RU2544666C2 - Регулирование состава синтез-газа в установке парового риформинга метана - Google Patents

Регулирование состава синтез-газа в установке парового риформинга метана Download PDF

Info

Publication number
RU2544666C2
RU2544666C2 RU2011145368/05A RU2011145368A RU2544666C2 RU 2544666 C2 RU2544666 C2 RU 2544666C2 RU 2011145368/05 A RU2011145368/05 A RU 2011145368/05A RU 2011145368 A RU2011145368 A RU 2011145368A RU 2544666 C2 RU2544666 C2 RU 2544666C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
hydrogen
synthesis gas
steam
carbon
Prior art date
Application number
RU2011145368/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011145368A (ru
Inventor
Джозеф М. Норбек
Чен Сён ПАРК
Арун СК Раджу
Кисёк КИМ
Original Assignee
Зе Реджентс Оф Зе Юниверсити Оф Калифорния
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зе Реджентс Оф Зе Юниверсити Оф Калифорния filed Critical Зе Реджентс Оф Зе Юниверсити Оф Калифорния
Publication of RU2011145368A publication Critical patent/RU2011145368A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2544666C2 publication Critical patent/RU2544666C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/723—Controlling or regulating the gasification process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • C10K1/14—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors organic
    • C10K1/143—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors organic containing amino groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/16—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids
    • C10K1/165—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with non-aqueous liquids at temperatures below zero degrees Celsius
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/005—Reducing the tar content by partial oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/006—Reducing the tar content by steam reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0833—Heating by indirect heat exchange with hot fluids, other than combustion gases, product gases or non-combustive exothermic reaction product gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1276—Mixing of different feed components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1642—Controlling the product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/84—Energy production
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/06—Modeling or simulation of processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C10J2300/092—Wood, cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0966—Hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C10J2300/1675—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity making use of a steam turbine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1693—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1853—Steam reforming, i.e. injection of steam only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1892—Heat exchange between at least two process streams with one stream being water/steam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и энергетике для получения энергии. В реакторе гидрогазификации одновременно нагревают углеродсодержащий материал, водород и воду при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода. Затем удаляют примеси из потока генераторного газа при температуре 700-900°C и давлении 0,91-3,86 МПа и подвергают его паровому метановому риформингу в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода в мольном соотношении Н2:СО от 0,5:1 до 16:1. Часть синтез-газа без отделения водорода отводят в реактор гидрогазификации. Оставшуюся часть синтез-газа подают в реактор Фишера-Тропша для образования жидкого топлива. Углеродсодержащий материал включает городские отходы, биомассу, древесину, уголь, твердые вещества биологического происхождения, природный или синтетический полимер. Изобретение обеспечивает улучшенное и экономичное регулирование состава синтез-газа, упрощённую подачу пара и метана в установку парового риформинга. 19 з.п. ф-лы, 2 табл., 10 ил.

Description

[0001] Настоящая заявка представляет собой частичное продолжение заявки на патент №11/879241, поданной 16 июля 2007 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки на патент №11/489298, поданной 18 июля 2006 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки; представляет собой частичное продолжение заявки на патент №10/911348, поданной 3 августа 2004 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение патента США 7208530 и испрашивает приоритет на основании указанного патента, который был повторно переиздан как RE40419, который испрашивает приоритет на основании предварительной заявки 60/355405, поданной 5 февраля 2002 года; представляет собой частичное продолжение заявки на патент №11/879266, поданной 16 июля 2007 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки №11/489308, поданной 18 июля 2006 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки; представляет собой частичное продолжение заявки на патент №12/286165, поданной 29 сентября 2008 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки №11/879456 поданной 16 июля 2007 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки №11/489299, поданной 18 июля 2006 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки; представляет собой частичное продолжение заявки на патент №12/218653, поданной 16 июля 2008 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки на патент №11/879267, поданной 16 июля 2007 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки, которая представляет собой частичное продолжение заявки №11/489353, поданной 18 июля 2006 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки; и представляет собой частичное продолжение заявки на патент №11/635333, поданной 6 декабря 2006 года, и испрашивает приоритет на основании указанной заявки.
[0002] Все цитируемые выше заявки в полном объеме включены в настоящую заявку посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Область изобретения относится к получению синтез-газа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0004] Существует потребность в обнаружении новых источников химической энергии и способов ее преобразования в альтернативные виды транспортного топлива, вызванная многими проблемами, в том числе связанными с охраной окружающей среды, здоровьем и безопасностью населения, и неизбежной нехваткой в будущем запасов топлива на основе нефти. Количество транспортных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, продолжает расти во всем мире, особенно в развивающихся странах со средним уровнем жизни. Мировой автомобильный парк за пределами США, где в основном используется дизельное топливо, растет быстрее, чем в США. Такая ситуация может измениться, поскольку внедряются более эффективные топливосберегающие транспортные средства с применением технологий на основе гибридных и/или дизельных двигателей для снижения как потребления топлива, так общих выбросов загрязняющих веществ. Поскольку ресурсы для производства топлива на основе нефти истощаются, зависимость от нефти станет главной проблемой, если не будут разработаны альтернативные виды топлива ненефтяного происхождения, в частности полностью сгорающие синтетические дизельные виды топлива. Кроме того, полное сгорание топлива на основе нефти в поршневых двигателях внутреннего сгорания может вызвать серьезное загрязнение окружающей среды, если не применять строгих мер по регулированию выбросов выхлопных газов. Полностью сгорающее синтетическое дизельное топливо может помочь уменьшить выбросы от дизельных двигателей.
[0005] Производство полностью сгорающих видов транспортного топлива требует или изменения состава существующих видов топлива на основе нефти, или обнаружения новых способов выработки электроэнергии или синтеза топлива из неиспользуемых материалов. Существует множество доступных источников, полученных из возобновляемых органических материалов или углеродсодержащих отходов. Утилизация углеродсодержащих отходов для получения синтетических видов топлива представляет собой экономически оправданный способ, поскольку потребляемое исходное сырье уже считается малоценным, выбрасывается в виде отходов, а удаление отходов часто загрязняет окружающую среду. Альтернативно, в качестве исходного сырья можно применять уголь для конверсии этого низкосортного грязного топлива в ценное дополнительное удобное чистое жидкое топливо, такое как высококачественное, экологически чистое синтетическое дизельное топливо или другие углеводородные виды топлива.
[0006] Жидкие виды транспортного топлива имеют неотъемлемые преимущества по сравнению с газообразными видами топлива, так как они имеют большие плотности энергии, чем газообразные виды топлива при одинаковых давлении и температуре. Жидкое топливо можно хранить при атмосферном или низком давлениях, тогда как газообразное топливо для достижения плотностей энергии, характерных для жидкого топлива, должно храниться в баке транспортного средства при высоких давлениях, что может являться фактором опасности в случае утечек или внезапного разрыва. Поставка жидких видов топлива потребителю осуществляется гораздо проще, чем в случае газообразных видов топлива, с применением простых насосов и трубопроводов. Инфраструктура обеспечения жидким топливом существующего транспортного хозяйства гарантирует свободную интеграцию в имеющийся рынок любого производства полностью сгорающих синтетических жидких видов транспортного топлива.
[0007] Доступность полностью сгорающих жидких видов транспортного топлива является национальным приоритетом. Чистое и эффективное производство синтез-газа (смеси водорода и монооксида углерода, также называемой "сингазом") из углеродсодержащих источников, которые можно подвергнуть процессу Фишера-Тропша для получения чистого и ценного синтетического бензина и дизельного топлива, принесет пользу как транспортному хозяйству, так и здоровью общества. Процесс или реактор Фишера-Тропша, который, как определено в настоящей заявке, включает соответственно процесс или реактор Фишера-Тропша, представляет собой любой процесс или реактор, в котором используют синтез-газ для получения жидкого топлива. Подобным образом, жидкое топливо Фишера-Тропша представляет собой топливо, получаемое с помощью такого процесса или реактора. Процесс Фишера-Тропша позволяет применять способы дополнительной обработки выхлопов двигателя, существующие на современном уровне техники, для снижения содержания NOx, удаления токсичных твердых частиц, присутствующих в выхлопах дизельного двигателя, и уменьшения содержания загрязнителей - обычных продуктов полного сгорания, реализуемые в настоящее время с применением катализаторов, которые подвергаются быстрому отравлению в присутствии любого вида серы, которая встречается в обычных запасах получаемого из нефти дизельного топлива, что уменьшает эффективность катализатора. Как правило, жидкие виды топлива Фишера-Тропша, получаемые из синтез-газа, не содержат серу, ароматические соединения и в случае синтетического дизельного топлива имеют сверхвысокое цетановое число.
[0008] Биомасса представляет собой исходное сырье в виде наиболее широко распространенных промышленных углеродсодержащих отходов, применяемое для производства возобновляемых видов топлива. Отходы в виде пластмассы, резины, навоза, остатков сельскохозяйственных культур, остатков лесного хозяйства, древесной стружки и обрезков травы и твердые вещества биологического происхождения, полученные при переработке сточных вод, также являются потенциальными исходными материалами для процессов, конверсии. Исходное сырье из биомассы можно подвергнуть конверсии для выработки: электричества, тепла, ценных химических веществ или топлива. Калифорния занимает первое место в государстве с точки зрения применения и разработки некоторых технологий утилизации биомассы. Каждый год в Калифорнии предприятиями по ликвидации отходов сдается на переработку более чем 45 миллионов тонн муниципальных твердых отходов. Приблизительно половина этих отходов поступает на свалки. Например, только в округе Риверсайд, штат Калифорния, по оценкам захоранивается примерно 4000 тонн древесных отходов в день. Согласно другим оценкам свыше 100000 тонн биомассы в день сбрасывается на свалки на участке сбора отходов округа Риверсайд. Такие городские отходы содержат примерно 30% бумаги или картона, 40% органических (растительных и пищевых) отходов и 30% смесей из древесных, бумажных, пластмассовых и металлических отходов. Углеродсодержащие компоненты в таких отходах имеют химическую энергию, которую можно было бы применять для снижения потребности в других источниках энергии, если их можно переработать в полностью сгорающее топливо. Указанные отходы-источники углеродсодержащего материала являются не единственными доступными источниками. Несмотря на то что многие существующие отходы в виде углеродсодержащих материалов, такие как бумага, можно сортировать, повторно использовать и подвергать рециркуляции, что касается других материалов, производителю отходов не нужно будет платить тариф на утилизацию отходов, если бы отходы следовало доставлять непосредственно на предприятие по обработке. Тариф на утилизацию отходов, составляющий на сегодняшний день $30-$35 за тонну, обычно взимается агентством по ликвидации отходов для возмещения затрат на удаление отходов. Соответственно, можно не только уменьшить затраты на удаление отходов за счет транспортировки отходов на завод по превращению отходов в синтетическое топливо, но и дополнительные отходы станут доступными из-за более низкой стоимости удаления.
