本发明专利技术涉及用于生产合成燃料，特别是航空涡轮燃料（煤油）、汽油和/或柴油的装置，其包括：a)用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备，b)用于生产包含一氧化碳、氢气、二氧化碳和水的粗制合成气的合成气生产设备，其中所述合成气生产设备具有从用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备导出的二氧化碳供应管线、空气供应管线和水供应管线，c)用于从在合成气生产设备中制成的粗制合成气中分离出二氧化碳和水的分离设备，d)用于由在分离设备中从中分离出二氧化碳和水的合成气借助费托工艺生产烃的费托设备，e)用于将费托设备中制成的烃精炼为合成燃料的精炼设备，f)用于将水脱盐的脱盐设备，其中所述脱盐设备具有来自用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备的水供应管线和通向费托设备的水排出管线，和g)水净化设备，其包括从费托设备导出的水供应管线以净化在其中产生的水，其中所述装置进一步包括用于将非甲烷的烃转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气的预重整器和i)从水净化设备通向预重整器的水蒸气供应管线、ii)从精炼设备通向预重整器的工艺气体供应管线和/或从费托设备通向预重整器的返回气体管线和iii)从预重整器通向与合成气生产设备相连的水供应管线的循环管线。的循环管线。的循环管线。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不使用淡水生产合成燃料的装置和方法
[0001]本专利技术涉及用于生产合成燃料，特别是航空涡轮燃料、柴油和/或汽油的装置和方法。
[0002]有许多不同的方法用于生产燃料，如航空涡轮燃料、柴油、汽油等。这些方法主要基于化石原料的加工，如原油的精炼、煤的液化或由天然气、水和氧气合成燃料。由天然气、水和氧气合成燃料也被称为“天然气制油”法。在这种方法中，首先由天然气、水和氧气生产包含氢气和一氧化碳的合成气，其然后在费托合成中转化为烃，所述烃主要由长链的正链烷组成。然后通过裂化和异构化将这些烃转化为合成燃料。
[0003]与此类似的方法是将电能转化为合成燃料，这被称为“电转液（power
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liquids）”。为此，将水和二氧化碳转化为合成气，其然后以类似于“天然气制油”法的方式进一步加工成合成燃料。“天然气制油”法和“电转液”法的一个明显缺点在于需要相当大量的淡水。但是，所需纯度的水是昂贵的原料。此外，在已知方法中产生相对大量的在这些方法中未使用的废气和废水，这从环境角度看是不理想的。
[0004]由此出发，本专利技术的目的是提供用于生产合成燃料的装置和方法，其可在没有或最多少量淡水供应的情况下运行并产生仅极少量的未使用的废气和废水，这使得合成燃料的产率增加，并且仍可仅用电能和优选可再生能源运行。
[0005]根据本专利技术，通过用于生产合成燃料，特别是航空涡轮燃料、柴油和/或汽油的装置实现这一目的，所述装置包括：a) 用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备，b) 用于生产包含一氧化碳、氢气、二氧化碳和水的粗制合成气的合成气生产设备，其中所述合成气生产设备具有从用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备导出的二氧化碳供应管线、空气供应管线和水或水蒸气供应管线，c) 用于从在合成气生产设备中制成的粗制合成气中分离出二氧化碳和水的分离设备，d) 用于由在分离设备中从中分离出二氧化碳和水的合成气借助费托工艺生产烃的费托设备，e) 用于将费托设备中制成的烃精炼为合成燃料的精炼设备，f) 用于将水脱盐的脱盐设备，其中所述脱盐设备具有来自用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备的水供应管线和通向费托设备的水排出管线，和g) 水净化设备，其包括从费托设备导出的水供应管线以净化在其中产生的水，其中所述装置进一步包括用于将非甲烷的烃转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气的预重整器和i) 从水净化设备通向预重整器的水蒸气供应管线、ii) 从精炼设备通向预重整器的工艺气体供应管线和/或从费托设备通向预重整器的返回气体管线和iii) 从预重整器通向与合成气生产设备相连的水或水蒸气供应管线的循环管线。
