合成气及合成气衍生产品的制备制造技术

一种制备合成气的方法，该方法包括以下步骤：　　　　在气化阶段，气化含碳原料，从而提供至少包括Ｈ↓［２］、ＣＯ和ＣＨ↓［４］的原合成气；以及　　　　在部分氧化阶段，在氧气存在下，部分氧化原合成气，从而提供与原合成气相比含较少ＣＨ↓［４］、较多Ｈ↓［２］和ＣＯ的改良合成气。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合成气及合成气衍生产品的制备
本专利技术涉及合成气和合成气衍生产品的制备。具体地，本专利技术涉及合成气的制备方法，和合成气衍生产品的制备方法。
技术介绍
为了制备合成气，使用气化器气化固体含碳原料。当使用某些气化器如鲁奇(Lurgi商品名)移动床气化器由煤炭制备合成气时，产生大量的甲烷，并且在由气化器制备的原合成气中存在焦油和固体。在许多依靠使用气化器由固体含碳原料制备的合成气原料的方法中，如费希尔-特罗凯(Fische-Tropsch)合成气转化方法，合成气中的甲烷会导致问题，因为它惰性地通过该工艺时显著地降低设备的性能。由于为了去除焦油和固体，合成气首先必须淬火，因此合成气中的焦油和固体也会导致问题。其影响在于由于淬火过程中的热能的损失导致降低合成气的蒸汽产生能力，从而仅生成低压蒸汽。
技术实现思路
根据本专利技术的一个技术方案，提供一种制备合成气的方法，该方法包括：在气化阶段，气化含碳原料，从而提供包括至少H2、CO和CH4的原合成气；以及-->在部分氧化阶段，在氧气存在下，部分氧化原合成气，从而提供与原合成气相比含较少CH4、较多H2和CO的改良合成气。部分氧化阶段典型地为非催化的热部分氧化阶段。典型地，当含碳原料为煤炭等时，原合成气包含焦油和固体。有利地，通过使原合成气进行热部分氧化，制备的改良合成气基本不含有重质烃(如焦油)和固体、以及甲烷，从而避免了为去除焦油和固体而用水淬火原合成气。固体可以作为熔渣从部分氧化反应器中被去除。可以在约1000℃～约1600℃之间的温度下进行热部分氧化，更优选在约1100℃～约1400℃之间，如在约1300℃的温度下。部分氧化阶段的操作温度必须高于灰烬熔化温度。该方法可以包括使改良合成气进行水-煤气变换反应的阶段，从而提供具有更理想的H2和CO摩尔比、如1∶1.7或1∶2的摩尔比的富氢的合成气。使改良合成气进行水-煤气变换反应的阶段典型地包括在至少400℃、优选在约410～约450℃之间的温度下向该改良合成气中加入蒸汽。该方法可以包括在冷却阶段冷却改良合成气并制备蒸汽。在冷却阶段，在至少34bar、优选在至少41bar压力下制备蒸汽。该高压蒸汽可以有利地在气化阶段和/或在水-煤气变换反应阶段中使用，从而无需制备或提供额外的高压蒸汽。典型地，在冷却阶段，从合成气中去除冷凝水。改良合成气可以被冷却至所述水-煤气变换反应阶段的操作温度，典型地在700℃～900℃之间。该方法也可以包括在冷却阶段冷却富氢的合成气并制备蒸汽。该蒸汽可以为高压蒸汽。-->典型地，在氧气和蒸汽存在下，使用如鲁奇(Lurgi，商品名)移动床气化器的气化器气化含碳原料。该方法可以包括在重整阶段重整蒸汽和含甲烷的原料。重整阶段的产品蒸汽可以与改良合成气混合。可以由高温改良合成气获得这种重整反应所需的能量，也就是，部分在冷却步骤中可以被用于产生蒸汽的能量可以被用于为重整阶段提供能量。在该方法的包括重整阶段的优选实施例中，因此该重整阶段是气热重整阶段，其中，改良合成气在为重整阶段提供能量的同时被冷却。因而，该方法可以包括向重整阶段加入气态或液态的含甲烷的原料。根据本专利技术的另一技术方案，提供了一种生产合成气衍生产品的方法，该方法包括以下步骤：以前述方法制备合成气；以及在合成气转换阶段，将合成气转化为合成气衍生产品。在本专利技术的一个实施例中，合成气转换阶段为费希尔-特罗凯烃合成阶段。然而，可以理解，合成气转换阶段可以为任何需要合成气的合成阶段，如甲醇、高级醇或氧代醇合成阶段。费希尔-特罗凯烃合成阶段可以使用任何适当的反应器，如管形固定床反应器(tubular fixed bed reactor)、泥浆床反应器(slurry bed reactor)或循环床反应器(ebullating bed reactor)。反应器内的压力可以在1bar～100bar之间，同时温度可以在200℃～380℃之间。优选地，费希尔-特罗凯烃合成阶段为高温的费希尔-特罗凯烃合成阶段。因而，反应器-->包括微粒形态的费希尔-特罗凯催化剂。该催化剂可以包括作为其活性催化组分的Co、Fe、Ni、Ru、Re和/或Rh。