[0009] Сжигание древесины в дровяной печи является простым примером применения биомассы для выработки тепловой энергии. К сожалению, открытое сжигание отходов из биомассы для получения энергии и тепла не является чистым и эффективным способом расходования теплотворной способности. Сегодня разрабатывается много новых способов утилизации углеродсодержащих отходов. Например, один способ заключается в производстве синтетических жидких транспортных топлив, и еще один способ состоит в получении энергетически эффективного газа для преобразования в электричество.
[0010] Использование топлива, полученного из возобновляемых источников биомассы, может действительно уменьшить суммарное накопление парниковых газов, таких как диоксид углерода, в то же время обеспечивая для транспорта чистую эффективную энергию. Одно из принципиальных преимуществ совместного производства синтетических жидких топлив из источников биомассы состоит в возможности получения транспортного топлива с длительным сроком хранения при одновременном снижении эффектов парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. В будущем такие способы совместного производства могли бы обеспечить полностью сгорающие топлива для экономии возобновляемого топлива, которые можно было бы производить непрерывно.
[0011] Существует ряд способов для превращения биомассы и других углеродсодержащих материалов в полностью сгорающие транспортные виды топлива, но они являются слишком дорогостоящими, чтобы конкурировать на рынке с топливами на основе нефти, или они производят легкоиспаряющиеся топлива, такие как метанол и этанол, давления насыщенных паров которых слишком высоко для применения на сильно загрязненных территориях, таких как воздушный бассейн Южной Калифорнии, без установленного законом послабления нормативных требований в отношении чистого воздуха. Примером последнего способа является способ получения метанола из хинола, в котором используют реакторы для гидрогазификации и для парового риформинга с целью синтеза метанола путем применения совместно подаваемого сырья, состоящего из твердых углеродсодержащих материалов и природного газа, и доказанная эффективность конверсии углерода в котором составляет >85% при стендовых демонстрациях.
[0012] Синтез-газ можно получить с помощью одного из двух основных химических процессов: парового риформинга и неполного окисления. Паровой риформинг применяют, когда исходный материал состоит из легких углеводородов, таких как природный газ, и когда водород является основным продуктом. Неполное окисление применяют с более тяжелыми подаваемыми материалами или когда требуется сравнительно высокий выход монооксида углерода. В таблице 1 приведены различные промышленные способы в условиях эксплуатации для получения синтез-газа [1].
Таблица 1
Химический процесс Исходное сырье Соотношение Н2/СО
в синтез-газе, моль
Паровой риформинг Природный газ, пар 4,76
Паровой риформинг Метан, пар 3
Паровой риформинг Нафта, пар 2
Паровой риформинг Природный газ, CO2, пар 2
Неполное окисление Уголь, пар, O2 0,68
Неполное окисление Уголь, пар, O2 0,46
Неполное окисление Уголь, пар, O2 2,07
[0013] Соотношение между водородом и монооксидом углерода в синтез-газе называют соотношением H2/CO в синтетическом газе, и эта величина сильно зависит от применяемого способа и природы исходного сырья.
[0014] Синтез-газ используют в качестве исходного сырья при производстве различных химических веществ, а также в процессах конверсии газа в жидкость, в которых применяют синтез Фишера-Тропша (СФТ) для получения жидких видов топлива. В качестве альтернативы синтез-газ можно использовать в так называемом комбинированном цикле комплексной газификации, где его непосредственно сжигают с воздухом для выработки тепла, необходимого для работы паровых турбин, применяемых при производстве электроэнергии. В зависимости от требуемого применения необходимо регулировать соотношение H2/CO в синтетическом газе. В таблице 2 приведены оптимальные соотношения H2/CO в синтетическом газе, требуемые в различных процессах [2].
Таблица 2
Требуемый продукт Химический процесс Соотношение H2/CO в синтез-газе, моль
Синтетические топлива СФТ - Co катализатор 2,05-2,15
Синтетические топлива СФТ - Fe катализатор 1,65
Метанол   2
Этиленгликоль   1,5
Уксусная кислота   1
Бензол-туол-ксилол   1,5
[0015] В общем, соотношение H2/CO в синтетическом газе можно понизить путем применения процесса адсорбции при переменном давлении или мембранных установок для отделения водорода. В качестве альтернативы добавление на выходе реактора сдвига вода-газ может увеличить соотношение H2/CO в синтез-газе.
[0016] В лабораториях, где работают авторы изобретения, был разработан способ получения синтез-газа, в котором суспензию частиц углеродсодержащего материала в воде и водород из внутреннего источника подают в реактор для гидрогазификации в условиях, применяемых для получения обогащенного генераторного газа. Такое сырье подают вместе с паром в паровую пиролитическую установку для риформинга в условиях, применяемых для получения синтез-газа. Этот способ подробно описан Norbeck с соавторами в заявке на патент США №10/503435 (опубликованной как US 2005/0256212), под названием: "Production Of Synthetic Transportation Fuels From Carbonaceous Material Using Self-Sustained Hydro-Gasification". В дополнительной версии способа при применении реактора для паровой гидрогазификации (РПГ) углеродсодержащий материал нагревают одновременно в присутствии водорода и пара, для проведения парового пиролиза и гидрогазификации за одну стадию. Такой способ подробно описан Norbeck с соавторами в заявке на патент США №10/911348 (опубликованной как US 2005/0032920), под названием: " Steam Pyrolysis As A Process to Enhance The Hydro-Gasification of Carbonaceous Material". Описания заявок на патент США №№10/503435 и 10/911348 включены в настоящую заявку посредством ссылки.
[0017] Получение синтез-газа путем газификации и получение жидкого топлива из синтез-газа представляют собой полностью различные процессы. Особый интерес для настоящего изобретения представляет получение синтез-газа с применением установки для парового риформинга метана (УПРМ), реактора, который широко применяют для производства синтез-газа с целью получения жидких топлив и других химических веществ. Реакции, происходящие в УПРМ, можно записать следующим образом:
CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2   ( 1 )
Figure 00000001
или
CH 4 + 2H 2 O = CO 2 + 4H 2   ( 2 )
Figure 00000002
Монооксид углерода и водород получают в УПРМ при применении пара и метана в качестве подаваемого сырья. Нагревание технической воды в парогенераторе позволяет получить требуемый пар. Метан обычно подают в форме сжатого природного газа или с потоком низкомолекулярных отходящих газов, образующихся в результате химического процесса или процесса очистки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] В настоящем изобретении предложен улучшенный, экономичный альтернативный способ подачи пара и метана на УПРМ и регулирования состава синтез-газа, получаемого на УПРМ. Предложенный способ реализуют путем комбинирования новых технологических способов, при которых получаемый газ (product gas) из РПГ используют в качестве исходного сырья для УПРМ после удаления примесей из потока продукта, поступаемого из РПГ, в установке по очистке газа, которая функционирует при рабочих давлениях и расположена между РПГ и УПРМ.
[0019] Согласно одному варианту реализации изобретения получаемый газ из РПГ используют в качестве исходного сырья для УПРМ. Как описано выше, такой получаемый газ, обогащенный паром и метаном, образуется при гидрогазификации суспензии, представляющей собой смесь углеродсодержащего материала и воды. Указанный получаемый газ, смесь обогащенного метаном газа и пара, в которой пар присутствует в результате перегрева воды в исходном сырье, служит идеальным сырьевым потоком для УПРМ. УПРМ не требует другой подачи газов, отличных от смеси обогащенного метаном газа и пара, образующейся в гидрогазификаторе.
[0020] Другой технологический метод требует удаления примесей из потока продукта, получаемого в гидрогазификаторе, таких как тонкодисперсные частицы золы и обуглившегося вещества, сульфид водорода (H2S) и другие неорганические компоненты. Указанные примеси должны быть удалены для предотвращения отравления катализатора, применяемого в УПРМ. Обычно для этой цели используют комбинацию фильтров для улавливания частиц, промывку растворителями (аминами, Selexol™, Rectisol™) и гидродесульфуризацию с применением процесса Клауса. В процессе Клауса H2S частично окисляется воздухом в реакционной печи при высоких температурах (1000-1400ºС). Образуется сера, но некоторое количество H2S остается непрореагировавшим, при этом получено некоторое количество SOz, необходимое для взаимодействия оставшегося H2S с SO2 при более низких температурах (примерно 200-350ºС) под действием катализатора с получением большего количества серы. Однако, поскольку необходимо поддерживать высокие температуры сырьевого потока, подаваемого в УПРМ, такие традиционные способы очистки невозможны с точки зрения энергии, так как для повторного нагревания газового потока необходим расход значительного количества энергии. Кроме того, теряются преимущества, связанные с удерживанием пара в потоке продукта, выходящего из РПГ. Соответственно, согласно другому варианту реализации изобретения предложена установка по очистке газа, которая функционирует при рабочих давлениях и расположена между РПГ и УПРМ.
