烃类合成制造技术

本发明专利技术涉及一个合成烃的方法（２００），包括在足够高的温度下气化（１２）含碳进料以产生至少一个热合成气气流（４２），该合成气气流至少有９００℃的温度并且至少包括ＣＯ和Ｈ２。在Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成阶段（２２），合成气转化为烃，产生含甲烷的尾气气流（４０）。该尾气气流（４０）经水蒸汽重整（３０）从而将甲烷转化成ＣＯ和Ｈ２，产生一个重整气气流，其被回收到Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成阶段（２２）。水蒸汽重整（３０）在至少７００℃的高温下进行，用于水蒸气重整的热量通过与至少一个热合成气气流（４２）间接热交换提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烃类合成。尤其，本专利技术涉及一个合成烃的方法。
技术介绍
费托(Fischer-Tropsch)烃合成提供了一个将煤(或者相似的固态含碳进料)转 化为烃的方法。这种煤到液体(CTL)的方法通常涉及气化煤以产生含有氢和一氧化碳的 合成气，Fischer-Tropsch烃合成利用所述合成气制备烃，并将制成的烃再加工成最终产 物。Fischer-Tropsch烃合成中使用的合成气的组成是一个重要的考虑因素。例如， 假设在Fischer-Tropsch催化剂存在下已建立水气转移反应的平衡，如高温Fischer-Tropsch 烃合成情况下(通常在320和380°C之间操作)使用铁基催化剂，当Ribblet比等于1时， 用于转换为长链饱和烃的合成气被化学计量平衡。Ribblet比指/(2+3)， 其中，和分别指合成气中氢，一氧化碳和二氧化碳的摩尔比例。在低温 Fischer-Tropsch烃合成(通常在160和280°C之间操作)中，通常合成气的/比 率是一个重要的参数，通常/比在在1.5到2.5范围内适于Fischer-Tropsch烃合 成。通常，以Fischer-Tropsch烃合成为目的时，由煤制得的合成气中缺乏氢。尤其 是当煤在超过900°C的足够高的温度下气化以制备合成气时，制备的合成气通常具有0.3 到1的范围内的/比。通常通过将至少一部分由气化得到的合成气进行水气转移 来弥补氢的缺乏。Fischer-Tropsch烃合成可能产生相当量的甲烷，特别是在包括高温 Fischer-Tropsch烃合成的烃合成过程。该甲烷通过重整可以被还原为合成气，重整气然 后被回收到Fischer-Tropsch烃合成中。如上所述，就Fischer-Tropsch烃合成而言，由煤 汽化制得的合成气缺乏氢。因此，水蒸汽重整通常是最理想的用于将甲烷还原为合成气 的技术，因为它可以产生高/比(大约3)和高Ribblet比(大约1.4)的合成气， 即含有过量的氢。甲烷水蒸汽重整产生的过量氢能用来调整由煤气化产生的合成原料气 里的/比或者Ribblet比，以使之适于Fischer-Tropsch烃合成。然而水蒸气重 整需要将甲烷(和/或其他烃)在水蒸气存在的情况下，在重整催化剂的催化下，在超 过700°C，通常在大于800°C，优选至大约900°C的温度下加热。另外，水蒸汽重整过程 是吸热的，因此需要大量的热量。通常，所述热量由在含催化剂的塔外燃烧燃料提供。 因此，通常，水蒸汽重整需要燃烧燃料，并且如果燃料中含碳会导致不希望的CO2的排 放。另一项重整技术是自热重整，在同一个容器中甲烷(和/或其他烃)的放热部分 氧化和吸热水蒸汽重整(即原料部分在燃烧器里氧化，并且部分氧化气体通过水蒸汽重 整催化剂)的结合。自热重整因此需要氧和水蒸汽，部分氧化反应产生的热量提供给吸 热的水蒸汽重整反应所需要的热量。与传统的水蒸汽重整相比，自热重整因此不需要燃烧燃料为吸热的水蒸汽重 整反应提供热量。但是，通常自热重整需要空气分离单元为重 整反应提供氧。这是为了避免供给Fischer-Tropsch烃合成含有大量的不利的惰性氮的合 成气。另外，与通过使用水蒸气重整合有甲烷的合成气得到的合成气相比，来自自热重 整反应单元的合成气中含有更少的氢通常，/比在1.6 2.5，Ribblet比在0.85 到0.95的范围内。因此，如果可以提供一个烃合成工艺使用固体含碳进料制备的合成气，这个烃 合成工艺使用在烃类合成过程中产生的甲烷，并且结合水蒸汽重整和自热重整的优点， 同时至少部分地避免这些技术的缺点，将是很有利的。
技术实现思路
