 기체화기 (400)에서, 하기에서 더욱 상세히 논의되는 바와 같이, 제1 탄소질 공급원료를 적합한 온도 및 압력 하에 적어도 부분적으로 연소시켜, 촉매적 기체화기 (300)에서 열적 및 합성 가스 균형을 유지하기에 충분한 촉매적 기체화기 (300)의 작업 온도 초과의 온도의 일산화탄소, 수소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림 (90)을 생성할 수 있다. 상기에 일반적으로, 또한 하기에 보다 구체적으로 기재된 바와 같이, 제1 기체 스트림 (90)은 이후 촉매적 기체화 공정을 위한 입력물로서 사용될 수 있다. 산소-취입 기체화기 (400)에서의 기체화는 전형적으로 비-촉매화된 반응 (기체화 촉매가 첨가되지 않음)이다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 수소 및 일산화탄소는 약 3:1 이상의 몰비로 제1 기체 스트림 (90) 중에 존재한다.
산소-취입 기체화기 (400)이 촉매적 기체화기 (300)으로의 공급을 위해 적절한 온도 및 압력의 과열 스팀을 생성할 수 있기 때문에, 앞서 도입된 다수의 참고문헌에 개시된 바와 같이, 촉매적 기체화 공정에 제공하기 위한 과열 스팀을 생성하는 별도의 과열기의 사용이 유리하게 제거될 수 있다.
산소-취입 기체화기 (400)으로부터의 제1 기체 스트림 (90)의 배출이 지나치게 높은 온도에 있고/거나 촉매적 기체화 공정을 위해 충분한 과열 스팀 함량을 함유하지 않는 경우, 제1 기체 스트림을 수성 메이크업 스트림 (51a)의 전부 또는 일부 및/또는 재순환 스팀 스트림 (36a)의 일부를, 제1 기체 스트림 (90)을 촉매적 기체화 반응을 위해 요구되는 적절한 온도, 조성 및 다른 조건으로 조정하기 위해 요구되는 바와 같이 조합함으로써 켄칭시킬 수 있다. 이러한 켄칭은 또한 하기에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이 미립자/오염물 조절에 조력할 수 있다.
제1 탄소질 공급원료 (41)은 전형적으로 하기에 논의되는 바와 같이 하나 이상의 탄소질 물질을 포함한다.
재순환 스팀 스트림 (36)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 하나 이상의 열 회수 유닛 (예를 들어, 열 교환기 (600) 및 임의로 열 교환기 (601) 및 (602))을 사용하여 기체화 공정으로부터 회수된 열 에너지와 물/스팀 공급원을 접촉시킴으로써 생성될 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 적합한 열 회수 유닛을 사용할 수 있다. 회수된 열 에너지를 이용하여 스팀을 생성할 수 있는 스팀 보일러 또는 임의의 다른 적합한 스팀 생성기 (예컨대 쉘/튜브 열 교환기)를 사용하여 산소-취입 기체화기 (400)에 공급하고/거나 제1 기체 스트림 (90)과 혼합하거나 촉매적 기체화 공정에 제공하기 위한 스팀을 공급할 수 있다. 임의의 물 공급원을 사용하여 스팀을 생성할 수 있지만, 공지된 보일러 시스템에 통용되는 물은 부식 과정이 늦춰지도록 정제되고 이온제거 (약 0.3 내지 1.0 μS/cm)될 수 있다. 산소-취입 기체화기에 공급되는 재순환 스팀 스트림의 양은, 촉매적 기체화기 (300)에 대한 전체 스팀 요구량의 약 85 중량% 이상, 또는 약 90 중량% 이상, 또는 약 94 중량% 이상, 또는 약 97 중량% 이상, 또는 약 98 중량% 이상, 또는 약 99 중량% 이상을 제공하기에 충분한 양이고, 나머지 약 15 중량% 이하, 또는 약 10 중량% 이하, 또는 약 6 중량% 이하, 또는 약 3 중량% 이하, 또는 약 2 중량% 이하, 또는 약 1 중량% 이하는 수성 메이크업 스트림에 의해 공급된다. 또 다른 실시양태에서, 재순환 스팀 스트림은 촉매적 기체화기 (300)에 대한 전체 스팀 요구량의 실질적으로 전부를 공급하고, 여기서 수성 메이크업 스트림은 실질적으로 존재하지 않는다.
상기한 바와 같이, 수성 메이크업 스트림은 물 및/또는 메이크업 스팀을 포함할 수 있다. 수성 메이크업 스트림이 메이크업 스팀을 포함하는 본 발명의 실시양태에서는, 적합한 스팀 보일러 또는 스팀 생성기를 이용하여 스팀을 제공할 수 있다. 당업자에게 공지된 임의의 스팀 보일러가 산소-취입 기체화기 (400)에 대한 메이크업 스팀을 공급할 수 있다. 이러한 보일러는, 예를 들어 임의의 탄소질 물질, 예컨대 분말화된 석탄, 바이오매스 등, 또한 공급원료 제조 작업으로부터 거부된 탄소질 물질 (예를 들어, 미세물, 상기 참조)을 포함하나 이에 제한되지는 않는 것들의 사용에 의해 동력을 공급받을 수 있다. 메이크업 스팀은 또한 연소 터빈에 커플링된 추가의 기체화기로부터 공급될 수 있고, 여기서 반응기로부터의 배기물이 물 공급원에 대해 열 교환되고 스팀을 생성한다. 별법으로, 앞서 도입된 US2009/0165376A1, US2009/0217584A1 및 US2009/0217585A1에 기재된 바와 같이 촉매적 기체화기에 대해 스팀을 생성할 수 있다.
또한, 재순환되거나 다른 공정 작업으로부터 생성된 스팀을 유일한 메이크업 스팀 공급원으로서 또는 스팀 생성기로부터의 스팀과 조합하여 사용하여 산소-취입 기체화기 (400)에 메이크업 스팀을 공급할 수 있다. 예를 들어, 촉매화된 탄소질 공급원료 (30 + 31)의 제조에 대해 하기에서 논의되는 바와 같이, 슬러리화된 탄소질 물질을 유체층 슬러리 건조기로 건조시키는 경우, 증발에 의해 생성된 스팀을 메이크업 스팀으로서 산소-취입 기체화기 (400)에 공급할 수 있다.
특히 산소-취입 기체화기가 슬래깅(slagging) 조건 하에 작동되는 경우, 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀 이외에, 제1 기체 스트림은 연행 미립자 또는 용융 슬래그를 포함할 수 있다. 이들 미립자 (회분, 차르, 탄소질 미세물 등 포함) 및 슬래그 (용융 회분 및 금속성 성분 포함)는 통상적으로 산소 취입 기체화기 (400)에서의 제1 탄소질 공급원료의 부분적 연소 동안 생성된다. 미립자 및 용융 슬래그는 하기에서 논의되는 바와 같은 촉매적 기체화 공정을 방해할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시양태에서는, 반응기 (300)으로의 제1 기체 스트림 (90)의 도입 전에 제1 기체 스트림 (90)의 일부 또는 전부에 존재하는 미립자 및 슬래그의 상당 부분 또는 전부를 제거하기 위해 산소 취입 기체화기 (400)과 촉매적 기체화기 (300) 사이에 포획 장치 (1200), 예컨대 고온 필터 장치가 제공되고, 이것이 유용할 수 있다. 적합한 제거 장치는, 비제한적으로, 당업계에 공지된 고온 내성 스크린 메쉬 물질 및 필터 (예를 들어 세라믹 및 고온 내성 금속성 필터)를 포함한다.
또한, 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀 이외에, 제1 기체 스트림은 반응 및/또는 유동화 조건으로부터 생성된 다른 기체, 예컨대 이산화탄소를 함유할 수 있다.
상기한 바와 같이, 수성 메이크업 스트림 (51a)의 전부 또는 일부, 및/또는 재순환 스팀 스트림 (36a)의 일부에 의한 제1 기체 스트림 (90)의 켄칭은, 제1 기체 스트림 (90)에서의 예를 들어 온도 및/또는 기체 속도 감소를 통한 바람직하지 않은 미립자 및/또는 용융 슬래그의 세정에 조력할 수 있다.
제2 탄소질 공급원료 (30), 기체화 촉매 (31) 및 제1 기체 스트림 (90)의 적어도 일부가 산소-취입 기체화기 (400)과 소통되는 촉매적 기체화기 (300)에 제공된다. 제2 탄소질 공급원료 (30) 및 제1 기체 스트림 (90)을 기체화 촉매 (31)의 존재 하에 또한 적합한 압력 및 온도 조건 하에 촉매적 기체화기 (300)에서 반응시켜 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 다수의 기체상 생성물을 포함하는 고온 제2 기체 스트림 (40)을 형성한다. 제2 탄소질 공급원료 (30)은 전형적으로, 하기에서 논의되는 바와 같이, 하나 이상의 탄소질 물질을 포함한다. 기체화 촉매 (31)은, 하기에서 논의되는 바와 같이, 하나 이상의 촉매 종을 포함할 수 있다. 제2 탄소질 공급원료 (30) 및 기체화 촉매 (31)을 친밀히 혼합 (즉, 촉매화된 탄소질 공급원료를 제공함)한 후, 촉매적 기체화기 (300)에 제공할 수 있다.
이러한 공정을 위한 기체화 반응기 (즉, 촉매적 기체화기 및 산소-취입 기체화기)는 전형적으로, 기체화 반응기의 반응 챔버로의 적절한 탄소질 공급원료의 도입에 요구되는 높은 또는 적당히 높은 압력 및 온도에서 (산소-취입 기체화기는 전형적으로 촉매적 기체화기보다 높은 압력 및 온도에서 작동됨), 요구되는 공급원료의 온도, 압력 및 유속을 유지하면서 작동된다. 당업자는, 탄소질 공급원료를, 스타(star) 공급기, 나사 공급기, 회전 피스톤 및 락-호퍼를 포함하는 고압 및/또는 고온 환경을 갖는 반응 챔버에 공급하기 위한 공급 입구에 친숙하다. 공급 입구는 교대로 사용되는 2개 이상의 압력-균형 부재, 예컨대 락 호퍼를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일부 경우에, 탄소질 공급원료는 기체화 반응기의 작동 압력보다 높은 압력 조건에서 제조될 수 있다. 따라서, 미립자 조성물을 추가의 가압 없이 기체화 반응기로 직접 통과시킬 수 있다.
임의의 여러 유형의 기체화 반응기가 사용될 수 있다. 적합한 기체화 반응기는 역류 고정층, 동류 고정층, 유동층, 또는 연행 유동 또는 이동층 반응 챔버인 반응 챔버를 갖는 것들을 포함한다.
촉매적 기체화기 (300)에서의 기체화는 전형적으로 약 450℃ 이상, 또는 약 600℃ 이상, 또는 약 650℃ 이상, 내지 약 900℃, 또는 내지 약 800℃, 또는 내지 약 750℃의 적당한 온도; 및 약 50 psig (345 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 200 psig (1379 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 400 psig (2758 kPa [게이지]) 이상, 내지 약 1000 psig (6895 kPa [게이지]), 또는 내지 약 700 psig (4826 kPa [게이지]), 또는 내지 약 600 psig (4137 kPa [게이지])의 압력에서 수행된다.
산소-취입 기체화기 (400)은 통상적으로 약 750℃ 이상, 또는 약 1000℃ 이상, 또한 약 1200℃ 이상, 또한 약 1600℃ 이하, 또는 약 1550℃ 이하에서 유지될 것이고; 압력은 약 200 psig (1379 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 300 psig (2068 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 400 psig (2758 kPa [게이지]) 이상, 내지 약 1000 psig (6895 kPa [게이지]), 또는 내지 약 800 psig (5516 kPa [게이지]), 또는 내지 약 600 psig (4137 kPa [게이지])일 것이다.
상기한 바와 같이, 산소-취입 기체화기 (400)에서의 기체화는 전형적으로 촉매적 기체화기 (300)에서보다 높은 온도 및 압력에서 수행된다. 산소-취입 기체화기 (400)은 전형적으로, 촉매적 기체화기 (300)의 작동 조건 초과 약 50℃ 내지 약 500℃ 범위의 온도 및 약 50 psig (345 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 100 psig (689 kPa [게이지]) 이상, 또는 약 200 psig (1379 kPa [게이지]) 이상, 내지 약 1000 psig (6895 kPa [게이지]), 또는 내지 약 750 psig (5171 kPa [게이지]), 또는 내지 약 500 psig (3447 kPa [게이지])의 압력에서 작동될 것이다.
산소-취입 기체화기 (400)은 촉매적 기체화기로의 공급원료 회분 및 다른 오염물의 통과를 최소화하기 위해 비-슬래깅 조건 하에 작동될 수 있다. 이어서, 이들 오염물은 전형적으로 바닥 회분 또는 차르로서 산소-취입 기체화기 (400)으로부터 제거된다.
제2 탄소질 공급원료 (30)의 가압 및 반응을 위해 촉매적 기체화기 (300)에서 사용되는 기체는 제1 기체 스트림 (90), 및 임의로 추가의 스팀, 산소, 질소, 공기, 또는 불활성 기체, 예컨대 아르곤 (이는 당업자에게 공지된 방법에 따라 촉매적 기체화기 (300)에 공급될 수 있음)을 포함한다. 따라서, 제1 기체 스트림 (90)은 그것이 촉매적 기체화기 (300)으로 도입될 수 있게 하는 보다 높은 압력에서 제공되어야 한다.
제1 탄소질 공급원료 (41)의 가압 및 반응을 위해 산소-취입 기체화기 (400)에서 사용되는 기체는 산소-풍부 기체 스트림 (42), 및 임의로 질소, 스팀 (재순환 또는 메이크업) 또는 불활성 기체, 예컨대 아르곤 (이는 당업자에게 공지된 방법에 따라 산소-취입 기체화 반응기에 공급될 수 있음)을 포함할 수 있다.
촉매적 기체화기 (300) 및 산소-취입 기체화기 (400)에 대한 추가의 상세사항은, 앞서 도입된 다수의 참고문헌, 예를 들어 앞서 도입된 US2009/0165376A1에서 찾아볼 수 있고, 추가의 상세사항에 대해 이를 참고해야 할 수 있다.
촉매적 기체화기 (300)에서 발생하는 탄소 공급원의 메탄으로의 촉매적 전환은 전형적으로 하기 3개의 별도의 반응을 포함한다:
스팀 탄소: C + H2O → CO + H2
물-기체 시프트: CO + H2O → H2 + CO2
히드로-기체화: 2H2 + C → CH4
CO 메탄화: CO + 3H2 → CH4 + H2O
이들 4개의 반응은 함께 본질적으로 열적으로 균형적이고; 그러나, 공정 열 손실 및 다른 에너지 요건 (예컨대 공급원료와 함께 기체화기로 도입되는 수분의 증발을 위해 요구되는 것) 때문에, 열적 균형을 유지하기 위해 일부 열이 촉매적 기체화기 (300)에 추가되어야 한다. 산소-취입 기체화기 (400)을 통한, 촉매적 기체화기 (300)의 작업 온도를 초과하는 온도로의 제1 기체 스트림 (90)의 과열은 이러한 여분의 열을 공급하기 위한 주요 메카니즘이 될 수 있다. 상기에 언급된 바와 같이, 이것은 공정이 촉매적 기체화기 (300)으로의 도입 전에 제1 기체 스트림 (90)을 과열시키기 위한 별도의 과열기 없이 구성될 수 있게 한다.
당업자는 열적 균형을 실질적으로 유지하기 위해 촉매적 기체화기 (300)에 추가될 필요한 열의 양을 결정할 수 있다. 제1 기체 스트림 (90)의 유속 및 조성 (및 관련 업계의 통상의 숙련자에게 인식될 수 있는 다른 인자)과 관련하여 고려될 때, 이는 또한 그것이 촉매적 기체화기 (300)으로 도입될 때의 제1 기체 스트림 (90)의 온도 및 압력, 및 또한 산소-취입 기체화기 (400)의 작업 온도 및 압력 및 필수적일 수 있는 제1 기체 스트림 (90)의 임의의 켄칭에 영향을 줄 것이다.
촉매적 기체화기 (300)의 반응 챔버를 나오는 고온 가스 유출물은, 이탈 대역으로서 작용하는, 촉매적 기체화기 (300)의 내부 또는 외부로 도입된 미세물 제거기 유닛 (도시되지 않음)을 통과할 수 있다. 촉매적 기체화기 (300)을 나오는 기체에 의해 연행되기에 지나치게 무거운 입자 (즉, 미세물)은 반응 챔버 (예를 들어, 유동층)으로 돌아온다. 미세물 제거기 유닛은 미세물 및 미립자를 고온 기체 유출물로부터 제거하기 위한 하나 이상의 내부 및/또는 외부 사이클론 분리기 또는 유사 장치를 포함할 수 있다.
일반적으로 촉매적 기체화기 (300)을 나오는 생성된 기체 스트림 (40)은, 기체화에 사용되는 탄소질 물질의 성질에 따라, CH4, CO2, H2, CO, H2S, 반응하지 않 스팀, 연행 미세물, 및 임의로 다른 오염물, 예컨대 NH3, COS, HCN 및/또는 원소 수은 증기를 포함한다.
나머지 연행 미세물은, 필요한 경우, 임의의 적합한 장치, 예컨대 외부 사이클론 분리기에 임의로 이어지는 벤튜리(Venturi) 스크러버에 의해 실질적으로 제거할 수 있다. 회수된 미세물을 알칼리 금속 촉매를 회수하기 위해 처리하거나, 또는 앞서 도입된 US2009/0217589A1에 기재된 바와 같이 공급원료 제조로 직접 다시 재순환시킬 수 있다.
미세물의 "상당 부분"의 제거는, 하류 처리가 불리하게 영향받지 않도록 하는 양의 미세물이 생성된 기체 스트림으로부터 제거되는 것을 의미하며; 따라서, 미세물의 적어도 상당 부분이 제거되어야 한다. 하류 처리가 유의하게 불리하게 영향받지 않는 정도로 일부 소량의 초미세 물질이 생성된 기체 스트림에 남아 있을 수 있다. 전형적으로, 약 20 ㎛ 초과, 또는 약 10 ㎛ 초과, 또는 약 5 ㎛ 초과의 입자 크기를 갖는 미세물의 약 90 중량% 이상, 또는 약 95 중량% 이상, 또는 약 98 중량% 이상이 제거된다.
반응기 (300)으로부터 배출시, 제2 기체 스트림 (40)은 전형적으로 제2 기체 스트림 (40) 중의 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소의 mol을 기준으로 하여 약 20 mol% 이상의 메탄을 포함한다. 또한, 제2 기체 스트림 (40)은 전형적으로 제2 기체 스트림 (40) 중의 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소의 mol을 기준으로 하여 약 50 mol% 이상의 메탄 + 이산화탄소를 포함한다.
고온 제2 기체 스트림 (40)을 예를 들어 열 회수 유닛, 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같은 열 교환기 (600)에 제공할 수 있다. 열 교환기 (600)은 고온 제2 기체 스트림 (40)으로부터의 열 에너지의 적어도 일부를 제거하고, 고온 제2 기체 스트림 (40)의 온도를 감소시켜, 고온 제2 기체 스트림 (40)보다 낮은 온도를 갖는 냉각된 제2 기체 스트림 (50)을 생성할 수 있다. 열 교환기 (600)에 의해 회수된 열 에너지는 제1 재순환 스트림 (36)의 적어도 일부가 산소-취입 기체화기 (400)으로 재순환될 수 있는 제1 스팀 재순환 스트림 (36)을 생성하는 데 사용될 수 있다.