[0021] Более конкретно, предложен способ конверсии углеродсодержащего материала в синтез-газ, включающий одновременное нагревание углеродсодержащего материала в присутствии как водорода, так и пара, при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода, который можно назвать генераторным газом. Примеси удаляют из потока генераторного газа по существу при рабочем давлении при температуре выше температуры кипения воды при рабочем давлении, и при этом полученный генераторный газ подвергают метановому паровому риформингу в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода. В конкретном варианте способа, для превращения городских отходов, биомассы, твердых веществ биологического происхождения, древесины, угля или природного или синтетического полимера в синтез-газ, углеродсодержащий материал одновременно нагревают в присутствии как водорода, так и пара, при температуре от примерно 700ºС до примерно 900ºС и давлении примерно от 132 psi (0,91 МПа) до 560 psi (3,86 МПа), образуя тем самым поток генераторного газа, обогащенного метаном и монооксидом углерода. Примеси удаляют из потока генераторного газа при рабочем давлении и при температуре выше температуры кипения воды при рабочем давлении (которое по существу может быть при рабочей температуре), после чего полученный генераторный газ подвергают метановому паровому риформингу в условиях, применяемых для получения синтез-газа, содержащего водород и монооксид углерода при мольном соотношении Н2:СО в диапазоне примерно от 3 до 1. Требуемое мольное соотношение H2:CO в реакторе Фишера-Тропша с катализатором на основе кобальта составляет 2:1. Соответственно, имеется избыток водорода, который можно отделить и загрузить в РПГ, чтобы сделать процесс самоподдерживающимся, то есть без необходимости внешней подачи водорода. Синтез-газ, получаемый при паровом риформинге метана, можно загрузить в реактор Фишера-Тропша в условиях, при которых образуется жидкое топливо. Экзотермическое тепло, вырабатываемое реакцией Фишера-Тропша, можно передать реакции гидрогазификации и/или реакции парового риформинга метана.
[0022] Согласно другому варианту реализации изобретения предложен способ увеличения работоспособности очистки горячим газом генераторного газа, обогащенного метаном. Такое увеличение достигается путем изменения последовательности стадий процесса до последовательности, включающей:
[0023] - паровую гидрогазификацию;
[0024] - автотермический риформинг метана;
[0025] - удаление пара путем конденсации; затем
[0026] - очистку горячим газом.
[0027] В частности, предложен способ увеличения работоспособности очистки горячим газом для получения синтез-газа, согласно которому поток обогащенного метаном газа подвергают автотермическому риформингу при температуре и давлении, достаточных для создания потока синтез-газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода, при примерно от 550ºС до примерно 750ºС. Синтез-газ подвергают конденсации для удаления образовавшейся воды, и примеси серы удаляют из потока полученного синтез-газа в отсутствии влаги, условие, которое положительно влияет на улавливание серы сорбентами. Поток синтез-газа, образующийся в результате конденсации, нагревают по существу до температуры, при которой примеси удаляются из потока синтез-газа, примерно от 250ºС до примерно 400ºС.
[0028] Поток обогащенного метаном генераторного газа можно получить в отдельных реакторах для парового пиролиза и для гидрогазификации, но предпочтительно, когда поток обогащенного метаном генераторного газа получают в ходе паровой гидрогазификации перед проведением автотермического риформинга. Опять-таки предпочтительно, когда давление при паровой гидрогазификации, автотермическом риформинге, конденсации и удалении примесей серы по существу одинаковое на протяжении всех процессов и составляет примерно от 150 psi (1,03 МПа) до 500 psi (3,45 МПа).
[0029] Согласно другому варианту реализации изобретения предложено устройство для конверсии углеродсодержащего материала в синтез-газ, содержащее реактор для паровой гидрогазификации для одновременного нагревания углеродсодержащего материала с жидкой водой в присутствии как водорода, так и пара, при температуре и давлении, достаточных для создания потока обогащенного метаном газа, и устройство для автотермического риформинга метана для создания потока синтез-газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода, устройство для конденсирования, применяемое для конденсации указанного синтез-газа, благодаря которому синтез-газ по существу не содержит воду, и устройство для удаления примесей серы из потока указанного синтез-газа, не содержащего воду.
[0030] Описанное устройство может включать реактор Фишера-Тропша для приема очищенного полученного синтез-газа с целью производства жидкого топлива. Можно обеспечить устройство для передачи экзотермического тепла от реакции Фишера-Тропша реактору для паровой гидрогазификации и/или устройству для автотермического риформинга метана.
[0031] Согласно еще одному варианту реализации в настоящем изобретении предложен улучшенный, экономичный способ регулирования состава синтез-газа, полученного в установке парового риформинга метана, в которую подают исходное сырье в виде получаемого газа непосредственно из реактора для паровой гидрогазификации. Предложенный способ позволяет регулировать соотношение Н2/СО путем предварительной установки/регулировки подачи водорода и содержания воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ. Согласно конкретному варианту реализации изобретения мольное соотношение H2/CO, составляющее примерно от 0,5:1 до 16:1 и, в частности, примерно от 1:1 до 6:1, можно получить в результате регулировки/предварительной установки подачи водорода и содержания воды в исходном сырье, поступающем в РПГ.
[0032] Для контроля соотношения H2/CO в синтез-газе применяют один из двух способов регулирования подачи водорода. Согласно одному варианту реализации изобретения водород получают путем отвода части водорода, отделенного от синтез-газа, в суспензионную воду. Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения водород получают путем отвода части самого синтез-газа в реактор для гидрогазификации без отделения водорода от синтез-газа. Путем контролируемой рециркуляции, применяя часть синтез-газа, достигают требуемого установившегося соотношения Н2/N2O, что происходит довольно быстро.
[0033] Как описано выше, получаемый газ, обогащенный паром и метаном, получают в РПГ путем гидрогазификации суспензии, представляющей собой смесь углеродсодержащего материала и воды. Такой получаемый газ, смесь обогащенного метаном газа и пара, в которой пар присутствует в результате перегрева воды в исходном сырье, служит идеальным сырьевым потоком для УПРМ. Примеси, такие как тонкодисперсные частицы золы и обуглившегося вещества, сульфид водорода и другие неорганические компоненты, удаляют из потока продукта РПГ, например применяя некоторые из вариантов реализации изобретения, описанные выше.
[0034] Массовые проценты компонентов в потоке продукта на каждой стадии описываемого процесса рассчитывают с применением моделирующей программы, такой как программа ASPEN PLUS™ для моделирования равновесного процесса, которая может установить связь между соотношением водорода и монооксида углерода в синтез-газе и коэффициентами конверсии углерода в углеродсодержащем материале. Согласно настоящему изобретению, при изменении параметров соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом, можно выполнить анализ чувствительности, что позволяет определить оптимальный состав исходного суспензионного сырья, подаваемого в РПГ, для получения продукта с требуемым соотношением Н2/СО в синтетическом газе на выходе из УПРМ. Так, соотношение между водородом и суспензионной водой определяют путем анализа влияния на соотношение H2/CO в синтез-газе (а) соотношения между твердыми веществами в углеродсодержащем материале и суспензионной водой и (b) соотношения между водородом и углеродом в углеродсодержащем материале. Это позволяет регулировать подачу водорода и содержание воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ, с получением продукта с требуемым соотношением между водородом и монооксидом углерода в синтез-газе на выходе из УПРМ.
[0035] В частности, предложен способ конверсии углеродсодержащего материала в синтез-газ, включающий одновременное нагревание углеродсодержащего материала в РПГ в присутствии водорода и воды в форме пара при предварительно заданном соотношении между ними, при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода, который можно назвать генераторным газом. Примеси удаляют из потока генераторного газа по существу при рабочей температуре и давлении (либо с помощью только очистки горячим газом, либо в комбинации с автотермическим риформингом и конденсацией), и полученный генераторный газ подвергают метановому паровому риформингу в УПРМ в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода в соотношении, которое определяется соотношением между водородом и водой в РПГ. Хотя водород можно получить путем отвода части водорода, отделенного от синтез-газа, в суспензионную воду, предпочтительно получать водород путем отвода части самого синтез-газа без отделения водорода от синтез-газа, в суспензионную воду.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0036] Для более полного понимания настоящего изобретения, в данной заявке сделана ссылка на следующее описание, приведенное вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
[0037] Фиг.1 представляет собой блок-схему процесса, предложенного в настоящем изобретении, согласно первому варианту реализации, в котором водород отделяют от части продукта, получаемого на выходе из УПРМ, и рециркулируют.
[0038] Фиг.2 представляет собой блок-схему массового баланса процесса согласно первому варианту реализации изобретения.
[0039] Фиг.3 представляет собой блок-схему процесса, предложенного в настоящем изобретении, согласно второму варианту реализации, в котором часть самого продукта, получаемого на выходе из УПРМ, используют повторно без отделения содержащегося в ней водорода.
[0040] Фиг.4 представляет собой блок-схему массового баланса процесса согласно второму варианту реализации изобретения перед рециркуляцией части продукта, получаемого на выходе из УПРМ.
[0041] Фиг.5 представляет собой блок-схему массового баланса процесса согласно второму варианту реализации изобретения после рециркуляции части продукта, получаемого на УПРМ.
[0042] На Фиг.6 показаны мольные соотношения H2/CO и пар/CH2 для каждого производственного цикла согласно второму варианту реализации изобретения после достижения устойчивых значений.
[0043] На Фиг.7 отображен анализ чувствительности с применением моделирующей программы ASPEN PLUS™, показывающий различные превращения и соотношение Н2/СО в синтез-газе, когда параметры соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом изменяются.
[0044] На Фиг.8 показаны соотношения Н2/СО в синтез-газе, получаемые при использовании древесины в качестве исходного сырья.
[0045] На Фиг.9 показаны соотношения Н2/СО в синтез-газе, получаемые при использовании угля в качестве исходного сырья.
[0046] На Фиг.10 показана блок-схема процесса, предложенного в настоящем изобретении, согласно конкретному варианту реализации.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0047] В настоящем изобретении было предложено несколько вариантов реализации для улучшения способов очистки и получения синтез-газа. Независимо от варианта реализации изобретения одновременное нагревание углеродсодержащего материала в присутствии как водорода, так и пара (на стадии паровой гидрогазификации) может происходить при отсутствии катализаторов, инжекции воздуха, кислорода (т.е. в условиях неполного окисления) или других инициирующих химических веществ.
[0048] Согласно одному варианту реализации изобретения исходное сырье для УПРМ представляет собой смесь пара и получаемого газа, обогащенного метаном, полученную путем гидрогазификации смеси углеродсодержащего материала и воды в РПГ. Пар присутствует в результате перенагрева воды в исходном сырье и служит идеальным сырьевым потоком для УПРМ.
