专利名称：使用化石燃料来增加生物质基燃料效益的制作方法
技术领域：
本发明涉及对由固体原料例如生物质、煤、石油焦炭等等生产液体燃料生产的改进。
背景技术：
可以通过一系列操作从固体原料得到液体燃料，所述操作包括处理原料以产生原料流，随后处理原料流以形成所需产物燃料。对于生物质的情况，原料流的处理可以包括发酵反应和/或可以包括由在原料流中的前体例如氢气和一氧化碳催化合成燃料。本发明提供对由生物质以及煤、石油焦炭等等生产液体燃料的效率的改进。发明简沭 本发明的一个方面是方法，所述方法可以适应于使用化石燃料来增强衍生自生物质或其它含碳馈给料(feed material)的液体烃燃料对源自化石基液体烃燃料的使用的二氧化碳排放的有益影响，所述方法包括
(A)提供化石-燃料烃给料；
(B)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:C0的摩尔比率为至少2.0:1的氢气和一氧化碳的气体产物流；
(C)将步骤(B)中形成的气体产物流加入衍生自含碳馈给料的含有氢气和CO的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流；
(D)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和
(E)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应。本发明的一个优选的实施方案为用于提高由含碳馈给料进行燃料生产的碳转化效率的方法，其包括
(A)从含碳馈给料获得包含氢气一氧化碳的摩尔比率小于2:1的氢气和一氧化碳的原料气体物流；
(B)形成包含氢气一氧化碳的摩尔比率大于2:1的氢气和一氧化碳且还包含二氧化碳的第二气体物流，以及合并所述第二气流和步骤(A)中衍生出的物流；
(C)将所述合并的物流转化为产物液体燃料，以及包含氢气、一氧化碳、水蒸汽和甲烷的气体副产物混合物；
(D)使烃燃料和蒸汽反应以形成所述第二气体物流，其中使所述气体副产物混合物的至少一部分燃烧以产生热，所述热在所述反应中被消耗。本文中所述的本发明的其它实施方案，包括
(I-A) 一种方法,其包括
(A)提供气体产物流，其由化石-燃料基烃给料形成并且包含H2 = CO的摩尔比率至少为2. 0:1的氢气和一氧化碳；和(B)将步骤(A)中提供的气体产物流加入衍生自含碳馈给料且含有氢气和CO的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流。(I-B)以上方法(I-A)，其中使由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料获得的至多100%的副产物流在步骤(A)中提供的所述气体产物流的所述形成中反应，其中所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个。(II-A) 一种方法,其包括
(A)提供化石-燃料基烃给料；
(B)由所述化石-燃料基烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2. 0:1的氢气和一 氧化碳的气体产物流；和
(C)将步骤(B)中形成的气体产物流加入含有氢气和CO且衍生自含碳馈给料的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流。(II-B)以上方法(I-A)还包括以下步骤
(D)使由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料获得的至多100%的副产物流在步骤(B)中的所述气体产物流的所述形成中反应，其中所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个。
(III-A) —种方法,其包括
(A)由含碳馈给料衍生出合成气流，其中所述合成气流含有氢气和CO;和
(B)向步骤(A)中衍生出的合成气流中添加包含氢气和一氧化碳的气体产物流，其中所述气体产物流的H2: CO的摩尔比率为至少2. 0: 1，并且其中所述气体产物流由化石-燃料基烃给料形成，
