提供了利用含碳材料基于蒸汽加氢气化和变换反应器的组合生产高水平甲烷的方法。通过变换反应器生产的氢可以再循环回蒸汽加氢气化器中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本申请是以下专利申请的部分继续申请(continuation-in-part)并要求其权益2007年7月16日提交的专利申请序列号11/879，M1，其是2006年7月18日提交的专利申请序列号11/489，298的部分继续申请，并要求其权益；2004年8月03日提交的专利申请序列号10/911,348，其是再版为RE40419、要求2002年2月05日提交的临时申请60/355，405的权益的美国专利7，208，530的部分继续申请，并要求其权益；2007年7 月16日提交的专利申请序列号11/879J66，其是2006年7月18日提交的申请序列号 11/489, 308的部分继续申请，并要求其权益；2008年9月四日提交的专利申请序列号 12/286165，其是2007年7月16日提交的申请序列号11/879，456的部分继续申请，并要求其权益，该11/879，456是2006年7月18日提交的申请序列号11/489，299的部分继续申请，并要求其权益；2008年7月16日提交的专利申请序列号12/218，653，其是2007年7月 16日提交的专利申请序列号11/879，267的部分继续申请，并要求其权益，该11/879，267是 2006年7月18日提交的申请序列号11/489,353的部分继续申请，并要求其权益；2006年 12月06日提交的专利申请序列号11/635，333 ；以及2009年3月09日提交的专利申请序列号 12/400，640。本申请也要求2009年9月22日提交的美国临时申请61/244，833和2010年5月 19日提交的美国申请12/783,2 的权益，该12/783，2 要求2009年5月20日提交的美国临时申请61/180，010的权益。以上引用的所有申请均通过参考其整体被并入本文。 专利
本专利技术的领域为富甲烷燃料气(methane rich fuel gas)的生产。
技术介绍
天然气大约占世界能源消耗的20%，是居于油和煤之后的第三大应用燃料。美国是世界第二大天然气生产国，年产量为M60亿立方米(bcm)。除了国内生产之外，美国还是最大的天然气进口国，每年进口 130bcm。在过去十年中，天然气价格稳步上升。由煤产生的合成天然气具有价格优势，将是吸引人的选择，因为这可以利用国内原料实现。天然气大约占世界能源消耗的20%，是居于油和煤之后的第三大应用燃料。 美国是世界第二大天然气生产国，年产量为M60亿立方米(bcm)。除了国内生产之外，美国还是最大的天然气进口国，每年进口 130bcm。在过去十年中，天然气价格稳步上升。由煤产生的合成天然气具有价格优势，将是吸引人的选择，因为这可以利用国内原料实现。从煤生产甲烷用作合成天然气(SNG)已经被研究了许多年，在20世纪70年代和80年代对此的兴趣尤为高涨。用于从煤生产合成天然气的主要热-化学过程是加氢气化。加氢气化工艺最初在 20世纪初被开发，并且在20世纪70年代和80年代期间由于不断提高的天然气价格对该工3艺的兴趣又浓厚起来。基础反应是直接甲烷化碳，如以下所示。 (1) 权利要求1.将含碳材料转换成富甲烷燃料气的方法，包括在足以产生富含甲烷和一氧化碳的产物气体流的温度和压力下，在氢和蒸汽均存在的情况下在加氢气化反应器中同时加热所述含碳材料，其中，产生以干摩尔计0. 2到60 %的甲烷。2.权利要求1所述的方法，其中，产生的甲烷的量是未使用进一步的下游处理或甲烷转化器的结果。3.权利要求1所述的方法，其中，所述含碳材料以淤浆形式被提供。4.权利要求1所述的方法，其中所述产物气体的甲烷含量以摩尔计在10到40%之间。5.权利要求1所述的方法，其中所述产物气体的甲烷含量以干摩尔计在30-40%之间。6.权利要求1所述的方法，进一步包括将所述产物气体进料到变换反应器中，其中，富含CO的气体产物与蒸汽反应，产生H2。7.权利要求5所述的方法，其中，由所述变换反应器产生的氢再循环回所述加氢气化反应器中。8.权利要求5所述的方法，其中，用于与CO在所述变换反应器中进行反应的所述蒸汽仅获自SHR。9.权利要求1所述的方法，其中，所述加热在没有催化剂的情况下进行。10.权利要求1所述的方法，其中，所述加热在没有注入氧的情况下进行。11.权利要求1所述的方法，进一步包括从所述产物气体中去除杂质。12.权利要求1所述的方法，其在700-1200°C之间的温度下实施。13.权利要求1所述的方法，其中，来自蒸汽加氢气化反应的所述产物气体的组成可以通过改变进料的蒸汽与碳的比率和吐与碳的比率进行控制。14.权利要求1所述的方法，其中，所述含碳材料包含城市废弃物、生物质、木材、煤、高灰分煤、生物固体、或天然或合成的聚合物；或其任何组合。15.将含碳材料转换成富甲烷燃料气的方法，包括在足以产生富含甲烷和一氧化碳的产物气体流的温度和压力下，在氢和蒸汽均存在的情况下在加氢气化反应器中同时加热所述含碳材料，并将所述产物气体进料到变换反应器中，其中，富含CO的气体产物与蒸汽反应，产生H2，其中，产生以干摩尔计0. 2到40%的甲焼。16.用于将含碳材料转换成富甲烷燃料气的装置，包括蒸汽加氢气化反应器，其中，在没有任何下游处理器的情况下，所述蒸汽加氢气化反应器能产生以干摩尔计0. 2到60%之间的甲烷。17.权利要求15所述的装置，进一步包括生产氢的变换反应器，所述氢可以再循环回所述加氢气化反应器。18.权利要求15所述的装置，其中，所述反应器能产生以摩尔计10到60%之间的甲焼。19.权利要求15所述的装置，其中，所述反应器能产生以干摩尔计30-40%之间的甲焼。20.权利要求15所述的装置，进一步包括气体净化单元。全文摘要提供了利用含碳材料基于蒸汽加氢气化和变换反应器的组合生产高水平甲烷的方法。通过变换反应器生产的氢可以再循环回蒸汽加氢气化器中。文档编号C01B3/02GK102510894SQ201080042248 公开日2012年6月20日 申请日期2010年9月22日 优先权日2009年9月22日专利技术者A·S·拉珠, C·S·帕克, J·M·诺比克 申请人:加利福尼亚大学董事会本文档来自技高网...
【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：A·S·拉珠，C·S·帕克，J·M·诺比克，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：
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