[0049] Согласно другому варианту реализации изобретения, предложен способ очистки горячим газом для удаления примесей из потока продукта, поступающего из РПГ, таких как тонкодисперсные частицы золы и обуглившегося вещества, сульфид водорода (H2S) и другие неорганические компоненты. Указанные примеси следует удалить для предотвращения отравления катализатора, применяемого в УПРМ, при сохранении высоких рабочих температур сырьевого потока для УПРМ. Соответственно, согласно другому варианту реализации изобретения предложена установка по очистке газа, которая работает при рабочем давлении и при температуре, выше температуры кипения воды при рабочем давлении, и расположена между РПГ и УПРМ.
[0050] Согласно более детальному варианту реализации в настоящем изобретении предложен автотермический риформинг метана и удаление пара путем конденсации перед упомянутой выше стадией очистки горячим газом. Этот способ можно применять при наличии отдельных реакторов для парового пиролиза и для гидрогазификации или в реакторе для паровой гидрогазификации, за которым следует реактор для автотермического риформинга, в процессе производства синтез-газа для применения в качестве топлива для получения технологического тепла и/или в топливном двигателе или газовой турбине, которая может вырабатывать электроэнергию; или в качестве загрузки в реактор Фишера-Тропша для производства жидкого парафинового топлива, оборотной воды и физической теплоты в по существу самоподдерживающемся процессе.
[0051] Согласно еще одному варианту реализации изобретения предложен способ, который позволяет контролировать соотношение Hz/CO в продукте на выходе из УПРМ путем регулирования подачи водорода и содержания воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ. Получаемый газ, обогащенный паром и метаном, получают в РПГ путем гидрогазификации суспензии, представляющей собой смесь углеродсодержащего материала и воды. Такой получаемый газ, смесь обогащенного метаном газа и пара, в которой пар присутствует в результате перегрева воды в исходном сырье, служит идеальным сырьевым потоком для УПРМ.
[0052] Массовые проценты компонентов в потоке продукта на каждой стадии процесса рассчитывают с применением моделирующей программы, такой как программа ASPEN PLUS™ для моделирования равновесного процесса. При изменении параметров соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом можно выполнить анализ чувствительности, что позволяет определить оптимальный состав исходного суспензионного сырья, подаваемого в РПГ, для получения продукта с требуемым соотношением Н2/СО в синтетическом газе на выходе из УПРМ. Таким образом, можно регулировать подачу водорода и содержание воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ, для определения соотношения H2/CO в синтетическом газе в продукте на выходе из УПРМ.
[0053] Из потока продукта, выходящего из РПГ, удаляют примеси, такие как тонкодисперсные частицы золы и обуглившегося вещества, сульфид водорода и другие неорганические компоненты. Указанные примеси должны быть удалены для предотвращения отравления катализатора, применяемого в УПРМ. Обычно, для этой цели используют комбинацию фильтров для улавливания частиц, промывку растворителями (аминами, Selexol™, Rectisol™) и гидродесульфуризацию с применением процесса Клауса. В процессе Клауса H2S частично окисляется воздухом в реакционной печи при высоких температурах (1000-1400ºС). Образуется сера, но некоторое количество H2S остается непрореагировавшим, при этом получено некоторое количество SO2, необходимое для взаимодействия оставшегося H2S с SO2 при более низких температурах (примерно 200-350ºС) под действием катализатора с образованием большего количества серы. Однако, поскольку необходимо поддерживать высокие температуры сырьевого потока, подаваемого в УПРМ, такие традиционные методы очистки невозможны с точки зрения энергии, так как повторное нагревание газового потока расходует значительное количество энергии. Кроме того, теряются преимущества, связанные с удерживанием пара в потоке продукта, выходящего из РПГ. Соответственно, для поддержания высоких температур в сырьевом потоке для УПРМ предложена установка по очистке газа, которая работает при рабочих давлениях и при температуре выше температуры кипения воды (или выше температуры конденсации пара). Эта установка расположена между РПГ и УПРМ.
[0054] Более конкретно, предложен способ конверсии углеродсодержащего материала в синтез-газ с требуемым соотношением Hz/CO, включающий одновременное нагревание углеродсодержащего материала в РПГ в присутствии водорода и воды в форме пара при предварительно заданном соотношении между ними, при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода, который можно назвать генераторным газом, при этом соотношение между водородом и водой определено с помощью моделирующей программы, такой как программа ASPEN PLUS™ для моделирования равновесного процесса. Согласно настоящему изобретению, при изменении параметров соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом, выполняют анализ чувствительности, что позволяет определить оптимальный состав исходного суспензионного сырья, подаваемого в РПГ, для получения продукта с требуемым соотношением H2/CO в синтетическом газе на выходе из УПРМ. Примеси удаляют из потока генераторного газа по существу при рабочей температуре и давлении, и полученный генераторный газ подвергают метановому паровому риформингу в УПРМ в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода в соотношении, которое определяется соотношением между водородом и водой в РПГ.
[0055] В конкретном варианте реализации способа, для превращения городских отходов, биомассы, древесины, угля, твердых веществ биологического происхождения или природного или синтетического полимера в синтез-газ, углеродсодержащий материал нагревают одновременно в присутствии как водорода, так и пара, при температуре от примерно 700ºС до примерно 900ºС и давлении примерно от 132 psi (0,91 МПа) до 560 psi (3,86 МПа), создавая тем самым поток генераторного газа, обогащенного метаном и монооксидом углерода. Пар может поступать из исходного сырья или его можно вводить отдельно. Примеси удаляют из потока генераторного газа по существу при рабочей температуре и давлении, после чего полученный генераторный газ подвергают метановому паровому риформингу в условиях, при которых образуется синтез-газ с требуемым соотношением между водородом и монооксидом углерода. Например, требуемое мольное соотношение H2:CO в реакторе Фишера-Тропша с катализатором на основе кобальта составляет 2.1:1. Как описано ниже, при соответствующей регулировке соотношения H2/H2O, можно получить мольное соотношение H2/CO в диапазоне примерно от 3 до 1, чтобы обеспечить избыток водорода, который можно загрузить в РПГ, чтобы сделать процесс самоподдерживающимся, т.е. без необходимости какой-либо внешней подачи водорода. Синтез-газ, полученный в результате парового риформинга метана, можно подавать в реактор Фишера-Тропша в условиях, при которых образуется жидкое топливо. Экзотермическое тепло, выделяющееся в ходе реакции Фишера-Тропша, можно передать для реакции гидрогазификации и/или реакции парового риформинга метана.
[0056] Согласно одному варианту реализации изобретения водород получают путем отвода части водорода, отделенного от синтез-газа, в суспензионную воду. Согласно другому предпочтительному варианту реализации изобретения водород получают путем отвода части самого синтез-газа в суспензионную воду без отделения водорода от синтез-газа. Путем контролируемой рециркуляции, применяя часть синтез-газа, достигают требуемого установившегося соотношения H2/H2O, что происходит довольно быстро.
Пример 1
[0057] Фиг.1 представляет собой блок-схему одного варианта реализации предложенного процесса от РПГ до УПРМ, в котором продукт с требуемым соотношением H2/CO на выходе из УПРМ получают путем отделения водорода от продукта, получаемого в УПРМ, отведения его в РГГ (реактор для гидрогазификации) и регулирования подачи водорода и содержания воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ. Полученное внутри системы водородное сырье 10 подают в РПГ 12 вместе с углеродсодержащим исходным сырьем 14 и водой 16, которые нагревают до 750ºС при 400 psi (2,76 МПа) в РПГ 12. Образующийся генераторный газ направляют на фильтр для очистки газа 18, например блок фильтровальных свечей, при примерно 350ºС и примерно 400 psi (2,76 МПа). Оттуда, после удаления серы и золы, выходящий поток направляют в УПРМ 20, где получают синтез-газ и подают его в реактор Фишера-Тропша 22, из которого получают чистую воду 24 и дизельное топливо и/или парафин 26. Продукт, выходящий из УПРМ 20, проходит через сепаратор водорода 27, в котором часть содержащегося в нем водорода отделяют и отводят от УПРМ 20 через трубопровод 28 для загрузки обратно в РГГ 12. Тепло 30 из реактора Фишера-Тропша 22 используют для пополнения тепла в УПРМ.
[0058] Благодаря функционированию описанной установки при температуре выше температуры барботирования воды вода присутствует в виде пара в потоке газообразной продукта, выходящего из РПГ, что позволяет процессу сохранять большую часть физической теплоты в выходящем потоке. Следующий пример проиллюстрирует настоящее изобретение.
[0059] Блок-схема технологического процесса с массовым балансом показана на Фиг.2. На схеме приведены массовые проценты компонентов в потоке продукта на каждой стадии процесса. Для расчета этих значений применяли моделирование равновесного процесса с применением программы ASPEN PLUS™. ASPEN PLUS™ представляет собой коммерческую компьютерную моделирующую программу, которая позволяет создать модель процесса путем задания химических компонентов и рабочих условий. В программу вводят все технические условия, и она имитирует модель, выполняя все требуемые расчеты, необходимые для решения исхода системы, предсказывая тем самым ее поведение. После выполнения расчетов, ASPEN PLUS™ выводит список результатов, для всех потоков и установок, и может представить данные в графической форме с определением ординаты и абсциссы.
[0060] Как показано на Фиг.2, подаваемое в РПГ исходное сырье из водорода и 41% угольной суспензии приводит к получению в УПРМ синтез-газа с мольным соотношением между водородом и монооксидом углерода 3,4:1. Водород, необходимый для загрузки в РПГ, можно подавать через внешнее устройство или за счет внутреннего рециркулирования части водорода, полученного в УПРМ. В конкретном примере используют суспензию из 41% угля, 52% воды и 7% водорода, полученную в соответствии с методами, описанными Norbeck с соавторами в заявке на патент США №10/911348. Такая загрузка позволяет получить на выходе из РПГ газообразную смесь, направляемую на фильтр для очистки, содержащую 32 масс.% CH4, 2 масс.% Н2, 2 масс.% СО, 3 масс.% CO2, 51 масс.% H2, 0,4 масс.% золы, 5 масс.% обуглившегося вещества и 1 масс.% других примесей.