냉각된 제2 기체 스트림 (50)은, 예를 들어 하기하는 바와 같이 산 기체 제거 (AGR) 공정 (700)에 직접 제공될 수 있다. 별법으로, 냉각된 제2 기체 스트림 (50)의 적어도 일부가 하기하는 바와 같은 AGR 공정 전에 사워 시프트 반응기 (900)에 제공될 수 있다.
촉매적 기체화 조건에 따라, 고온 제2 기체 스트림 (40)은, 약 450℃ 내지 약 900℃ (보다 전형적으로 약 650℃ 내지 약 800℃) 범위의 온도, 약 50 psig (345 kPa [게이지]) 내지 약 1000 psig (6895 kPa [게이지]) (보다 전형적으로 약 400 psig (2758 kPa [게이지]) 내지 약 600 psig (4137 kPa [게이지])의 압력, 및 약 0.5 ft/초 (0.15 m/s) 내지 약 2.0 ft/초 (0.61 m/s) (보다 전형적으로 약 1.0 ft/초 [0.30 m/s] 내지 약 1.5 ft/초 [0.46 m/s])의 속도를 갖고 생성될 수 있다. 예를 들어, 존재하는 경우, 임의의 하나 이상의 열 회수 유닛, 예를 들어 열 교환기 (600)에 의해 추출된 열 에너지를, 예를 들어, 상기에서 논의된 바와 같이, 산소-취입 기체화기 (400)에 공급되는 또는 제1 기체 스트림 (90)과 혼합하기 위한 또는 촉매적 기체화기 (300)에 제공하기 위한 스팀의 일부로서 사용될 수 있는, 물 및/또는 스팀 공급원 (35)로부터의 하나 이상의 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하는 데 이용할 수 있다. 생성된 냉각된 제2 기체 스트림 (50)은 전형적으로 약 250℃ 내지 약 600℃ (보다 전형적으로 약 300℃ 내지 약 500℃) 범위의 온도, 약 50 psig (345 kPa [게이지]) 내지 약 1000 psig (6895 kPa [게이지]) (보다 전형적으로 약 400 psig (2758 kPa [게이지]) 내지 약 600 psig (4137 kPa [게이지])의 압력, 및 약 0.5 ft/초 (0.15 m/s) 내지 약 2.5 ft/초 (0.76 m/s) (보다 전형적으로 약 1.0 ft/초 [0.30 m/s] 내지 약 1.5 ft/초 [0.46 m/s])의 속도로 열 교환기 (600)으로부터 유출된다.
제2 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50)) 중의 수소 대 일산화탄소의 몰비가 약 3:1 미만인 경우, 제2 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))의 적어도 일부 또는 전부를 임의로 사워 시프트 반응기 (900)에 공급하여 수성 매질 (예컨대 스팀)의 존재 하에 사워 시프트 반응 (또한 물-기체 시프트 반응으로서 공지됨)시켜 CO의 일부를 CO2로 전환시키고, H2의 분율을 증가시켜, 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52)를 생성할 수 있고, 이는 단독으로 또는 임의의 잔류 제2 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))과 조합되어, 메탄화를 위해 최적인 예를 들어 약 3:1의 수소 대 일산화탄소 몰비에 접근하거나 이를 달성한다. 사워 시프트 공정에 대한 논의는 하기에 제공된다.
사워 시프트 반응은 발열 반응이어서, 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52)는 존재하는 경우 도 1에 나타난 바와 같은 추가의 냉각을 위한 열 회수 유닛, 예를 들어 열 교환기 (601)에 제공될 수 있다. 열 교환기 (601)은 도면에서 별도의 유닛으로서 도시되어 있으나, 이는 그 자체로 존재할 수 있고/거나 사워 시프트 반응기 (900)으로 통합될 수 있고, 따라서 사워 시프트 반응기 (900)을 냉각시키고 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52) (존재하는 경우)로부터의 열 에너지의 적어도 일부를 제거하여 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52) (존재하는 경우)의 온도를 감소시켜, 냉각된 수소-풍부 제2 기체 스트림 (55)를 생성할 수 있다. 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 물/스팀 공급원 (35)로부터 제2 스팀 재순환 스트림 (36)을 생성하는 데 이용할 수 있다. 제2 스팀 재순환 기체 스트림 (36)은 임의로, 전체적으로 또는 부분적으로 산소-취입 기체화기 (400)에 공급될 수 있다.
사워 시프팅 단계는 임의적이기 때문에, 제1 열 회수 유닛 (600)으로부터 배출되는 냉각된 제2 기체 스트림 (50)의 일부 또는 전부가 사워 시프트 반응기 (900) 및 제2 열 회수 유닛 (예를 들어, 열 교환기 (601))을 전체적으로 우회하여 산 기체 제거 유닛 (700)으로 도입될 수 있게 하기 위해 제1 열 회수 유닛 (600)과 소통되는 기체 우회로 루프 (56)이 제공될 수 있다.
후속되는 산 기체 제거 공정 (700)을 이용하여 제2 기체 스트림, 예를 들어 냉각된 제2 기체 스트림 (50), 냉각된 수소-풍부 제2 기체 스트림 (55) 또는 이들 둘 다로부터 H2S 및 CO2의 상당 부분을 제거하여 제3 기체 스트림 (60)을 생성할 수 있다. 산 기체 제거 공정은 전형적으로, 제2 기체 스트림을 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 디이소프로필아민, 디글리콜아민, 아미노산의 나트륨 염의 용액, 메탄올, 고온 탄산칼륨 등과 같은 용매와 접촉시켜 CO2 및/또는 H2S 적재 흡수제를 생성하는 것을 포함한다. 한가지 방법은 2개의 트레인 (여기서 각각의 트레인은 H2S 흡수제 및 CO2 흡수제로 구성됨)을 갖는 셀렉솔(Selexol)® (유오피 엘엘씨(UOP LLC, 미국 일리노이주 데스 플레인즈 소재)) 또는 렉티솔(Rectisol)® (루르기 아게(Lurgi AG, 독일 프랑크푸르트 암 마인 소재)) 용매의 사용을 포함할 수 있다.
냉각된 제2 기체 스트림 (50)으로부터 산 기체를 제거하기 위한 한가지 방법은 앞서 도입된 US2009/0220406A1에 기재되어 있다.
CO2 및/또는 H2S (또한 다른 잔류 미량 오염물)의 적어도 상당 부분 (예를 들어, 실질적으로 모두)이 산 기체 제거 공정을 통해 제거되어야 한다. 산 기체 제거와 관련하여 "상당한" 제거는, 목적한 최종 생성물이 생성될 수 있도록 충분히 높은 비율의 성분의 제거를 의미한다. 따라서, 실제 제거량은 성분에 따라 상이할 수 있다. "파이프라인-품질 천연 가스"의 경우, 단지 (기껏해야) 미량의 H2S만이 존재할 수 있지만, 보다 많은 양의 CO2가 허용될 수 있다.
전형적으로, 냉각된 제2 기체 스트림 (50)으로부터 약 85% 이상, 또는 약 90% 이상, 또는 약 92% 이상의 CO2, 및 약 95% 이상, 또는 약 98% 이상, 또는 약 99.5% 이상의 H2S가 제거되어야 한다.
산 기체 제거 단계에서의 목적 생성물 (메탄)의 손실은 제3 기체 스트림 (60)이 제2 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50), 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52), 또는 추가의 냉각된 수소-풍부 제2 기체 스트림 (55))으로부터의 메탄의 적어도 상당 부분 (또한 실질적으로 모두)을 포함하도록 최소화되어야 한다. 전형적으로, 이러한 손실은 냉각된 제2 기체 스트림 (50)으로부터의 메탄의 약 2 mol% 이하, 또는 약 1.5 mol% 이하, 또는 약 1 mol% 이하이어야 한다.
생성된 제3 기체 스트림 (60)은 CH4, H2 및 CO, 또한 전형적으로 소량의 CO2 및 H2O를 포함할 것이다.
본원에 기재된 기체화 공정은 제3 기체 스트림 (60) 중에 존재하는 일산화탄소 및 수소로부터 메탄을 생성하기 위해 하나 이상의 메탄화 단계를 이용한다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 바와 같은 본 발명의 한 실시양태에서는, 제3 기체 스트림 (60) 중에 존재하는 일산화탄소의 적어도 일부 및 수소의 적어도 일부를 메탄화 촉매의 존재 하에 촉매적 메탄화기 (800)에서 반응시켜 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70)을 생성한다.
메탄화 반응은, 임의의 적합한 반응기, 예를 들어 단일-단계 메탄화 반응기, 일련의 단일-단계 메탄화 반응기 또는 다단계 반응기에서 수행될 수 있다. 메탄화 반응기는, 비제한적으로, 고정층, 이동층 또는 유동층 반응기를 포함한다. 예를 들어, 각각 전체가 참고로 도입되는 US3958957, US4252771, US3996014 및 US4235044를 참조한다. 몰리브덴 및/또는 텅스텐 황화물과 같은 황-내성 메탄화 촉매를 포함한 (비제한적임) 임의의 적합한 메탄화 촉매를 사용할 수 있다. 황-내성 메탄화 촉매의 추가의 예로는, US4243554 US4243553, US4006177, US3958957, US3928000, US2490488, 문헌 [Mills and Steffgen, Catalyst Rev. 8, 159 (1973)] 및 [Schultz et al, U.S. Bureau of Mines, Rep. Invest. No. 6974 (1967)]에 개시된 촉매가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
하나의 특정 예에서, 황-내성 메탄화 촉매는, 앞서 도입된 미국 특허출원 제12/562,919호에 기재된 바와 같이, 촉매적 기체화기 (300)에 의해 생성된 차르 생성물 (34)의 일부이다. 차르를 이용하는 메탄화기에 대한 작업 조건은 앞서 도입된 US3958957에 기재된 것들과 유사할 수 있다. 하나 이상의 메탄화 단계가, 차르 생성물의 적어도 일부를 황-내성 메탄화 촉매로서 사용하는 통합 기체화 공정 중에 포함되는 경우, 메탄화 온도는 일반적으로 약 450℃로부터, 또는 약 475℃로부터, 또는 약 500℃로부터, 약 650℃까지, 또는 약 625℃까지, 또는 약 600℃까지의 범위이고, 압력은 약 400 내지 약 750 psig (약 2758 내지 약 5171 kPa [게이지])이다.
예를 들어, 도 1에 나타낸 실시양태에서는, 제3 기체 스트림 (60)을 촉매적 메탄화기 (800)으로 통과시키고, 여기서 제3 기체 스트림 (60) 중에 존재하는 일산화탄소 및 수소를 반응시켜 메탄을 생성하고, 이로써 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70)을 생성할 수 있다. 메탄화 반응이 발열 반응이기 때문에, 다양한 실시양태에서 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70)은 예를 들어 추가로 열 회수 유닛, 예를 들어 열 교환기 (602)에 제공될 수 있다. 열 교환기 (602)는 도면에서 별도의 유닛으로서 도시되어 있으나, 이는 그 자체로 존재할 수 있고/거나 촉매적 메탄화기 (800)으로 통합될 수 있고, 따라서 촉매적 메탄화기 (800)을 냉각시키고 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70)으로부터의 열 에너지의 적어도 일부를 제거하여 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70)의 온도를 감소시켜, 냉각된 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (65)를 메탄 생성물 스트림 (80)으로서 생성할 수 있다. 회수된 열 에너지를 물 및/또는 스팀 공급원 (35)로부터 제3 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하는 데 이용할 수 있고, 이는 이어서 임의로, 전체적으로 또는 부분적으로, 산소-취입 기체화기 (400)에 공급될 수 있다.
다양한 다른 실시양태에서는, 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (70) 또는 냉각된 메탄-풍부 제3 기체 스트림 (65)를 추가로 정제하여 메탄 생성물 스트림 (80)을 생성할 수 있다. 추가의 정제 공정은, 트림(trim) 메탄화기, 극저온 분리기 및 막 분리기를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
특정 예에서, 제3 기체 스트림 (70)은, 그것이 주목할 만한 양의 CO (예를 들어, 약 100 ppm 초과의 CO)를 함유하는 경우, 트림 메탄화를 수행하여 CO 함량을 감소시킴으로써 추가로 메탄 풍부화시킬 수 있다. 예를 들어 본원에 참고로 도입되는 US4235044에 개시된 방법 및 장치를 비롯한 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법 및 장치를 이용하여 트림 메탄화를 수행할 수 있다. 하나 이상의 연속적 트림 (촉매적) 메탄화기를 사용할 수 있고, 각각의 연속적 트림 (촉매적) 메탄화기에는 상기한 바와 같은 열 회수 시스템이 장착될 수 있다.
제2 기체 스트림 (예를 들어, 제2 기체 스트림 (40))으로부터 회수된 열 에너지로부터 생성된 재순환 스팀 스트림 (예를 들어, 제1, 제2 및 제3 재순환 스트림)을 재순환시키고, 이어서 산소-취입 기체화기 (400)으로 다시 하류 처리하기 위해 재순환 루프가 제공될 수 있다.
본 발명은, 특정 실시양태에서, 탄소질 물질의 촉매적 기체화로부터 "파이프라인-품질 천연 가스"를 생성할 수 있는 시스템을 제공한다. "파이프라인-품질 천연 가스"는 전형적으로 (1) 순수한 메탄 (발열량(heating value)이 표준 대기 조건 하에 1010 btu/ft3 [37600 kJ/m3]임)의 발열량의 ±5% 이내이고, (2) 실질적으로 물을 갖지 않고 (전형적으로 약 -40℃ 이하의 이슬점), (3) 독성 또는 부식성 오염물을 실질적으로 갖지 않는 천연 가스를 지칭한다. 본 발명의 일부 실시양태에서, 상기 방법에 기재된 메탄 생성물 스트림은 이러한 요건을 충족시킨다.
구체적 실시양태의 예
하기에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 본 발명의 한 실시양태에서, 기체화 촉매는 알칼리 금속 기체화 촉매를 포함할 수 있다.
하기에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 특정 실시양태에서, 제1 탄소질 공급원료 및 제2 탄소질 공급원료는 각각 임의의 수많은 탄소질 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 한 실시양태에서, 제1 탄소질 공급원료 및 제2 탄소질 공급원료는 각각 독립적으로 무연탄, 역청탄, 아역청탄, 갈탄, 석유 코크스, 아스팔텐, 액체 석유 잔사 또는 바이오매스 중 1종 이상을 포함한다. 제1 탄소질 공급원료는 제2 탄소질 공급원료와 실질적으로 동일한 조성을 가질 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 제1 탄소질 공급원료는 제2 탄소질 공급원료와 상이한 조성을 가질 수 있다.
하기에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 본 발명의 특정 실시양태에서, 제2 탄소질 공급원료는 촉매적 기체화기로의 도입 전에 기체화 촉매로 로딩된다 (즉, 촉매화된 탄소질 공급원료를 형성함). 예를 들어, 제2 탄소질 공급원료의 전체를 촉매로 로딩할 수 있거나, 제2 탄소질 공급원료의 일부만을 촉매로 로딩할 수 있다. 물론, 본 발명의 다른 실시양태에서는, 제2 탄소질 공급원료를 그것이 촉매적 기체화기에 도입되기 전에 기체화 촉매로 로딩하지 않는다.
하기에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 본 발명의 특정 실시양태에서, 제2 탄소질 공급원료는 약 0.01 내지 약 0.10 범위의 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 비율을 제공하기에 충분한 양의 알칼리 금속 기체화 촉매로 로딩된다.
본 발명의 특정 실시양태에서는, 제2 탄소질 공급원료, 기체화 촉매 및 제1 기체 스트림이 다수의 촉매적 기체화기에 도입된다. 예를 들어, 단일 산소-취입 기체화기가 다수의 기체화기에 제1 기체 스트림을 공급할 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에서, 단일 산소-취입 기체화기가 하나 초과의 촉매적 기체화기에서 촉매적 기체화를 수행하기에 충분한 일산화탄소, 수소 및 과열 스팀을 제공할 수 있다. 이어서, 별도의 촉매적 기체화기로부터 발생하는 제2 기체 스트림을 별도로 추가로 처리할 수 있거나, 또는 하류 공정에서 임의의 지점에서 재조합할 수 있다.
본 발명의 특정 실시양태에서, 산소-취입 기체화기 (400)에 의해 생성된 제1 기체 스트림의 적어도 일부는 촉매적 기체화기 (300)에 공급된다. 제1 기체 스트림의 나머지 부분을 열병합 발전 설비에 이용하여 전력 및 수성 메이크업 스트림을 위한 물 및/또는 스팀 공급원을 생성할 수 있다. 열병합 발전으로부터의 부산물로서 생성된 저압 스팀 및/또는 물은 산소-취입 기체화기 (400)으로 다시 재순환될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서는, 메탄 생성물 스트림의 적어도 일부를 전력 생성을 위한 기체 터빈에 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태에서는, 제1 기체 스트림이 추가로 미립자 및/또는 슬래그를 포함하고, 미립자 및/또는 슬래그의 적어도 일부는 촉매적 기체화기로의 제1 기체 스트림의 도입 전에 제1 기체 스트림으로부터 제거된다.
당업자에게 인지되는 바와 같이, 본원에 기재된 방법은 예를 들어 연속식 방법 또는 회분식 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 특정 실시양태에서는, 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같이, 방법이 관류형(once-through) 방법이다. "관류형" 방법에서는, 촉매적 기체화기로부터 하류의 기체 스트림 중 임의의 것으로부터 촉매적 기체화기로의 일산화탄소 또는 수소의 재순환이 존재하지 않는다. 그러나, 본 발명의 다른 실시양태에서, 공정은 재순환 탄소-기재 기체 스트림을 포함할 수 있다. 예를 들어, 개시 조건에서와 같이 제1 기체 스트림에서 수소 및/또는 일산화탄소를 보충하기 위해, 메탄-함유 스트림 (예를 들어, 제2 기체 스트림, 제3 기체 스트림 또는 메탄 생성물 스트림으로부터 유래된 것)을 개질기(reformer)에서 개질하여 일산화탄소 및 수소를 형성하고, 이는 제1 기체 스트림, 제2 탄소질 공급원료 및 기체화 촉매와 함께 촉매적 기체화기에 수용될 수 있다. 그러나, 연속 작업에서는, "관류형" 방법으로서 공정을 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방법은 제1 기체 스트림에 대한 탄소 연료 발화 과열기의 사용 없이 실행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시양태에서는, 제1 기체 스트림에 대한 탄소 연료 발화 과열기가 존재하지 않는다.