可以用一种或多种选自碱金属、V、Cr、Pt、Pd、La、Re、Rh、Ru、Th、Mn、Cu、Mg、K、Na、Ca、Ba、Zn以及Zr的助催化剂促进该催化剂。该催化剂可以为载体催化剂，其中如Co的活性催化剂组分可以负载于如Al2O3、TiO2、SiO2、ZnO或其组合的适当的载体上。该方法可以包括在将合成气转化为合成气衍生物之前去除该合成气中的硫化合物的步骤。去除硫化合物可以包括使用所谓的甲醇吸收法脱酸性气过程(Rectisol process)，其中用甲醇洗涤该合成气。在合成气的转换阶段中，可以形成包括CH4的产品气。CH4可以从产品气中分离。在本专利技术的一个实施例中，在冷分离阶段从一种或多种冷凝流中分离CH4。分离的CH4可以被燃烧。或者，该分离的CH4可以被再循环到部分氧化阶段。因而，本专利技术的方法一个实施例的特征在于，合成气转化阶段的后续处理不需要重整阶段，如蒸汽重整阶段，因为该方法的这一实施例中含碳物质的气化过程中形成的甲烷的大部分的，及可选择地，重循环的甲烷的大部分在部分氧化阶段被氧化。在包括重组阶段的该方法的另一实施例中，在合成气转化阶段形成包括CH4的产品气，该方法进一步包括从产品气中分离CH4、并且再循环CH4到重整阶段。附图说明根据附加的简图，通过实施例描述本专利技术，其中-->图1说明根据本专利技术的制备合成气衍生产品的方法的实施例，该方法包括制备合成气的方法；图2说明了根据本专利技术的制备合成气衍生产品的方法的另一实施例，该方法包括制备合成气的方法。具体实施方式根据图1，附图标记10通常表示根据本专利技术的制备合成气衍生产品的方法。如图1中的简化流程图所示，方法10包括气化阶段12、部分氧化阶段14、第一冷却阶段15、水-煤气变换反应阶段16、第二冷却阶段18、合成气脱硫阶段20、合成气转化阶段22、CO2去除阶段24以及冷却分离阶段26。煤炭原料管线28及蒸汽和氧气供应管线30进入到气化阶段12，提供脱灰线32以从气化阶段12去除其中的灰分。原料气体管线34从气化阶段12进到部分氧化阶段14。氧气供应管线36也进到部分氧化阶段14。从部分氧化阶段14引出除渣管线37。部分氧化阶段14通过改良合成气管线38连接到第一冷却阶段15和水-煤气变换反应阶段16。蒸汽供应管线40也进到水-煤气变换反应阶段16，从而如果需要，提供额外的蒸汽。由第一冷却阶段15引出高压蒸汽管线17和可能的冷凝物去除管线19。-->富氢合成气管线42将水-煤气变换反应阶段16连接冷却阶段18。从冷却阶段18引出高压蒸汽管线44和冷凝物去除管线46。此外，冷却阶段18通过冷却的合成气管线48被连接到合成气脱硫阶段20。合成气脱硫阶段20具有脱石脑油管线50和脱硫管线52。甲醇供应管线54进入合成气脱硫阶段20。合成气脱硫阶段20通过最终合成气管线56连接到合成气转化阶段22。由合成气转化阶段22引出中间产物管线58和反应水去除管线60。CO2去除阶段24通过轻气体管线62连接到合成气转化阶段22，及通过无CO2的轻气体管线64连接到冷分离阶段26本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种制备合成气的方法，该方法包括以下步骤：在气化阶段，气化含碳原料，从而提供至少包括H2、CO和CH4的原合成气；以及在部分氧化阶段，在氧气存在下，部分氧化原合成气，从而提供与原合成气相比含较少CH4、较多H2和CO的改良合成气。2、如权利要求1所述的方法，其中部分氧化阶段为非催化的、热部分氧化阶段。3、如权利要求2所述的方法，其中制备的改良合成气基本上不含有重质烃和固体，因此避免了为去除重质烃和固体而需要用水淬火原合成气。4、如权利要求2所述的方法，其中在约1000℃～约1600℃之间的温度下实现热部分氧化。5、如上述任意一项权利要求所述的方法，其中使用移动床气化器在氧气和蒸汽存在下气化含碳原料。6、如上述任意一项权利要求所述的方法，该方法还包括使改良合成气进行水-煤气变换反应的阶段，从而提供具有更理想的H2和CO摩尔比的富氢的合成气。7、如权利要求6所述的方法，该方法包括在使改良合成气进行水-煤气变换反应阶段前，在冷却阶段冷却改良合成气并且在至少34bar压力下产生蒸汽。8、如权利要求6或7所述的方法，该方法包括在冷却阶段冷却富氢气的合成气和在至少34bar压力下产生蒸汽。9、如权利要求1～5中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·雅各布斯·凯泽，马古图·克尔特泽恩，
申请(专利权)人：萨索尔技术控股有限公司，
类型：发明
国别省市：