提供了一种碳至液系统。该碳至液系统包括：合成气源（２０２）；配置成将合成气变换以增加合成气的Ｈ↓［２］／ＣＯ比的容器，所述容器在下游与所述合成气源以流动相通而连接；包括与变换过的合成气以流动相通而连接的氢气的气体源，所述气体源配置成与所述变换过的合成气混合以增加变换过的合成气的Ｈ↓［２］／ＣＯ比；包括入口和出口的容器，所述入口配置成接收该气体与变换过的合成气的混合物，所述容器包括催化剂，其被配置成在大约６００ｐｓｉａ的压力促进费－托合成反应，使得大约４０％的氢气／变换过的合成气的混合物被转化；和在所述入口和出口之间相通连接的循环通路，其配置成将未反应的氢气／变换过的合成气的混合物引导至所述容器的入口。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及碳至液系统，更具体地说，涉及用于最小化来自系统的 费托反应器部分的液体产物变体的方法和系统。
技术介绍
术语C5+和"液体烃"以同义词的形式使用并且是指具有五(5)个或更多 数目的碳的烃或含氧化合物，包括例如戊烷、己烷、庚烷、戊醇、戊烯，并 且其在正常大气条件下是液体。术语C4-和"气态烃"以同义词的形式使用并且是指具有四(4)个或更少 数目的碳的烃或含氧化合物，包括例如曱烷、乙烷、丙烷、丁烷、丁醇、丁 烯、丙烯，并且其在正常大气条件下是气态。现代的费托(FT)单元已经为从天然气生产合成气(syngas)进行了优化，从 天然气生产合成气又称为气至液工艺(GTL)。通常，合成气是指以下的混合 物，主要是H2和CO，外加一些C02,全部处于各种不同的比例。FT反应器 在较高停留时间、高单程转化率和低于消耗比例的H2/CO比下才栗作以便改善 C5+选择性并且最小化C4-选择性，即天然气和液化石油气(LPG)生产。由于 运输成本高，大多数碳至液工厂的偏远位置使得天然气和(LPG)联产在经济 上没有吸引力。最小化天然气和LPG生产导致较大比例(30-40%)的FT液体，其被转化 为蜡。这种蜡必须然后被转化为柴油范围产物(通常C10-C20范围)，这使用 了单独的加氬裂化反应器。同样，用于最大化C5+生产的高单程转化率限制 了 FT反应器的压力并且副产物水的分压随着转化和总压而增加。这种高的 水的分压可以通过氧化活性催化剂位点《1起催化剂的失活，而低的水的分压 可以在催化剂活性位点上在水、CO和H2之间引起竟争吸附，由此P争低了 (CO+H2)转化率。铁基FT催化剂，特别地，可以大大地受水的影响，而钴基 FT催化剂往往是更耐水氧化的。在反应介质中，水的体积百分数应当在 15-25%的范围以下，超过该范围，已知催化剂失活效果是相当大。4其它含碳燃料也可以用于提供FT工艺的合成气进料。然而，由上述的 现代FT气至液系统的特点引起了不期望的产物变体。
技术实现思路
在一种实施方案中，操作碳至液系统的方法包括接收合成气流，将合成 气变换以增加合成气的H2/CO比，将氢气与变换过的合成气混合以增加 H2/CO比,使氢^/变换过的合成气的混合物与催化剂在容器中在大约600psia 的压力反应使得大约40%的氢^/变换过的合成气的混合物被转化，将未反应 的氢勺变换过的合成气的混合物循环到容器中。在另一实施方案中，碳至液系统包括合成气源、配置成将合成气变换以 增加合成气的H2/CO比的容器，该容器在下游与合成气源以流动相通而连接 (coupled in flow communicateon)、包4舌与变换过的合成气以流动相通而连4妾的 氬气的气体源，该气体源配置成与变换过的合成气混合以增加变换过的合成 气的H2/CO比、包括入口和出口的容器，该入口配置成接收该气体与变换过 的合成气的混合物，该容器包括催化剂，其^皮配置成在大约600psia的压力 促进费-托合成反应，使得大约40%的氢^/变换过的合成气的混合物被转化、 和在所述入口和出口之间相通连接的循环通路，其配置成将未反应的氬气/ 变换过的合成气的混合物引导至所述容器的入口 。在又一个实施方案中，用于从气态反应物形成液体烃的系统包括合成 气源，其包括比例为约1.4-约1.8的氢气和一氧化碳、配置成将合成气变换 以增加合成气的h2/CO比的变换反应器，该容器在下游与合成气源以流动相 通而连接、包括与变换过的合成气以流动相通而连接的氲气的气体源，该气 体源配置成与变换过的合成气混合以增加变换过的合成气的H2/CO比至约 1.9-约2.3、包括入口和出口的容器，该入口配置成接收该气体与变换过的合 成气的混合物，该容器包括催化剂，其一皮配置成在大约600psia的压力促进 费-托合成反应，使得大约40%的氢^/变换过的合成气的混合物被转化、和 在所述入口和出口之间相通连接的循环通路，所述循环通路配置成将未反应 的氢^/变换过的合成气的混合物？ 