생성된 기체 혼합물이 1010 btu/ft3 (37600 kJ/m3)의 ±5% 이내의 발열량을 갖고 독성이거나 부식성이 아닌 이상, 파이프라인-품질 천연 가스는 메탄 이외의 기체를 함유할 수 있다. 따라서, 메탄 생성물 스트림은, 다른 기체의 존재가 기체 스트림의 발열량을 약 950 btu/scf (33500 kJ/Nm3) (건량 기준) 미만으로 낮추지 않는 한, 발열량이 메탄의 발열량 미만인 기체를 포함할 수 있고, 이는 또한 파이프라인-품질 천연 가스로서 자격을 갖는다. 메탄 생성물 스트림은 예를 들어 약 4 mol% 이하의 수소를 포함할 수 있고, 이는 또한 파이프라인-품질 천연 가스로서 작용된다. 일산화탄소는 수소보다 높은 발열량을 갖고; 따라서 파이프라인-품질 천연 가스는 기체 스트림의 발열량을 열화시키지 않으면서 훨씬 높은 비율의 CO를 함유할 수 있다. 파이프라인-품질 천연 가스로서 사용하기에 적합한 메탄 생성물 스트림은 바람직하게는 약 1000 ppm 미만의 CO를 갖는다.
탄소질 공급원료의 제조
(a) 탄소질 물질 처리
탄소질 물질, 예컨대 바이오매스 및 비-바이오매스 (상기 참조)는, 당업계에 공지된 임의의 방법, 예컨대 충격 파쇄 및 습식 또는 건식 분쇄에 따라, 별도로 또는 함께, 파쇄 및/또는 분쇄를 통해 하나 이상의 탄소질 미립자를 수득함으로써 제조될 수 있다. 탄소질 물질 공급원의 파쇄 및/또는 분쇄에 이용되는 방법에 따라, 생성된 탄소질 미립자를 크기조절(sizing) (즉, 크기에 따라 분리)하여 제1 탄소질 공급원료 또는 제2 탄소질 공급원료에 사용하기 위한, 또는 촉매 로딩 공정에 사용하기 위한 처리된 공급원료를 제공함으로써 촉매화된 탄소질 공급원료를 형성할 수 있다.
당업자에게 공지된 임의의 방법을 이용하여 미립자를 크기조절할 수 있다. 예를 들어, 크기조절은 미립자를 하나의 스크린 또는 다수의 스크린을 통해 스크리닝하거나 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 스크리닝 장비는 그리즐리, 막대 스크린 및 와이어 메쉬 스크린을 포함할 수 있다. 스크린은 정지상태일 수 있거나 스크린을 흔들거나 진동시키는 메카니즘을 포함할 수 있다. 별법으로, 탄소질 미립자를 분리하기 위해 분급이 이용될 수 있다. 분급 장비는 광석 분류기, 기체 사이클론, 히드로사이클론, 레이크 분급기, 회전식 원통형 체 또는 유동화 분급기를 포함할 수 있다. 탄소질 물질을 분쇄 및/또는 파쇄하기 전에 크기조절하거나 분급할 수도 있다.
탄소질 미립자를 약 25 마이크로미터로부터, 또는 약 45 마이크로미터로부터, 약 2500 마이크로미터까지, 또는 약 500 마이크로미터까지의 평균 입자 크기를 갖는 미립자로서 공급할 수 있다. 당업자라면 탄소질 미립자에 대해 적절한 입자 크기를 쉽게 결정할 수 있다. 예를 들어, 유동층 기체화 반응기가 사용되는 경우, 이러한 탄소질 미립자는 유동층 기체화 반응기에서 사용되는 기체 속도에서 탄소질 물질의 초기 유동화를 가능하게 하는 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
추가로, 특정 탄소질 물질, 예를 들어 옥수수줄기 및 잎 및 스위치그래스, 및 산업 폐기물, 예컨대 분진은 파쇄 또는 분쇄 작업으로 쉽게 처리할 수 없거나, 또는 예를 들어 초미세 입자 크기에 기인하여 산소-취입 기체화 반응기 또는 촉매적 기체화기에서 사용하기에 적합하지 않을 수 있다. 이러한 물질은 파쇄를 위해 또는 예를 들어 유동층 기체화 반응기에서 직접적인 사용을 위해 적합한 크기의 펠릿 또는 연탄으로 형성될 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 탄소질 물질의 압축에 의해 펠릿을 제조할 수 있으며, 예를 들어 앞서 도입된 US2009/0218424A1을 참조한다. 다른 예로, 바이오매스 물질 및 석탄을 US4249471, US4152119 및 US4225457에 기재된 바와 같이 연탄으로 형성할 수 있다. 이러한 펠릿 또는 연탄은 하기 논의에서 이전의 탄소질 미립자와 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
탄소질 물질 공급원의 품질에 따라 추가의 공급원료 처리 단계가 필요할 수 있다. 바이오매스, 예컨대 녹색 식물 및 풀은 높은 수분 함량을 함유할 수 있고, 파쇄 전에 건조시키는 것이 필요할 수 있다. 도시 폐기물 및 오물은 또한 높은 수분 함량을 함유할 수 있고, 이는 예를 들어 프레스 또는 롤 밀의 사용에 의해 감소될 수 있다 (예를 들어, US4436028). 유사하게, 비-바이오매스, 예컨대 고-수분 석탄은 파쇄 전에 건조시키는 것이 필요할 수 있다. 일부 석탄 케이킹은 기체화 반응기 작업을 단순화하기 위해 부분 산화를 필요로 할 수 있다. 이온-교환 부위가 부족한 비-바이오매스 공급원료, 예컨대 무연탄 또는 석유 코크스를, 촉매 로딩 및/또는 연합을 촉진하기 위하여 추가의 이온-교환 부위를 생성하도록 전-처리할 수 있다. 이러한 전-처리는 이온-교환 가능한 부위를 생성하고/거나 공급원료의 다공성을 향상시키는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다 (예를 들어 앞서 도입된 US4468231 및 GB1599932 참조). 산화 전-처리는 당업계에 공지된 임의의 산화제를 사용하여 달성될 수 있다.
탄소질 미립자에서 탄소질 물질의 비율은 기술적 고려사항, 처리 경제성, 이용가능성 및 비-바이오매스 및 바이오매스 공급원의 접근성에 기초하여 선택될 수 있다. 탄소질 물질의 공급원의 이용가능성 및 접근성은 공급물의 가격에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 촉매적 기체화 공정의 전체 제조 비용에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 바이오매스 및 비-바이오매스 물질은 처리 조건에 따라 습량 또는 건량 기준으로 약 5:95, 약 10:90, 약 15:85, 약 20:80, 약 25:75, 약 30:70, 약 35:65, 약 40:60, 약 45:55, 약 50:50, 약 55:45, 약 60:40, 약 65:35, 약 70:20, 약 75:25, 약 80:20, 약 85:15, 약 90:10 또는 약 95:5 중량비로 블렌딩될 수 있다.
중요하게, 탄소질 미립자의 다른 물질 특징을 조절하기 위하여 탄소질 물질 공급원 뿐만 아니라 탄소질 미립자, 예를 들어 바이오매스 미립자 및 비-바이오매스 미립자의 개개의 성분의 비율을 이용할 수 있다. 비-바이오매스 물질, 예컨대 석탄, 및 특정 바이오매스 물질, 예컨대 벼 껍질은 전형적으로 촉매적 기체화기에서 무기 산화물 (즉, 회분)을 형성하는 칼슘, 알루미나 및 실리카를 비롯한 무기 물질을 상당량 포함한다. 약 500℃ 내지 약 600℃ 초과의 온도에서, 칼륨 및 기타 알칼리 금속을 회분 내의 알루미나 및 실리카와 반응시켜 불용성 알칼리 알루미노실리케이트를 형성할 수 있다. 이러한 형태에서, 알칼리 금속은 실질적으로 수-불용성이고 촉매로서 불활성이다. 촉매적 기체화기에서 잔사의 축적을 막기 위하여, 회분, 미반응 탄소질 물질 및 다양한 알칼리 금속 화합물 (수용성 및 수 불용성 둘 다)을 포함하는 차르의 고체 퍼지(purge)가 일상적으로 취출될 수 있다.
탄소질 미립자를 제조함에 있어서, 다양한 탄소질 물질의 회분 함량은, 예를 들어 다양한 탄소질 물질 및/또는 다양한 탄소질 물질 내의 출발 회분의 비율에 따라, 예를 들어 약 20 중량% 이하, 또는 약 15 중량% 이하, 또는 약 10 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하가 되도록 선택될 수 있다. 다른 실시양태에서, 생성된 탄소질 미립자는 탄소질 미립자의 중량을 기준으로 하여 약 5 중량%로부터, 또는 약 10 중량%로부터, 약 20 중량%까지, 또는 약 15 중량%까지 범위의 회분 함량을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 탄소질 미립자의 회분 함량은 회분의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 미만, 또는 약 15 중량% 미만, 또는 약 10 중량% 미만, 또는 약 8 중량% 미만, 또는 약 6 중량% 미만의 알루미나를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 탄소질 미립자는 처리된 공급원료의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 미만의 회분 함량을 포함할 수 있고, 여기서 탄소질 미립자의 회분 함량은 회분의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 미만의 알루미나, 또는 약 15 중량% 미만의 알루미나를 포함한다.
이러한 탄소질 미립자 내의 보다 낮은 알루미나 값은, 궁극적으로, 공정의 촉매적 기체화 부분에서 알칼리 촉매의 손실 감소를 가능하게 한다. 상기한 바와 같이, 알루미나를 알칼리 공급원과 반응시켜, 예를 들어 알칼리 알루미네이트 또는 알루미노실리케이트를 포함하는 불용성 차르를 수득할 수 있다. 이러한 불용성 차르는 촉매 회수를 감소 (즉, 촉매 손실을 증가)시킬 수 있고, 따라서 전체 기체화 공정에서 메이크업 촉매에 대한 추가의 비용이 요구된다.
추가로, 생성된 탄소질 미립자는 상당히 높은 % 탄소, 따라서 btu/lb 값 및 탄소질 미립자 단위 중량 당 메탄 생성물을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 생성된 탄소질 미립자는 비-바이오매스 및 바이오매스의 합계 중량을 기준으로 하여 약 75 중량%로부터, 또는 약 80 중량%로부터, 또는 약 85 중량%로부터, 또는 약 90 중량%로부터, 약 95 중량%까지 범위의 탄소 함량을 가질 수 있다.
하나의 예에서, 비-바이오매스 및/또는 바이오매스를 습식 분쇄하고 크기조절하고 (예를 들어, 약 25 내지 약 2500 ㎛의 입자 크기 분포로), 이어서 습윤 케이크 점조도까지 그의 자유 수(free water)를 배수시킨다 (즉, 탈수시킨다). 습식 분쇄, 크기조절 및 탈수를 위한 적합한 방법의 예는 당업자에게 공지되어 있고; 예를 들어 앞서 도입된 US2009/0048476A1을 참조한다. 본 개시내용의 한 실시양태에 따른 습식 분쇄에 의해 형성된 비-바이오매스 및/또는 바이오매스 미립자의 필터 케이크는 약 40% 내지 약 60%, 또는 약 40% 내지 약 55%, 또는 50% 미만 범위의 수분 함량을 가질 수 있다. 탈수된 습식 분쇄된 탄소질 물질의 수분 함량은 탄소질 물질의 특정 유형, 입자 크기 분포 및 사용된 특정 탈수 장치에 따라 달라진다는 것이 당업자에게 인지될 것이다. 본원에 기재된 바와 같이 이러한 필터 케이크를 열 처리하여 하나 이상의 감소된 수분 탄소질 미립자를 생성할 수 있고, 이것을 촉매 로딩 유닛 작업으로 통과시킨다.
각각의 하나 이상의 탄소질 미립자는 상기한 바와 같이 특유의 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 두가지 탄소질 미립자가 특정 탄소질 공급원료에 사용될 수 있으며, 여기서 제1 탄소질 미립자는 하나 이상의 바이오매스 물질을 포함하고, 제2 탄소질 미립자는 하나 이상의 비-바이오매스 물질을 포함한다. 별법으로, 하나 이상의 탄소질 물질을 포함하는 단일 탄소질 미립자가 특정 탄소질 공급원료에 사용된다.
(b) 촉매 로딩
상기한 바와 같이, 제2 탄소질 공급원료를 기체화 촉매와 연합시킨 후에 촉매적 기체화기에 제공할 수 있다. 촉매화된 탄소질 공급원료를 생성하기 위해, 하나 이상의 탄소질 미립자 (즉, 제2 탄소질 공급원료)를 추가로 처리하여 전형적으로 하나 이상의 알칼리 금속의 공급원을 포함하는 하나 이상의 기체화 촉매를 연합시킨다.
제2 탄소질 공급원료를 전체적으로 처리하여 촉매화된 탄소질 공급원료를 형성하고, 이를 촉매적 기체화기로 통과시키거나, 또는 이를 하나 이상의 처리 스트림으로 분할하고, 여기서 처리 스트림 중 적어도 하나를 기체화 촉매와 연합시켜 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림을 형성할 수 있다. 나머지 처리 스트림을, 예를 들어, 제2 성분을 그와 연합시키기 위해 처리할 수 있다. 추가로, 촉매-처리된 공급원료 스트림을 제2 성분을 그와 연합시키기 위해 2차 처리할 수 있다. 제2 성분은, 예를 들어 제2 기체화 촉매, 조촉매 또는 다른 첨가제일 수 있다.
하나의 예에서, 주요 기체화 촉매 (예를 들어, 칼륨 및/또는 나트륨 공급원)를 제2 탄소질 공급원료에 제공하고, 그 후 별도 처리하여 하나 이상의 조촉매 및 첨가제 (예를 들어, 칼슘 공급원)를 물질에 제공하여 촉매화된 탄소질 공급원료를 수득할 수 있다. 예를 들어, 앞서 도입된 US2009/0217590A1 및 US2009/0217586A1을 참조한다. 기체화 촉매 및 제2 성분을 단일 처리로 혼합물로서 단일 탄소질 미립자에 제공하여 촉매화된 탄소질 공급원료를 수득할 수도 있다.
하나 이상의 탄소질 미립자가 촉매 로딩에 제공되는 경우, 탄소질 미립자 중 적어도 하나를 기체화 촉매와 연합시켜 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림을 형성한다. 또한, 임의의 탄소질 미립자를 상기에서 상술한 바와 같이 하나 이상의 처리 스트림으로 분할하여 제2 성분 또는 추가의 성분을 그와 연합시킬 수 있다. 촉매화된 공급원료 스트림을 형성하기 위해 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림이 사용된다면, 생성된 스트림을 임의의 조합으로 블렌딩하여 촉매화된 탄소질 공급원료를 제공할 수 있다.
한 실시양태에서는, 하나 이상의 탄소질 미립자를 기체화 촉매 및 임의로 제2 성분과 연합시킨다. 또 다른 실시양태에서는, 각각의 탄소질 미립자를 기체화 촉매 및 임의로 제2 성분과 연합시킨다.
당업자에게 공지된 임의의 방법을 이용하여 하나 이상의 기체화 촉매를 임의의 탄소질 미립자 및/또는 처리 스트림과 연합시킬 수 있다. 이러한 방법은, 고체 촉매 공급원과 혼합하는 것 및 촉매를 처리된 탄소질 물질 상에 함침시키는 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 당업자에게 공지된 여러 함침 방법을 이용하여 기체화 촉매를 혼입할 수 있다. 이러한 방법은, 초기 습윤 함침, 증발 함침, 진공 함침, 침지 함침, 이온 교환 및 이들 방법의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
한 실시양태에서, 알칼리 금속 기체화 촉매를 로딩 탱크에서 촉매의 용액 (예를 들어, 수용액)으로 슬러리화함으로써 하나 이상의 탄소질 미립자 및/또는 처리 스트림에 함침시킬 수 있다. 촉매 및/또는 조촉매의 용액으로 슬러리화할 때, 생성된 슬러리를 탈수시켜 촉매-처리된 공급원료 스트림을, 또한 전형적으로 습윤 케이크로서 제공할 수 있다. 새로운 또는 메이크업 촉매, 및 재순환 촉매 또는 촉매 용액을 비롯하여, 본 발명의 방법에서의 임의의 촉매 공급원으로부터 촉매 용액을 제조할 수 있다. 촉매-처리된 공급원료 스트림의 습윤 케이크를 제공하기 위하여 슬러리를 탈수시키는 방법은 여과 (중력 또는 진공), 원심분리 및 유체 프레스를 포함한다.
촉매-처리된 공급원료 스트림을 제공하기 위해 석탄 미립자 및/또는 석탄을 포함하는 처리 스트림을 기체화 촉매와 조합하기 위해 적합한 한 가지 특별한 방법은 앞서 도입된 US2009/0048476A1에 기재된 바와 같은 이온 교환을 통한 것이다. 이온 교환 메카니즘에 의한 촉매 로딩은 도입된 참고문헌에서 논의된 바와 같이 석탄을 위해 특별히 개발된 흡착 등온을 기초로 하여 최대화될 수 있다. 이러한 로딩은 습윤 케이크로서 촉매-처리된 공급원료 스트림을 제공한다. 공극 내부를 포함하여, 이온-교환 미립자 습윤 케이크 상에 보유된 추가의 촉매는, 전체 촉매 표적 값이 조절된 방식으로 얻어질 수 있도록 조절될 수 있다. 촉매 로딩되고 탈수된 습윤 케이크는 예를 들어 약 50 중량%의 수분을 함유할 수 있다. 로딩된 촉매의 총량은, 출발 석탄의 특징을 기초로 하여 관련 분야의 숙련자에 의해 쉽게 결정될 수 있는 바와 같이, 용액 중 촉매 성분의 농도 뿐만 아니라 접촉 시간, 온도 및 방법을 조절함으로써 조절될 수 있다.
또 다른 예에서는, 탄소질 미립자 및/또는 처리 스트림 중 하나를 기체화 촉매로 처리할 수 있고, 제2 처리 스트림을 제2 성분으로 처리할 수 있다 (앞서 도입된 US2007/0000177A1 참조).
촉매화된 탄소질 공급원료를 형성하기 위하여 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림이 사용된다면, 탄소질 미립자, 처리 스트림 및/또는 앞에서 얻어진 촉매-처리된 공급원료 스트림을 임의의 조합으로 블렌딩하여 촉매화된 탄소질 공급원료를 제공할 수 있다. 궁극적으로, 촉매화된 탄소질 공급원료를 기체화 반응기 상으로 통과시킨다.
일반적으로, 각각의 촉매 로딩 유닛은 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림을 형성하기 위하여 하나 이상의 탄소질 미립자 및/또는 처리 스트림을 하나 이상의 기체화 촉매를 포함하는 용액과 접촉시키기 위한 하나 이상의 로딩 탱크를 포함한다. 별법으로, 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림을 형성하기 위하여 촉매 성분을 고체 미립자로서 하나 이상의 탄소질 미립자 및/또는 처리 스트림 내에 블렌딩할 수도 있다.
전형적으로, 기체화 촉매는 약 0.01로부터, 또는 약 0.02로부터, 또는 약 0.03으로부터, 또는 약 0.04로부터, 약 0.10까지, 또는 약 0.08까지, 또는 약 0.07까지, 또는 약 0.06까지 범위의 미립자 조성물 내 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 비율을 제공하기에 충분한 양으로 촉매화된 탄소질 공급원료에 존재한다.
일부 공급원료에서는, 알칼리 금속 성분을, 질량 기준으로, 촉매화된 탄소질 공급원료 내의 탄소질 물질의 합계 회분 함량보다 약 3 내지 약 10배 많은 알칼리 금속 함량을 달성하도록 촉매화된 탄소질 공급원료 내에 제공할 수도 있다.