其中将所述气体产物流加入所述合成气流形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流。(III-B)以上方法(III-A)，其中使由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料获得的至多100%副产物流在步骤(B)中添加的所述气体产物流的所述形成中反应，其中所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个。如本文中所用的，“化石燃料”表示用作燃料的产物，其或者被发现于地球矿床中并以所发现的形式使用，或者通过分离和/或化学加工被发现于地球矿床中的产物来生产。如本文中所用的，“产物燃料”表示烃物质(其包括含氧烃物质)，其可用作燃料并且含有选自以下的产物25°C和大气压力下为液体的烷烃、25°C和大气压力下为液体的链烷醇、和它们的混合物。如本文中所用的，“生物质”表示含有纤维素或半纤维素或木质素中任一种的藻类或材料，包括但不限于城市固体废物(MSW)，木材(包括切割木料；木板，其它木材产品，和成品木制品，以及废木包括锯屑)，和植物性物质例如草和其它农作物，以及衍生自植物性物质的产物例如稻壳、稻草、豆渣、玉米秸杆和甘蔗渣。如本文中所用的，“碳转化效率”表示含碳馈给料原料中转化为产物燃料的总碳的分数。如本文中所用的，“含碳馈给料”表示生物质、任何等级的煤(包括无烟煤、浙青质的和褐煤)、由任何等级的煤生产的焦炭、石油焦炭或浙青。本发明的独特特征涉及步骤(B)的化石基合成气在增强整个液体生产系统的启动和可操作性中的用途。生物质来源的和煤来源的合成气涉及固体至合成气的转化。由于与固体的操作和加工相关的困难和由于将固体转化为合成气的技术(一般称为气化技术)的高的操作温度，合成气生产系统极少在高水平的合成气可获量(availability)下操作(在给定时期内实际可获得的铭牌容量的百分数一通常使用年平均值)。典型地，单个成串(train)气化设备将具有小于约90%的年可获量。需要更高的可获量来增加产品所得以抵销整个项目的资本成本。典型地，将第二气化单元和甚至第三气化单元(两个操作和一个备用)包括在项目中以提高总的产品可获量和项目经济。附加的固体加工和气化装置的包 括是资本密集型的。此外，用于液体生产的常规气化系统一般设计成具有启动/辅助锅炉以提供启动单元操作所需的蒸汽，例如原料干燥、酸性气体去除系统溶剂再生和气化，在所述气化中，蒸汽通常用作缓和剂以控制气化器温度。启动锅炉增加整个项目的成本。为以较低的资本成本实现较高水平的可获量和/或为最大程度减小与辅助(启动)锅炉系统相关的资本成本，本发明的实施可以包括
当得不到来自含碳馈给料的气化的合成气时，以足够体积提供一定量的由化石-燃料烃给料形成的合成气以维持燃料生产的运行(步骤D)。 以足够的量提供一定量的由化石-燃料烃给料形成的合成气，以提供设备的启动--步骤(D)燃料产生的启动，以及为启动含碳馈给料(对气化器的蒸汽添加)单元的气化提供蒸汽和热量需要，包括按需要进行干燥(生物质的干燥，如果该设备为生物质气化单元)。因此，本发明的附加的实施方案包括以下(IV-A)和(IV-B)
(IV-A) 一种方法,其包括
(A)提供化石-燃料烃给料；
(B)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2.0: I、优选为2. 0:1至10:1的氢气和一氧化碳的气体产物流；
(C)使至多全部的所述气体产物流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和
(D)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应； 不向所述气体产物流中添加衍生自含碳馈给料的任何其它气体产物；和随后
(E)向步骤(B)中形成的气体产物流添加含有氢气和CO的且衍生自含碳馈给料的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流；
(F)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和
