由燃料生产可燃气体的方法和体系技术

用于由燃料生产可燃气体的方法，包括在反应器装置(1)中，在600-1000℃的温度和小于10巴的压力下，将燃料转化成至少一种包含CH4、CO、H2、CO2、H2O和高级烃的可燃气体。在反应器(45)中，在小于10巴的压力下，将存在于可燃气体中的至少部分高级烃催化转化成至少CH4、CO、H2、CO2和H2O。在催化转化后，在分离器装置(50)中，在小于10巴的压力下从可燃气体中去除一定量的H2O和一定量的CO2。在去除H2O和CO2后，通过压缩机(71)升高可燃气体的压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由燃料生产可燃气体的方法和体系本专利技术涉及一种由燃料生产可燃气体的方法，包含 在600-1000°C的温度和小于10巴的压力下，将燃料转化成至少包含CH4、C0、H2、 CO2, H2O和高级烃的可燃气体 在小于10巴的压力下，将存在于可燃气体中的至少部分高级烃催化转化成至少 CH4、C0、H2、(X)2 和 H2O。在本专利申请中使用的术语“气化”表示气化、裂解或气化和裂解的组合。实际上， 裂解在某种程度上与气化同时发生。当燃料在反应器装置中加热至600-1000°C的温度下时，发生燃料的气化和/或热解。当在高压下操作反应器装置时，尤其是如果燃料含有生物质，那么将燃料引入到反应器装置中是成问题的。因此，如果反应器装置中的压力相对低的话，将是有利的。通过气化和 /或裂解形成的可燃气体含有CH4、CO、H2、CO2、H2O和高级烃。对于可燃气体的下游应用，例如通过在燃气轮机中将其燃烧或将其转化成合成天然气(SNG)，有必要压缩可燃气体。然而，对于压缩，这需要相当大量的工作。WO 2009/007061公开了一种将生物质转化成合成天然气(SNG)的方法。生物质的气化给出包含CH4、CO、H2、CO2和高级烃的气体混合物。所述气体混合物与具有流化床的反应器中的催化剂接触，通过甲烷化和同时的水-气转化(WGQ将其直接转化成产品气体。 为了生产适合于引入天然气网的产品气体，产品气体需要在甲烷化后被干燥，除去(X)2并压缩至5-70巴。R.W.W.Zwart等人的论文，标题为“由生物质生产合成天然气(SNG) ”(ECN Document ECN-E-06-018，2006年11月)描述了一种SNG加工，其中仅仅在加工链的单独的甲烷化步骤后，类似地将产品气体干燥并去除C02。US Patent 4，822，935描述了一种生物质的加氢气化的体系。所述体系不含去除 CO2的步骤，或任何所述步骤应当被包括在整个方法中的指示。本专利技术的目标之一是提供改善的方法，用于由燃料生产可燃气体。依据本专利技术，通过由燃料生产可燃气体的方法可以达到所述目标，所述方法包含 在600-1000°C的温度和小于10巴的压力下，将燃料转化成至少包含CH4、CO、H2、 CO2, H2O和高级烃的可燃气体， 在小于10巴的压力下，将存在于可燃气体中的至少部分高级烃催化转化成至少 CH4、C0、H2、(X)2 和 H2O, 在催化转化后，在小于10巴的压力下从可燃气体中去除一定量的H2O和一定量的 CO2, 在去除H2O和CO2后，借助压缩机升高可燃气体的压力。通过反应器装置中的气化和/或裂解转化燃料。为了进行气化，将一定量的氧气引入，其小于燃烧燃料所需要的量。当不足量的氧被使用后，燃料被气化，而裂解在无氧存在下进行。然而，实践中气化和一定程度的裂解同时发生。反应器装置中常用的压力为小于10巴，优选小于5巴，如1-2巴。由于此相对低的压力，燃料可以以简单的方式供给进反应器装置中。反应器装置中的温度为600-1000°C， 使得在反应器装置中发生低温气化。在反应器装置中形成包含CH4、CO、H2、CO2, H2O和高级烃的可燃气体。在反应器装置中形成的可燃气体是气体混合物。所述气体混合物包含不可燃组分，如(X)2和H20。因此，气体混合物的可燃组分被所述非可燃组分稀释。由于涉及大体积，因而需要相当大量的能量来升高所述气体混合物的压力。