生产合成燃料的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造合成燃料的方法，包括气化包含废料和/或生物质的碳质原料以产生粗合成气；将粗合成气供应至初级净化区以从粗合成气中洗去微粒和氨或HCl；在二级净化区中使合成气与用于含硫材料的物理溶剂接触；使脱硫的粗合成气在三级净化区中与有效吸收CO2的用于CO2的物理溶剂接触；在溶剂再生阶段去除至少一部分吸收的CO2，以回收足够纯的形式CO2用于隔离或其他用途；以及将清洁的合成气供应到进一步的反应队列以产生合成燃料。到进一步的反应队列以产生合成燃料。到进一步的反应队列以产生合成燃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产合成燃料的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于以相比于该类型的常规方法降低该方法的碳强度的方式从废料和/或生物质生产例如合成燃料的有用产品的化学工程方法。

技术介绍

[0002]由废料和/或生物质制造诸如合成燃料的有用产品在本领域中是众所周知的。我们可以将此类制造方法称为WTL(废物至液体)和BTL(生物质至液体)工艺。
[0003]典型的WTL和BTL工艺涉及通过蒸汽重整废物或生物质原料的气化以产生粗合成气，然后可以在进入化学反应队列(reaction train)之前以各种方式对其进行处理和纯化以产生有用产品。
[0004]在有用产品是合成燃料(例如即用性(drop
‑
in)合成燃料)的情况下，化学反应队列通常将包括费托(FT)反应器。FT工艺广泛用于从一氧化碳和氢生产燃料，且可以用以下反应式表示：
[0005](2n+1)H2+nCO
→
C
n
H
2n+2
+nH2O
[0006]碳强度(也称为CI)是工业工艺使用或释放的碳量相对于该工艺的确实结果的量度，通常表示为该工艺产生(或可从该工艺的产物中产生的)的每兆焦能源排放的二氧化碳当量克数。
[0007]术语“碳强度”或“CI”也可以根据基于整体生命周期评价(例如从森林到排气管)的模型来解释。例如，GREET(由阿贡国家实验室(ANL)开发的公开可用的电子数据表模型)或用于根据加利福尼亚低碳燃料标准(LCFS)计算GHG排放量的阿贡国家实验室的GREET生命周期模型的加利福尼亚特定版本是CA
‑
GREET版本3.0(第1层)模型。其他合适的模型是可用的，诸如由NNFCC Ltd,Biocentre,York Science Park,Innovation Way,York,YO10 5NY UK出版的生物甲烷和沼气碳计算器(Biomethane&Biogas Carbon Calculator)。碳强度提供了工艺的整体能源效率的量度。例如，碳强度可以理解为每MJ生产的燃料的CO2当量的克数。
[0008]期望的是降低用于从废料和/或生物质生产例如合成燃料的有用产品的化学工程方法中的碳强度，以提供更有利于环境的方法。美国当前的环境标准目标是，对于在有资格获得RINs(可再生标识号)的WTL或BTL工艺中生产的先进生物燃料，与来自炼油厂的燃料的基线相比，实现温室气体排放量(以gCO2‑
eq/MJ燃料测量)减少60％或更多。在操作上，将任何给定的合成燃料生产途径的温室气体排放量减少至少65％是希望的。
[0009]降低燃料生产中的碳强度的问题在本领域中已在一定程度上得到解决。
[0010]例如，WO2015042315公开了一种降低燃料的碳排放强度的方法，该方法包括从第一烃流体生产工艺中捕获二氧化碳流体；以及将捕获的二氧化碳从一个或多个钻井孔注入地下区域中，据说这会提高该区域的第二烃流体的产量，第一或第二烃流体中的至少一种据说可被加工成包括至少部分基于捕获和注入的CO2流体的低碳强度燃料的烃燃料。
[0011]WO2013009419公开了一种低硫船用燃料组合物，其源自将各种生物油与石油基重
质残余燃料油和蒸馏油混合，其中最终硫含量和碳强度由生物油与其他重质残余燃料油和蒸馏油的比率控制。
[0012]迄今为止，似乎很少考虑如何在其他方面令人满意的WTL或BTL工艺中降低碳强度。
[0013]WTL和BTL工艺在本领域中是众所周知的。
[0014]例如，EP2350233A1涉及一种从固体生物质生产液态烃类产品的方法，该方法包括气化固体生物质以产生粗合成气，调理粗合成气以获得纯化的合成气，并使纯化的气体进行费托合成.