적합한 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 이들의 혼합물이다. 칼륨 공급원이 특히 유용하다. 적합한 알칼리 금속 화합물은 알칼리 금속 탄산염, 중탄산염, 포름산염, 옥살산염, 아미드, 수산화물, 아세트산염 또는 유사한 화합물을 포함한다. 예를 들어, 촉매는 하나 이상의 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산루비듐, 탄산리튬, 탄산세슘, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐 또는 수산화세슘, 특히 탄산칼륨 및/또는 수산화칼륨을 포함할 수 있다.
앞서 도입된 참고문헌에 개시된 것들과 같은 임의의 조촉매 또는 기타 촉매 첨가제가 사용될 수 있다.
촉매화된 탄소질 공급원료를 형성하기 위해 조합된 하나 이상의 촉매-처리된 공급원료 스트림은 전형적으로, 약 50% 초과, 또는 약 70% 초과, 또는 약 85% 초과, 또는 약 90% 초과의, 촉매화된 탄소질 공급원료와 연합된 로딩된 촉매의 총량을 포함한다. 다양한 촉매-처리된 공급원료 스트림과 연합된 로딩된 촉매의 총 비율은 당업자에게 공지된 방법에 따라 결정될 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 예를 들어 총 촉매 로딩량 또는 촉매화된 탄소질 공급원료의 다른 특성을 조절하기 위하여, 개별적 탄소질 미립자, 촉매-처리된 공급원료 스트림 및 처리 스트림을 적절히 블렌딩할 수 있다. 조합되는 다양한 스트림의 적절한 비율은 각각 포함하는 탄소질 물질의 특성 뿐만 아니라 촉매화된 탄소질 공급원료의 요망되는 특성에 따라 달라진다. 예를 들어, 앞서 논의된 바와 같이, 바이오매스 미립자 스트림 및 촉매화된 비-바이오매스 미립자 스트림을, 소정의 회분 함량을 갖는 촉매화된 탄소질 공급원료를 수득하는 비율로 조합할 수 있다.
하나 이상의 건조 미립자 및/또는 하나 이상의 습윤 케이크로서, 상기 촉매-처리된 공급원료 스트림, 처리 스트림 및 처리된 공급원료 스트림 중 임의의 것을, 혼련, 및 수직 또는 수평 혼합기, 예컨대 단일축 또는 이축, 리본형 또는 드럼형 혼합기를 포함하나 이에 제한되지는 않는 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의하여 조합할 수 있다. 생성된 촉매화된 탄소질 공급원료를 이후 사용을 위해 저장할 수 있거나, 또는 촉매적 기체화기로의 도입을 위해 하나 이상의 공급 작업으로 전달할 수 있다. 촉매화된 탄소질 공급원료를 당업자에게 공지된 임의의 방법에 따라 저장 또는 공급 작업에, 예를 들어 스크류 컨베이어 또는 공기식 수송장치로 운반할 수 있다.
또한, 과량의 수분을 촉매화된 탄소질 공급원료로부터 제거할 수 있다. 예를 들어, 촉매화된 탄소질 공급원료를 유체층 슬러리 건조기 (즉, 액체를 기화시키기 위해 과열된 스팀으로의 처리)로 건조시키거나, 또는 용액을 열 증발시키거나 진공 하에 또는 불활성 기체의 유동 하에 제거하여, 예를 들어 약 10 중량% 이하, 또는 약 8 중량% 이하, 또는 약 6 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하, 또는 약 4 중량% 이하의 잔류 수분 함량을 갖는 촉매화된 탄소질 공급원료를 제공할 수 있다.
사워 시프트
기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))은 또한 수성 매질 (예컨대 스팀)의 존재 하에 물-기체 시프트 반응되어 CO의 일부가 CO2로 전환되고 H2의 분율이 증가될 수 있다. 사워 시프트 공정을 이용하여, 후속되는 메탄화기에 제공하기 위한 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림) 중의 이산화탄소:수소 비율을 조정할 수 있다. 물-기체 시프트 처리는, 예를 들어, 열 교환기로부터 직접 통과된 냉각된 제2 기체 스트림 상에서 또는 미량 오염물 제거 유닛 (하기에서 논의됨)으로 통과된 냉각된 제2 기체 스트림 상에서 수행될 수 있다.
사워 시프트 공정은 예를 들어 US7074373에 상세히 기재되어 있다. 공정은 물을 첨가하거나 또는 기체에 함유된 물을 사용하고, 얻어진 물-기체 혼합물을 스팀 개질 촉매 상에서 단열적으로 반응시키는 것을 포함한다. 전형적인 스팀 개질 촉매는 내열성 지지체 상의 하나 이상의 VIII족 금속을 포함한다.
CO-함유 기체 스트림 상에서 사워 기체 시프트 반응을 수행하기 위한 방법 및 반응기는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 반응 조건 및 적합한 반응기는 기체 스트림으로부터 고갈되어야 하는 CO의 양에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 약 100℃로부터, 또는 약 150℃로부터, 또는 약 200℃로부터, 약 250℃까지, 또는 약 300℃까지, 또는 약 350℃까지의 온도 범위에서 단일 단계로 사워 기체 시프트를 수행할 수 있다. 이러한 실시양태에서는, 시프트 반응을 당업자에게 공지된 임의의 적합한 촉매에 의해 촉매화할 수 있다. 이러한 촉매는 Fe2O3-기재 촉매, 예컨대 Fe2O3-Cr2O3 촉매 및 기타 전이 금속-기재 및 전이 금속 산화물-기재 촉매를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시양태에서는, 사워 기체 시프트를 다단계로 수행할 수 있다. 하나의 특별한 실시양태에서는, 사워 기체 시프트를 2 단계로 수행한다. 이러한 2-단계 방법은 고온 순서에 이어서 저온 순서를 사용한다. 고온 시프트 반응을 위한 기체 온도는 약 350℃ 내지 약 1050℃의 범위이다. 전형적인 고온 촉매는, 적은 양의 산화크롬과 임의로 조합된 산화철을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 저온 시프트를 위한 기체 온도는 약 150℃ 내지 약 300℃, 또는 약 200℃ 내지 약 250℃의 범위이다. 저온 시프트 촉매는, 산화아연 또는 알루미나 상에 지지될 수 있는 산화구리를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 사워 시프트 방법은 앞서 도입된 미국 특허출원 제12/415,050호에 기재되어 있다.
열 에너지의 효율적인 사용을 가능하게 하기 위하여 열 교환기 및 스팀 생성기와 함께 스팀 시프팅이 종종 수행된다. 이러한 특징을 사용하는 시프트 반응기는 당업자에게 널리 공지되어 있다. 적합한 시프트 반응기의 예가 앞서 도입된 US7074373에 예시되어 있으나, 당업자에게 공지된 다른 설계도 효과적이다. 사워 기체 시프트 절차 이후에, 수소-풍부 제2 기체 스트림은 일반적으로 CH4, CO2, CO, H2, H2S, NH3 및 스팀을 포함한다.
후속되는 메탄화 (예를 들어, 트림 메탄화)를 위해 H2의 분율을 증가시키기 위하여 CO의 단지 일부를 전환시키는 것이 바람직할 것이고, 이는 전형적으로 약 3 이상, 또는 약 3 초과, 또는 약 3.2 이상의 H2/CO 몰비를 필요로 할 것이다.
임의의 추가적 기체화 공정
(a) 차르 및 촉매 회수
기재된 조건 하에 기체화 촉매의 존재 하에서의 제2 탄소질 공급원료 (예를 들어, 촉매화된 탄소질 공급원료로서 제공됨)의 반응은 일반적으로 촉매적 기체화기로부터 제2 기체 스트림 및 고체 차르 생성물을 제공한다. 유사하게, 기재된 조건 하에서의 산소-취입 기체화기에서의 제1 탄소질 공급원료의 반응은 일반적으로 제1 기체 스트림 및 고체 차르 (또는 회분) 생성물을 제공한다. 고체 차르 생성물은 전형적으로 일정량의 미반응 탄소질 물질, 및 촉매적 기체화기로부터 회수된 경우 연행 촉매를 포함한다. 고체 차르 생성물은 차르 출구를 통해 샘플링, 퍼징 및/또는 촉매 회수를 위해 반응 챔버로부터 제거될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "연행 촉매"는 알칼리 금속 성분을 포함하는 화학 화합물을 의미한다. 예를 들어, "연행 촉매"는 가용성 알칼리 금속 화합물 (예컨대 알칼리 탄산염, 알칼리 수산화물 및 알칼리 산화물) 및/또는 불용성 알칼리 화합물 (예컨대 알칼리 알루미노실리케이트)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 촉매적 기체화기로부터 추출된 차르와 연합된 촉매 성분의 성질 및 그의 회수 방법이 하기에서 논의되고, 앞서 도입된 US2007/0277437A1, US2009/0165383A1, US2009/0165382A1, US2009/0169449A1 및 US2009/0169448A1에서 상세히 논의되어 있다.
고체 차르 생성물을 락 호퍼 시스템인 차르 출구를 통하여 촉매적 기체화기로부터 주기적으로 취출할 수 있으나, 다른 방법도 당업자에게 공지되어 있다. 고체 차르 생성물의 제거 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어 EP-A-0102828에 의해 교시된 한가지 방법이 사용될 수 있다.
촉매적 기체화기로부터의 차르는 하기하는 바와 같이 촉매 회수 유닛 작업으로 통과될 수 있다. 이러한 차르는 또한 다수의 스트림으로 분할될 수 있고, 이들 중 하나가 촉매 회수 유닛으로 통과될 수 있고, 또 다른 것은 메탄화 촉매 (상기한 바와 같음)로서 사용되고 촉매 회수를 위해 처리되지 않을 수 있다.
특정 실시양태에서는, 촉매적 기체화기의 반응 챔버로부터 취출된 고체 차르 생성물에서 연행 촉매 내의 알칼리 금속을 회수할 수 있고, 회수되지 않은 임의의 촉매를 촉매 메이크업 스트림에 의해 보상할 수 있다. 공급원료 중에 있는 알루미나 및 실리카가 많을수록, 보다 높은 알칼리 금속 회수율을 얻기 위해 더욱 고비용이 든다.
한 실시양태에서는, 촉매적 기체화기로부터의 고체 차르 생성물을 재순환 기체 및 물로 켄칭시켜 연행 촉매의 일부를 추출할 수 있다. 회수된 촉매를 알칼리 금속 촉매의 재사용을 위해 촉매 로딩 공정으로 보낼 수 있다. 고갈된 차르를, 예를 들어 탄소질 공급원료 (예를 들어, 제1 탄소질 공급원료, 제2 탄소질 공급원료 및/또는 촉매화된 탄소질 공급원료)의 제조에서 재사용을 위한 임의의 하나 이상의 공급원료 제조 작업으로 보내거나, 연소시켜 하나 이상의 스팀 생성기에 동력을 공급하거나 (예컨대 앞서 도입된 US2009/0165376A1 및 US2009/0217585A1에 개시됨), 또는 다양한 응용에서 예를 들어 흡수제로서 그대로 사용할 수 있다 (예컨대 앞서 도입된 US2009/0217582A1에 개시됨).
특히 유용한 다른 회수 및 재순환 방법은 US4459138, 뿐만 아니라 앞서 도입된 US2007/0277437A1, US2009/0165383A1, US2009/0165382A1, US2009/0169449A1 및 US2009/0169448A1에 기재되어 있다. 추가의 공정 상세사항에 대해서는 이들 문헌을 참고해야 할 수 있다.
촉매의 재순환은 하나의 촉매 로딩 공정 또는 이들의 조합에 적용될 수 있다. 예를 들어, 재순환 촉매 모두를 하나의 촉매 로딩 공정에 공급할 수 있으며, 반면 또 다른 공정에서는 단지 메이크업 촉매만을 사용한다. 재순환 촉매 대 메이크업 촉매의 수준은 촉매 로딩 공정 중에서 개별적 기준으로 조절될 수도 있다.
(b) 기체 정제
생성물 정제는, 예를 들어 임의의 미량 오염물 및 암모니아 제거, 및 특정 제거 성분의 회수를 포함할 수 있다.
(1) 미량 오염물 제거
당업자에게 친숙한 바와 같이, 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))의 오염 수준은 촉매화된 탄소질 공급 원료를 제조하기 위해 사용되는 탄소질 물질의 성질에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 특정 석탄, 예컨대 일리노이 #6은 높은 황 함량을 가질 수 있고, 이는 더 높은 COS 오염을 유도하고; 파우더 리버 배이신 석탄과 같은 다른 석탄은 기체화 반응기에서 휘발될 수 있는 상당 수준의 수은을 함유할 수 있다.
COS는, 예를 들어, COS 가수분해에 의해 (US3966875, US4011066, US4100256, US4482529 및 US4524050 참조), 기체 스트림을 미립자 석회암 (US4173465 참조), 산성 완충 CuSO4 용액 (US4298584 참조), 테트라메틸렌 술폰 (술폴란; US3989811 참조)을 함유하는 알칸올아민 흡수제, 예컨대 메틸디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디프로판올아민 또는 디이소프로판올아민으로 통과시킴으로써; 또는 냉각된 액체 CO2로 기체 스트림을 역류 세척함으로써 (US4270937 및 US4609388 참조), 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))으로부터 제거될 수 있다.
HCN은, 예를 들어, 암모늄 술피드 또는 폴리술피드와의 반응에 의해 CO2, H2S 및 NH3을 생성시킴으로써 (US4497784, US4505881 및 US4508693 참조), 포름알데히드에 이어서 암모늄 또는 나트륨 폴리술피드로 2단계 세척함으로써 (US4572826 참조), 물로 흡수시킴으로써 (US4189307 참조), 및/또는 알루미나 지지된 가수분해 촉매, 예컨대 MoO3, TiO2 및/또는 ZrO2로 통과시켜 분해함으로써 (US4810475, US5660807 및 US 5968465 참조), 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))으로부터 제거될 수 있다.
원소 수은은, 황산으로 활성화된 탄소에 의한 흡수에 의해 (US3876393 참조), 황으로 함침된 탄소에 의한 흡수에 의해 (US4491609 참조), H2S-함유 아민 용매에 의한 흡수에 의해 (US4044098 참조), 은 또는 금 함침된 제올라이트에 의한 흡수에 의해 (US4892567 참조), 과산화수소 및 메탄올을 사용한 HgO로의 산화에 의해 (US5670122 참조), SO2의 존재 하에서의 브롬 또는 요오드 함유 화합물을 사용한 산화에 의해 (US6878358 참조), H, Cl 및 O-함유 플라즈마를 사용한 산화에 의해 (US6969494 참조) 및/또는 염소-함유 산화 기체에 의한 산화에 의해 (예를 들어 ClO, US7118720 참조), 기체 스트림 (예를 들어 냉각된 제2 기체 스트림 (50))으로부터 제거될 수 있다.
COS, HCN 및/또는 Hg 중 임의의 것 또는 이들 모두를 제거하기 위해 수용액을 사용하는 경우, 미량 오염물 제거 유닛에서 생성된 폐수는 폐수 처리 유닛으로 보낼 수 있다.
존재하는 경우, 특정 미량 오염물의 미량 오염물 제거에서는, 이와 같이 처리된 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림 (50))으로부터의 미량 오염물의 적어도 상당 부분 (또는 실질적으로 모두)을, 전형적으로 목적 생성물 스트림의 규정 한계 또는 그보다 낮은 수준으로 제거하여야 한다. 전형적으로, 미량 오염물 제거에서는 냉각된 제2 기체 스트림으로부터 90% 이상, 또는 95% 이상, 또는 98% 이상의 COS, HCN 및/또는 수은을 제거하여야 한다.
(2) 암모니아 제거 및 회수
당업자에게 친숙한 바와 같이, 바이오매스의 기체화 및/또는 기체화 반응기를 위한 산소 공급원으로서 공기를 이용하는 것으로부터 생성물 기체 스트림 중에 유의한 양의 암모니아가 생성될 수 있다. 임의로, 기체 스트림 (예를 들어, 제2 기체 스트림)은 암모니아를 회수하기 위한 하나 이상의 암모니아 회수 유닛에서 물에 의해 스크러빙될 수 있다. 암모니아 회수 처리는, 예를 들어, 직접 열 교환기로부터 통과된 냉각된 제2 기체 스트림 상에서, 또는 (i) 하나 이상의 미량 오염물 제거 유닛; 및 (ii) 하나 이상의 사워 시프트 유닛 중 하나 또는 이들 둘 다를 통과한 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림) 상에서 수행될 수 있다.
스크러빙 후, 기체 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림)은 적어도 H2S, CO2, CO, H2 및 CH4를 포함할 수 있다. 기체 스트림이 이전에 사워 시프트 유닛으로 통과된 경우, 이후 스크러빙 후 기체 스트림은 적어도 H2S, CO2, H2, CO 및 CH4를 포함할 수 있다.
암모니아는 당업자에게 공지된 방법에 따라 스크러버 물로부터 회수될 수 있고, 이는 전형적으로 수용액 (예를 들어, 20 중량%)으로서 회수될 수 있다. 폐기물 스크러버 물은 폐수 처리 유닛으로 전달될 수 있다.
존재하는 경우, 암모니아 제거 공정에서는 암모니아의 적어도 상당 부분 (및 실질적으로 모두)을 스크러빙 스트림 (예를 들어, 냉각된 제2 기체 스트림)으로부터 제거하여야 한다. 암모니아 제거와 관련하여 "상당한" 제거는 목적한 최종 생성물이 생성될 수 있도록 충분히 높은 비율의 성분의 제거를 의미한다. 전형적으로, 암모니아 제거 공정에서는 스크러빙된 제2 기체 스트림의 암모니아 함량의 약 95% 이상, 또는 약 97% 이상을 제거할 것이다.
(c) 메탄 제거 및 회수
제3 기체 스트림 또는 메탄-풍부 제3 기체 스트림은, 필요한 경우, 극저온 증류 및 분자체 또는 기체 분리 (예를 들어, 세라믹) 막의 사용을 포함하나 이에 제한되지는 않는 당업자에게 공지된 임의의 적합한 기체 분리 방법에 의해 CH4를 분리 및 회수하도록 처리될 수 있다. 예를 들어, 사워 시프트 공정이 존재하는 경우, 제3 기체 스트림 (또는 메탄-풍부 제3 기체 스트림)은 메탄 및 수소를 함유할 수 있고, 이는 당업자에게 친숙한 방법, 예컨대 극저온 증류에 따라 분리될 수 있다.
다른 기체 정제 방법은 앞서 도입된 미국 특허출원 제12/395,330호, 제12/415,042호 및 제12/415,050호에 개시된 바와 같이 메탄 수화물의 생성에 의한 것을 포함한다.
(d) 발전
스팀 공급원에 의해 생성된 스팀의 일부를 하나 이상의 발전기, 예컨대 스팀 터빈에 제공하여 플랜트 내에서 사용되거나 동력 망으로 판매될 수 있는 전기를 생성할 수 있다. 기체화 공정에서 생성된 고온 및 고압 스팀을 전기 생성을 위하여 스팀 터빈에 제공할 수도 있다. 예를 들어, 스팀 터빈에 제공되는 스팀의 생성을 위하여 제2 기체 스트림과 접촉되는 열 교환기에 포획된 열 에너지를 이용할 수 있다.