[0006]由于在根据本专利技术的装置和根据本专利技术的方法中，燃料合成，特别是合成气生产和费托合成所需的水部分获自环境空气，并且其所需的二氧化碳完全获自环境空气，并且在燃料合成，特别例如费托合成过程中在水净化设备中产生的(反应)水以及优选在合成气
生产中在脱盐设备中产生的(反应)水被净化到循环所需的程度、在预重整器中加工并从此处循环到合成气生产设备中，因此根据本专利技术的装置和根据本专利技术的方法可以仅用由环境空气产生的水和由费托合成中的装置和任选其它装置部分，如合成气生产设备运行中产生的(反应)水运行，即没有或最多少量淡水供应，并特别以二氧化碳中性方式。在此，为了能够在没有或最多少量淡水供应的情况下工作，在费托设备中进行的费托合成中产生的(反应)水的使用，特别是在合成气生产设备中的使用是重要的，因为仅在用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备中获自空气的水通常不足以满足此用途。在此，在费托合成过程中产生的(反应)水在合成气生产设备中的使用只能通过以下方式才实现：所述(反应)水——其特征在于由于被大约2质量%的烃，特别例如C1‑6醇、醛和丙酮污染而具有极高COD含量——在水净化设备中净化，以至少分离出导致高COD含量的杂质，然后在经由水供应管线循环到合成气生产设备之前在预重整器中处理。如下文解释，优选进行在水净化设备中的水净化，以使所述大约2质量%的烃杂质的至少大部分保留在已从中分离出导致高COD含量的杂质的净化水中。然后将这些烃在预重整器中转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气，其可在合成气生产设备中再利用。因此，除了在费托合成中产生的(反应)水之外，来自费托合成的烃废物也可在合成气生产设备中再利用。根据本专利技术的装置的进一步优点在于，借助从精炼设备通向预重整器的工艺气体供应管线或从费托设备通向预重整器的返回气体管线，来自精炼设备的特别含有C1‑5烃的工艺气体或来自费托设备的特别含有C1‑7烃、一氧化碳和二氧化碳的工艺气体在预重整器中转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气，它们在合成气生产设备中再利用——它们经由循环管线供应到该合成气生产设备中。因此，烃副产物在根据本专利技术的装置或根据本专利技术的方法中再利用，而非作为废物排出和弃置，这不仅减少产生的废物量，而且特别还使产率最大化并因此使合成气生产装置的效率增加至少13%。因此，用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备、脱盐设备、水净化设备、预重整器和合成气生产设备在此一起协同工作，以不仅利用在费托合成中产生的(反应)水，还再利用在费托合成中和任选在精炼设备中产生的烃，由此使合成燃料的产率最大化，使烃废物量最小化并将装置的淡水需求减小到零或至少非常低的值。除此之外，由此可显著减少该装置在其运行过程中排出的废水量。此外，根据本专利技术的装置和根据本专利技术的方法使得可以显著减少未使用的废气量，因为产生的工艺气体在该装置的个别部分中再利用。最后，根据本专利技术的装置和根据本专利技术的方法可以仅用电能和以节约资源的方式运行，因为不需要天然和化石原料，如原油、天然气等。
[0007]根据本专利技术，用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备是可从环境空气中获取二氧化碳和水并然后将它们彼此分开供应的设备。用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备因此可同时从空气中获取二氧化碳和水，但之后将水与二氧化碳分离，以使得用于分开获取二氧化碳和水的设备提供水流和与此分开的二氧化碳流。
[0008]根据本专利技术，分离设备被设计为从在合成气生产设备中制成的粗制合成气中分离出二氧化碳和水，费托设备被设计为由在分离设备中从中分离出二氧化碳和水的合成气借助费托工艺生产烃，精炼设备被设计为将费托设备中制成的烃精炼为合成燃料。这意味着用于分离出二氧化碳和水的分离设备经由粗制合成气供应管线与合成气生产设备相连，用于借助费托工艺生产烃的费托设备经由合成气供应管线与分离设备相连，且精炼设备经由烃供应管线与费托设备相连。
[0009]如上文解释，根据本专利技术的装置可以在没有或最多少量淡水的情况下运行，因此优选没有淡水供应管线。淡水供应管线在此是指将水从外部导入该装置的各种管线，但将含有小百分比水的环境空气导入该装置的管线除外。