(G)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应。在启动整个燃料生产操作中遇到该实施方案(IV-A)。在这种和类似情况下，经加工以产生燃料的合成气是例如在蒸汽甲烷转化装置中由化石-燃料烃给料生产，并且不含有来自含碳馈给料(例如生物质)的合成气。此后,将衍生自含碳馈给料的合成气加入来自化石燃料的合成气，并且将所得的合并的合成气给送至燃料生产单元。(IV-B) 一种方法，其中以上(IV-A)的步骤(A)至(G)在以下步骤之前
(a)提供化石-燃料烃给料；
(b)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:C0的摩尔比率为至少2.0:1的氢气和一氧化碳的气体产物流；
(c)将步骤(b)中形成的气体产物流加入含有氢气和CO的且衍生自含碳馈给料的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流；
(d)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和
(e)在步骤(b)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应。当衍生自含碳馈给料的合成气的给送和与由化石-燃料烃给料形成的合成气的合并中断时，例如在整个燃料生产操作的运行中遭遇实施方案(IV-B)。在这种和类似情况下，经加工以产生燃料的合成气为来自化石-燃料和含碳馈给料的混合的合成气，然后不包括来自含碳馈给料的合成气，然后再次包括衍生自含碳馈给料的合成气。通过使用气体或液体给料以在单元(D)中产生合成气来提供的更高的可获量源自以下合成气产生技术的存在蒸汽甲烷转化、自热转化、具有二次转化的蒸汽甲烷转化和基于轻质烃给料的部分氧化单元。在优选的操作中，其中经转化以形成燃料的物流包括衍生自含碳馈给料的合成气，在步骤(B)中由化石燃料形成的合成气流可以占进入步骤(D)的总合成气流量的5摩尔％至75摩尔％。优选地，在步骤⑶中由化石燃料形成的合成气流将占进入步骤⑶的总合成气流量的25摩尔％至65摩尔％。在以下描述中，除非本文中另外指出，否则，“物流”的处理的公开内容，例如使物流反应或以其它方式对其加工或者将物流给送至加工步骤或与另一物流合并的公开内容旨在包括对全部或小于全部的物流的所指示的处理。附图简述
图I是显示由生物质生产燃料的方法的一个实施方案的流程图，该流程图包括本发明。图2是显示本发明的一个替代的实施方案的流程图。图3是显示本发明的另一个替代的实施方案的流程图。图4是显示本发明的另一个替代的实施方案的流程图。图5是显示本发明的另一个替代的实施方案的流程图。图6是显示由生物质生产燃料的方法的一个比较实施方案的流程图。
图7是显示本发明的另一个替代的实施方案的流程图。发明详沭
以下描述将涉及这样的实施方案，其中，通过气化来处理生物质馈给料以产生燃料，尤其是醇类和柴油机。本领域技术人员将认识到，该实施方案可以合适地扩展至其它含碳原料，例如煤、焦炭、石油焦炭，以及扩展至汽油和其它Fischer Tropsch液体的生产。而且，本发明可以适应于处理通过除生物质的气化以外的反应技术(例如通过生物质的发酵)衍生自生物质的合成气。在以下描述提及生物质的气化的地方，除非特别指示，否则其不应限于气化。参考
图1，将生物质的物流I给送至单元2，其可以是气化单元。将气化物流3也给送至气化单元2。物流3典型地含有空气、蒸汽或氧气，或者空气、蒸汽和氧气中的两种或所有三种。单元2可以包含一个气化反应器或连接的一系列阶段，所述连接的一系列阶段整体实现所需的气化，即，气体物流5的形成，所述气体物流5含有(至少)氢气和一氧化碳并且典型地含有其它物质例如二氧化碳、水蒸汽、烃(包括甲烷)、挥发的焦油、颗粒物质 和硫化物。典型地，单元2包括移动床气化器,例如Lurgi 气化器或流化床气化器,例如由Silvagas或GTI开发的气化器。用于生物质应用(尤其是MSW)的另一种有用类型的气化器为等离子体基气化器。生物质气化器的讨论可以见于公开文献，例如Reed & Gaur的ASurvey of Biomass Gasification, 2001。这些生物质气化器生产包括摩尔比率(氢气一氧化碳)小于2:1的氢气和一氧化碳的合成气体。通过生物质材料在不完全氧化成水和二氧化碳的条件下的分解来生成氢气和一氧化碳。将气化物流3 (其优选含有蒸汽和氧气)给送至该床，以便其通过生物质并接触生物质、加热生物质以及促进生物质材料的上述分解。典型地在100 ° 至750 ° 的温度和30 psia至550 psia的压力下给送气化物流3。