用于制造富氢合成气体的设备与方法与流程

文档序号:12283929阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于制造富氢合成气体的方法,包括以下步骤:

在第一烃转化器(9,9′)中通过供应至少部分以热的形式提供的能量分解含烃流体为H2/C-气溶胶;

引进至少所述H2/C-气溶胶的第一气流至第一子工艺,所述第一子工艺包括以下步骤:

至少一部分的所述H2/C-气溶胶从所述第一烃转化器(9,9′)引导至第一C-转化器(14);

引进CO2至所述第一C-转化器(14)且混合所述CO2与引进至所述第一C-转化器(14)的所述H2/C-气溶胶;

在温度为800℃至1700℃下转化H2/C-气溶胶和CO2的所述混合物为合成气体;以及

混合额外的H2与所述合成气体以制造富氢合成气体;

在与所述第一子工艺平行运行的第二子工艺中,从含烃流体制造H2和CO2,其中在所述第二子工艺中的所述CO2和一部分的所述H2通过水煤气转化反应从CO和H2O制造,且其中引进至所述水煤气转化反应的所述CO是在第二烃转化器(30,25/30)中从C和H2O在温度为800℃至1700℃下制造;

其中引进在所述第二子工艺中制造的所述CO2至所述第一C-转化器(14);以及

其中仅一部分在所述第二子工艺中制造的所述H2与来自所述第一C-转化器(14)的所述合成气体混合。

2.根据权利要求1所述的用于制造富氢合成气体的方法,其中在所述第二烃转化器(30,25/30)转化为CO的所述碳是以H2/C-气溶胶的C-颗粒形式存在。

3.根据权利要求2所述的用于制造富氢合成气体的方法,其中碳在所述第二C-转化器(30,25/30)中转化为CO的H2/C-气溶胶是在所述第一烃转化器(9,9′)中制造的所述H2/C-气溶胶的第二气流;或

其中所述H2/C-气溶胶是通过供应至少部分以热的形式提供的能量分解在第二烃转化器(25)中的含烃流体制造。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于制造富氢合成气体的方法,其中提供能量用于分解在所述第一烃转化器(9,9′)和所述第二烃转化器(25)中至少一者的含烃流体的工艺主要通过电浆达到。

5.根据权利要求4所述的用于制造富氢合成气体的方法,其中在所述第二子工艺中分解所述含烃流体的工艺在低于1000℃的温度下,且特别是低于600℃,是通过微波电浆的方法达到。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于制造富氢合成气体的方法,其中在所述富氢合成气体中CO对H2的比例是设定在大于1∶1至1∶3的数值,且特别是近乎于1∶2.1的数值。

7.一种用于制造合成烃的方法,其中通过根据权利要求1至6中任一项所述的用于制造富氢合成气体的方法制造富氢合成气体,且

其中所述富氢合成气体被带入至与触媒接触,且所述触媒的温度和/或所述合成气体的温度是控制或调整在预定的温度范围内,以制造合成功能性烃和/或非功能性烃。

8.根据权利要求7所述的制造合成烃的方法,其中在所述合成烃的制造期间水产生为副产物,且所述水与一部分的烃混合,且

其中引进至少一部分与所述一部分的烃混合的所述水至所述第二烃转化器(30)或至组合的烃/C-转化器(25/30)。

9.一种用于制造富氢合成气体的设备(1),包括:至少一个用于分解含烃流体为H2/C-气溶胶的第一烃转化器(9,9′),所述第一烃转化器(9,9′)包括至少一个工艺腔室,所述工艺腔室具有至少一个用于含烃流体的烃入口(11)和至少一个用于H2/C-气溶胶的第一气溶胶出口(12);以及至少一个用于带入能量至所述工艺腔室的单元,其中所述能量至少部分由热构成;

其中所述设备(1)还包括用于第一子工艺的实施的第一群组转化器(3)和用于第二子工艺的实施的第二群组转化器(5),

其中所述第一群组转化器(3)包括以下:

第一C-转化器(14),用于将C和CO2转化为CO,其中所述第一C-转化器(14)包括至少一个其他工艺腔室,所述其他工艺腔室具有至少一个用于CO2的CO2入口(16)、至少一个用于H2/C-气溶胶的气溶胶入口(15)以及至少一个出口(17),其中所述第一C-转化器(14)的所述气溶胶入口(15)直接连接至所述第一烃转化器(9,9′)的所述至少一个气溶胶出口(12);