(e) 폐수 처리
미량물 제거, 사워 시프트, 암모니아 제거 및/또는 촉매 회수 공정 중 임의의 하나 이상으로부터 생성된 폐수 중의 잔류 오염물을, 플랜트 내에서의 회수된 물의 재순환 및/또는 당업자에게 공지된 임의의 방법에 따른 플랜트 공정으로부터의 물의 폐기가 가능하도록 하는 폐수 처리 유닛에서 제거할 수 있다. 이러한 잔류 오염물은, 예를 들어 페놀, CO, CO2, H2S, COS, HCN, 암모니아 및 수은을 포함할 수 있다. 예를 들어, H2S 및 HCN은, 폐수를 약 pH 3으로 산성화시키고, 산성 폐수를 스트리핑 칼럼에서 불활성 기체로 처리하고, pH를 약 10으로 증가시키고, 폐수를 불활성 기체로 2차 처리하여 암모니아를 제거함으로써 제거될 수 있다 (US5236557 참조). H2S는, 폐수를 잔류 코크스 입자의 존재 하에 산화제로 처리하여 H2S를 불용성 술페이트 (이는 부유 또는 여과에 의해 제거될 수 있음)로 전환시킴으로써 제거될 수 있다 (US4478425 참조). 페놀은, 폐수를 1가 및 2가 염기성 무기 화합물을 함유하는 탄소질 차르 (예를 들어, 고체 차르 생성물 또는 촉매 회수 후의 고갈된 차르, 상기 참조)와 접촉시키고, pH를 조정함으로써 제거될 수 있다 (US4113615 참조). 또한, 페놀은, 유기 용매로 추출한 후 스트리핑 칼럼에서 폐수를 처리함으로써 제거될 수 있다 (US3972693, US4025423 및 US4162902 참조).
(f) 다중-회로(multi-train) 공정
본 발명의 방법에서, 각각의 공정은 하나 이상의 처리 유닛에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 촉매적 기체화기에 하나 이상의 촉매 로딩 및/또는 공급원료 제조 유닛 작업으로부터 촉매화된 탄소질 공급원료가 공급될 수 있다. 유사하게, 예를 들어 앞서 도입된 미국 특허출원 제12/492,467호, 제12/492,477호, 제12/492,484호, 제12/492,489호 및 제12/492,497에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 촉매적 기체화기에 의해 생성된 제2 기체 스트림은 특정 시스템 구성에 따른 열 교환기, 촉매적 메탄화기, 산 기체 제거 유닛, 트림 메탄화기 및/또는 메탄 제거 유닛에서 처리되거나, 또는 별도로 또는 이들의 조합에 의해 정제될 수 있다.
특정 실시양태에서는, 공정에서 2개 이상의 촉매적 기체화기 (예를 들어, 2 내지 4개의 촉매적 기체화기)를 이용한다. 이러한 실시양태에서, 공정은 촉매적 기체화기 이전에 분기형 처리 유닛 (즉, 촉매적 기체화기의 총수보다 적음)을 함유하여, 이는 궁극적으로 촉매화된 탄소질 공급원료를 다수의 촉매적 기체화기 및/또는 다수의 촉매적 기체화기에 의해 생성된 다수의 제2 기체 스트림을 처리하기 위한 촉매적 기체화기 이후의 수렴형 처리 유닛 (즉, 촉매적 기체화기의 총수보다 적음)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 공정에서, (i) 촉매화된 탄소질 공급원료를 촉매적 기체화기에 제공하기 위한 분기형 촉매 로딩 유닛; (ii) 탄소질 미립자를 촉매 로딩 유닛에 제공하기 위한 분기형 탄소질 물질 처리 유닛; (iii) 촉매적 기체화기로부터 다수의 제2 기체 스트림을 수용하기 위한 수렴형 열 교환기; (iv) 열 교환기로부터 다수의 냉각된 제2 기체 스트림을 수용하기 위한 수렴형 황-내성 메탄화기; (v) 열 교환기로부터 다수의 냉각된 제2 기체 스트림을, 또는 존재하는 경우 황-내성 메탄화기로부터 메탄-풍부 제2 기체 스트림을 수용하기 위한 수렴형 산 기체 제거 유닛; 또는 (vi) 산 기체 제거 유닛으로부터 다수의 제3 기체 스트림을 수용하기 위한 수렴형 촉매적 메탄화기 또는 트림 메탄화기가 사용될 수 있다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 특정 실시양태에서는, 단일 산소-취입 기체화기가 다수의 촉매적 기체화기에 제1 기체 스트림을 분기형으로 공급할 수 있다.
시스템이 수렴형 처리 유닛을 포함하는 경우, 각각의 수렴형 처리 유닛은 수렴형 처리 유닛에 공급되는 총 기체 스트림의 1/n 부분 초과를 수용하는 용량을 갖도록 선택될 수 있다 (여기서, n은 수렴형 처리 유닛의 개수임). 예를 들어, 촉매적 기체화기로부터 4개의 제2 기체 스트림을 수용하기 위한 4개의 촉매적 기체화기 및 2개의 열 교환기를 사용하는 공정에서, 열 교환기는 4개의 제2 기체 스트림의 총 기체 부피의 1/2 초과 (예를 들어, 1/2 내지 3/4)를 수용하는 용량을 갖도록, 또한 전체 처리 시스템을 차단할 필요 없이 하나 이상의 열 교환기의 일상적 보수가 가능하도록 2개 이상의 촉매적 기체화기와 소통되도록 선택될 수 있다.
유사하게, 시스템이 분기형 처리 유닛을 포함하는 경우, 각각의 분기형 처리 유닛은 수렴형 처리 유닛에 공급되는 총 공급물 스트림의 1/m 부분 초과를 수용하는 용량을 갖도록 선택될 수 있다 (여기서, m은 분기형 처리 유닛의 개수임). 예를 들어, 탄소질 미립자를 촉매 로딩 유닛에 제공하기 위한 2개의 촉매 로딩 유닛 및 단일 탄소질 물질 처리 유닛을 사용하는 공정에서, 각각 탄소질 물질 처리 유닛과 소통되는 촉매 로딩 유닛은, 전체 처리 시스템을 차단할 필요 없이 촉매 로딩 유닛 중 하나의 일상적 보수가 가능하도록 단일 탄소질 물질 처리 유닛으로부터의 탄소질 미립자의 총 부피의 1/2 내지 전체를 수용하는 용량을 갖도록 선택될 수 있다.
실시예
실시예 1
본 발명의 방법의 한 실시양태를 도 2에 나타내었다. 탄소질 물질 (10)은 공급원료 처리 유닛 (100)에 제공되고, 약 2500 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 탄소질 미립자로 전환된다. 탄소질 미립자는 제1 탄소질 공급원료 (41) 및 제2 탄소질 공급원료 (20)으로 분리된다. 제2 탄소질 공급원료는 촉매 로딩 유닛 (200)에 제공되고, 여기서 미립자를 로딩 탱크 내에서 기체화 촉매를 포함하는 용액과 접촉시키고, 여과에 의해 과량의 물을 제거하고, 얻어진 습윤 케이크를 건조기로 건조시켜 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)을 제공한다. 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)은 촉매적 기체화기 (300)에 제공된다.
촉매적 기체화기 (300)에서, 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)은 적어도 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소, 수소 및 황화수소를 포함하는 고온 제2 기체 스트림 (40)을 생성하기에 적합한 조건 하에 일산화탄소, 수소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림 (90)과 접촉된다. 촉매적 기체화기 (300)에서의 반응은 연행 촉매를 포함하는 고체 차르 생성물 (31)을 생성하며, 이는 반응 챔버로부터 주기적으로 제거된다. 고체 차르 생성물 (34)의 일부는 후속 메탄화 단계에 사용하기 위해 분리되고, 나머지는 연행 촉매의 상당 부분이 회수되어 라인 (32)를 통해 촉매 로딩 작업 (200)으로 되돌아가는 촉매 회수 작업 (1000)으로 보내진다. 회수 공정에 의해 생성된 고갈된 차르 (33)은 공급원료 처리 유닛 (100)으로 보내진다.
산소-취입 기체화기 (400)에서 수성 메이크업 스팀 (51), 산소-풍부 기체 스트림 (42) 및 재순환 스팀 스트림 (36)의 존재 하에 제1 탄소질 공급원료 (41)을 적어도 부분적으로 연소시킴으로써 제1 기체 스트림 (90)이 생성된다. 공급원료 처리 유닛 (100)의 분쇄 또는 파쇄 공정에서 생성되는 미세물은 제1 탄소질 공급원료 (41)의 일부로서 연소를 위해 산소-취입 기체화기 (400)에 제공될 수 있다. 별도로, 산소-취입 기체화기 (400)에 의해 생성된 제1 기체 스트림의 제2 부분 (53)은 열병합 발전 설비 (1100)으로 보내져 전기 (11) 및 수성 메이크업 스트림 (51)을 위한 물 및/또는 스팀의 공급원을 생성한다.
제2 기체 스트림 (40)은 제2 기체 스트림 (40)으로부터 열 에너지를 회수하고 냉각된 제2 기체 스트림 (50)을 생성하기 위한 열 교환기 유닛 (600)에 제공된다. 열 교환기 (600)에서 회수된 열을 이용하여 제1 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하고, 이는 이어서 산소-취입 기체화기 (400)에 도입된다. 냉각된 제2 기체 스트림 (50)의 적어도 일부는 사워 시프트 반응기 (900)에 제공되고, 여기서 냉각된 제2 기체 스트림 (50) 중에 존재하는 일산화탄소의 사워 시프팅으로부터 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52)가 제공된다. 이어서, 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52)는, 제2 기체 스트림으로부터의 열 에너지의 적어도 일부를 회수하고, 수소-풍부 제2 기체 스트림 (52)의 온도를 추가로 감소시키고, 냉각된 수소-풍부 제2 기체 스트림 (55)를 생성하기 위한 열 교환기 (601)에 제공된다. 열 교환기 (601)로부터 회수된 열을 이용하여 제2 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하고, 이는 이어서 산소-취입 기체화기 (400)에 도입된다.
냉각된 수소-풍부 제2 기체 스트림 (55), 뿐만 아니라 사워 시프트 유닛 (900) 및 열 교환기 (601)을 우회하는 (56) 나머지 냉각된 제2 기체 스트림은 산 기체 제거 유닛 (700)에 제공되고, 여기서 스트림을 H2S 및 CO2 흡수제와 접촉시킴으로써 순차적 흡수에 의해 스트림 중의 황화수소 및 이산화탄소가 제거되고, 궁극적으로 메탄, 잔류 일산화탄소 및 잔류 수소를 포함하는 제3 기체 스트림 (60)을 생성한다. 생성된 제3 기체 스트림 (60)은 촉매적 메탄화기 (800)에 제공되고, 여기서 제3 기체 스트림 (60) 중의 잔류 일산화탄소 및 잔류 수소가 메탄으로 전환되어 메탄-풍부 생성물 스트림 (70)을 생성한다. 이어서, 메탄-풍부 생성물 스트림 (70)은 열 에너지를 회수하고 메탄 생성물 스트림 (70)의 온도를 감소시키기 위한 열 교환기 (602)에 제공된다. 이어서, 생성된 냉각된 메탄 생성물 스트림 (65)의 적어도 일부는 메탄 생성물 스트림 (80)으로서 회수된다. 생성된 냉각된 메탄 생성물 스트림의 나머지 부분 (66)은 기체 터빈 (1300)에 공급되어 전력 (13)을 생성할 수 있다. 열 교환기 (602)로부터 회수된 열을 이용하여 제3 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하고, 이는 이어서 산소-취입 기체화기 (400)에 공급된다.
실시예 2
본 발명의 방법의 또 다른 실시양태를 도 3에 나타내었다. 탄소질 물질 (10)은 공급원료 처리 유닛 (100)에 제공되고, 약 2500 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 탄소질 미립자로 전환된다. 탄소질 미립자는 제1 탄소질 공급원료 (41) 및 제2 탄소질 공급원료 (20)으로 분리된다. 제2 탄소질 공급원료는 촉매 로딩 유닛 (200)에 제공되고, 여기서 미립자를 로딩 탱크 내에서 기체화 촉매를 포함하는 용액과 접촉시키고, 여과에 의해 과량의 물을 제거하고, 얻어진 습윤 케이크를 건조기로 건조시켜 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)을 제공한다. 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)은 촉매적 기체화기 (300)에 제공된다.
촉매적 기체화기 (300)에서, 촉매화된 탄소질 공급원료 (30)은 적어도 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소, 수소 및 황화수소를 포함하는 고온 제2 기체 스트림 (40)을 생성하기에 적합한 조건 하에 일산화탄소, 수소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림 (90)과 접촉된다. 촉매적 기체화기 (300)에서의 반응은 연행 촉매를 포함하는 고체 차르 생성물 (31)을 생성하며, 이는 반응 챔버로부터 주기적으로 제거된다. 고체 차르 생성물 (34)의 일부는 후속 메탄화 단계에 사용하기 위해 분리되고, 나머지는 연행 촉매의 상당 부분이 회수되어 라인 (32)를 통해 촉매 로딩 작업 (200)으로 되돌아가는 촉매 회수 작업 (1000)으로 보내진다. 회수 공정에 의해 생성된 고갈된 차르 (33)은 공급원료 처리 유닛 (100)으로 보내진다.
산소-취입 기체화기 (400)에서 수성 메이크업 스팀 (51), 산소-풍부 기체 스트림 (42) 및 재순환 스팀 스트림 (36)의 존재 하에 제1 탄소질 공급원료 (41)을 적어도 부분적으로 연소시킴으로써 제1 기체 스트림 (90)이 생성된다. 공급원료 처리 유닛 (100)의 분쇄 또는 파쇄 공정에서 생성되는 미세물은 제1 탄소질 공급원료 (41)의 일부로서 연소를 위해 산소-취입 기체화기 (400)에 제공될 수 있다.
제2 기체 스트림 (40)은 제2 기체 스트림 (40)으로부터 열 에너지를 회수하고 냉각된 제2 기체 스트림 (50)을 생성하기 위한 열 교환기 유닛 (600)에 제공된다. 열 교환기 (600)에서 회수된 열을 이용하여 제1 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하고, 이는 이어서 산소-취입 기체화기 (400)에 도입된다.
냉각된 제2 기체 스트림 (50)은 사워 시프트 유닛 (900) (도시되지 않음) 및 열 교환기 (601) (도시되지 않음)을 우회하고, 산 기체 제거 유닛 (700)에 직접 제공되고, 여기서 스트림을 H2S 및 CO2 흡수제와 접촉시킴으로써 순차적 흡수에 의해 스트림 중의 황화수소 및 이산화탄소가 실질적으로 제거되고, 궁극적으로 메탄, 잔류 일산화탄소 및 잔류 수소를 포함하는 제3 기체 스트림 (60)을 생성한다. 생성된 제3 기체 스트림 (60)은 촉매적 메탄화기 (800)에 제공되고, 여기서 제3 기체 스트림 (60) 중의 잔류 일산화탄소 및 잔류 수소가 메탄으로 전환되어 메탄-풍부 생성물 스트림 (70)을 생성한다. 이어서, 메탄-풍부 생성물 스트림 (70)은 열 에너지를 회수하고 메탄 생성물 스트림 (70)의 온도를 감소시키기 위한 열 교환기 (602)에 제공된다. 이어서, 생성된 냉각된 메탄 생성물 스트림 (65)의 적어도 일부는 메탄 생성물 스트림 (80)으로서 회수된다. 열 교환기 (602)로부터 회수된 열을 이용하여 재순환 스팀 스트림 (36)을 생성하고, 이는 이어서 산소-취입 기체화기 (400)에 공급된다.