[0061] Продукт, выходящий из блока очистки РПГ, представляет собой обогащенный метаном генераторный газ, содержащий 36 масс.% CH4, 2 масс.% H2, 2 масс.% СО, 3 масс.% CO2 и 57 масс.% H2O, с мольным соотношением между паром и метаном, равным 1:4. Продукт, выходящий из РПГ, подают в УПРМ, работающую при 800ºС и давлении в 28 атмосфер, с получением синтез-газа, имеющего мольное соотношение между H2 и СО, равное 3,4, и содержащего 4 масс, % СН4, 14 масс.% H2, 58 масс.% СО, 3 масс.% CO2 и 21 масс.% Н2О.
Пример 2
[0062] Данный пример, показанный на Фиг.3-6, иллюстрирует второй, предпочтительный вариант реализации изобретения, в котором повторно используют часть самого продукта, выходящего из УПРМ. Фиг.3 представляет собой блок-схему процесса от РПГ до УПРМ, в котором продукт на выходе из УПРМ с требуемым соотношением H2/CO получают без отделения водорода от полученного в УПРМ продукта, но при отведении части самого продукта, полученного в УПРМ, в РГГ и регулировании подачи водорода и содержания воды в исходном сырье, поступающем в РПГ, который снабжает УПРМ. Этот процесс такой же, как описано в примере 1, только включает указанные изменения, отражающие непосредственное применение части продукта, получаемого в УПРМ, в качестве загрузки для РПГ. Соответственно, хотя используют некоторое количество водорода, чтобы начать процесс, как показано на Фиг.4, описанной ниже, полученное внутри системы водородное сырье представляет собой компонент продукта, выходящего из УПРМ, как показано индексом 10а на Фиг.3. Как и в примере 1, часть 10а продукта, выходящего из УПРМ, подают в РПГ 12 вместе с углеродсодержащим исходным сырьем 14 и водой 16, которые нагревают до 750ºС при 400 psi (2,76 МПа) в РПГ 12. Полученный генераторный газ направляют на фильтр для очистки газа 18, и оттуда, после удаления серы и золы, выходящий поток направляют в УПРМ 20, где получают синтез-газ и подают его в реактор Фишера-Тропша 22, из которого получают чистую воду 24 и дизельное топливо и/или парафин 26.
[0063] В отличие от примера 1, продукт, выходящий из УПРМ 20, не проходит через сепаратор водорода, но его часть, обозначенную индексом 28а, непосредственно отводят от УПРМ 20 и подают обратно в РГГ 12. Как и в примере 1, тепло 30 из реактора Фишера-Тропша 22 используют для восполнения тепла в УПРМ.
[0064] Блок-схема технологического процесса с массовым балансом для начального цикла показана на Фиг.4. Как и в примере 1, на схеме представлены массовые проценты компонентов в потоке продукта на каждой стадии процесса, полученные путем моделирования равновесного процесса с применением программы ASPEN PLUS™.
[0065] Как показано на Фиг.4, подаваемая в РПГ в качестве исходного сырья начальная суспензия, содержащая 4% водорода, 32% угля и 64% воды, приводит к получению в УПРМ синтез-газа с мольным соотношением между водородом и монооксидом углерода, равным 3,8:1. Такая загрузка позволяет получить на выходе из РПГ газообразную смесь, направляемую на фильтр для очистки, содержащую 16 масс.% СН4, 3 масс.% H2, 5 масс.% СО, 23 масс.% CO2, 48 масс.% H2O, 2 масс.% золы, 2 масс.% обуглившегося вещества и 0 масс.% других примесей.
[0066] Продукт, выходящий из РПГ - очистной установки, представляет собой газ, содержащий 17 масс.% CH4, 3 масс.% N2, 5 масс.% СО, 24 масс.% СО2 и 51 масс.% H2O, с мольным соотношением между паром и метаном, равным 2:7. Продукт, выходящий из РПГ, подают в УПРМ, работающую при 850ºС и при давлении в 27,2 атмосфер, с получением синтез-газа, имеющего мольное соотношение между Hz и СО, равное 3,8, и содержащего 5 масс.% СН4, 8 масс.% N2, 28 масс.% СО, 21 масс.% CO2 и 39 масс.% H2O.
[0067] На Фиг.5 показана блок-схема массового баланса через 12 циклов рециркуляции, когда достигнуто конечное устойчивое выходное соотношение Н2/СО. Исходное сырье при установившемся режиме содержало 3% водорода, 21% угля, 42% воды, 19% СО, 13% CO2 и 2% СН4, что позволяло получить в УПРМ синтез-газ с мольным соотношением между водородом и монооксидом углерода, равным 1,9:1. Такая загрузка позволяет получить на выходе из РПГ газообразную смесь, направляемую на фильтр для очистки, содержащую 16 масс.% СН4, 2 масс.% Н2, 8 масс.% СО, 43 масс.% CO2, 29 масс.% H2O, 1 масс.% золы, 2 масс.% обуглившегося вещества и 0 масс.% других примесей.
[0068] Продукт, выходящий из РПГ - очистной установки, представляет собой газ, содержащий 16 масс.% СН4, 2 масс.% Н2, 9 масс.% СО, 44 масс.% CO2 и 30 масс.% H2O, с мольным соотношением между паром и метаном, равным 1.6. Продукт, выходящий из РПГ, подают в УПРМ, с получением синтез-газа, имеющего мольное соотношение между H2 и СО, равное 1,9, и содержащего 5 масс.% СН4, 5 масс.% H2, 39 масс.% СО, 26 масс.% CO2 и 24 масс.% H2O.
[0069] На Фиг.6 показаны мольные соотношения H2/CO и пар/СН2 для каждого цикла до достижения устойчивых значений. Это диаграмма демонстрирует способность процесса согласно такому предпочтительному варианту реализации изобретения производить синтез-газ при требуемом соотношении Н2/СО с помощью контролируемой рециркуляции части потока продукта, выходящего из УПРМ.
[0070] В этих примерах фильтр работает при 300ºС и давлении в 28 атмосфер. Можно использовать любой фильтр, способный работать при указанной рабочей температуре на станции по очистке газа. Один такой коммерчески доступный фильтр представляет собой фильтровальную свечу, которая хорошо известна в данной области техники. См., например патент США №5474586, описание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки. Доступный блок по очистке газа, который можно использовать в настоящем изобретении, представляет собой блок, известный как фильтровальная свеча, в которой фильтрующая емкость содержит набор фильтров в форме свечи. Фильтровальные свечи изготовлены из фритта из нержавеющей стали и предназначены для удаления тонкодисперсного взвешенного вещества (золы, неорганических солей и непрореагировавшего обуглившегося вещества) из газового потока. Суспензию подают в емкость через нижнее входное отверстие и извлекают фильтрат из верхнего выходного отверстия. Твердые частицы выгружают из другого выходного отверстия в виде осадка с фильтра. Примеси серы, содержащиеся в газе, получаемом в РПГ, главным образом в форме сульфида водорода, удаляют, пропуская получаемый газ через уплотненный слой сорбентов из оксидов металлов, установленный в установке по очистке газа, при этом твердые частицы выгружают из выходного отверстия для осадка с фильтра.
[0071] Активные сорбенты включают, но не ограничиваются ими, оксиды на основе Zn, такие как оксид цинка, которые можно приобрести в компании Sud-Chemie, Луисвилл, Кентукки. Пористые металлические фильтрующие элементы можно приобрести в компании Bekaert, расположенной в городе Мариетта, Джорджия, в подходящих формах и размерах, такие как Bekpor® Porous Media, которые изготовлены из нержавеющей стали и волокнистой матрицы, полученной методом спекания, с размером пор, равным 1. Такие сорбенты и фильтрующие элементы позволяют минимизировать влияние падения давления и ограничения массопереноса газ - твердое вещество. При давлении 28 атм применяли температуры в диапазоне от 300ºС до 500ºС и объемные скорости до 2000 /час при десульфуризации газа, полученного в РПГ. Содержание сульфида водорода в газе уменьшают путем сульфидации сорбентов до уровней, достаточно низких, чтобы избежать дезактивации катализатора в УПРМ. Сорбенты, применяемые в установке по очистке газа, можно либо заменять на свежие сорбенты, либо регенерировать in-situ с помощью разбавленного воздуха, подаваемого в расположенные параллельно многократные слои сорбентов.
[0072] Как указано, соотношение H2/CO в синтез-газе, получаемом в УПРМ, можно регулировать путем изменения соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом в исходном сырье для РПГ. Был выполнен анализ чувствительности с применением средства моделирования равновесия ASPEN PLUS™ при варьировании указанных параметров. Результаты представлены на Фиг.7, на которой показаны различные превращения и соотношение Н2/СО в синтетическом газе при изменении параметров соотношения между твердым веществом и водой и соотношения между водородом и углеродом. Сплошные линии
Figure 00000003
отображают процент углерода, превращенного в СН4 (моль CH4/моль Cm). Длинные пунктирные линии
Figure 00000004
отображают процент углерода, превращенного в СО (моль СО/моль Cm). Точечные линии
Figure 00000005
отображают процент углерода, превращенного в CO2 (моль CO2/моль Cm). Линии «пунктир-точка-точка-пунктир»
Figure 00000006
отображают неснижаемый уровень H2, и короткие пунктирные линии
Figure 00000007
отображают соотношение H2/CO в синтез-газе (моль H2/ моль СО). Соотношение H2/C в подаваемом материале всегда выражено по молям, и соотношение H2O/подаваемый материал всегда выражено по массе.
[0073] В настоящем изобретении последний параметр представляет ключевой интерес. На Фиг.7 ясно показано, что конечное соотношение H2/CO в синтетическом газе можно корректировать путем регулирования соотношения между водой и твердым веществом (изображено как соотношение масс H2O/C на Фиг.7) и соотношения между водородом и углеродом в исходном сырье. Таким образом, было обнаружено, что оптимальный состав суспензии для достижения устойчивого рециркулирования водорода и требуемого соотношения H2/CO в синтетическом газе для синтеза Фишера-Тропша (2,1:1) составлял 3,1, когда мольное соотношение между водородом и углеродом в подаваемом материале было установлено до 1.
[0074] На Фиг.8 показано соотношение H2:CO в потоке продукта УПРМ, которое варьирует при изменении соотношений H2/C и Н2О/древесина в подаваемой древесине. Например, для получения требуемого соотношения H2/CO в синтетическом газе, равного примерно 6:1, можно использовать в исходном сырье соотношение H2/C, равное 2:1, и соотношение H2O/древесина, равное 2:1; в качестве альтернативы такое же соотношение H2/CO в синтетическом газе можно получить, используя в древесном сырье соотношение H2/C, равное 1:1, и соотношение H2O/древесина, равное 3:1. На Фиг.9 показано соотношение H2:CO в потоке продукта из УПРМ, которое варьирует при изменении соотношений H2/C и H2O/уголь в загрузке из угля.