在移动床气化器内，从上至下可以存在不同的反应区，S卩干燥区域，其中释放水分；脱挥发分区域，其中发生生物质的热解；还原区域，其中主要发生吸热反应；放热氧化或燃烧区域；和在气化器底部的灰床。如果气化物流以逆流方式接触生物质，则热的干燥的脱挥发分的生物质与相对冷的进入气化物流反应，并且热原料气体在作为物流5离开之前与相对冷的进入生物质进行热交换。在气化器的各部分中的温度分布随生物质移动通过气化器中的不同区域而变化。在气化区域中，温度可以在1400 ° 和2200 °F之间变化。产生并离开气化单元2的气体物流5典型的温度在约1000 ° 和1600 °F之间。在流化床气化器中，生物质固体被有效地完全混合。在床的所有部分中的温度基本上相同并且可以为约1200 T至1600 T。产生并离开气化单元2的气体物流5典型的温度在约1200 °卩至1600 °F。由于物流5典型地包括不应存在于如下所述被给送至反应器8的物流19中的物质，所以，优选地在调节阶段4中处理物流5以除去可能存在的杂质7，例如颗粒、焦油、酸性气体包括CO2、氨、硫物质，和其它无机物质例如碱性化合物。可以在一个单元或一系列单元中除去杂质，所述一系列单元中的每一个旨在除去存在的这些杂质中的不同的几种，或旨在将特定污染物减少至所需的低水平。单元4代表杂质除去，无论是通过一个单元或通过一个以上单元来实现。该单元还包括合成气的所需的冷却。该能量可以回收以用于该工艺的其它部分中。未显示细节，但对本领域技术人员应是明显的。高温气化器(例如等离子体气化器，其中合成气在>2000 T下离开)的使用降低单元4的复杂性。特别地，来自高温气化器的合成气的焦油和甲烷含量倾向于十分低直至不存在。单元4因此可能主要要求冷却/热回收。流化床气化器的主要益处为高传热速率、燃料适应性和加工具有高水分含量的原料的能力。各种流化床气化器已经并继续被用于/被开发用于生物质气化。关键工艺参数包括颗粒类型、颗粒的尺寸和流化的方式。用于生物质气化应用的构造的例子包括鼓泡流化床，其中气泡通过固体，进入循环的流化床，其中颗粒被气体携带出，随后由旋风分离器分离并且回到气化器。在原料的灰熔化温度以下操作流化床气化器。生成的合成气将含有杂质并且因此将需要类似于以上所述的移动床气化器的调节。焦油水平可能较小，但仍未低至来自等离子体气化器的合成气的焦油水平。来自阶段4的所得经调节的气体物流9含有至少氢气和一氧化碳，氢气与一氧化碳的摩尔比率小于2:1。确切组成可以根据生物质原料、气化器类型和操作条件而广泛变 化。物流9典型地含有(以干燥的计)20至50体积％的氢气和10至45体积％的一氧化碳。物流9典型地还含有含量为3至35体积％的二氧化碳。在将物流9给送至反应器8之前，将其与反应器6中形成的物流11合并。反应器6优选地为蒸汽甲烷转化装置，其中将包含化石燃料13 (例如天然气、甲烷、石脑油、液化石油气(LPG)，优选地包含含有至多8个碳原子的产物)的烃燃料物流13和蒸汽15给送至反应器中，在该反应器中，它们反应以形成合成气的气体产物流11，该气体产物流11含有摩尔比率(氢气一氧化碳)为至少2: I、优选地2. 5:1至10: I、更优选地3:1或4:1至8:1的氢气和一氧化碳。反应器6中产生的物流11中的氢气与一氧化碳的比率取决于被给送至反应器6的蒸汽与碳的比率和离开反应器的气体的温度。增加反应器6内的压力使物流11中的“甲烷逸出(methane slip) ”(未转化的烃的水平)和水蒸汽含量增加，这两者皆是不希望的。增加给送至反应器6的蒸汽与碳的比率使物流11中的氢气与一氧化碳的比率增加，但会增加系统的总体能量需要(考虑到产生给送至反应器6的额外蒸汽所需的增加的额外能量)。可以通过将含有给料(典型地为天然气)的化石-燃料烃引入到位于蒸汽甲烷转化装置的辐射区段中的蒸汽甲烷转化装置管内，在蒸汽甲烷转化装置内生成气流U。该转化装置管填充了用于促进蒸汽甲烷转化反应的催化剂。蒸汽甲烷形成反应是吸热的，因此，通过将燃烧炉引燃到蒸汽甲烷转化装置的辐射区段中，向转化装置管提供热以支持反应。在蒸汽甲烷转化中，将含烃物流、蒸汽和任选的再循环物流给送至反应器中。通常，反应器由含催化剂的一束管子形成。该管束位于炉子中，并且也使用天然气作为到所述炉子的燃料。在填充催化剂的管子内发生以下反应
CH4 + H2O => CO + 3H2CH4 + CO2 => 2C0 + 2H2CO2 + H2 => CO + H2O