Claims (11)

  1. (a) 산소-취입 기체화기에 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림 및 재순환 스팀 스트림의 적어도 일부를 공급하는 단계;
    (b) 임의로, 산소-취입 기체화기에 물 및 메이크업(makeup) 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 제1 수성 메이크업 스트림을 공급하는 단계;
    (c) 제2 온도 및 제2 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제1 온도 및 제1 압력에서, 산소-취입 기체화기에서 산소-풍부 기체 스트림과 함께 제1 탄소질 공급원료를 적어도 부분적으로 연소시키는 단계;
    (d) 임의로, 제1 기체 스트림을, (d1) 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 제2 수성 메이크업 스트림, 또는 (d2) 재순환 스팀 스트림의 나머지 부분, 또는 (d3) (d1) 및 (d2) 둘 다와 합하여, 제3 온도 및 제3 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 합쳐진 제1 기체 스트림을 생성하는 단계;
    (e) 촉매적 기체화기에 제2 탄소질 공급원료, 기체화 촉매 및 제1 기체 스트림의 적어도 일부 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림의 적어도 일부)를 도입하는 단계;
    (f) 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 다수의 기체상 생성물을 포함하며 회수에 이용가능한 열 에너지를 함유하는 제2 기체 스트림을 생성하기에 적합한 제4 온도 및 제4 압력에서, 기체화 촉매의 존재 하에 촉매적 기체화기에서 제2 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)을 반응시키는 단계;
    (g) 제2 기체 스트림으로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제1 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
    (h) 제2 기체 스트림 중의 수소 대 일산화탄소의 몰비가 약 3:1 미만인 경우, 임의로, 제2 기체 스트림 중의 일산화탄소의 일부를 사워 시프팅(sour shifting)하여 열 에너지 및 약 3:1 이상의 수소 대 일산화탄소의 몰비를 갖는 수소-풍부 제2 기체 스트림을 생성하는 단계;
    (i) 임의로, 존재하는 경우, 단계 (h)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제2 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계;
    (j) 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터 이산화탄소의 상당 부분 및 황화수소의 상당 부분을 제거하여 제2 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 수소-풍부 제2 기체 스트림)으로부터의 메탄의 상당 부분을 포함하는 산 기체-고갈 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
    (k) 메탄화 촉매의 존재 하에 촉매적 메탄화기에서 산 기체-고갈 제3 기체 스트림 중에 존재하는 일산화탄소 및 수소를 반응시켜 열 에너지 및 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 생성하는 단계;
    (l) 임의로, 단계 (k)로부터의 열 에너지의 일부를 회수하고, 여기서 회수된 열 에너지의 적어도 일부를 이용하여 제3 스팀 재순환 스트림을 생성하는 것인 단계; 및
    (m) 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 회수하는 단계
    를 포함하며,
    여기서,
    (1) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림 중 적어도 하나가 존재하고;
    (2) 단계 (f)는 재순환 스팀 스트림, 및 존재 범위까지, 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림으로 구성된 전체 스팀 요구량을 갖고;
    (3) 제1 및 제2 수성 메이크업 스트림은 단계 (f)에 대한 전체 스팀 요구량의 약 15% 이하를 공급하고;
    (4) 재순환 스팀 스트림은 제1 스팀 재순환 스트림, 및 존재하는 경우, 제2 및 제3 스팀 재순환 스트림 중 하나 또는 둘 다를 포함하고;
    (5) 제2 온도는 제4 온도보다 높고;
    (6) 합쳐진 제1 기체 스트림이 존재하는 경우, 제3 온도는 제2 온도보다 낮고 제4 온도보다 높고;
    (7) 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)이 메탄 생성물 스트림이거나, 또는 제3 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 메탄-풍부 제3 기체 스트림)을 정제하여 메탄 생성물 스트림을 생성하는 것인,
    탄소질 공급원료로부터 다수의 기체상 생성물을 생성하고 메탄 생성물 스트림을 회수하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 (a), (c), (e), (f), (g), (j), (k) 및 (m)을 연속적인 방식으로 수행하는 연속식 방법인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 탄소질 공급원료를 약 0.01 내지 약 0.10 범위의 탄소 원자에 대한 알칼리 금속 원자의 비율을 제공하기에 충분한 알칼리 금속 기체화 촉매의 양으로 로딩하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (i) 또는 단계 (l)이 존재하거나, 또는 단계 (i) 및 (l) 둘 다 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 관류형(once-through) 방법인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 연료 발화 과열기가 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 기체 스트림이, 제2 기체 스트림 중의 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소의 mol을 기준으로 하여 약 20 mol% 이상의 메탄, 및 제2 기체 스트림 중의 메탄, 이산화탄소, 일산화탄소 및 수소의 mol을 기준으로 하여 50 mol% 이상의 메탄 + 이산화탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 기체 스트림이 미립자를 추가로 포함하고, 미립자의 적어도 일부를 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)의 촉매적 기체화기로의 도입 전에 제1 기체 스트림으로부터 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (f)에서 고체 차르 생성물이 생성되고, 이것이 촉매 회수 유닛으로 통과하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 메탄 생성물 스트림이 파이프라인-품질(pipeline-quality) 천연 가스인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. (a) (1) 제1 온도 및 제1 압력에서 작동되도록 구성되고; (2) 제1 탄소질 공급원료, 산소-풍부 기체 스트림, 재순환 스팀 스트림, 및 임의로 제1 수성 메이크업 스트림을 수용하도록 구성되며, 여기서 재순환 스팀 스트림은 제1 스팀 재순환 스트림, 및 임의로 제2 스팀 재순환 스트림 및 제3 스팀 재순환 스트림을 포함하고, 제1 수성 메이크업 스트림은 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하고; (3) 제2 온도 및 제2 압력의 수소, 일산화탄소 및 과열 스팀을 포함하는 제1 기체 스트림을 생성하도록 구성된 산소-취입 기체화기;
    (b) 임의로, (1) 제2 수성 메이크업 스트림을 제공하도록 구성되고, (2) 제2 수성 메이크업 스트림을 제1 기체 스트림과 합하여 제3 온도 및 제3 압력의 합쳐진 제1 기체 스트림을 생성하도록 구성되며, 여기서 제2 수성 메이크업 스트림은 물 및 메이크업 스팀 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 것인 수성 메이크업 스트림 공급기;
    (c) (1) 제4 온도 및 제4 압력에서 작동되도록; (2) 촉매화된 탄소질 공급원료 및 제1 기체 스트림 (또는 존재하는 경우 합쳐진 제1 기체 스트림)을 수용하도록; (3) 메탄, 이산화탄소, 수소, 일산화탄소 및 황화수소를 포함하는 제2 기체 스트림을 배출하도록 구성된, 산소-취입 기체화기, 및 존재하는 경우 수성 메이크업 스트림 라인과 소통되는 유동층 기체화기;
    (d) 제2 기체 스트림으로부터 열 에너지를 회수하고 제1 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 유동층 기체화기와 소통되는 제1 열 회수 유닛;
    (e) 제2 기체 스트림 중의 일산화탄소의 일부를 사워 시프팅하여 수소-풍부 제2 기체 스트림을 생성하기 위한, 제1 열 회수 유닛과 소통되는 사워 시프트 반응기;
    (f) 사워 시프트 반응기, 수소-풍부 제2 기체 스트림 또는 이들 둘 다로부터 열 에너지를 회수하고 제2 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 사워 시프트 반응기와 소통되는 제2 열 회수 유닛;
    (g) 사워 시프트 반응기를 우회하기 위한, 제1 열 회수 유닛과 소통되는 기체 우회로 루프;
    (h) 제2 기체 스트림으로부터 이산화탄소의 적어도 상당 부분 및 황화수소의 적어도 상당 부분을 제거하고 산 기체-고갈 제3 기체 스트림을 생성하기 위한, 사워 시프트 반응기 및 기체 우회로 루프와 소통되는 산 기체 제거기 유닛;
    (i) 산 기체-고갈 제3 기체 스트림으로부터의 일산화탄소 및 수소를 반응시키고 메탄-풍부 제3 기체 스트림을 생성하기 위한, 산 기체 제거기 유닛과 소통되는 촉매적 메탄화기;
    (j) 촉매적 메탄화기, 메탄-풍부 기체 스트림 또는 이들 둘 다로부터 열 에너지를 회수하고 제3 스팀 재순환 스트림을 생성하기 위한, 촉매적 메탄화기와 소통되는 제3 열 회수 유닛; 및
    (k) 제1, 제2 및 제3 재순환 스팀 스트림을 산소-취입 기체화기로 재순환시키기 위한 재순환 루프
    를 포함하는, 촉매화된 탄소질 공급원료로부터 다수의 기체를 생성하기 위한 기체화 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019083561A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Sabic Global Technologies, B.V. METHOD FOR CONVERTING A NATURAL GAS SUPPLY CHARGE WITH INERT CONTENT TO CHEMICAL INTERMEDIATES

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7024796B2 (en) * 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage
US8114176B2 (en) 2005-10-12 2012-02-14 Great Point Energy, Inc. Catalytic steam gasification of petroleum coke to methane
US7922782B2 (en) 2006-06-01 2011-04-12 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic steam gasification process with recovery and recycle of alkali metal compounds
KR101138096B1 (ko) 2007-08-02 2012-04-25 그레이트포인트 에너지, 인크. 촉매-담지된 석탄 조성물, 제조 방법 및 용도
US8123827B2 (en) 2007-12-28 2012-02-28 Greatpoint Energy, Inc. Processes for making syngas-derived products
CA2713642A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification process with recovery of alkali metal from char
CN101910375B (zh) 2007-12-28 2014-11-05 格雷特波因特能源公司 用于碳质原料的催化气化的蒸汽发生浆液气化器
AU2008345118B2 (en) 2007-12-28 2011-09-22 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification process with recovery of alkali metal from char
WO2009111345A2 (en) 2008-02-29 2009-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification particulate compositions
CN101959996B (zh) 2008-02-29 2013-10-30 格雷特波因特能源公司 用于气化作用的颗粒状组合物及其制备和连续转化
US7926750B2 (en) 2008-02-29 2011-04-19 Greatpoint Energy, Inc. Compactor feeder
US8709113B2 (en) 2008-02-29 2014-04-29 Greatpoint Energy, Inc. Steam generation processes utilizing biomass feedstocks
US8297542B2 (en) 2008-02-29 2012-10-30 Greatpoint Energy, Inc. Coal compositions for catalytic gasification
WO2009111332A2 (en) 2008-02-29 2009-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Reduced carbon footprint steam generation processes
US20090217575A1 (en) 2008-02-29 2009-09-03 Greatpoint Energy, Inc. Biomass Char Compositions for Catalytic Gasification
US8286901B2 (en) 2008-02-29 2012-10-16 Greatpoint Energy, Inc. Coal compositions for catalytic gasification
US8114177B2 (en) 2008-02-29 2012-02-14 Greatpoint Energy, Inc. Co-feed of biomass as source of makeup catalysts for catalytic coal gasification
CA2718536C (en) 2008-04-01 2014-06-03 Greatpoint Energy, Inc. Sour shift process for the removal of carbon monoxide from a gas stream
CA2718295C (en) 2008-04-01 2013-06-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for the separation of methane from a gas stream
US9157043B2 (en) * 2008-07-16 2015-10-13 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for producing substitute natural gas
WO2010033850A2 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Greatpoint Energy, Inc. Processes for gasification of a carbonaceous feedstock
CN102159687B (zh) 2008-09-19 2016-06-08 格雷特波因特能源公司 使用炭甲烷化催化剂的气化方法
CN104073294A (zh) 2008-09-19 2014-10-01 格雷特波因特能源公司 碳质原料的气化方法
WO2010048493A2 (en) 2008-10-23 2010-04-29 Greatpoint Energy, Inc. Processes for gasification of a carbonaceous feedstock
EP2370549A1 (en) 2008-12-30 2011-10-05 Greatpoint Energy, Inc. Processes for preparing a catalyzed coal particulate
KR101290453B1 (ko) 2008-12-30 2013-07-29 그레이트포인트 에너지, 인크. 촉매된 탄소질 미립자의 제조 방법
WO2010132551A2 (en) 2009-05-13 2010-11-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
JP5269251B2 (ja) 2009-05-13 2013-08-21 グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド 炭素質フィードストックの水素添加メタン化のための方法
US8268899B2 (en) 2009-05-13 2012-09-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
US20110031439A1 (en) 2009-08-06 2011-02-10 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
CN102482598B (zh) * 2009-09-16 2014-09-17 格雷特波因特能源公司 双模式制氢法
KR101350061B1 (ko) 2009-09-16 2014-01-14 그레이트포인트 에너지, 인크. 탄소질 공급원료의 히드로메탄화 방법
US20110062721A1 (en) 2009-09-16 2011-03-17 Greatpoint Energy, Inc. Integrated hydromethanation combined cycle process
CN102575181B (zh) 2009-09-16 2016-02-10 格雷特波因特能源公司 集成氢化甲烷化联合循环方法
AU2010310849B2 (en) 2009-10-19 2013-05-02 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
WO2011049858A2 (en) 2009-10-19 2011-04-28 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
AU2010339953A1 (en) 2009-12-17 2012-07-05 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process injecting nitrogen
US8733459B2 (en) 2009-12-17 2014-05-27 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
US8669013B2 (en) * 2010-02-23 2014-03-11 Greatpoint Energy, Inc. Integrated hydromethanation fuel cell power generation
US8652696B2 (en) 2010-03-08 2014-02-18 Greatpoint Energy, Inc. Integrated hydromethanation fuel cell power generation
KR101440710B1 (ko) 2010-04-26 2014-09-17 그레이트포인트 에너지, 인크. 바나듐 회수를 동반한 탄소질 공급원료의 히드로메탄화
WO2011150217A2 (en) 2010-05-28 2011-12-01 Greatpoint Energy, Inc. Conversion of liquid heavy hydrocarbon feedstocks to gaseous products
KR101424941B1 (ko) 2010-08-18 2014-08-01 그레이트포인트 에너지, 인크. 탄소질 공급원료의 히드로메탄화
KR20130080471A (ko) 2010-09-10 2013-07-12 그레이트포인트 에너지, 인크. 탄소질 공급원료의 히드로메탄화
AU2011323645A1 (en) 2010-11-01 2013-05-02 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
EP2635660A1 (en) 2010-11-01 2013-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
WO2012067754A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Praxair Technology, Inc. Process for making synthetic natural gas
US8992640B2 (en) * 2011-02-07 2015-03-31 General Electric Company Energy recovery in syngas applications
US20120204962A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Evergreen Energy Inc. System and Method for Improved Hydrothermal Upgrading of Carbonaceous Material
CN104711026A (zh) 2011-02-23 2015-06-17 格雷特波因特能源公司 伴有镍回收的碳质原料加氢甲烷化
US9493709B2 (en) 2011-03-29 2016-11-15 Fuelina Technologies, Llc Hybrid fuel and method of making the same
CA2832887A1 (en) 2011-04-11 2012-10-18 ADA-ES, Inc. Fluidized bed method and system for gas component capture
CN103492537A (zh) * 2011-04-22 2014-01-01 格雷特波因特能源公司 伴随焦炭选矿的碳质原料加氢甲烷化
WO2012166879A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
WO2013025812A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
WO2013025808A1 (en) 2011-08-17 2013-02-21 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
US9012524B2 (en) 2011-10-06 2015-04-21 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock
US20130143972A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Celanese International Corporation Biomass gasification and integrated processes for making industrial chemicals through an acetic acid intermediate
WO2013095771A1 (en) * 2011-12-21 2013-06-27 Rentech, Inc. Supplemental fuel to combustor of dual fluidized bed gasifier
US20130255484A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Alstom Technology Ltd System and method for control of a stripper tower
US9278314B2 (en) 2012-04-11 2016-03-08 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
CN104685038B (zh) 2012-10-01 2016-06-22 格雷特波因特能源公司 附聚的颗粒状低煤阶煤原料及其用途
KR101534461B1 (ko) 2012-10-01 2015-07-06 그레이트포인트 에너지, 인크. 응집된 미립자 저등급 석탄 공급원료 및 그의 용도
WO2014055351A1 (en) 2012-10-01 2014-04-10 Greatpoint Energy, Inc. Agglomerated particulate low-rank coal feedstock and uses thereof
US9328920B2 (en) 2012-10-01 2016-05-03 Greatpoint Energy, Inc. Use of contaminated low-rank coal for combustion
US11268038B2 (en) 2014-09-05 2022-03-08 Raven Sr, Inc. Process for duplex rotary reformer
MX2017007234A (es) 2014-12-03 2018-04-10 Univ Drexel Incorporacion directa de gas natural en combustibles liquidos de hidrocarburo.
US20190010058A1 (en) * 2016-01-05 2019-01-10 Sabic Global Technologies B.V. Systems and methods for carbon monoxide production by reduction of carbon dioxide with elemental sulfur
DE102017201681A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Behandlung eines Synthesegasstroms
US10464872B1 (en) 2018-07-31 2019-11-05 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification to produce methanol
US10344231B1 (en) 2018-10-26 2019-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization
US10435637B1 (en) 2018-12-18 2019-10-08 Greatpoint Energy, Inc. Hydromethanation of a carbonaceous feedstock with improved carbon utilization and power generation
US11286436B2 (en) 2019-02-04 2022-03-29 Eastman Chemical Company Feed location for gasification of plastics and solid fossil fuels
US11447576B2 (en) 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas
US10618818B1 (en) 2019-03-22 2020-04-14 Sure Champion Investment Limited Catalytic gasification to produce ammonia and urea
WO2020205404A1 (en) 2019-03-29 2020-10-08 Eastman Chemical Company Polymers, articles, and chemicals made from densified textile derived syngas
EP4257660A3 (en) * 2021-01-06 2024-01-03 GIDARA Energy B.V. Process and apparatus for producing synthesis gas through thermochemical conversion of biomass and waste materials
CN113500015B (zh) * 2021-07-08 2023-03-31 湖州霍里思特智能科技有限公司 一种基于分级阵列式智能分选进行矿石预选的方法及系统

Family Cites Families (329)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB593910A (en) 1945-01-15 1947-10-29 Standard Oil Dev Co Improved process for the catalytic synthesis of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen
FR797089A (fr) 1935-10-30 1936-04-20 Procédé de fabrication de combustibles solides spéciaux pour gazogènes produisant les gaz pour les moteurs de véhicules
GB676615A (en) 1946-08-10 1952-07-30 Standard Oil Dev Co Improvements in or relating to processes involving the contacting of finely divided solids and gases
GB640907A (en) 1946-09-10 1950-08-02 Standard Oil Dev Co An improved method of producing normally gaseous fuels from carbon-containing materials
GB701131A (en) 1951-03-22 1953-12-16 Standard Oil Dev Co Improvements in or relating to gas adsorbent by activation of acid sludge coke
GB798741A (en) 1953-03-09 1958-07-23 Gas Council Process for the production of combustible gas enriched with methane
BE529007A (ko) 1953-05-21
US2813126A (en) 1953-12-21 1957-11-12 Pure Oil Co Process for selective removal of h2s by absorption in methanol
US2886405A (en) 1956-02-24 1959-05-12 Benson Homer Edwin Method for separating co2 and h2s from gas mixtures
GB820257A (en) 1958-03-06 1959-09-16 Gas Council Process for the production of gases containing methane from hydrocarbons
US3034848A (en) 1959-04-14 1962-05-15 Du Pont Compaction of dyes
DE1403859A1 (de) 1960-09-06 1968-10-31 Neidl Dipl Ing Georg Umlaufpumpe
US3114930A (en) 1961-03-17 1963-12-24 American Cyanamid Co Apparatus for densifying and granulating powdered materials
GB996327A (en) 1962-04-18 1965-06-23 Metallgesellschaft Ag A method of raising the calorific value of gasification gases
GB1033764A (en) 1963-09-23 1966-06-22 Gas Council Improvements in or relating to the production of methane gases
DE1494808B2 (de) 1966-10-14 1976-05-06 Verfahren zum reinigen von brenn- oder synthesegasen
US3435590A (en) 1967-09-01 1969-04-01 Chevron Res Co2 and h2s removal
US3615300A (en) 1969-06-04 1971-10-26 Chevron Res Hydrogen production by reaction of carbon with steam and oxygen
US3594985A (en) 1969-06-11 1971-07-27 Allied Chem Acid gas removal from gas mixtures
US3814725A (en) 1969-08-29 1974-06-04 Celanese Corp Polyalkylene terephthalate molding resin
US3759036A (en) 1970-03-01 1973-09-18 Chevron Res Power generation
CH530262A (de) 1971-10-22 1972-11-15 Hutt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ausnützung von bei der Spanplattenherstellung anfallenden Sägespäne- und Schleifstaubteilchen
US3740193A (en) 1971-03-18 1973-06-19 Exxon Research Engineering Co Hydrogen production by catalytic steam gasification of carbonaceous materials
US3689240A (en) 1971-03-18 1972-09-05 Exxon Research Engineering Co Production of methane rich gases
US3915670A (en) 1971-09-09 1975-10-28 British Gas Corp Production of gases
US3746522A (en) 1971-09-22 1973-07-17 Interior Gasification of carbonaceous solids
US3969089A (en) 1971-11-12 1976-07-13 Exxon Research And Engineering Company Manufacture of combustible gases
US3779725A (en) 1971-12-06 1973-12-18 Air Prod & Chem Coal gassification
US3985519A (en) 1972-03-28 1976-10-12 Exxon Research And Engineering Company Hydrogasification process
US3817725A (en) 1972-05-11 1974-06-18 Chevron Res Gasification of solid waste material to obtain high btu product gas
DE2229213C2 (de) 1972-06-15 1982-12-02 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Aufarbeitung der bei der Entgasung oder Vergasung von Kohlen anfallenden Abwässer
US3929431A (en) 1972-09-08 1975-12-30 Exxon Research Engineering Co Catalytic reforming process
US4094650A (en) 1972-09-08 1978-06-13 Exxon Research & Engineering Co. Integrated catalytic gasification process
CA1003217A (en) 1972-09-08 1977-01-11 Robert E. Pennington Catalytic gasification process
US3920229A (en) 1972-10-10 1975-11-18 Pcl Ind Limited Apparatus for feeding polymeric material in flake form to an extruder