1导至所述容器的入口 。附图说明图1是示范的已知的整体气化联合循环(IGCC)发电系统的示意图；和 图2是根据本专利技术实施方案的一部分的示范的煤至液处理系统的示意图。具体实施方式图1是示范的已知的整体气化联合循环(IGCC)发电系统50的示意图。 IGCC系统50通常包括主空气压缩机52、以流动相通而连接至压缩机52的 空气分离单元54、以流动相通而连接至空气分离单元54的气化器56、以流 动相通而连接至气化器56的燃气涡轮发动机10、和蒸汽涡轮58。操作中， 压缩机52压缩环境空气。压缩空气被引导至空气分离单元54。在一些实施发动机压缩机12的压缩空气被提供给空气分离单元54。空气分离单元54使 用压缩空气来产生气化器56所用的氧气。更具体地i兌，空气分离单元54将 压缩空气分离成单独的氧气流和气体副产物，有时称为"工艺气体"。空气 分离单元54产生的工艺气体包括氮气并且在本文中将一皮称为"氮气工艺气 体"(NPG)。氮气工艺气体还可以包括其它气体例如，但不限于氧气和/或氩 气。例如，在一些实施方案中，氮气工艺气体包括大约95%-大约100%氮 气。氧气流被引导至气化器56用于产生部分燃烧的气体，在本文中^皮称为 "合成气"，其被燃气涡轮发动机10用作燃料，如下面更详细描述的。在 一些已知的IGCC系统50中，至少一些氮气工艺气体流，空气分离单元54 的副产物，被排放到大气中。而且，在一些已知的IGCC系统50中， 一些氮 气工艺气体流被注入到燃气涡轮发动机燃烧室14内的燃烧区(未示)以便有助 于控制发动机10的排放，并且更具体地，以便有助于减小燃烧温度和减少 来自发动机10的氧化亚氮的排放。IGCC系统50可以包括压缩机60，用于 在氮气工艺气体流被注入到燃烧区中之前将其压缩。气化器56将燃料， 一类含碳物质、由空气分离单元54提供的氧气、蒸 汽、和/或石灰石的混合物转化为输出的合成气，其用于燃气涡4仑发动机10 作为燃料。虽然气化器56可以使用任何燃料，但是在一些已知的IGCC系统 50中，气化器56使用煤、石油焦、渣油、油乳胶、油砂和/或其它相似的燃 料。在一些已知的IGCC系统50中，由气化器56产生的合成气包括二氧化 碳。气化器56产生的合成气在被引导至燃气涡轮发动机燃烧室14用于其燃 烧前，其可以在净化装置62中被净化，或者可以被引导至其它系统用于进 一步加工，例如被引导至费-托合成反应系统用于转化成液体烃。备选地，在 净化装置62后， 一部分的被净化的合成气，可以被引导至燃气涡轮发动机 燃烧室14,同时另一部分可以被引导至费-托合成反应系统用于转化成液体 烃。所述部分的比值取决于特定的应用。在净化期间，二氧化碳可以与合成 气分离，并且在一些已知的IGCC系统50中，其被排放到大气、被循环至气化器56的注入喷嘴70(未示)、被压缩和进行用于地质存储的封存(未示)，和 /或^^。工成工业用途气体(未示)。来自燃气涡轮发动机10的能量输出驱动发 电机64，其为电网(未示)提供电力。来自燃气涡轮发动机10的废气被提供给 余热回收蒸汽发生器66，其产生蒸汽用于驱动蒸汽涡轮58。由蒸汽涡轮58 产生的电力驱动发本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳至液系统，其包括： 合成气源（２０２）； 配置成将合成气变换以增加合成气的Ｈ↓［２］／ＣＯ比的容器，所述容器在下游与所述合成气源以流动相通而连接； 气体源，其包括与变换过的合成气以流动相通而连接的氢气，所述气体源配置 成与所述变换过的合成气混合以增加变换过的合成气的Ｈ↓［２］／ＣＯ比； 包括入口和出口的容器，所述入口配置成接收该气体与变换过的合成气的混合物，所述容器包括催化剂，其被配置成在大约６００ｐｓｉａ的压力促进费－托合成反应，使得大约４０％的 氢气／变换过的合成气的混合物被转化；和 在所述入口和出口之间相通连接的循环通路，其配置成将未反应的氢气／变换过的合成气的混合物引导至所述容器的入口。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PS怀莱士，A弗里德曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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