将来自反应器的粗制合成气体产物(其含有氢气、一氧化碳和水)冷却，以避免由一氧化碳和氢气重新形成甲烷。当反应器6是蒸汽甲烷转化装置时，产物气体在约1600 T的温度下离开转化装置，在该情况下，给送至反应器6的蒸汽与碳的摩尔比率应该是2. 5:1至6:1或甚至2.0:1至6:1。反应器6内的压力应该小于400 psia,优选地200 psia或更低。当选择蒸汽甲烧转化装置的操作压力时，考虑的另一因素是确保该压力高于或接近生物质衍生的原料气体物流9的压力。因此，物流9可以任选地被压缩至物流11的压力。虽然对于反应器6优选地采用蒸汽甲烷转化装置，但应认识到有可能实施一些变化。气体物流11也可以在部分氧化反应器中通过烃和氧化剂(例如氧气)之间的反应生成，或者在自热转化装置中通过烃、氧化剂和蒸汽之间的反应生成。在自热转化装置中，氧气与天然气内的烃和含蒸汽给料反应以提供热来支持填充催化剂的区域中的蒸汽甲烷转化反应。 在部分氧化反应中，使用特别设计的燃烧炉将含烃物流(例如天然气和氧气)引入到部分氧化反应器中。在反应器入口处氧气被消耗。在反应器中的停留时间一般为约3秒。进行的总反应是
CH4 + 202 => CO2 + 2H20
初始反应是放热的并产生热，结果温度增加至大于约1300°C。该高温允许在反应器的主要部分处没有催化剂的情况下发生以下转化反应
CH4 + H2O => CO + 3H2CH4 + CO2 => 2C0 + 2H2CO2 + H2 => CO + H2O
在自热转化中，在由燃烧炉形成的第一反应区中，使天然气、氧气和任选的蒸汽和含二氧化碳的再循环物流发生反应。在该第一反应区中的反应如下
CH4 + 202 => CO2 + 2H20
将含甲烷、水和二氧化碳的来自第一反应区的所得中间产物给送至燃烧炉下方的催化剂床，其中在以下反应中发生最终平衡
CH4 + H2O => CO + 3H2CO2 + H2 => CO + H2OCH4 + CO2 => 2C0 + 2H2
催化剂床可以是用催化剂填充的容器，如美国专利第5，554，351号中所公开的，或者是流化床催化剂体系，例如美国专利第4，888，131号中所公开。在上述专利中公开的流化床系统中，将甲烷和蒸汽给送至流化床的底部，并且将氧气给送至接近于底部但在该流化床内。可以在以上关于部分氧化单元所讨论的分离系统中处理粗制合成气体。蒸汽和烃化石燃料(例如天然气、甲烷、石脑油、LPG)的转化反应消耗能量，所述能量典型地由作为物流14被给送的燃料与作为物流16被给送的空气、氧气或者富集氧气的空气的燃烧作为热提供。燃烧生成烟道气流20。表I量化物流15中的蒸汽与给料物流13中的碳的比率对于反应器6中产生的气体物流11的组成的影响，假设该反应器6是假设在约1600 T和100 psia下操作的蒸汽甲烷转化装置(参考图I)。当需要更低的H2/C0比率时，预见更低的蒸汽与碳的比率，向物流13添加CO2对H2/C0比率具有类似的影响。表I :蒸汽与甲烷的比率对合成气组成的影响(比率为摩尔比率)
权利要求
1.一种方法，其包含 (A)提供化石-燃料烃给料； (B)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2.0:1的氢气和一氧化碳的气体产物流； (C)将步骤(B)中形成的所述气体产物流加入衍生自含碳馈给料的含有氢气和CO的合成气流,加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流； (D)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和 (E)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应。
2.根据权利要求I的方法，其中，通过气化获得衍生自含碳馈给料的所述合成气流。
3.根据权利要求I的方法，其中，在将衍生自含碳馈给料的所述合成气流与所述气体产物流合并之前使其经受部分氧化。
4.根据权利要求I的方法，其中，步骤(A)中提供的所述化石-燃料基烃给料包含甲烧。
5.根据权利要求I的方法，其中，步骤(A)中提供的所述化石-燃料基烃给料包含含有至多8个碳原子的烃。
6.根据权利要求I的方法，其中，步骤(A)中提供的所述化石-燃料基烃给料包含LPG。