[0015]WO2018026388描述了将一种或多种含碳原料，例如塑料、农业残余物和森林修复木材转化为烃类。
[0016]一些现有技术的WTL和BTL工艺已寻求解决环境问题。
[0017]例如，WO2017011025A1和WO2017039741A1公开了用于生产源自城市固体废物(MSW)的高生物源碳浓度费托(F
‑
T)液体和源自可再生有机原料源的高生物源含量燃料的系统。
[0018]其他现有技术文件已经考虑了在生产过程中回收二氧化碳的方式。例如，WO2016178915公开了涉及通过使用由离子传输膜提供的氧形成烃和氧化烃的方法。该文件部分涉及一种包括蒸汽重整和随后产生合成产品的方法，其中回收该过程下游的二氧化碳和/或氢以产生合成产品。
[0019]US20110000366A1描述了一种用于处理含CO2的工艺气体流的方法，该工艺气体流是在从重油、石油焦或废物的部分氧化或煤的气化中的原料气生产纯合成气中获得的，或者在处理天然气或伴生天然气时，CO2通过物理吸附或化学吸附的方式去除，并使载有CO2的溶剂膨胀至较低的压力以解吸CO2。为了产生尽可能纯的CO2，将受污染的CO2冷凝至至少60bar[a]或低于其临界温度达到至少70bar[a]，并通过以逆流引导的气态CO2汽提去除液态CO2中所含的杂质。
[0020]EP0629685描述了一种用于生产用作合成气、还原气或燃料气的基本上不含颗粒物质、氨、卤化物、碱金属化合物和含硫气体的热清洁气体流的部分氧化工艺。
[0021]US3540867描述了通过蒸馏或通过用蒸汽和氧气气化从固体碳质燃料制造富含一氧化碳和/或氢的气体，将来自所述蒸馏或气化的热原料气体冷却至高于约180℃的温度以去除灰尘和可冷凝材料，用蒸汽富集加热所述气体，向其中加入氧气，并在裂解催化剂上裂解所述气体
‑
流
‑
氧混合物至高于约700℃的温度；在有或没有变换反应中用蒸汽转化其中所含的一氧化碳的情况下冷却来自所述裂解的气体，并从所述冷却的气体中除去CO2、H2S和NH3。
[0022]CN105505480描述了一种就去用于焦炉煤气的脱硫净化系统。
[0023]JP2015013940描述了一种气体精炼设施和一种综合煤气化联合循环设施。
[0024]US4073862描述了一种用于从诸如焦炉气的气体中去除氨、硫化氢和氢氰酸的方法。
[0025]US4810417描述了一种从煤气化的原煤气中同时生产甲醇合成气和氨合成气的方法，该原煤气最初在低温下经受H2S洗涤。
[0026]US5470361描述了一种用于气化城市废塑料的方法，将20mm块大小的废物材料片
压缩并在40至80巴的压力下加热直到温度为230℃至300℃以产生含HCl气体和含低于3000mg/kg的HCl的塑料废料，并且产生的含HCl气体用水洗涤以得到盐酸溶液。
[0027]似乎这些文件都没有提供令人满意的方法来降低在另外功能性WTL或BTL工艺中的碳强度。
[0028]本专利技术的目的是提供一种用于从废料和/或生物质制造例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造合成燃料的方法，包括：a.气化包含废料和/或生物质的碳质原料以产生包含H2、CO、CO2、至少一种包含至少CH4和焦油的其他碳质材料以及包含微粒、氨或HCl和含硫气体的污染物的粗合成气；b.将至少一部分所述粗合成气供应到初级净化区，所述初级净化区供应水性流以至少部分地从粗合成气中洗去微粒和氨或HCl，当氨是粗合成气中的污染物时，所述水性流被选择为中性或酸性水性流，并且当HCl是粗合成气中的污染物时，所述水性流被选择为包含碱性水性流，以提供包含H2、CO、CO2和包含含硫气体的污染物的水洗的粗合成气；c.将至少一部分所述水洗的粗合成气供应到二级净化区；d.在所述二级净化区中使所述水洗的粗合成气与用于含硫材料的物理溶剂接触，所述物理溶剂有效地至少部分从所述水洗的粗合成气中吸收含硫材料，并从所述二级净化区回收包含H2、CO和CO2的至少部分地脱硫、去焦油的水洗的粗合成气；e.将所述至少部分地脱硫、去焦油的水洗的粗合成气供应到三级净化区；f.在所述三级净化区中使所述至少部分地脱硫、去焦油的水洗的粗合成气与用于CO2的物理溶剂接触，所述物理溶剂有效地至少部分从所述至少部分地脱硫、去焦油的水洗的粗合成气吸收CO2，以及从所述三级净化区回收包含所述用于CO2的物理溶剂和吸收的CO2的第一流，和包含清洁合成气的第二流，所述清洁合成气包含H2、CO和任选地剩余的污染物；g.在溶剂再生阶段从所述第一流中去除至少一部分所述吸收的CO2以回收再生的溶剂并以足够纯的形式单独回收CO2用于隔离或其他用途；以及h.任选地在通过一个或多个保护床和/或可选的净化阶段以至少部分地去除任何剩余污染物之后，将所述第二流的所述清洁合成气供应至进一步的反应队列以产生合成燃料。2.根据权利要求1所述的方法，包括：部分氧化来自步骤a)的所述粗合成气以提供部分氧化的粗合成气，其包含H2、CO、CO2及含微粒、氨或HCl和含硫气体的污染物；和将至少一部分所述部分氧化的粗合成气供应到步骤b)中的所述初级净化区。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括：将来自步骤b)的所述粗合成气的至少第一部分供应到变换反应或调节区，并将所述粗合成气的H2与CO的比率变换为选定的比率以提供包含H2、CO和CO2以及含含硫气体的污染物的变换的粗合成气；以及在该过程的同时在步骤c)中向所述二级净化区供应所述变换的粗合成气。4.根据权利要求3所述的方法，包括将所述变换的粗合成气与来自步骤b)的第二部分的所述粗合成气重新组合，之后在该过程的同时在步骤c)中将组合的流供应到所述二级净化区。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，包括：将来自步骤d)的所述粗合成气的至少第一部分供应到变换反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊万，
申请(专利权)人：维洛塞斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：