[发明专利]碳质原料的气化方法

权利要求书

1.从碳质原料产生多种气体产物和回收甲烷产物流的方法，该方法包括以下步骤：

(a)将碳质原料、富氧气流、碱金属气化催化剂和蒸汽供应到催化气化器中；

(b)让该碳质原料在催化气化器的流化反应床区段中在蒸汽、氢气、一氧化碳、富氧气流和碱金属气化催化剂的存在下反应，以形成包括多种气体产物的第一气流，该多种气体产物包括甲烷、二氧化碳、氢气、一氧化碳和硫化氢；

(c)任选地让在第一气流中存在的至少一部分的一氧化碳和至少一部分的氢气在催化甲烷转化器中在耐硫的甲烷化催化剂存在下进行反应，以生产甲烷-富集的第一气流；

(d)从该第一气流(或甲烷-富集的第一气流，如果存在的话)中除去大部分的二氧化碳和大部分的硫化氢，以生产包含大部分的来自于第一气流(或甲烷-富集的第一气流，如果存在的话)的甲烷的第二气流；

(e)任选地让在第二气流中存在的一氧化碳和氢气在催化甲烷转化器中在甲烷化催化剂存在下进行反应，以生产甲烷-富集的第二气流；和

(f)回收该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在步骤(e)的话)，

其中：

(i)存在步骤(c)和步骤(e)的至少一个，

(ii)该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在步骤(e)的话)是该甲烷产物流，或该第二气流(或该甲烷-富集的第二气流，如果存在步骤(e)的话)被提纯以产生该甲烷产物流，

(iii)在步骤(b)中产生固体焦化物产物，其定期地从催化气化器中排出，和

(iv)第一气流中的一氧化碳在含水介质存在下进行水-气转换反应，以将一部分的一氧化碳转化成二氧化碳和提高第一气流中氢气的分数。

2.权利要求1的方法，其特征在于步骤(a)、(b)、(d)和(f)以及当存在时的(c)和(e)是连续的。

3.权利要求1的方法，其特征在于该催化气化器包含流化反应床区段，并且步骤(b)的反应发生在该催化气化器的流化反应床区段中。

4.权利要求1的方法，其特征在于该气化催化剂包括碱金属气化催化剂，在引入到催化气化器中之前该碳质原料负载气化催化剂，和该碳质原料负载以一定量的碱金属气化催化剂，该量足以提供约0.01到约0.10的碱金属原子与碳原子的比率。

5.权利要求1的方法，其特征在于该甲烷产物流是管道质量天然气。

6.权利要求1的方法，其特征在于存在步骤(e)。

7.权利要求1的方法，其特征在于供应到该催化气化器中的该蒸汽通过工艺热回收的一个或多个阶段被过热到催化气化器所需的温度和压力。

8.权利要求1的方法，其特征在于碳燃料燃烧的过热器不存在。

9.权利要求1的方法，其特征在于该第一气流包括至少20mol%甲烷，其以该第一气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数为基础。

10.权利要求1的方法，其特征在于该第一气流包括至少约50mol%的甲烷加上二氧化碳，其以第一气流中甲烷、二氧化碳、一氧化碳和氢气的摩尔数为基础。

11.权利要求1的方法，其特征在于提供到该催化气化器的氧的量大于3体积%，其以进料到该催化气化器的蒸汽的体积为基础。

12.权利要求1的方法，其特征在于提供到该催化气化器的氧的量为从大于3体积%到15体积%，其以进料到该催化气化器的蒸汽的体积为基础。

13.权利要求1的方法，其特征在于提供到该催化气化器的氧的量为从0.05到1.0磅O₂/每磅碳质原料。

14.权利要求1的方法，其特征在于提供到该催化气化器的氧的量为从0.1到1.0磅O₂/每磅碳质原料。

15.权利要求1的方法，其特征在于提供到该催化气化器的氧的量为从0.1到0.75磅O₂/每磅碳质原料。

16.权利要求1的方法，其特征在于从该催化气化器中排出的固体焦化物产物通入到催化剂回收设备中。

17.权利要求1的方法，其特征在于步骤(b)的温度为至少450℃。