US3870481A (en) 1972-10-12 1975-03-11 William P Hegarty Method for production of synthetic natural gas from crude oil
DE2250169A1 (de) 1972-10-13 1974-04-25 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur entschwefelung technischer brenngase und synthesegase
JPS5323777B2 (ko) 1972-12-04 1978-07-17
GB1448562A (en) 1972-12-18 1976-09-08 British Gas Corp Process for the production of methane containing gases
US3828474A (en) 1973-02-01 1974-08-13 Pullman Inc Process for producing high strength reducing gas
US4021370A (en) 1973-07-24 1977-05-03 Davy Powergas Limited Fuel gas production
US3847567A (en) 1973-08-27 1974-11-12 Exxon Research Engineering Co Catalytic coal hydrogasification process
US3904386A (en) 1973-10-26 1975-09-09 Us Interior Combined shift and methanation reaction process for the gasification of carbonaceous materials
US4053554A (en) 1974-05-08 1977-10-11 Catalox Corporation Removal of contaminants from gaseous streams
DE2427530C2 (de) 1974-06-07 1984-04-05 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Methanisierungsreaktor
US3958957A (en) * 1974-07-01 1976-05-25 Exxon Research And Engineering Company Methane production
US3904389A (en) 1974-08-13 1975-09-09 David L Banquy Process for the production of high BTU methane-containing gas
US4104201A (en) 1974-09-06 1978-08-01 British Gas Corporation Catalytic steam reforming and catalysts therefor
US4046523A (en) * 1974-10-07 1977-09-06 Exxon Research And Engineering Company Synthesis gas production
DE2501376A1 (de) 1975-01-15 1976-07-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur entfernung von mono- und diphenolen und dergleichen aus abwaessern
DE2503507C2 (de) 1975-01-29 1981-11-19 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur Reinigung von durch Vergasung fester fossiler Brennstoffe mittels Wasserdampf und Sauerstoff unter Druck erzeugter Gase
US3989811A (en) 1975-01-30 1976-11-02 Shell Oil Company Process for recovering sulfur from fuel gases containing hydrogen sulfide, carbon dioxide, and carbonyl sulfide
GB1508712A (en) 1975-03-31 1978-04-26 Battelle Memorial Institute Treating solid fuel
US3975168A (en) 1975-04-02 1976-08-17 Exxon Research And Engineering Company Process for gasifying carbonaceous solids and removing toxic constituents from aqueous effluents
US3998607A (en) 1975-05-12 1976-12-21 Exxon Research And Engineering Company Alkali metal catalyst recovery process
US4162902A (en) 1975-06-24 1979-07-31 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Removing phenols from waste water
US4091073A (en) 1975-08-29 1978-05-23 Shell Oil Company Process for the removal of H2 S and CO2 from gaseous streams
US4005996A (en) 1975-09-04 1977-02-01 El Paso Natural Gas Company Methanation process for the production of an alternate fuel for natural gas
US4057512A (en) 1975-09-29 1977-11-08 Exxon Research & Engineering Co. Alkali metal catalyst recovery system
US4077778A (en) 1975-09-29 1978-03-07 Exxon Research & Engineering Co. Process for the catalytic gasification of coal
US4052176A (en) 1975-09-29 1977-10-04 Texaco Inc. Production of purified synthesis gas H2 -rich gas, and by-product CO2 -rich gas
US4322222A (en) 1975-11-10 1982-03-30 Occidental Petroleum Corporation Process for the gasification of carbonaceous materials
DE2551717C3 (de) 1975-11-18 1980-11-13 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen und ggf. COS aus Gasen
US4113615A (en) 1975-12-03 1978-09-12 Exxon Research & Engineering Co. Method for obtaining substantially complete removal of phenols from waste water
US4069304A (en) 1975-12-31 1978-01-17 Trw Hydrogen production by catalytic coal gasification
US3999607A (en) 1976-01-22 1976-12-28 Exxon Research And Engineering Company Recovery of hydrocarbons from coal
US4330305A (en) 1976-03-19 1982-05-18 Basf Aktiengesellschaft Removal of CO2 and/or H2 S from gases
US4044098A (en) 1976-05-18 1977-08-23 Phillips Petroleum Company Removal of mercury from gas streams using hydrogen sulfide and amines
JPS5311893A (en) 1976-07-20 1978-02-02 Fujimi Kenmazai Kougiyou Kk Catalysts
US4270937A (en) 1976-12-01 1981-06-02 Cng Research Company Gas separation process
US4159195A (en) 1977-01-24 1979-06-26 Exxon Research & Engineering Co. Hydrothermal alkali metal recovery process
US4211538A (en) * 1977-02-25 1980-07-08 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of an intermediate Btu gas
US4118204A (en) 1977-02-25 1978-10-03 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of an intermediate Btu gas
US4100256A (en) 1977-03-18 1978-07-11 The Dow Chemical Company Hydrolysis of carbon oxysulfide
IT1075397B (it) 1977-04-15 1985-04-22 Snam Progetti Reattore per metanazione
GB1599932A (en) 1977-07-01 1981-10-07 Exxon Research Engineering Co Distributing coal-liquefaction or-gasifaction catalysts in coal
US4152119A (en) 1977-08-01 1979-05-01 Dynecology Incorporated Briquette comprising caking coal and municipal solid waste
US4204843A (en) 1977-12-19 1980-05-27 Exxon Research & Engineering Co. Gasification process
US4200439A (en) 1977-12-19 1980-04-29 Exxon Research & Engineering Co. Gasification process using ion-exchanged coal
US4617027A (en) 1977-12-19 1986-10-14 Exxon Research And Engineering Co. Gasification process
US4157246A (en) 1978-01-27 1979-06-05 Exxon Research & Engineering Co. Hydrothermal alkali metal catalyst recovery process
US4265868A (en) 1978-02-08 1981-05-05 Koppers Company, Inc. Production of carbon monoxide by the gasification of carbonaceous materials
US4193771A (en) 1978-05-08 1980-03-18 Exxon Research & Engineering Co. Alkali metal recovery from carbonaceous material conversion process
US4219338A (en) 1978-05-17 1980-08-26 Exxon Research & Engineering Co. Hydrothermal alkali metal recovery process
US4193772A (en) 1978-06-05 1980-03-18 Exxon Research & Engineering Co. Process for carbonaceous material conversion and recovery of alkali metal catalyst constituents held by ion exchange sites in conversion residue
US4189307A (en) 1978-06-26 1980-02-19 Texaco Development Corporation Production of clean HCN-free synthesis gas
US4318712A (en) 1978-07-17 1982-03-09 Exxon Research & Engineering Co. Catalytic coal gasification process
US4372755A (en) 1978-07-27 1983-02-08 Enrecon, Inc. Production of a fuel gas with a stabilized metal carbide catalyst
GB2027444B (en) 1978-07-28 1983-03-02 Exxon Research Engineering Co Gasification of ash-containing solid fuels
US4211669A (en) 1978-11-09 1980-07-08 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of a chemical synthesis gas from coal
DE2852710A1 (de) 1978-12-06 1980-06-12 Didier Eng Verfahren zur katalytischen vergasung von kunststoff in form von kohle oder koks
US4235044A (en) 1978-12-21 1980-11-25 Union Carbide Corporation Split stream methanation process
US4249471A (en) 1979-01-29 1981-02-10 Gunnerman Rudolf W Method and apparatus for burning pelletized organic fibrous fuel
US4225457A (en) 1979-02-26 1980-09-30 Dynecology Incorporated Briquette comprising caking coal and municipal solid waste
US4609388A (en) 1979-04-18 1986-09-02 Cng Research Company Gas separation process
US4243639A (en) 1979-05-10 1981-01-06 Tosco Corporation Method for recovering vanadium from petroleum coke
US4260421A (en) 1979-05-18 1981-04-07 Exxon Research & Engineering Co. Cement production from coal conversion residues
US4334893A (en) 1979-06-25 1982-06-15 Exxon Research & Engineering Co. Recovery of alkali metal catalyst constituents with sulfurous acid
AR228573A1 (es) 1979-09-04 1983-03-30 Tosco Corp Metodo para producir un gas de sintesis a partir de la gasificacion por vapor de coque de petroleo
US4315758A (en) 1979-10-15 1982-02-16 Institute Of Gas Technology Process for the production of fuel gas from coal
US4462814A (en) 1979-11-14 1984-07-31 Koch Process Systems, Inc. Distillative separations of gas mixtures containing methane, carbon dioxide and other components
US4284416A (en) 1979-12-14 1981-08-18 Exxon Research & Engineering Co. Integrated coal drying and steam gasification process
US4292048A (en) 1979-12-21 1981-09-29 Exxon Research & Engineering Co. Integrated catalytic coal devolatilization and steam gasification process
US4331451A (en) 1980-02-04 1982-05-25 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Catalytic gasification
US4336034A (en) 1980-03-10 1982-06-22 Exxon Research & Engineering Co. Process for the catalytic gasification of coal
GB2072216A (en) 1980-03-18 1981-09-30 British Gas Corp Treatment of hydrocarbon feedstocks
DK148915C (da) 1980-03-21 1986-06-02 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade til fremstilling af hydrogen eller ammoniaksyntesegas
US4298584A (en) 1980-06-05 1981-11-03 Eic Corporation Removing carbon oxysulfide from gas streams
GB2078251B (en) 1980-06-19 1984-02-15 Gen Electric System for gasifying coal and reforming gaseous products thereof
US4353713A (en) 1980-07-28 1982-10-12 Cheng Shang I Integrated gasification process
US4540681A (en) 1980-08-18 1985-09-10 United Catalysts, Inc. Catalyst for the methanation of carbon monoxide in sour gas
US4347063A (en) 1981-03-27 1982-08-31 Exxon Research & Engineering Co. Process for catalytically gasifying carbon
US4344486A (en) 1981-02-27 1982-08-17 Standard Oil Company (Indiana) Method for enhanced oil recovery
NL8101447A (nl) 1981-03-24 1982-10-18 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen uit koolstofhoudend materiaal.
EP0061326B1 (en) 1981-03-24 1985-06-19 Exxon Research And Engineering Company Apparatus for converting a fuel into combustible gas
DE3113993A1 (de) 1981-04-07 1982-11-11 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur gleichzeitigen erzeugung von brenngas und prozesswaerme aus kohlenstoffhaltigen materialien
EP0067580B1 (en) 1981-06-05 1986-01-15 Exxon Research And Engineering Company An integrated catalytic coal devolatilisation and steam gasification process
JPS6053730B2 (ja) 1981-06-26 1985-11-27 康勝 玉井 ニツケル精錬法
US4365975A (en) 1981-07-06 1982-12-28 Exxon Research & Engineering Co. Use of electromagnetic radiation to recover alkali metal constituents from coal conversion residues
US4428535A (en) 1981-07-06 1984-01-31 Liquid Carbonic Corporation Apparatus to cool particulate matter for grinding
US4500323A (en) 1981-08-26 1985-02-19 Kraftwerk Union Aktiengesellschaft Process for the gasification of raw carboniferous materials
US4348486A (en) 1981-08-27 1982-09-07 Exxon Research And Engineering Co. Production of methanol via catalytic coal gasification
US4432773A (en) 1981-09-14 1984-02-21 Euker Jr Charles A Fluidized bed catalytic coal gasification process
US4439210A (en) 1981-09-25 1984-03-27 Conoco Inc. Method of catalytic gasification with increased ash fusion temperature
US4348487A (en) 1981-11-02 1982-09-07 Exxon Research And Engineering Co. Production of methanol via catalytic coal gasification
US4397656A (en) 1982-02-01 1983-08-09 Mobil Oil Corporation Process for the combined coking and gasification of coal
DE3209856A1 (de) 1982-03-18 1983-09-29 Rheinische Braunkohlenwerke AG, 5000 Köln Verfahren zur oxidation von schwefelwasserstoff, der im abwasser von kohlvergasungsanlagen geloest ist
EP0093501B1 (en) 1982-03-29 1988-07-13 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Process for thermal cracking of carbonaceous substances which increases gasoline fraction and light oil conversions
US4468231A (en) 1982-05-03 1984-08-28 Exxon Research And Engineering Co. Cation ion exchange of coal
DE3217366A1 (de) 1982-05-08 1983-11-10 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zur herstellung eines weitgehend inertfreien gases zur synthese
US4436028A (en) 1982-05-10 1984-03-13 Wilder David M Roll mill for reduction of moisture content in waste material
US4407206A (en) 1982-05-10 1983-10-04 Exxon Research And Engineering Co. Partial combustion process for coal
US5630854A (en) 1982-05-20 1997-05-20 Battelle Memorial Institute Method for catalytic destruction of organic materials
DE3222653C1 (de) 1982-06-16 1983-04-21 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Verfahren zum Umsetzen von kohlenstoffhaltigem Brennstoff zu einem brennbaren Produktgas
DE3229396C2 (de) 1982-08-06 1985-10-31 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren zur Herstellung von mit Elementarschwefel imprägnierten kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln
US4436531A (en) 1982-08-27 1984-03-13 Texaco Development Corporation Synthesis gas from slurries of solid carbonaceous fuels
US4597776A (en) 1982-10-01 1986-07-01 Rockwell International Corporation Hydropyrolysis process
US4459138A (en) 1982-12-06 1984-07-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Recovery of alkali metal constituents from catalytic coal conversion residues
US4524050A (en) 1983-01-07 1985-06-18 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic hydrolysis of carbonyl sulfide
US4482529A (en) 1983-01-07 1984-11-13 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic hydrolysis of COS in acid gas removal solvents
US4620421A (en) 1983-05-26 1986-11-04 Texaco Inc. Temperature stabilization system
US4551155A (en) 1983-07-07 1985-11-05 Sri International In situ formation of coal gasification catalysts from low cost alkali metal salts
EP0134344A1 (en) 1983-08-24 1985-03-20 Exxon Research And Engineering Company The fluidized bed gasification of extracted coal
GB2147913A (en) 1983-10-14 1985-05-22 British Gas Corp Thermal hydrogenation of hydrocarbon liquids
US4497784A (en) 1983-11-29 1985-02-05 Shell Oil Company Solution removal of HCN from gaseous streams, with hydrolysis of thiocyanate formed
US4508693A (en) 1983-11-29 1985-04-02 Shell Oil Co. Solution removal of HCN from gaseous streams, with pH adjustment of reacted solution and hydrolysis of thiocyanate formed
US4505881A (en) 1983-11-29 1985-03-19 Shell Oil Company Ammonium polysulfide removal of HCN from gaseous streams, with subsequent production of NH3, H2 S, and CO2
US4515764A (en) 1983-12-20 1985-05-07 Shell Oil Company Removal of H2 S from gaseous streams
FR2559497B1 (fr) 1984-02-10 1988-05-20 Inst Francais Du Petrole Procede de conversion de residus petroliers lourds en hydrogene et hydrocarbures gazeux et distillables
GB2154600A (en) 1984-02-23 1985-09-11 British Gas Corp Producing and purifying methane
US4619864A (en) 1984-03-21 1986-10-28 Springs Industries, Inc. Fabric with reduced permeability to down and fiber fill and method of producing same
US4594140A (en) 1984-04-04 1986-06-10 Cheng Shang I Integrated coal liquefaction, gasification and electricity production process
US4597775A (en) 1984-04-20 1986-07-01 Exxon Research And Engineering Co. Coking and gasification process
US4558027A (en) 1984-05-25 1985-12-10 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Catalysts for carbon and coal gasification
US4704136A (en) 1984-06-04 1987-11-03 Freeport-Mcmoran Resource Partners, Limited Partnership Sulfate reduction process useful in coal gasification
DE3422202A1 (de) 1984-06-15 1985-12-19 Hüttinger, Klaus J., Prof. Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe Verfahren zur katalytischen vergasung
DE3439487A1 (de) 1984-10-27 1986-06-26 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 4200 Oberhausen Energieguenstiges verfahren zur erzeugung von synthesegas mit einem hohen methangehalt
US4808194A (en) 1984-11-26 1989-02-28 Texaco Inc. Stable aqueous suspensions of slag, fly-ash and char
US4682986A (en) 1984-11-29 1987-07-28 Exxon Research And Engineering Process for separating catalytic coal gasification chars
US4572826A (en) 1984-12-24 1986-02-25 Shell Oil Company Two stage process for HCN removal from gaseous streams
US4854944A (en) 1985-05-06 1989-08-08 Strong William H Method for gasifying toxic and hazardous waste oil
US4690814A (en) 1985-06-17 1987-09-01 The Standard Oil Company Process for the production of hydrogen
US4668429A (en) 1985-06-27 1987-05-26 Texaco Inc. Partial oxidation process
US4668428A (en) 1985-06-27 1987-05-26 Texaco Inc. Partial oxidation process
US4720289A (en) 1985-07-05 1988-01-19 Exxon Research And Engineering Company Process for gasifying solid carbonaceous materials
US4872886A (en) 1985-11-29 1989-10-10 The Dow Chemical Company Two-stage coal gasification process
IN168599B (ko) 1985-11-29 1991-05-04 Dow Chemical Co
US4675035A (en) 1986-02-24 1987-06-23 Apffel Fred P Carbon dioxide absorption methanol process
US4747938A (en) 1986-04-17 1988-05-31 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Low temperature pyrolysis of coal or oil shale in the presence of calcium compounds
US5223173A (en) 1986-05-01 1993-06-29 The Dow Chemical Company Method and composition for the removal of hydrogen sulfide from gaseous streams
CA1300885C (en) 1986-08-26 1992-05-19 Donald S. Scott Hydrogasification of biomass to produce high yields of methane
IT1197477B (it) 1986-09-10 1988-11-30 Eniricerche Spa Processo per ottenere una miscela gassosa ad alto contenuto di metano dal carbone
JPS6395292A (ja) 1986-10-09 1988-04-26 Univ Tohoku 塩化物を利用した石炭の接触ガス化法
US4876080A (en) 1986-12-12 1989-10-24 The United States Of Americal As Represented By The United States Department Of Energy Hydrogen production with coal using a pulverization device
US4803061A (en) 1986-12-29 1989-02-07 Texaco Inc. Partial oxidation process with magnetic separation of the ground slag
US5132007A (en) 1987-06-08 1992-07-21 Carbon Fuels Corporation Co-generation system for co-producing clean, coal-based fuels and electricity
US4810475A (en) 1987-08-18 1989-03-07 Shell Oil Company Removal of HCN, and HCN and COS, from a substantially chloride-free gaseous stream
US5055181A (en) 1987-09-30 1991-10-08 Exxon Research And Engineering Company Hydropyrolysis-gasification of carbonaceous material
IT1222811B (it) 1987-10-02 1990-09-12 Eniricerche Spa Procedimento per la liquefazione del carbone in un unico stadio
US4781731A (en) 1987-12-31 1988-11-01 Texaco Inc. Integrated method of charge fuel pretreatment and tail gas sulfur removal in a partial oxidation process
US4861346A (en) 1988-01-07 1989-08-29 Texaco Inc. Stable aqueous suspension of partial oxidation ash, slag and char containing polyethoxylated quaternary ammonium salt surfactant
