【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过煤的催化温和温度热解制造烃和改质煤的系统和方法相关申请的交叉引用本申请是2015年5月22日提交的国际(PCT)申请序列号PCT/US2015/032252的中国国家阶段申请,该PCT申请要求2014年5月23日提交的美国临时专利申请序列号62/002,674的权益和优先权。前述申请通过引用以其全文结合于此。
本技术一般地涉及一种系统和方法,其可用于将固体碳质材料转化为一组有用的产物。更具体地,本技术涉及一种系统和方法,其利用催化剂来将固体碳质材料转化成气体产物、液体产物、和/或改质固体产物(例如,改质固体碳质产物)。
技术介绍
鉴于原油储量的全球分布不均匀和公众关注的原油储量的有限性质,对基于可替代原料(例如:煤、生物质等)来开发替代生产技术的需求不断增长。在过去的数十年中,煤制油(CTL)技术已经取得了一些进展。技术上最佳确定的生产烃液体的途径包括气化,其一般包括较高温度的蒸汽和氧共进料产生合成气。在进一步转化为甲醇中间体或用于直接合成之前,需要对所得合成气进行显著清洁,并且因此通常包括一种集成的多步骤途径的基于气化的设备,其典型地建造以及操作昂贵。另一种从煤生产烃液体的途径是所谓的直接煤液化(DCL)途径,其包括通过将煤固体与纯氢气进行高压处理来将其直接液化。即使该DCL方法典型地会利用催化剂,但是从催化反应器出来的所需烃产物流的选择性低并且需要进一步处理。换言之,该DCL方法不能被调节以产生特定烃产物,并且特别是产生较低分子量的烃。因此,该DCL产物流需要显著的另外的化学改质步骤,这导致设施的构建和操作需要花费大量成本。另一种从煤生产烃液体的常 ...
【技术保护点】
一种固体碳质材料的改质方法,包括:在催化剂存在下和在部分热解条件下加热固体碳质材料,以及获得改质固体碳质产物、气体产物和废催化剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.23 US 62/002,6741.一种固体碳质材料的改质方法,包括:在催化剂存在下和在部分热解条件下加热固体碳质材料,以及获得改质固体碳质产物、气体产物和废催化剂。2.如权利要求1所述的方法,其中所述固体碳质材料是煤,并且所述改质固体碳质产物是改质煤产物。3.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的固定碳重量为所述固体碳质材料中固定碳重量的至少50%。4.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的灰分重量为所述固体碳质材料中灰分重量的至少60%。5.如权利要求2所述的方法,其中保留在所述改质煤产物中的灰分重量为煤中灰分重量的至少60%。6.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的挥发性物质的重量为所述固体碳质材料中挥发性物质重量的约10%至约90%。7.如权利要求2所述的方法,其中保留在所述改质煤产物中的挥发性物质的重量为煤中挥发性物质重量的约10%至约90%。8.如权利要求1所述的方法,还包括:在部分热解条件下进行加热之前,使用干燥器、脱灰机和洗涤器中的至少一种对起始固体碳质材料进行预处理。9.如权利要求1所述的方法,还包括:获得CO2,其量大于起始固体碳质材料中挥发性物质的约10wt%。10.如权利要求1所述的方法,还包括:将气体产物与所述改质固体碳质产物进行分离。11.如权利要求11所述的方法,还包括:将分离的气体产物冷凝成气体流和液体流。12.如权利要求11所述的方法,还包括:将分离的气体产物压缩,形成气体流和液体流。13.如权利要求1所述的方法,还包括:获得不可冷凝燃料气体,其量是起始固体碳质材料中挥发性物质的约1wt%至约40wt%。14.如权利要求2所述的方法,还包括:获得不可冷凝燃料气体,其量是起始煤中挥发性物质的约1wt%至约40wt%。15.如权利要求1所述的方法,还包括:获得LPG,其量大于起始固体碳质材料中挥发性物质的约1wt%至约40wt%。16.如权利要求2所述的方法,还包括:获得LPG,其量大于起始煤中挥发性物质的约1wt%至约40wt%。