7.根据权利要求I的方法，其中，通过蒸汽甲烷转化来形成所述气体产物流。
8.根据权利要求I的方法，其中，通过由蒸汽甲烷转化形成的物流的二次转化来形成所述气体产物流。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述二次转化是自热转化。
10.根据权利要求I的方法,其中,通过自热转化来形成所述气体产物流。
11.根据权利要求I的方法，其中，通过非催化部分氧化来形成所述气体产物流。
12.根据权利要求I的方法，其中，步骤(C)中形成的所述混合的合成气流中氢气一氧化碳的摩尔比率为至少1.5:1。
13.根据权利要求I的方法，其中，通过Fischer-Tropsch反应使所述合并的物流在步骤(D)中转化为产物燃料。
14.根据权利要求I的方法，其中，在步骤(D)中形成的所述燃料包含含有至多5个碳原子的链烷醇。
15.根据权利要求I的方法，其中，将步骤(D)中产生的至多100%的副产物流给送至步骤(B)并且使其燃烧以产生热，所述热在步骤(B)中所述气体产物流的形成中被消耗。
16.根据权利要求I的方法，其中，将步骤(D)中产生的至多100%的副产物流给送至步骤(B)并且使其在步骤(B)中所述气体产物流的形成中反应。
17.根据权利要求2的方法，还包括用步骤(D)中所述混合的合成气流的转化产生的热量使水性的给料物流蒸发以产生蒸汽和在含碳馈给料的所述气化中使用至多全部的所述蒸汽。
18.根据权利要求I的方法，还包括用步骤(D)中所述混合的合成气流的转化产生的热量使水性的给料物流蒸发以产生蒸汽和在步骤(B)中使至多全部的所述蒸汽与化石-燃料基烃给料反应。
19.根据权利要求I的方法，还包括(I)处理步骤(B)中形成的一部分至100%的所述气体产物流以产生富集氢气的物流，所述富集氢气的物流含有氢气且氢气含量大于所述气体产物流的氢气含量并且所述富集氢气的物流还含有二氧化碳；(II)将所述富集氢气的物流加入(i)所述气体产物流、(ii)衍生自含碳馈给料的所述合成气流、或(iii)所述混合的合成气流中的一个或更多个；和(III)从所述混合的合成气流、从所述富集氢气的物流、或从添加了所述富集氢气的物流的物流(i)或(ii)的任一者中除去二氧化碳。
20.根据权利要求I的方法，还包括(I)处理步骤(B)中形成的一部分至100%的所述气体产物流以产生富集氢气的物流以及二氧化碳，所述富集氢气的物流的氢气含量大于所述气体产物流的氢气含量；和(II)从所述富集氢气的物流中回收氢气。
21.用于提高从含碳馈给料进行燃料生产的碳转化效率的方法，所述方法包括 (A)从含碳馈给料获得包含氢气一氧化碳的摩尔比率小于2:1的氢气和一氧化碳的原料气体物流； (B)形成包含氢气一氧化碳的摩尔比率大于2:1的氢气和一氧化碳且还包含二氧化碳的第二气体物流，和将所述第二气体物流和在步骤(A)中获得的所述物流合并； (C)将所述合并的物流转化为液体产物燃料和包含氢气、一氧化碳、水蒸汽和甲烷的气体副产物混合物； (D)使烃燃料和蒸汽反应以形成所述第二气体物流，其中，使所述气体副产物混合物的至少一部分燃烧以产生热，所述热在所述反应中被消耗。
22.—种方法，所述方法包括 (A)提供气体产物流，所述气体产物流由化石-燃料基烃给料形成并且包含H2:CO的摩尔比率为至少2. 0:1的的氢气和一氧化碳；和 (B)将步骤(A)中提供的所述气体产物流加入衍生自含碳馈给料且含有氢气和CO的合成气流，加入量足以形成H2: CO的摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO的摩尔比率更高的混合的合成气流。
23.根据权利要求22的方法，其中，使至多100%由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料而获得的副产物流在步骤(A)中提供的所述气体产物流的所述形成中反应，其中，所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个。
24.一种方法，所述方法包括 (A)提供化石-燃料基烃给料； (B)由所述化石-燃料基烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2. 0:1的氢气和一氧化碳的气体产物流；和 (C)将步骤(B)中形成的所述气体产物流加入衍生自含碳馈给料的含有氢气和CO的合成气流，加入量足以形成H2: CO的摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更高的混合的合成气流。