US4892567A (en) 1988-08-15 1990-01-09 Mobil Oil Corporation Simultaneous removal of mercury and water from fluids
US5093094A (en) 1989-05-05 1992-03-03 Shell Oil Company Solution removal of H2 S from gas streams
US4960450A (en) 1989-09-19 1990-10-02 Syracuse University Selection and preparation of activated carbon for fuel gas storage
JPH075895B2 (ja) 1989-09-29 1995-01-25 宇部興産株式会社 ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法
US5057294A (en) 1989-10-13 1991-10-15 The University Of Tennessee Research Corporation Recovery and regeneration of spent MHD seed material by the formate process
US5059406A (en) 1990-04-17 1991-10-22 University Of Tennessee Research Corporation Desulfurization process
US5094737A (en) 1990-10-01 1992-03-10 Exxon Research & Engineering Company Integrated coking-gasification process with mitigation of bogging and slagging
DE4041569A1 (de) 1990-12-22 1992-06-25 Hoechst Ag Verfahren zur aufarbeitung schwefelwasserstoff, cyanwasserstoff und ammoniak enthaltender waessriger loesungen
US5277884A (en) 1992-03-02 1994-01-11 Reuel Shinnar Solvents for the selective removal of H2 S from gases containing both H2 S and CO2
US5250083A (en) 1992-04-30 1993-10-05 Texaco Inc. Process for production desulfurized of synthesis gas
NZ253874A (en) 1992-06-05 1996-04-26 Battelle Memorial Institute Catalytic conversion of liquid organic materials into a product gas of methane, carbon dioxide and hydrogen
US5865898A (en) 1992-08-06 1999-02-02 The Texas A&M University System Methods of biomass pretreatment
US5733515A (en) 1993-01-21 1998-03-31 Calgon Carbon Corporation Purification of air in enclosed spaces
US5720785A (en) 1993-04-30 1998-02-24 Shell Oil Company Method of reducing hydrogen cyanide and ammonia in synthesis gas
DE4319234A1 (de) 1993-06-09 1994-12-15 Linde Ag Verfahren zur Entfernung von HCN aus Gasgemischen und Katalysator zur Zersetzung von HCN
US5435940A (en) 1993-11-12 1995-07-25 Shell Oil Company Gasification process
US5536893A (en) 1994-01-07 1996-07-16 Gudmundsson; Jon S. Method for production of gas hydrates for transportation and storage
US5964985A (en) 1994-02-02 1999-10-12 Wootten; William A. Method and apparatus for converting coal to liquid hydrocarbons
US5670122A (en) 1994-09-23 1997-09-23 Energy And Environmental Research Corporation Methods for removing air pollutants from combustion flue gas
US6506349B1 (en) 1994-11-03 2003-01-14 Tofik K. Khanmamedov Process for removal of contaminants from a gas stream
US5855631A (en) 1994-12-02 1999-01-05 Leas; Arnold M. Catalytic gasification process and system
US5641327A (en) 1994-12-02 1997-06-24 Leas; Arnold M. Catalytic gasification process and system for producing medium grade BTU gas
US5496859A (en) 1995-01-28 1996-03-05 Texaco Inc. Gasification process combined with steam methane reforming to produce syngas suitable for methanol production
IT1275410B (it) 1995-06-01 1997-08-05 Eniricerche Spa Procedimento per la conversione completa di materiali idrocarburici ad alto peso molecolare
JP4047928B2 (ja) 1996-04-23 2008-02-13 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー シアン化水素を合成ガスから除去する方法
AU702510B2 (en) 1996-10-25 1999-02-25 Jgc Corporation Coal-water slurry producing process, system therefor, and slurry transfer mechanism
US6028234A (en) 1996-12-17 2000-02-22 Mobil Oil Corporation Process for making gas hydrates
US6090356A (en) 1997-09-12 2000-07-18 Texaco Inc. Removal of acidic gases in a gasification power system with production of hydrogen
US6180843B1 (en) 1997-10-14 2001-01-30 Mobil Oil Corporation Method for producing gas hydrates utilizing a fluidized bed
US6187465B1 (en) 1997-11-07 2001-02-13 Terry R. Galloway Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US6168768B1 (en) 1998-01-23 2001-01-02 Exxon Research And Engineering Company Production of low sulfer syngas from natural gas with C4+/C5+ hydrocarbon recovery
US6015104A (en) 1998-03-20 2000-01-18 Rich, Jr.; John W. Process and apparatus for preparing feedstock for a coal gasification plant
JP2979149B1 (ja) 1998-11-11 1999-11-15 財団法人石炭利用総合センター 熱化学的分解による水素の製造方法
US6389820B1 (en) 1999-02-12 2002-05-21 Mississippi State University Surfactant process for promoting gas hydrate formation and application of the same
CA2300521C (en) 1999-03-15 2004-11-30 Takahiro Kimura Production method for hydrate and device for proceeding the same
JP4054934B2 (ja) 1999-04-09 2008-03-05 大阪瓦斯株式会社 燃料ガスの製造方法
JP4006560B2 (ja) 1999-04-09 2007-11-14 大阪瓦斯株式会社 燃料ガスの製造方法
US6641625B1 (en) 1999-05-03 2003-11-04 Nuvera Fuel Cells, Inc. Integrated hydrocarbon reforming system and controls
AUPQ118899A0 (en) 1999-06-24 1999-07-22 Woodside Energy Limited Natural gas hydrate and method for producing same
EP1207132A4 (en) 1999-07-09 2006-03-29 Ebara Corp METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN BY GASIFICATION OF COMBUSTIBLE MATERIAL AND METHOD FOR ELECTRIC CURRENT MANUFACTURING USING A FUEL CELL AND POWER GENERATION SYSTEM USING FUEL CELLS
US6379645B1 (en) 1999-10-14 2002-04-30 Air Products And Chemicals, Inc. Production of hydrogen using methanation and pressure swing adsorption
US6790430B1 (en) 1999-12-09 2004-09-14 The Regents Of The University Of California Hydrogen production from carbonaceous material
FR2808223B1 (fr) 2000-04-27 2002-11-22 Inst Francais Du Petrole Procede de purification d'un effluent contenant du gaz carbonique et des hydrocarbures par combustion
US6506361B1 (en) 2000-05-18 2003-01-14 Air Products And Chemicals, Inc. Gas-liquid reaction process including ejector and monolith catalyst
KR100347092B1 (ko) 2000-06-08 2002-07-31 한국과학기술원 하이드레이트 촉진제를 이용한 혼합가스의 분리방법
JP2002105467A (ja) 2000-09-29 2002-04-10 Osaka Gas Co Ltd 水素−メタン系燃料ガスの製造方法
US7074373B1 (en) 2000-11-13 2006-07-11 Harvest Energy Technology, Inc. Thermally-integrated low temperature water-gas shift reactor apparatus and process
CA2710034C (en) 2000-12-21 2012-07-10 Rentech, Inc. Biomass gasification system and method
US6894183B2 (en) 2001-03-26 2005-05-17 Council Of Scientific And Industrial Research Method for gas—solid contacting in a bubbling fluidized bed reactor
CA2410578A1 (en) 2001-03-29 2002-11-25 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas hydrate production device and gas hydrate dehydrating device
US6969494B2 (en) 2001-05-11 2005-11-29 Continental Research & Engineering, Llc Plasma based trace metal removal apparatus and method
JP4259777B2 (ja) 2001-07-31 2009-04-30 井上 斉 バイオマスのガス化方法
JP5019683B2 (ja) 2001-08-31 2012-09-05 三菱重工業株式会社 ガスハイドレートスラリーの脱水装置及び脱水方法
US6797253B2 (en) 2001-11-26 2004-09-28 General Electric Co. Conversion of static sour natural gas to fuels and chemicals
EP1521719A4 (en) 2001-12-03 2008-01-23 Clean Energy Systems Inc CARBON AND SYNGAS FUEL ENERGY GENERATION SYSTEMS WITHOUT ATMOSPHERIC EMISSIONS
US6955695B2 (en) 2002-03-05 2005-10-18 Petro 2020, Llc Conversion of petroleum residua to methane
US7132183B2 (en) 2002-06-27 2006-11-07 Intellergy Corporation Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US7220502B2 (en) 2002-06-27 2007-05-22 Intellergy Corporation Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US6878358B2 (en) 2002-07-22 2005-04-12 Bayer Aktiengesellschaft Process for removing mercury from flue gases
NO20026021D0 (no) 2002-12-13 2002-12-13 Statoil Asa I & K Ir Pat Fremgangsmåte for ökt oljeutvinning
JP2004292200A (ja) 2003-03-26 2004-10-21 Ube Ind Ltd セメントクリンカーの焼成工程における可燃性燃料の燃焼性改良方法
JP2004298818A (ja) 2003-04-01 2004-10-28 Tokyo Gas Co Ltd 有機物の超臨界水処理における前処理方法及び装置
CN1477090A (zh) 2003-05-16 2004-02-25 中国科学院广州能源研究所 生物质间接液化一步法合成二甲醚的方法
US7205448B2 (en) 2003-12-19 2007-04-17 Uop Llc Process for the removal of nitrogen compounds from a fluid stream
US20070180990A1 (en) 2004-03-22 2007-08-09 William Downs Dynamic halogenation of sorbents for the removal of mercury from flue gases
US20050287056A1 (en) 2004-06-29 2005-12-29 Dakota Gasification Company Removal of methyl mercaptan from gas streams
US7309383B2 (en) 2004-09-23 2007-12-18 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process for removing solid particles from a gas-solids flow
JP4556175B2 (ja) 2004-12-20 2010-10-06 昌弘 小川 製油所水素製造装置の生成ガスからの一酸化炭素分離回収方法。
US7575613B2 (en) 2005-05-26 2009-08-18 Arizona Public Service Company Method and apparatus for producing methane from carbonaceous material
US20070000177A1 (en) 2005-07-01 2007-01-04 Hippo Edwin J Mild catalytic steam gasification process
AT502064A2 (de) 2005-07-04 2007-01-15 Sf Soepenberg Compag Gmbh Verfahren zur gewinnung von kaliumkarbonat aus asche
DE102005042640A1 (de) 2005-09-07 2007-03-29 Future Energy Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Synthesegasen durch Partialoxidation von aus aschehaltigen Brennstoffen erzeugten Slurries mit Teilquenchung und Abhitzegewinnung
US8114176B2 (en) 2005-10-12 2012-02-14 Great Point Energy, Inc. Catalytic steam gasification of petroleum coke to methane
WO2007068682A1 (en) 2005-12-12 2007-06-21 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Enhanced oil recovery process and a process for the sequestration of carbon dioxide
WO2007077138A1 (en) 2005-12-30 2007-07-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Enhanced oil recovery process and a process for the sequestration of carbon dioxide
WO2007077137A1 (en) 2005-12-30 2007-07-12 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A process for enhanced oil recovery and a process for the sequestration of carbon dioxide
FR2896508B1 (fr) 2006-01-23 2008-06-20 Arkema Sa Promoteur d'adhesion destine a etre applique sur un substrat en polymere thermoplastique elastomere et procedes de traitement de surface et d'assemblage par collage correspondant
US7758663B2 (en) 2006-02-14 2010-07-20 Gas Technology Institute Plasma assisted conversion of carbonaceous materials into synthesis gas
US7654320B2 (en) 2006-04-07 2010-02-02 Occidental Energy Ventures Corp. System and method for processing a mixture of hydrocarbon and CO2 gas produced from a hydrocarbon reservoir
US7772292B2 (en) 2006-05-31 2010-08-10 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Synthesis gas production and use
US7922782B2 (en) 2006-06-01 2011-04-12 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic steam gasification process with recovery and recycle of alkali metal compounds
DE102006054472B4 (de) 2006-11-18 2010-11-04 Lurgi Gmbh Verfahren zur Gewinnung von Kohlendioxid
FR2911629A1 (fr) 2007-01-19 2008-07-25 Air Liquide Procede d'extraction de produits petroliferes au moyen de fluides d'aide a l'extraction
FR2906879A1 (fr) 2007-02-06 2008-04-11 Air Liquide Integration d'une unite de separation cryogenique d'air et d'une unite de separation de dioxyde de carbone pour la production d'un gaz sous haute pression charge en azote et en dioxyde de carbone
US7976593B2 (en) 2007-06-27 2011-07-12 Heat Transfer International, Llc Gasifier and gasifier system for pyrolizing organic materials
KR101138096B1 (ko) 2007-08-02 2012-04-25 그레이트포인트 에너지, 인크. 촉매-담지된 석탄 조성물, 제조 방법 및 용도
US20090090055A1 (en) 2007-10-09 2009-04-09 Greatpoint Energy, Inc. Compositions for Catalytic Gasification of a Petroleum Coke
US20090090056A1 (en) 2007-10-09 2009-04-09 Greatpoint Energy, Inc. Compositions for Catalytic Gasification of a Petroleum Coke
EP2058471A1 (en) 2007-11-06 2009-05-13 Bp Exploration Operating Company Limited Method of injecting carbon dioxide
US20090156696A1 (en) 2007-12-18 2009-06-18 Chevron U.S.A. Inc. Process for the capture of co2 from ch4 feedstock and gtl process streams
WO2009086363A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Coal compositions for catalytic gasification and process for its preparation
AU2008345118B2 (en) 2007-12-28 2011-09-22 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification process with recovery of alkali metal from char
US20090165380A1 (en) 2007-12-28 2009-07-02 Greatpoint Energy, Inc. Petroleum Coke Compositions for Catalytic Gasification
CN101910375B (zh) 2007-12-28 2014-11-05 格雷特波因特能源公司 用于碳质原料的催化气化的蒸汽发生浆液气化器
WO2009086366A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Processes for making synthesis gas and syngas-derived products
WO2009086361A2 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification process with recovery of alkali metal from char
CA2713642A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification process with recovery of alkali metal from char
US20090165382A1 (en) 2007-12-28 2009-07-02 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic Gasification Process with Recovery of Alkali Metal from Char
WO2009086408A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Continuous process for converting carbonaceous feedstock into gaseous products
WO2009086372A1 (en) 2007-12-28 2009-07-09 Greatpoint Energy, Inc. Carbonaceous fuels and processes for making and using them
AU2008345189B2 (en) 2007-12-28 2011-09-22 Greatpoint Energy, Inc. Petroleum coke compositions for catalytic gasification
US8123827B2 (en) 2007-12-28 2012-02-28 Greatpoint Energy, Inc. Processes for making syngas-derived products
US8528343B2 (en) 2008-01-07 2013-09-10 General Electric Company Method and apparatus to facilitate substitute natural gas production
WO2009111330A1 (en) 2008-02-29 2009-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Processes for making adsorbents and processes for removing contaminants from fluids using them
US20090217575A1 (en) 2008-02-29 2009-09-03 Greatpoint Energy, Inc. Biomass Char Compositions for Catalytic Gasification
WO2009111332A2 (en) 2008-02-29 2009-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Reduced carbon footprint steam generation processes
US8286901B2 (en) 2008-02-29 2012-10-16 Greatpoint Energy, Inc. Coal compositions for catalytic gasification
US8114177B2 (en) 2008-02-29 2012-02-14 Greatpoint Energy, Inc. Co-feed of biomass as source of makeup catalysts for catalytic coal gasification
WO2009111345A2 (en) 2008-02-29 2009-09-11 Greatpoint Energy, Inc. Catalytic gasification particulate compositions
CN101959996B (zh) 2008-02-29 2013-10-30 格雷特波因特能源公司 用于气化作用的颗粒状组合物及其制备和连续转化
US8709113B2 (en) 2008-02-29 2014-04-29 Greatpoint Energy, Inc. Steam generation processes utilizing biomass feedstocks
US7926750B2 (en) 2008-02-29 2011-04-19 Greatpoint Energy, Inc. Compactor feeder
US8297542B2 (en) 2008-02-29 2012-10-30 Greatpoint Energy, Inc. Coal compositions for catalytic gasification
US20090220406A1 (en) 2008-02-29 2009-09-03 Greatpoint Energy, Inc. Selective Removal and Recovery of Acid Gases from Gasification Products
US20090260287A1 (en) 2008-02-29 2009-10-22 Greatpoint Energy, Inc. Process and Apparatus for the Separation of Methane from a Gas Stream
CA2718536C (en) 2008-04-01 2014-06-03 Greatpoint Energy, Inc. Sour shift process for the removal of carbon monoxide from a gas stream
CA2718295C (en) 2008-04-01 2013-06-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for the separation of methane from a gas stream
WO2009158580A2 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Greatpoint Energy, Inc. Four-train catalytic gasification systems
WO2009158582A2 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Greatpoint Energy, Inc. Four-train catalytic gasification systems
WO2009158579A2 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Greatpoint Energy, Inc. Three-train catalytic gasification systems
CA2729003C (en) 2008-06-27 2014-08-12 Francis S. Lau Two-train catalytic gasification systems
WO2009158583A2 (en) 2008-06-27 2009-12-30 Greatpoint Energy, Inc. Four-train catalytic gasification systems
CN104073294A (zh) 2008-09-19 2014-10-01 格雷特波因特能源公司 碳质原料的气化方法
WO2010033848A2 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Greatpoint Energy, Inc. Processes for gasification of a carbonaceous feedstock
WO2010033850A2 (en) 2008-09-19 2010-03-25 Greatpoint Energy, Inc. Processes for gasification of a carbonaceous feedstock
CN102159687B (zh) 2008-09-19 2016-06-08 格雷特波因特能源公司 使用炭甲烷化催化剂的气化方法
CN201288266Y (zh) 2008-09-22 2009-08-12 厦门灿坤实业股份有限公司 电熨斗隔热套
WO2010048493A2 (en) 2008-10-23 2010-04-29 Greatpoint Energy, Inc. Processes for gasification of a carbonaceous feedstock
KR101290453B1 (ko) 2008-12-30 2013-07-29 그레이트포인트 에너지, 인크. 촉매된 탄소질 미립자의 제조 방법
EP2370549A1 (en) 2008-12-30 2011-10-05 Greatpoint Energy, Inc. Processes for preparing a catalyzed coal particulate
US8268899B2 (en) 2009-05-13 2012-09-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
JP5269251B2 (ja) 2009-05-13 2013-08-21 グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド 炭素質フィードストックの水素添加メタン化のための方法
WO2010132551A2 (en) 2009-05-13 2010-11-18 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
US20110031439A1 (en) 2009-08-06 2011-02-10 Greatpoint Energy, Inc. Processes for hydromethanation of a carbonaceous feedstock
CN101792680B (zh) 2009-09-14 2013-01-02 新奥科技发展有限公司 煤的综合利用方法及系统
CN102021037B (zh) 2009-09-14 2013-06-19 新奥科技发展有限公司 一种由煤催化气化制甲烷的方法和装置
CN102021039A (zh) 2009-09-14 2011-04-20 新奥科技发展有限公司 多区煤气化制备含甲烷的气体的方法及设备
CN102021036B (zh) 2009-09-14 2013-08-21 新奥科技发展有限公司 煤的气化过程中催化剂的循环方法
WO2011029285A1 (zh) 2009-09-14 2011-03-17 新奥科技发展有限公司 多层流化床气化炉
CN102575181B (zh) 2009-09-16 2016-02-10 格雷特波因特能源公司 集成氢化甲烷化联合循环方法
KR101350061B1 (ko) 2009-09-16 2014-01-14 그레이트포인트 에너지, 인크. 탄소질 공급원료의 히드로메탄화 방법
US20110062721A1 (en) 2009-09-16 2011-03-17 Greatpoint Energy, Inc. Integrated hydromethanation combined cycle process
CN102482598B (zh) 2009-09-16 2014-09-17 格雷特波因特能源公司 双模式制氢法
AU2010310849B2 (en) 2009-10-19 2013-05-02 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
WO2011049858A2 (en) 2009-10-19 2011-04-28 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
CN102079685B (zh) 2009-11-26 2014-05-07 新奥科技发展有限公司 两级气化炉煤气化制甲烷的方法
US8733459B2 (en) 2009-12-17 2014-05-27 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process
AU2010339953A1 (en) 2009-12-17 2012-07-05 Greatpoint Energy, Inc. Integrated enhanced oil recovery process injecting nitrogen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019083561A1 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Sabic Global Technologies, B.V. METHOD FOR CONVERTING A NATURAL GAS SUPPLY CHARGE WITH INERT CONTENT TO CHEMICAL INTERMEDIATES
US10329215B2 (en) 2017-10-24 2019-06-25 Sabic Global Technologies, B.V. Process for converting a natural gas feedstock with inert content to chemical intermediates

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