[0075] Для выполненных вариантов моделирования, результаты которых показаны на Фиг.8 и 9, температура в РПГ и УПРМ была установлена равной 850ºС. Все реакторы находились под давлением 400 psi (2,76 МПа). Соотношения H2/CO, показанные на этих чертежах, рассчитаны перед отделением избытка Hz для повторного использования в РПГ.
[0076] Подобное предварительное определение соотношения Н2/СО в синтез-газе можно сделать, применяя другое углеродсодержащее сырье, такое как, но не ограничиваясь ими, городские отходы, биомасса, избыточный активный ил или природный или синтетический полимер. В настоящем документе соотношение Н2/С в подаваемом материале всегда выражено по молям и соотношение Н2О/подаваемый материал всегда выражено по массе.
[0077] В общем, способ согласно настоящему изобретению позволяет получить состав синтез-газа с мольным соотношением H2:CO в диапазоне примерно от 0,5:1 до 16:1. Образующийся выходящий поток представляет собой смесь газов, обогащенную водородом, монооксидом углерода и паром. Водород, полученный в УПРМ, повторно используют в РГГ. Соответственно, отсутствует необходимость во внешнем источнике водорода для поддержания функционирования в установившемся режиме. Поэтому процессы, протекающие в РГГ и УПРМ, можно считать химически самоподдерживающимися. Кроме того, оставшийся синтез-газ пригоден для получения топлив и технологического тепла.
[0078] Согласно одном варианту реализации изобретения синтез-газ подают в реактор Фишера-Тропша, в котором протекает процесс, позволяющий получить топливо, подобное дизельному, не содержащее серу, со сверхвысоким цетановым числом и ценные продукты в виде твердого парафина. Отсутствие серы позволяет получить дизельные топлива с низкими выбросами загрязняющих веществ и частиц. Также можно получить полезные побочные продукты, например очищенную воду, которую можно повторно использовать для приготовления суспензии, применяемой в описанном процессе. При реакциях Фишера-Тропша также образуется остаточный газ, содержащий водород, СО, CO2 и некоторые легкие углеводородные газы. Водород из остаточного газа можно удалить и повторно использовать либо в РГГ, либо в реакторе Фишера-Тропша. Небольшие количества других газов, таких как СО и CO2, можно сжигать на факеле.
[0079] Согласно еще одному варианту реализации в настоящем изобретении предложена улучшенная схема технологического процесса, которая позволяет увеличить работоспособность очистки горячим газом генераторного газа, полученного при паровой гидрогазификации, за счет включения автотермического риформинга метана и удаления пара с помощью стадии конденсации перед стадией очистки горячим газом.
[0080] Улучшенную схему технологического процесса можно использовать при наличии отдельных реакторов парового пиролиза и для гидрогазификации, за которыми следует реактор для автотермического риформинга, в процессе производства синтез-газа для применения в качестве топлива для получения технологического тепла и/или в топливном двигателе, или газовой турбине, которая может вырабатывать электроэнергию; или в качестве подаваемого материала в реактор Фишера-Тропша для производства жидкого парафинового топлива, оборотной воды и физической теплоты в по существу самоподдерживающемся процессе.
[0081] Предпочтительно, когда улучшенную схему технологического процесса используют с реактором паровой гидрогазификации (РПГ), в котором нагревают углеродсодержащий материал в присутствии как водорода, так и пара, для проведения парового пиролиза и гидрогазификации в одну стадию.
[0082] Согласно другим вариантам реализации изобретения такую дополнительную стадию можно использовать в любом процессе при производстве обогащенного метаном газа.
[0083] Для внедрения этого улучшенного способа, который включает автотермический риформинг метана и удаление пара путем конденсаци, должен быть выполнен ряд требований: (i) катализатор, применяемый для автотермического риформинга метана должен сохранять удовлетворительную активность для риформинга метана в среде с высоким содержанием серы, и (ii) температура при конденсации пара перед очисткой горячим газом не должна быть значительно ниже, чем температура при очистке горячим газом при рабочем давлении, с тем чтобы можно было добавить только небольшие количества теплоты для доведения температуры полученного газового потока до по существу температуры очистки горячим газом.
[0084] Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения первая стадия в улучшенном способе включает подачу водорода, полученного внутри системы, в РПГ вместе с углеродсодержащим исходным сырьем и жидкой водой. Полученный генераторный газ, обогащенный метаном, подают в реактор для автотермического риформинга. В реактор для автотермического риформинга отдельно подают кислород, разбавленный азотом: содержание кислорода должно предпочтительно составлять примерно от 15% об. до 25% об.
[0085] В реакторе для автотермического риформинга предпочтительно применяют катализаторы на основе благородных металлов. По сравнению с катализаторами на основе никеля, используемыми для парового риформинга метана, катализаторы на основе благородных металлов, применяемые для автотермического риформинга метана, как известно, обладают более высокой активностью и исключительной устойчивостью к сере, а также способностью к регенерации. Поэтому обогащенный метаном газ, полученный в ходе паровой гидрогазификации, можно подвергать риформингу при повышенной работоспособности за счет автотермического риформинга: обогащенный метаном газ, содержащий высокую концентрацию сульфида водорода, можно подвергать риформингу с получением синтез-газа в течение длительного времени при непрерывной эксплуатации, а применяемый катализатор можно регенерировать в атмосфере инертного газа. Примерами катализаторов на основе благородных металлов, которые можно использовать, являются катализаторы Engelhard's ATR-7B и Haldor Topsoe's RKS-2-7Н или RKS-2P.
[0086] После автотермического риформинга метана пар можно удалить из процесса путем конденсации при температурах по существу не ниже, чем температура для очистки горячим газом. В случае рабочего давления, составляющего 28 бар (2,80 МПа), пар конденсируется с образованием воды при 230ºС, которую затем можно удалить из технологического потока перед его подачей на стадию очистки горячим газом. Благодаря удалению пара перед очисткой горячим газом можно полностью использовать способность к улавливанию серы сорбентов из оксидов металлов, применяемых на стади очистки горячем паром; и можно понизить в огромной степени энергетическую нагрузку, необходимую для повторного нагревания технологического потока для очистки горячим газом, так как удельная теплоемкость технологического потока значительно уменьшается за счет удаления пара. Например, оптимальная температура для очистки горячим газом при применении сорбента ZnO составляет примерно 300ºС, соответственно технологический поток, охлажденный до 230ºС при конденсации пара, необходимо повторно нагреть только на 70ºС.
[0087] После удаления пара полученный синтез-газ направляют на стадию очистки горячим газом, как описано выше.
[0088] Как только в установке для разделения газов отделяют азот для повторного использования в реакторе для автотермического риформинга, полученный синтез-газ можно применять для производства топлив и технологического тепла, или синтез-газ подают в реактор Фишера-Тропша, в котором протекает процесс, позволяющий получить топливо, подобное дизельному, не содержащее серу, со сверхвысоким цетановым числом и ценные продукты в виде твердого парафина. Отсутствие серы позволяет получить дизельные топлива с низкими выбросами загрязняющих веществ и частиц. Также можно получить полезные побочные продукты, например очищенную воду, которую можно повторно использовать для приготовления суспензии, применяемой в описанном процессе. При реакциях Фишера-Тропша также образуется остаточный газ, содержащий водород, СО, CO2 и некоторые легкие углеводородные газы. Водород из остаточного газа можно удалить и повторно использовать либо в РГГ, либо в реакторе Фишера-Тропша. Небольшие количества других газов, таких как СО и CO2, можно сжигать на факеле.
[0089] Как можно видеть, на Фиг.10 показана схематическая блок-схема технологического процесса, включающего стадию автотермического риформинга и конденсации. Смесь 10, содержащую примерно 41% масс. угля, 52% масс. H2O и 7% масс. Н2, вводят в реактор парового пиролиза и гидрогазификации 12 при температуре примерно 750ºС и исходном давлении примерно 28,0 бар. Эта реакция позволяет получить смесь 14, содержащую 15,3% (об.) Н2, 1,1% (об.) СО, 1,0% (об.) CO2, 34.3% (об.) СН4, 48,3% (об.) H2O и 1000 ppm H2S, после чего золу, непрореагировавший остаток при реакции гидрогазификации периодически удаляют со дна бака реактора.
[0090] На следующей стадии происходит автотермический риформинг метана 18 с применением смеси 14 и смеси 16 (в % об.), содержащей 17% кислорода и 83% азота, при температуре примерно 550ºС и исходном давлении примерно 28,0 бар, в результате которого получают смесь 20 (в % об.), содержащую 41,9% H2, 12,8% СО, 2,5% CO2, 1,8% CH4, 13,7% H2O, 27,3% N2 и 550 ppm H2S. Объемное соотношение между смесью 16 и смесью 14 составляет примерно 0,41.
[0091] Затем пар удаляют путем конденсации на стадии 22 при температуре примерно 230ºС и исходном давлении примерно 28,0 бар. После этого воду, полученную при конденсации пара, удаляют из технологического потока перед стадией очистки горячим газом 26, при этом остается смесь 24 (в % об.), содержащая 48,6% H2, 14,8% СО, 2,9% CO2, 2,1% CH4, 31,6% N2, 640 ppm H2S. Эта смесь 24 поступает на стадию очистки горячим газом 26, на которой применяют температуру примерно 300ºС и исходное давление примерно 28,0 бар для получения десульфурированной газовой смеси 28 (в % об.), содержащей 48,6% H2, 14,8% СО, 2,.9% CO2, 2,1% CH4, 31,6% N2 и менее чем 0,1 ppm H2S.
[0092] Несмотря на то что настоящее изобретение и его преимущества подробно описаны, следует понимать, что в описанной заявке могут быть сделаны различные изменения, замещения и отклонения не выходя за рамки сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, подразумевают, что объем настоящей заявки не ограничен конкретными вариантами реализации способа и устройства, представленными в данном описании. Как легко поймет обычный специалист в этой области из описания настоящего изобретения, способы и аппаратура, существующие в настоящее время или разработанные впоследствии, которые выполняют по существу такую же функцию или достигают по существу такой же результат, как и соответствующие варианты реализации изобретения, описанные в настоящей заявке, можно применять согласно настоящему изобретению. Соответственно, подразумевают, что такие способы и применение таких устройств включены в рамки объема прилагаемой формулы изобретения.