[0010]根据本专利技术，该装置包括用于将相比于甲烷而言更高级的烃转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气的预重整器，和从水净化设备通向预重整器的水蒸气供应管线，经其从水净化设备供应水蒸气，所述水蒸气含有来自在费托设备中进行的费托合成的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于生产合成燃料，特别是航空涡轮燃料（煤油）、汽油和/或柴油的装置(10)，其包括：a) 用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备(12)，b) 用于生产包含一氧化碳、氢气、二氧化碳和水的粗制合成气的合成气生产设备(18)，其中所述合成气生产设备(18)具有从用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备(12)导出的二氧化碳供应管线(20)、空气供应管线(22)和水供应管线(24)，c) 用于从在合成气生产设备(18)中制成的粗制合成气中分离出二氧化碳和水的分离设备(26)，d) 用于由在分离设备(26)中从中分离出二氧化碳和水的合成气借助费托工艺生产烃的费托设备(28)，e) 用于将费托设备(28)中制成的烃精炼为合成燃料的精炼设备(30)，f) 用于将水脱盐的脱盐设备(32)，其中所述脱盐设备(32)具有来自用于从环境空气中分开获取二氧化碳和水的设备(12)的水供应管线(34)和通向费托设备(28)的水排出管线(40)，和g) 水净化设备(42)，其包括从费托设备(28)导出的水供应管线(46)以净化在其中产生的水，其中所述装置进一步包括用于将非甲烷的烃转化为甲烷、碳氧化物、水和氢气的预重整器(48)和i) 从水净化设备(42)通向预重整器(48)的水蒸气供应管线(50)、ii) 从精炼设备(30)通向预重整器(48)的工艺气体供应管线(54、52)和/或从费托设备(28)通向预重整器(48)的返回气体管线(56、52)和iii) 从预重整器(48)通向与合成气生产设备(18)相连的水供应管线(24)的循环管线(62)。2.根据权利要求1的装置(10)，其特征在于所述装置没有淡水供应管线。3.根据权利要求1或2的装置(10)，其特征在于所述水净化设备(42)被设计为部分蒸发器，其中不仅部分蒸发水，还部分蒸发其中所含的烃。4.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述精炼设备(30)包括至少一个异构裂化反应器，其中所述至少一个异构裂化反应器具有不需要硫化的催化剂，优选具有贵金属催化剂。5.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述用于将水脱盐的脱盐设备(32)还具有来自合成气生产设备(18)的水供应管线(36)和来自分离设备(26)的水供应管线(38)。6.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述水净化设备(42)还包括从精炼设备(30)导出的水供应管线以净化在其中产生的水。7.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述合成气生产设备(18)包括一个或多个共
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固体氧化物电解池。8.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述分离设备(26)包括用于从合成气中通过吸收分离出二氧化碳的胺洗涤器、用于将水冷凝和用于将气体压缩到费托合成中所需的压力的压缩机、通向合成气生产设备(18)或通向从用于分开获取二氧化碳和水的设备(12)引向合成气生产设备(18)的二氧化碳管线(20)的二氧化碳循环管线(27)和通向费托设备(28)的合成气供应管线(29)。
9.根据前述权利要求的至少一项的装置(10)，其特征在于所述脱盐设备(32)包括一种或多种阴离子和阳离子交换剂和用于脱气的膜设备，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：迈克尔，
类型：发明
国别省市：
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