17.如权利要求1所述的方法,还包括:获得BTEX,其量是起始固体碳质材料中挥发性物质的约0.5wt%至约40wt%。18.如权利要求2所述的方法,还包括:获得BTEX,其量是起始煤中挥发性物质的约0.5wt%至约40wt%。19.如权利要求1所述的方法,还包括:获得高级烃,其量是起始固体碳质材料中挥发性物质的约0.3wt%至约20wt%。20.如权利要求2所述的方法,还包括:获得高级烃,其量是起始煤中挥发性物质的约0.3wt%至约20wt%。21.如权利要求1所述的方法,还包括:获得含杂原子的有机物,其量不大于起始固体碳质材料中挥发性物质的5wt%。22.如权利要求2所述的方法,还包括:获得含杂原子的有机物,其量不大于起始固体碳质材料中挥发性物质的5wt%。23.如权利要求1所述的方法,其中所述废催化剂和所述改质固体碳质产物作为混合物回收。24.如权利要求2所述的方法,其中所述废催化剂和所述改质固体煤作为混合物回收。25.如权利要求1所述的方法,其中所述废催化剂和所述改质固体碳质产物分别回收。26.如权利要求26所述的方法,还包括:通过使所述废催化剂与含有至少一种氧化气体的气体混合物接触以形成再生催化剂而再生所述废催化剂。27.如权利要求27所述的方法,其中至少一部分所述再生催化剂在另外的固体碳质材料的存在下在随后的部分热解反应中被加热。28.如权利要求26所述的方法,还包括:通过用酸性溶液酸洗所述废催化剂以形成再生催化剂而再生所述废催化剂。29.如权利要求29所述的方法,其中至少一部分所述再生催化剂在另外的固体碳质材料的存在下在随后的部分热解反应中被加热。30.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的总硫的重量不超过起始固体碳质材料中的总硫重量的80%。31.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的有机硫的重量不超过起始固体碳质材料中的有机硫的重量的50%。32.如权利要求1所述的方法,其中保留在所述改质固体碳质产物中的硫酸盐的重量不超过起始固体碳质材料中的硫酸盐的重量的50%。33.一种将选矿系统中的固体碳质材料转化为改质固体碳质产物的方法,所述方法包括:将固体碳质材料和催化剂引入到热解反应器中以产生气体产物流和固体产物流,其中所述固体产物流包含所述改质固体碳质产物;从所述反应器中回收所述气体产物流;和从所述反应器中回收所述固体产物流。34.如权利要求34所述的方法,其中所述固体碳质材料是煤,并且所述改质固体碳质产物是改质煤产物。35.如权利要求34所述的方法,其中所述催化剂固定在所述热解反应器中;并且所述方法还包括:从所述热解反应器内的所述催化剂中分离所述改质固体碳质产物。36.如权利要求36所述的方法,还包括:从所述热解反应器中回收分离的废催化剂;将所述废催化剂转移到再生器;和在所述再生器中再生所述废催化剂,其中除去废催化剂中的未热解的煤、焦炭和碳质材料。37.如权利要求36所述的方法,还包括:将所述气体产物流转移到分离器;和在所述分离器中至少部分地冷凝所述气体产物流,产生精制气流、烃液体流和水性液体相流。38.如权利要求34所述的方法,其中所述固体产物流还包含废催化剂,所述方法还包括:从所述热解反应器回收所述固体产物流之后,将所述固体产物流分离成所述改质固体碳质产物和所述废催化剂,其中该分离的废催化剂包含所述催化剂以及未热解的煤、焦炭和碳质材料中的至少一种。39.如权利要求39所述的方法,还包括:将分离的催化剂转移到再生器中,其中除去催化剂中至少一部分的未热解的煤、焦炭和碳质材料中的至少一种;和将所述气体产物流转移到分离器中,其中在分离器中将所述气体产物流至少部分地冷凝,产生精制气流、烃液体流和水性液体相流。40.如权利要求40所述的方法,其中通过燃烧、蒸汽和...
【专利技术属性】
技术研发人员:W·拉塔,M·塔吉特,H·加达拿,W·威廉斯,J·阿斯曼,R·贝林豪森,L·姆莱奇科,
申请(专利权)人:LP雅米纳有限责任公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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