Ссылки
Van der Laan, G.P., Thesis, University of Groningen, Netherlands, 1999.
Sheldon, RA, Chemicals from Synthesis Gas, 1983 and FT Technology: Studies in surf Science and Catalysis, ed. Steynberg, A., Dry, M.E., Vol 152, 2004.

Claims (24)

1. Способ превращения углеродсодержащего материала в суспензии, содержащей воду, в синтез-газ, включающий:
одновременное нагревание в реакторе гидрогазификации углеродсодержащего материала в присутствии как водорода, так и воды при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода, причем водород получают путем отвода части синтез-газа в реактор гидрогазификации без отделения водорода от синтез-газа;
удаление примесей из потока генераторного газа; и
проведение парового метанового риформинга полученного генераторного газа в условиях, при которых образуется синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода в указанном требуемом соотношении.
2. Способ по п.1, дополнительно включающий обеспечение предварительно заданного соотношения между водородом и суспензионной водой в реакторе гидрогазификации с обеспечением образования синтез-газа, содержащего водород и монооксид углерода в требуемом соотношении.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанной суспензионной воды обеспечивают в форме пара.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадия одновременного нагревания происходит в отсутствие катализаторов или инжекции воздуха или кислорода.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что соотношение между водородом и суспензионной водой определяют путем анализа влияния на соотношение в синтез-газе (а) соотношения между содержанием твердого вещества в углеродсодержащем материале и суспензионной водой и (b) соотношения между содержанием водорода и углерода в углеродсодержащем материале.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный анализ представляет собой анализ чувствительности с применением моделирующей компьютерной программы, которая устанавливает связь между отношением водорода к монооксиду углерода в синтез-газе и коэффициентами конверсии углерода в углеродсодержащем материале.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что компьютерная программа представляет собой моделирующую программу.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что компьютерная программа использует равновесный процесс ASPEN PLUS™.
9. Способ по п.2, отличающийся тем, что паровой риформинг метана проводят в условиях, при которых состав полученного синтез-газа характеризуется мольным соотношением Н2:СО в диапазоне примерно от 0,5:1 до 16:1.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеродсодержащий материал включает городские отходы, биомассу, древесину, уголь, твердые вещества биологического происхождения или природный или синтетический полимер.
11. Способ по п.1, согласно которому синтез-газ, полученный при паровом риформинге метана, подают в реактор Фишера-Тропша в условиях, при которых образуется жидкое топливо.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что примеси удаляют из потока генераторного газа при температуре выше температуры кипения воды при рабочем давлении.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что температура составляет от примерно 700°C до примерно 900°C.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что примеси удаляют из потока генераторного газа по существу при указанном давлении.
15. Способ по п14, отличающийся тем, что давление составляет примерно от 132 psi (0,91 МПа) до 560 psi (3,86 МПа).
16. Способ по п.1, дополнительно включающий:
автотермический риформинг газа, обогащенного метаном, при температуре и давлении, достаточных для создания потока синтез-газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода; и
проведение конденсации указанного синтез-газа и удаление полученной воды.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток синтез-газа, образующийся при конденсации, нагревают по существу до температуры, при которой примеси удаляют из потока синтез-газа.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что примеси удаляют из потока синтез-газа при от примерно 250°C до примерно 400°C.
19. Способ по п.17, отличающийся тем, что температура автотермической реакции составляет от примерно 550°C до примерно 750°C.
20. Способ по п.16, отличающийся тем, что конденсация потока синтез-газа происходит по существу при давлении, при котором примеси удаляют из потока синтез-газа.
21. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток обогащенного метаном генераторного газа получают в ходе паровой гидрогазификации.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что давление при паровой гидрогазификации, автотермическом риформинге, конденсации и удалении примесей является по существу одинаковым на протяжении всех процессов.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что указанное по существу одинаковое давление находится в диапазоне примерно от 150 psi (1,03 МПа) до 500 psi (3,45 МПа).
24. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток обогащенного метаном газа реагирует при автотермическом риформинге с потоком кислорода, разбавленным азотом, содержание кислорода в котором находится в диапазоне примерно от 15% об. до 25% об.
RU2011145368/05A 2009-03-09 2010-03-04 Регулирование состава синтез-газа в установке парового риформинга метана RU2544666C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/400,640 2009-03-09
US12/400,640 US8603430B2 (en) 2002-02-05 2009-03-09 Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
PCT/US2010/026179 WO2010104732A2 (en) 2009-03-09 2010-03-04 Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011145368A RU2011145368A (ru) 2013-05-20
RU2544666C2 true RU2544666C2 (ru) 2015-03-20

Family

ID=42729023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011145368/05A RU2544666C2 (ru) 2009-03-09 2010-03-04 Регулирование состава синтез-газа в установке парового риформинга метана

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8603430B2 (ru)
CN (1) CN102428023A (ru)
AU (1) AU2010222913B2 (ru)
CA (1) CA2762406A1 (ru)
RU (1) RU2544666C2 (ru)
WO (1) WO2010104732A2 (ru)

Families Citing this family (24)

* 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
US7024800B2 (en) * 2004-07-19 2006-04-11 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7685737B2 (en) 2004-07-19 2010-03-30 Earthrenew, Inc. Process and system for drying and heat treating materials
US7610692B2 (en) 2006-01-18 2009-11-03 Earthrenew, Inc. Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes
US8937103B2 (en) * 2007-12-13 2015-01-20 Gyco, Inc. Method for reducing CO2 in a gaseous stream by conversion to a Syngas for production of energy
US7932298B2 (en) 2007-12-13 2011-04-26 Gyco, Inc. Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
US9212059B2 (en) 2007-12-13 2015-12-15 Gyco, Inc. Method and apparatus for improving the efficiency of an SMR process for producing syngas while reducing the CO2 in a gaseous stream
US8679439B2 (en) * 2008-08-18 2014-03-25 Syngest, Inc. Process for producing ammonia from biomass
CA2766335A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Concord Blue Technology Pvt. Ltd. A process for generating energy from organic materials and/or biomass
IN2012DN02366A (ru) * 2009-09-22 2015-08-21 Univ California
IT1403189B1 (it) * 2011-01-05 2013-10-15 High Tech En Sro Sistema e metodo per la produzione di syngas da materiale a base carbonica
FR2971789B1 (fr) * 2011-02-22 2013-02-22 Areva Methode de production de methanol ou d'hydrocarbures a partir d'une matiere carbonee, avec une etape de reformage dont les conditions de fontionnement sont ajustees selectivement
KR101110681B1 (ko) 2011-08-12 2012-03-13 한국기계연구원 고함수 연료 처리 및 발전 시스템
AU2013299655B2 (en) 2012-08-07 2015-11-26 Justin LANGLEY Method for the integration of carbochlorination into a staged reforming operation as an alternative to direct residue oxidation for the recovery of valuable metals
CN103838265B (zh) * 2014-03-07 2016-09-28 西北化工研究院 一种用于在生产合成气时控制氢气与一氧化碳比值的控制系统
CN104017604B (zh) * 2014-06-25 2016-03-30 清华大学 一种生物质气化催化重整制生物氢的装置及方法
CN104850681B (zh) * 2015-04-16 2018-01-05 中国石油天然气股份有限公司 注入的蒸汽、氮气混合物的温度、压力、干度的计算方法
WO2018046590A1 (en) 2016-09-09 2018-03-15 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the preparation of hydrogen
AT519060B1 (de) 2016-09-09 2018-07-15 Baumit Beteiligungen Gmbh Verfahren zum Brennen von Kalk oder Zement mit Synthesegas
CN109401787B (zh) * 2018-12-04 2021-04-23 青岛科技大学 一种耦合化学链制氧的煤合成气制备方法
CN110054152B (zh) * 2019-04-10 2021-03-05 北京科技大学 一种转炉煤气在线提质处理方法
JP7036852B2 (ja) * 2020-03-19 2022-03-15 本田技研工業株式会社 燃料製造システム
IT202100018125A1 (it) * 2021-07-09 2023-01-09 Agenzia Naz Per Le Nuove Tecnologie Lenergia E Lo Sviluppo Economico Sostenibile Enea Processo e impianto di trattamento dei rifiuti a matrice carboniosa
WO2023057608A1 (en) 2021-10-07 2023-04-13 Sund Group S.R.O. A process for production of fossil free hydrocarbons from lignocellulosic material.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU784791A3 (ru) * 1973-03-09 1980-11-30 Институт Оф Газ Текнолоджи (Фирма) Способ получени жидких и газообразных углеводородов из горючих сланцев
RU2160699C2 (ru) * 1994-09-13 2000-12-20 Келлогг Браун Энд Рут, Инк. Транспортная технологическая установка частичного окисления и способ низкотемпературной конверсии низкоценных углеводородных потоков
RU2300493C2 (ru) * 2001-10-22 2007-06-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения газа, содержащего водород и оксид углерода
RU2007108085A (ru) * 2004-08-03 2008-09-10 Зе Риджентс оф зи Юнивесити оф Кэлифонье (US) Способ превращения углеродистых материалов в энергетические газы, способ получения синтез-газа (варианты), способ получения жидкого топлива (варианты), установка для получения синтез-газа (варианты)

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3153091B2 (ja) 1994-03-10 2001-04-03 株式会社荏原製作所 廃棄物の処理方法及びガス化及び熔融燃焼装置
US2987387A (en) 1958-12-30 1961-06-06 Texaco Inc Method for the production of carbon monoxide from solid fuels
US3985519A (en) 1972-03-28 1976-10-12 Exxon Research And Engineering Company Hydrogasification process
NL171597C (nl) 1972-12-15 1983-04-18 Shell Int Research Werkwijze en inrichting voor de bereiding van gas door partiele verbranding gevolgd door carbureren.