本专利技术提供一个合成烃的方法，所述方法包括在足够高的温度下气化含碳进料以产生至少一个热合成气气流，该合成气气流 的温度至少为900°C，并且至少包括CO和H2 ；在Fischer-Tropsch烃合成阶段，把合成气转化成烃类，并且产生一个含有甲烷的尾气气流；并且对所述尾气气流进行水蒸汽重整，从而将甲烷转化成CO和H2产生一个重整气 气流，并将其回收到Fischer-Tropsch烃合成阶段，水蒸汽重整至少在700°C的高温下进 行，通过与所述至少一个热合成气气流间接热交换，提供用于水蒸汽重整的热量，所述 至少一个热合成气气流通过热交换被冷却以得到冷却的合成气气流。术语"气化"在本说明书中以其传统意义使用，即将含碳进料，主要是固体 (例如煤)或液体转化为合成气，与"重整"相反，重整是把主要为气态的原料转化为合 成气。通常，含碳进料是煤。在一个优选实施例中，Fischer-Tropsch烃合成阶段使用一个或多个高温 Fischer-Tropsch烃合成反应器，操作温度在320°C和380°C之间。Fischer-Tropsch烃合成阶段可以使用一个或多个低温Fischer-Tropsch烃合成反应器，操作温度在160和280°C之间。可在重整气气流回收到Fischer-Tropsch烃合成阶段之前，将该重整气气流中的 热量回收，然后至少部分回收的热量被用来产生水蒸气，至少部分的水蒸气随后被用作 水蒸气重整的水蒸气原料。另外的，或作为补充，至少部分回收的热量被用来产生一般 温度至少为100°c的热水，并且至少部分这些热水随后被用于水饱和所述尾气气流，因此 有利的降低了需要的用作水蒸气重整原料的水蒸气。Fischer-Tropsch烃合成阶段中转化 为烃的合成气可能包括来自所述至少一个热合成气气流的合成气。因此，在包括这个特 征的本专利技术的实施例中，至少部分冷却的合成气气流最终供给到Fischer-Tropsch烃合成 阶段。通常，在这些实施例中，在将所述合成气气流供给到Fischer-Tropsch烃合成阶段 之前，热量从冷却的合成气气流中回收。回收的热量可像在上文描述的从重整气气流中 回收的热量一样使用。一个或多个所述至少一个热合成气气流可从在Fischer-Tropsch烃合成阶段中转化为烃的合成气分别产生。包含该特征的本专利技术实施例中，至少部分所述一个或多个分别产生的热合成气气流，在用于对水蒸汽重整供热之后，可被用来产生能量，例如 电。这个过程可能因此包括发电阶段和发电气化阶段，发电阶段和发电气化阶段(制备 上述一个或多个分别产生的热合成气气流)一同形成完整的气化循环相结合的过程或者 模块，也称为一个IGCC过程，并且本专利技术的方法，当含碳进料是煤时，定义了煤-液体 (CTL)和完整的气化循环相结合的方法或称联合CTL/IGCC的方法。发电气化阶段优选 使用纯度低于98%，更优选低于90%的氧气气化含碳进料。有利的是，用非低温分离的 技术，例如膜或者吸收剂，制备纯度低于90%的氧。最优选是发电气化阶段使用鼓气气 化器代替吹氧气化器。在这样的情况下有利的是，将在发电气化阶段分别生产的所述一 个或多个热合成气气流用氮稀释， 为水蒸汽重整设备和热量回收设备提供一个较温和的 操作环境。另外，使用鼓气气化器或者较低纯度的氧气原料降低了用于产生氧所需的分 离空气的负荷。至少部分从Fischer-Tropsch烃合成阶段中转化为烃的合成气，可在气化器(例如Sasol-Lurgi干燥底部固定床气化器)中通过气化含碳进料产生，所述气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成烃的方法，所述方法包括　　在足够高的温度下气化含碳进料以产生至少一个热合成气气流，该合成气气流的温度至少为９００℃，并且至少包括ＣＯ和Ｈ↓［２］；　　在Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成阶段，把合成气转化成烃类，并且产生包含甲烷的尾气气流；并且　　将所述尾气气流进行水蒸汽重整从而将甲烷转化成ＣＯ和Ｈ↓［２］，产生一个重整气气流，并将所述重整气气流回收到所述Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ烃合成阶段，所述水蒸汽重整至少在７００℃的高温下进行，用于水蒸汽重整的热量通过与所述至少一个热合成气气流间接热交换提供，所述至少一个热合成气气流通过热交换被冷却以得到冷却的合成气气流。

【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：维尔纳西格弗里德厄恩斯特，
申请(专利权)人：沙索技术有限公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]