用于形成氨和固体碳产物的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于形成氨和固体碳产物的方法和系统
[0001] 优先权声明
[0002] 本申请要求2012年7月13提交的美国临时专利申请序列号61/671，464"Methods and Systems for Forming Ammonia and Solid Carbon Products" 的申请日的权益，其公 开内容由此全部通过引用方式并入本文。 发明领域
[0003] 本公开的实施方案涉及用于在催化剂的存在下，由碳氧化物（如一氧化碳或二氧 化碳）和含氢的还原剂（如氢气或甲烷）以及氮气同时形成氨和固体碳产物的方法和系 统。
【背景技术】
[0004] 公开内容由此全部通过引用方式并入本文的2012年2月9日公布的美国专利公 布号2012/0034150 Al公开与本文有关的背景信息。
[0005] 另外的信息公开于以下文件中，其中每个的公开内容由此全部通过引用方式并入 本文：
[0006] 1.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P10945. 1PC)， "Methods and Structures for Reducing Carbon Oxides with Non-Ferrous Catalysts''， 其要求以Dallas B. Noyes名义于2012年4月16日提交的U.S.S.N.号61/624, 702的权 益；
[0007] 2.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P10946. 1PC)， "Methods and Systems for Thermal Energy Recovery from Production of Solid Carbon Materials by Reducing Carbon Oxides"，其要求以 Dallas B. Noyes 名义于 2012 年4月16日提交的U. S. S. N.号61/624, 573的权益；
[0008] 3.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P10947. 1PC)， "Methods for Producing Solid Carbon by Reducing Carbon Dioxide"，其要求以Dallas B. Noyes名义于2012年4月16日提交的U. S. S. N. 61/624, 723的权益；
[0009] 4.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P11001. 1PC)， "Methods and Reactors for Producing Solid Carbon Nanotubes, Solid Carbon Clusters, and Forests"，其要求以 Dallas B. Noyes 名义于 2012 年 4 月 16 日提交的 U.S.S.N.6l/624,753 的权益；
[0010] 5.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P11002. 1PC)， "Methods for Treating an Offgas Containing Carbon Oxides''，其要求以 Dallas B. Noyes名义于2012年4月16日提交的U. S. S. N. 61/624, 513的权益；
[0011] 6.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P11248. 1PC)， "Methods for Using Metal Catalysts in Carbon Oxide Catalytic Converters''，其要 求以Dallas B. Noyes名义于2012年4月16日提交的U. S. S. N. 61/624, 848的权益；
[0012] 7.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P11249. 1PC)， "Methods and Systems for Capturing and Sequestering Carbon and for Reducing the Mass of Carbon Oxides in a Waste Gas Stream"，其要求以Dallas B. Noyes名义于2012 年4月16日提交的U. S. S. N. 61/624, 462的权益；
[0013] 8.与上述公布相同日期提交的国际申请号_(代理人案号3525-P11771PC)， "Carbon Nanotubes Having a Bimodal Size Distribution''，其要求以 Dallas B. Noyes 名义于2012年4月23日提交的U. S. S. N. 61/637, 229的权益。
[0014] 氨是重要的化学品，其具有许多应用，如在肥料、清洁剂、爆炸品等的生产中。氨直 接或间接使用在多种化学工艺中以生产各种含氮的化合物，如胺、芳族聚酰胺纤维和药物。 因此，氨的生产是世界范围的重要工业。通常通过Haber-Bosch法来生产氨。
【主权项】
1. 一种同时形成氨和固体碳产物的方法，其包括： 使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂在预选温度和预选压力下、在催化剂的 存在下反应，W形成夹带在包含水、氨和未反应的气体的尾气混合物中的固体碳； 从所述尾气混合物中分离所述夹带的固体碳； 从所述尾气混合物中回收水；W及 从所述尾气混合物中回收氨。
2. 根据权利要求1所述的方法，其还包括将包含所述至少一种碳氧化物的第一气流 与包含所述氮气的第二气流混合。
3. 根据权利要求2所述的方法，其还包括在将所述第一气流和所述第二气流混合之 前，将所述第一气流和所述第二气流中的至少一个加热至预定温度。
4. 根据权利要求2所述的方法，其还包括将所述第一气流和所述第二气流中的至少 一个与气态还原剂混合。
5. 根据权利要求4所述的方法，其还包括加热所述气态还原剂。
6. 根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述至少一种碳氧化物、所述氮气和所述 至少一种还原剂引入含有所述催化剂的反应器中。
7. 根据权利要求6所述的方法，其还包括在将所述至少一种碳氧化物、所述氮气和 所述至少一种还原剂引入含有所述催化剂的所述反应器中之前，加热所述至少一种碳氧化 物、所述氮气和所述至少一种还原剂。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂在 催化剂的存在下反应包括使主要包含二氧化碳的碳氧化物与所述氮气和所述至少一种还 原剂在所述催化剂的存在下反应。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂在 催化剂的存在下反应包括使主要包含一氧化碳的碳氧化物与所述氮气和所述至少一种还 原剂在所述催化剂的存在下反应。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使包含二氧化碳和一氧化碳的碳氧化物与所述氮气和所述至 少一种还原剂在所述催化剂的存在下反应。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和至少一种还原剂 在催化剂的存在下反应包括使主要包含所述碳氧化物的碳氧化物、所述氮气和包含甲烧的 还原剂在所述催化剂的存在下反应。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中使至少一种碳氧化物、氮气和