第一混合器(20),包括连接至所述第一C-转化器(14)的所述出口(17)的合成气体入口和用于额外的H2的H2入口,且所述混合器适合用于混合进来的合成气体和额外的H2以形成富氢合成气体;

其中所述第二群组转化器(5)包括适合用于实施水煤气转化反应的第二CO-转化器(37),在所述水煤气转化反应中CO和H2O转化为CO2和H2,且其中所述第二CO-转化器(37)具有至少一个用于CO2的CO2出口(41)和用于H2的H2出口(40)以及至少一个至少用于至少合成气体的入口(38),其中用于CO2的所述出口(41)连接至所述第一C-转化器(14)的所述CO2入口(16);且其中所述H2出口(40)连接至所述混合器(20)的所述H2入口;以及

其中所述第二群组转化器(5)包括用于将C和H2O转化为CO和H2的第二C-转化器(30),其中所述第二C-转化器(30)包括至少一个工艺腔室,所述工艺腔室具有至少一个用于H2O的H2O入口(32)、至少一个用于H2/C-气溶胶的气溶胶入口(31)以及至少一个用于合成气体的出口(33),且

其中所述第二C-转化器(30)的用于合成气体的所述出口(33)连接至所述第二CO-转化器(37)的用于至少合成气体的所述入口(38)。

10.根据权利要求9所述的用于制造富氢合成气体的设备(1),其中用于至少合成气体的所述入口(38)提供用于一起引进所述H2O和所述合成气体至所述第二CO-转化器(30)的目的;或

其中所述第二CO-转化器(30)包括个别的H2O入口(32),用于从所述合成气体个别地引进所述H2O。

11.根据权利要求9所述的用于制造富氢合成气体的设备(1),其中所述第一烃转化器(9′)包括至少一个用于H2/C-气溶胶的第二气溶胶出口(28),所述第二气溶胶出口(28)连接至所述第二C-转化器(30)的所述至少一个气溶胶入口(31)。

12.根据权利要求9所述的用于制造富氢合成气体的设备(1),其中所述第二群组转化器(5)包括用于分解含烃流体为H2/C-气溶胶的第二烃转化器(25),所述第二烃转化器(25)包括至少一个工艺腔室,所述工艺腔室具有至少一个用于含烃流体的入口(27)和至少一个用于H2/C-气溶胶的气溶胶出口(28)以及至少一个用于引进至少部分由热构成的能量至所述工艺腔室的单元;以及其中所述第二烃转化器(25)的所述气溶胶出口(28)连接至所述第二C-转化器(30)的所述至少一个气溶胶入口(31)。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的用于制造富氢合成气体的设备(1),其中所述第一烃转化器(9)是高温电浆转化器;以及

其中所述第二烃转化器(25)是低温电浆转化器或使用来自所述第一烃转化器(9)的废热用于加热工艺的热操作烃转化器。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的用于制造富氢合成气体的设备(1),其中适合用于H2和C-颗粒分离的过滤器(13)配置在所述第一C-转化器(14)和/或所述第二C-转化器(30)的入口处,或

其中适合用于分离H2和C-颗粒的所述过滤器(13)结合至所述第一C-转化器(14)和/或所述第二C-转化器(30)中。

15.一种用于制造合成功能性烃和/或非功能性烃的设备(2),包括权利要求9至14中任一项所述的用于制造富氢合成气体的设备;以及

第一CO-转化器(7),包括配置有触媒的工艺腔室,且还包括至少一个用于合成气体的入口(22),所述入口(22)连接至所述第一C-转化器(14)的所述出口(17)或所述混合器(20);用于引导合成气体至与所述触媒接触的工具;以及控制单元,控制或调整所述触媒的温度和/或所述合成气体的温度在预定的温度。

16.根据权利要求15所述的用于制造合成功能性烃和/或非功能性烃的设备(2),其中所述第一CO-转化器(7)适合用于实施合成功能性烃和/或非功能性烃的制造方法,其中产生与一部分的烃混合的水为副产物;以及

其中引进至少一部分来自所述第一烃转化器(7)的与所述一部分的烃混合的所述水至所述第二C-转化器(30,30/25)。

17.根据权利要求16所述的用于制造合成烃的设备(2),其中所述第二C-转化器(30)与所述第二烃转化器(25)结合以形成结合的转化器(30/25)。

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