US3847567A (en) 1973-08-27 1974-11-12 Exxon Research Engineering Co Catalytic coal hydrogasification process
US3926775A (en) 1973-11-01 1975-12-16 Wilburn C Schroeder Hydrogenation of coal
JPS5156284A (en) 1974-11-13 1976-05-17 Hitachi Ltd Chitsusosankabutsu oyobi anmonia ofukumu haigasuchuno anmonianodobunsekiho oyobi sono sochi
US3957460A (en) 1975-09-09 1976-05-18 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Oxidation of coal-water slurry feed to hydrogasifier
US4012311A (en) 1975-10-30 1977-03-15 Cities Service Company Short residence time low pressure hydropyrolysis of carbonaceous materials
US4158697A (en) 1975-12-29 1979-06-19 Clean Energy Corporation Coal treatment apparatus
US4073698A (en) 1976-06-04 1978-02-14 Energetics Science, Inc. Method and device for the detection and measurement of carbon monoxide in the presence of hydrogen
US4118204A (en) 1977-02-25 1978-10-03 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of an intermediate Btu gas
US4372755A (en) 1978-07-27 1983-02-08 Enrecon, Inc. Production of a fuel gas with a stabilized metal carbide catalyst
US4211540A (en) 1978-12-29 1980-07-08 Fluor Corporation Process for the manufacture of fuel gas
US4244706A (en) 1979-09-10 1981-01-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for gasifying carbonaceous material from a recycled condensate slurry
US4341530A (en) 1979-12-05 1982-07-27 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Slurry atomizer for a coal-feeder and dryer used to provide coal at gasifier pressure
DK144602C (da) 1979-12-18 1982-09-27 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade til fremstilling af en gasblanding med hoejt indhold af c2-kulbrinter
US4385905A (en) 1980-04-04 1983-05-31 Everett Metal Products, Inc. System and method for gasification of solid carbonaceous fuels
DE3033796A1 (de) 1980-09-09 1982-04-22 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Elektrochemischer sensor zum nachweis reduzierender gase, insbesondere von kohlenmonoxid, hydrazin und wasserstoff in luft
US4397888A (en) 1981-01-14 1983-08-09 Westinghouse Electric Corp. Thick film sensor for hydrogen and carbon monoxide
US4526903A (en) 1981-01-23 1985-07-02 Dut Pty Limited Process for the production of synthesis gas from coal
US4833171A (en) 1981-01-27 1989-05-23 Sweeney Maxwell P Synthesis gas system
US4348487A (en) 1981-11-02 1982-09-07 Exxon Research And Engineering Co. Production of methanol via catalytic coal gasification
US4560547A (en) 1982-06-28 1985-12-24 Institute Of Gas Technology Production of hydrogen from oil shale
US4483691A (en) 1982-09-30 1984-11-20 Engelhard Corporation Production of synthetic natural gas from coal gasification liquid by-products
AU559953B2 (en) 1982-09-30 1987-03-26 International Control Automation Finance Sa Carbon monoxide detector
US4597776A (en) 1982-10-01 1986-07-01 Rockwell International Corporation Hydropyrolysis process
CA1300885C (en) 1986-08-26 1992-05-19 Donald S. Scott Hydrogasification of biomass to produce high yields of methane
US5427762A (en) 1987-05-27 1995-06-27 Hydrocarb Corporation Process for the conversion of carbonaceous feedstocks to particulate carbon and methanol
US4983296A (en) 1989-08-03 1991-01-08 Texaco Inc. Partial oxidation of sewage sludge
US5354547A (en) 1989-11-14 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by adsorbent membranes
US5250175A (en) 1989-11-29 1993-10-05 Seaview Thermal Systems Process for recovery and treatment of hazardous and non-hazardous components from a waste stream
US5656044A (en) 1992-05-07 1997-08-12 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus for gasification of organic materials
USRE35377E (en) 1993-05-27 1996-11-12 Steinberg; Meyer Process and apparatus for the production of methanol from condensed carbonaceous material
US5344848A (en) * 1993-05-27 1994-09-06 Meyer Steinberg Process and apparatus for the production of methanol from condensed carbonaceous material
US5439580A (en) 1993-11-05 1995-08-08 The Ohio State University Solid-state gas sensor for carbon monoxide and hydrogen
US5741440A (en) * 1994-02-28 1998-04-21 Eastman Chemical Company Production of hydrogen and carbon monoxide
US5496859A (en) 1995-01-28 1996-03-05 Texaco Inc. Gasification process combined with steam methane reforming to produce syngas suitable for methanol production
US6053954A (en) 1996-06-14 2000-04-25 Energy & Environmental Research Center Methods to enhance the characteristics of hydrothermally prepared slurry fuels
US6044689A (en) 1997-04-24 2000-04-04 Ngk Insulators, Ltd. Apparatus for sensing low concentration NOx, chamber used for apparatus for sensing low concentration NOx; gas sensor element and method of manufacturing the same; and ammonia removing apparatus and NOx sensor utilizing this apparatus
US6025403A (en) * 1997-07-07 2000-02-15 Mobil Oil Corporation Process for heat integration of an autothermal reformer and cogeneration power plant
US20030022035A1 (en) 1997-11-07 2003-01-30 Galloway Terry R. Process and system for converting carbonaceous feedstocks into energy without greenhouse gas emissions
US5989398A (en) 1997-11-14 1999-11-23 Motorola, Inc. Calorimetric hydrocarbon gas sensor
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
ITMI980865A1 (it) 1998-04-23 1999-10-23 Eniricerche S P A Ora Enitecno Procedimento per la preparazione di idrocarburi da gas di sintesi
GB9817526D0 (en) 1998-08-13 1998-10-07 Ici Plc Steam reforming
US6257980B1 (en) * 1998-12-24 2001-07-10 B.I.S., L.L.C. Method and apparatus for identifying a winner in a bingo game
US6225358B1 (en) 1999-02-16 2001-05-01 Syntroleum Corporation System and method for converting light hydrocarbons to heavier hydrocarbons with improved water disposal
US6752210B2 (en) * 2000-04-24 2004-06-22 Shell Oil Company In situ thermal processing of a coal formation using heat sources positioned within open wellbores
US6495610B1 (en) 2000-06-19 2002-12-17 Imperial Chemical Industries Plc Methanol and hydrocarbons
US6612269B2 (en) 2000-08-11 2003-09-02 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for operating internal combustion engines from variable mixtures of gaseous fuels
US6527980B1 (en) 2000-10-12 2003-03-04 Air Products And Chemicals, Inc. Reforming with intermediate reactant injection
JP2002155288A (ja) 2000-11-21 2002-05-28 Yukuo Katayama 石炭ガス化方法
US6550310B1 (en) 2000-11-28 2003-04-22 Honeywell International Inc. Catalytic adsorption and oxidation based carbon monoxide sensor and detection method
US6685754B2 (en) * 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
GB0129054D0 (en) 2001-12-05 2002-01-23 Accentus Plc Catalytic reactor and process
US20080031809A1 (en) * 2006-07-18 2008-02-07 Norbeck Joseph M Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
US7619012B2 (en) 2006-07-18 2009-11-17 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for steam hydro-gasification in a fluidized bed reactor
HUP0500320A3 (en) 2002-02-05 2008-09-29 Univ California Production of synthetic transportation fuels from carbonaceous materials using self-sustained hydro-gasification
US8349288B2 (en) * 2006-12-06 2013-01-08 The Regents Of The University Of California Process for enhancing the operability of hot gas cleanup for the production of synthesis gas from steam-hydrogasification producer gas
US8143319B2 (en) * 2006-07-18 2012-03-27 The Regents Of The University Of California Method and apparatus for steam hydro-gasification with increased conversion times
US20080016770A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Norbeck Joseph M Method for high energy density biomass-water slurry
US6774148B2 (en) * 2002-06-25 2004-08-10 Chevron U.S.A. Inc. Process for conversion of LPG and CH4 to syngas and higher valued products
US20050165261A1 (en) 2003-03-14 2005-07-28 Syntroleum Corporation Synthetic transportation fuel and method for its production
US7056487B2 (en) 2003-06-06 2006-06-06 Siemens Power Generation, Inc. Gas cleaning system and method
US7108842B2 (en) 2004-01-15 2006-09-19 Conocophillips Company Process for the catalytic partial oxidation of H2S using staged addition of oxygen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU784791A3 (ru) * 1973-03-09 1980-11-30 Институт Оф Газ Текнолоджи (Фирма) Способ получени жидких и газообразных углеводородов из горючих сланцев
RU2160699C2 (ru) * 1994-09-13 2000-12-20 Келлогг Браун Энд Рут, Инк. Транспортная технологическая установка частичного окисления и способ низкотемпературной конверсии низкоценных углеводородных потоков
RU2300493C2 (ru) * 2001-10-22 2007-06-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения газа, содержащего водород и оксид углерода
RU2007108085A (ru) * 2004-08-03 2008-09-10 Зе Риджентс оф зи Юнивесити оф Кэлифонье (US) Способ превращения углеродистых материалов в энергетические газы, способ получения синтез-газа (варианты), способ получения жидкого топлива (варианты), установка для получения синтез-газа (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011145368A (ru) 2013-05-20
WO2010104732A3 (en) 2011-01-13
WO2010104732A2 (en) 2010-09-16
AU2010222913A1 (en) 2012-02-02
CA2762406A1 (en) 2010-09-16
AU2010222913B2 (en) 2015-02-12
US20090221721A1 (en) 2009-09-03
CN102428023A (zh) 2012-04-25
US8603430B2 (en) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2544666C2 (ru) Регулирование состава синтез-газа в установке парового риформинга метана
AU2007275752B2 (en) Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer
AU2007275751B2 (en) Operation of a steam methane reformer by direct feeding of steam rich producer gas from steam hydro-gasification
US8349288B2 (en) Process for enhancing the operability of hot gas cleanup for the production of synthesis gas from steam-hydrogasification producer gas
JP2008525532A (ja) 炭質材料の水素添加ガス化を向上させるための方法としての蒸気熱分解
US20080021120A1 (en) Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor
GB2593939A (en) Process
Kuba Participation Matthias Binder (matthias. binder@ best-research. eu) Katharina Fürsatz (katharina. fuersatz@ best-research. eu) Jürgen Loipersböck (juergen. loipersboeck@ best-research. eu)
Park et al. Operation of a steam hydro-gasifier in a fluidized bed reactor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180305