由于在气体混合物中存在相当大量的高级烃，如苯和甲苯，因而去除ω2和H2O是有问题的。而且，当压缩时，所述烃可以凝结，这可以通过保持压缩机中的温度足够高而避免， 但是从需要的压缩工作量的角度出发，以及从压缩机的能耗的角度出发，这还是不期望的。依据本专利技术，首先通过催化转化将一定量的气体混合物中的高级烃还原成CH4、 co、H2、O)2和H2O。换句话说，依据本专利技术对可燃气体进行催化调节，使在压缩步骤中可以凝结的组分转化成挥发性组分。应当指出的是，甲烷化(由CO和CO2形成CH4)可以在此发生，但是——由于在催化转化步骤中涉及的加工条件(相对低的压力和相对高的温度)——甲烷化仅起非常有限的作用，而完全的甲烷化肯定无法发生。方法中涉及的催化转化步骤使气体适合于在低压下从气体中用传统方法去除CO2 和氏0。这仅产生很少或不产生可燃气体的总热值的减少。当气体的CO2和H2O含量降低后，通过压缩机升高可燃气体的压力用于下游应用。因为压缩机中的可燃气体仅含有很少或没有CO2和H2O,可燃气体的压缩率相当高，并且压缩机的能耗降低。在本专利技术的一个实施方案中，当通过压缩机升高可燃气体的压力时，可燃气体被甲烷化以产生SNG。在所述情况下，压缩机升高可燃气体的压力至5巴或更高，因为所述压力值有利于可燃气体的甲烷化。依据本专利技术的压缩是有效率的，因为在甲烷化之前已经从可燃气体中去除了相当量的(X)2和H20。原因是这降低了需要压缩的可燃气体的体积。在本专利技术的另一个实施方案中，在通过压缩机升高压力后，可燃气体被用于下游应用单元。达到需要的压力的可燃气体被燃烧，例如在燃气轮机中，其通常需要20巴或更高的压力。在所述情况下，由于从可燃气体中去除了一定量的(X)2和H2O,也就降低了压缩所需的能量。在本专利技术的一个实施方案中，存在于可燃气体中的高级烃包含不饱和烃，如C2H2 和C2H4，饱和烃，如C2H6，和芳香烃，如C6H6和C7H8。另外，可燃气体还含有其他高级烃，其在反应器装置中通过气化形成。在反应器装置中，将燃料转化成至少一种可燃气体可以在低于5巴的压力下进行，例如1-2巴，在所述情况下，催化转化在低于5巴的压力下进行，例如1-2巴，CO2和H2O 的去除在低于5巴的压力下进行，例如1-2巴。取决于可燃气体的下游应用，压缩机将可燃气体压缩至一定压力。例如，压缩机升高可燃气体的压力至至少5巴，优选至少10巴，例如40巴或更高。如果可燃气体转化成 SNG，而后供给进天然气网中，那么在转化成SNG后得到的气体的压力上升至天然气网常用的压力，其例如可以为60巴或更高。在去除(X)2和H2O的步骤中，存在于可燃气体中的至少70%的H2O和至少70%的 CO2可被去除。可燃气体中基本上不含(X)2和H2O也是可以的，例如在可燃气体中含有低于的这些化合物。在本专利技术的一个实施方案中，从可燃气体中去除H2O包含降低温度至一定值，在所述温度下，H2O从可燃气体中凝结，形成冷凝物。当存在于可燃气体中的高级烃的催化转化后，可以通过降低温度使水凝结。凝结的水几乎不含任何烃，因为当温度降低时可以凝结的可燃组分已经被催化转化了。在本专利技术的一个实施方案中，从可燃气体中去除(X)2包含(X)2的化学吸收。例如， 将可燃气体供给到吸收器装置中，其中可燃气体与(X)2的吸收剂接触，例如胺。传统的胺洗涤塔适用于从可燃气体中去除CO2，在所述可燃气体中，高级烃已经被催化转化。胺洗涤塔可以在低压和低温下操作。各种不同的催化剂适用于催化转化存在于可燃气体中的至少部分高级烃，例如其中之一的活性组分含有至少一种贵金属Pt、Pd、Rh, Ru、(Os、Ir)和/或至少一种过渡金属 Ni、Co、Mo和W。所述金属的化合物，例如NiMoS，也是可以的。如果催化剂对诸如焦油、硫和/或氯的杂质不稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·范德梅赫登，L·P·L·M·拉布，
申请(专利权)人：荷兰能源建设基金中心，
类型：发明
国别省市：