25.根据权利要求24的方法，所述方法还包括以下步骤 (D)使至多100%由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料而获得的副产物流在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中反应，其中，所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和O至2个氧原子的烃中的一个或多个。
26.—种方法,所述方法包括 (A)由含碳馈给料获得合成气流，其中，所述合成气流含有氢气和CO;和 (B)向步骤(A)中获得的所述合成气流中添加包含氢气和一氧化碳的气体产物流，其中，所述气体产物流的H2: CO的摩尔比率为至少2. O: I，并且其中，由化石-燃料基烃给料形成所述气体产物流， 其中，将所述气体产物流加入所述合成气流形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更高的混合的合成气流。
27.根据权利要求26的方法，其中，使至多100%由所述混合的合成气流的转化以形成产物燃料获得的副产物流在步骤(B)中添加的所述气体产物流的所述形成中反应，其中所述副产物流包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有至少2个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个。
28.一种方法，所述方法包括 (A)提供化石-燃料烃给料； (B)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2.0: I、优选为2. 0:1至10:1的氢气和一氧化碳的气体产物流； (C)使至多全部的所述气体产物流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和 (D)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应； 未向所述气体产物流中添加衍生自含碳馈给料的任何其它气体产物；并且随后 (E)向步骤(B)中形成的所述气体产物流中添加衍生自含碳馈给料的含有氢气和CO的合成气流，加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流； (F)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和 (G)在步骤(B)中所述气体产物流的所述形成中使至多100%的所述副产物流反应。
29.根据权利要求28的方法，其中，步骤(A)至(G)之前为以下步骤 (a)提供化石-燃料烃给料； (b)由所述化石-燃料烃给料形成包含H2:CO的摩尔比率为至少2.0:1的氢气和一氧化碳的气体产物流； (c)将步骤(b)中形成的所述气体产物流加入衍生自含碳馈给料的含有氢气和CO的合成气流,加入量足以形成H2: CO摩尔比率比衍生自含碳馈给料的所述合成气流的H2: CO摩尔比率更大的混合的合成气流； (d)使所述混合的合成气流转化以形成产物燃料，并且从所述转化中回收包含氢气、CO、水蒸汽、甲烷和含有2至8个碳原子和0至2个氧原子的烃中的一个或多个的副产物流；和(e)在步骤(b)中所述气体产物流的所·述形成中使至多100%的所述副产物流反应。
全文摘要
在从含碳馈给料例如生物质进行燃料例如乙醇的生产中，将包含氢气和一氧化碳的物流加入衍生自馈给料的原料气体物流，并且例如通过Fischer-Tropsch反应，将所得合并的物流转化为燃料和气体副产物。可以在包含氢气和一氧化碳的上述物流的形成中使用该气体副产物。
文档编号C01B3/36GK102781818SQ201180012890
公开日2012年11月14日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月8日
发明者D.P.博纳奎斯特, G.帕努焦, R.F.德尔内维奇, S.查克拉瓦蒂 申请人:普莱克斯技术有限公司