用于控制烃原料气化的系统和方法

用于控制烃原料气化的系统和方法
【专利摘要】本发明提供了用于控制一种或多种烃原料气化的系统和方法。在所述方法中，可以将第一氧化剂引入到气化器并且可以将第一烃原料引入到第一氧化剂下游的气化器。还可以将第二氧化剂引入到第一氧化剂和第一烃原料下游的气化器。可以将第二氧化剂从气化器外部的位置引入。可以气化至少一部分的第一烃原料以产生合成气。
【专利说明】用于控制烃原料气化的系统和方法
[0001]直量领域
[0002]描述的实施方案一般涉及一种或多种烃原料的气化。更具体地，该种实施方案涉及控制一种或多种烃原料的气化。
[0003]相关技术描述
[0004]气化是通常在升高的压力下进行的高温过程从而将含碳材料转化为一氧化碳和氢气。由于此种气体通常用于化学品或合成的烃燃料的合成，因此该气体通常称为“合成气体(synthesis gas)” 或“合成气(syngas)”。
[0005]典型的用于气化的进料包括烃原料，如纯的石油基材料，或加工材料的残渣，如重质原油、煤、从焦油砂回收的浙青、来自油页岩的油母质、焦炭和其它含有高硫和/或高金属的残渣；气体；和各种含碳废料。此种原料可以在高温和(通常地)高压下，在还原(缺氧)气氛中，在气化器内进行反应，例如燃烧、汽化、裂化和/或气化。所产生的合成气通常包含约85%的作为一氧化碳的进料碳含量，其余为二氧化碳和甲烷的混合物。[0006]当烃在气化器内反应时，热产生可以产生问题。例如，当气化器内循环微粒如灰分的温度升高至微粒开始过热、软化并形成更大的颗粒的点时，可以发生局部过热。由于例如无能力使更大的颗粒通过气化器循环，此种更大的颗粒可以引起气化器的关闭。由于局部过热而升高的温度还可以损坏气化器内的耐火内衬或甚至损坏气化器的外壁。
[0007]因此，有对用于控制烃原料气化的改进的系统和方法的需要。
[0008]附图的简要i兑明
[0009]附图描绘了根据所描述的一种或多种实施方案，用于气化一种或多种烃原料的说明性气化系统。
[0010]迸述
[0011]提供了用于控制一种或多种烃原料气化的系统和方法。在所述方法中，可以将第一氧化剂引入到气化器中并且还可以将第一烃原料引入到位于第一氧化剂下游的气化器。也可以将第二氧化剂引入到位于第一氧化剂和第一烃原料下游的气化器。可以从气化器外部的位置引入第二氧化剂。可以气化至少一部分的第一烃原料以生成合成器。
[0012]用于气化一种或多种烃原料的气化系统可以包括单一气化器或串联和/或并联排列的两个或多个气化器。一种或多种氧化剂和一种或多种烃材料或原料可以导入、进料或引入到气化器中。使总量的氧化剂和烃原料散置引入到气化器中通过控制例如发生在气化器内的各种反应可以帮助降低或消除气化器内不想要的高温，所述反应包括烃原料的至少部分的燃烧、汽化、裂化和/或气化。一种或多种氧化剂和/或一种或多种烃原料的引入可以沿着气化器的长度彼此散置。氧化剂和烃原料的散置可以彼此交替。任意两种相邻进料例如氧化剂和烃原料之间的距离可以与任意两种其它相邻进料之间的距离相同或不同。一般地，任意两种相邻进料之间的距离为足以为两种相邻进料的混合作准备的距离。在引入气化器时，至少一部分的一种或多种烃原料可以燃烧、汽化、裂化和/或气化以在气化器内产生热、燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或气化的烃(“合成气体”或“合成气”)。控制氧化剂与烃原料之比可以用于调节经燃烧产生的热并且所得到的温度升高，其随后可以用于驱动其中的其它反应，例如汽化、裂化和/或气化。
[0013]尽管如本文所讨论和描述的可以将三种氧化剂引入到气化器中，但可以将任意数量的氧化剂导入、进料或引入到气化器中。例如，引入到气化器中的氧化剂的数量可以是1、
2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种。类似地，虽然如本文所讨论和描述的可以将两种烃原料导入、进料或引入到气化器中，但可以将任意数量的烃原料引入到气化器中。例如，引入到气化器中的烃原料的数量可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多种。在至少一个实例中，可以将两种氧化剂和一种或两种烃原料引入到气化器中。在至少另一个实例中，可以将三种氧化剂和两种烃原料引入到气化器中。在至少另一个实例中，可以将四种氧化剂和三种烃原料引入到气化器中。
[0014]气化系统还可以包括一个或多个启动加热器。所述启动加热器可以至少部分地燃烧一种或多种启动燃料以提供启动燃烧气体，所述启动燃烧气体可以帮助气化器的启动和/或升温。应注意的是可以将启动燃烧气体引入到气化器内的一个或多个位置。供选择地，启动加热器可以直接将热转移到启动介质中，其然后可以引入到气化器中。说明性的启动介质可以包括但不限于:氮气、二氧化碳、燃烧气体产物，例如循环的燃烧产物或其任意组
口 ο
[0015]每个气化器可以包括一个或多个第一混合区、一个或多个第二混合区、一个或多个提升管或气化区、一个或多个沉降器或分离器、一个或多个竖管以及一个或多个转移管线。如果气化系统包括两个或多个气化器，则每个气化器可以彼此独立配置或配置在任意一个或多个混合区、气化区、分离器和/或竖管可以共享的地方。出于简单和易于描述的目的，将在单个反应器行列的上下文中进一步描述气化器的实施方案。
[0016]第一氧化剂和启动燃烧气体(如果使用，例如在气化器的启动期间)和/或惰性介质(如果使用，例如在气化器的加热期间)可以引入到第一混合区并且可以从第一混合区流动并进入第二混合区。可以将第一烃原料引入到第二混合区。可以将循环微粒引入到第一混合区、第二混合区和/或第一混合区和第二混合区之间。至少一部分的第一烃原料和/或至少一部分的沉积在循环微粒上的任何含碳材料可以燃烧、汽化、裂化和/或气化以在第二混合区内生成第一热、第一燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或气化的烃(“合成气”)。第一烃原料可以引入到相对于第一氧化剂通常在下游的第一混合区。
[0017]第一烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料以及微粒自身的汽化、裂化和/或气化可以吸收通过燃烧至少一部分的第一烃原料和/或至少一部分的沉积在循环微粒上的任何含碳材料产生的至少一部分的热。引入到第一混合区中的氧化剂的量可以至少部分地基于引入的第一烃原料的量和/或沉积在循环微粒上的任何碳和/或含碳材料的量。相对于引入的含碳材料的量控制氧化剂的量可以用于控制第二混合区内的温度。换句话说，通过燃烧含碳材料而引起的温度升高可以通过控制引入的氧化剂的量得到控制或缓和。所产生的流体/微粒混合物，例如第一热、第一燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气可以通过第二混合区向气化区流动。
[0018]考虑到热，例如，如本文讨论和描述的第一热和/或第二热，其通过燃烧至少一部分的引入的第一烃原料、引入的第二烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料所释放，更加详细地，所述热可以通过吸热汽化、裂化和/或气化反应被吸收。控制大的热质循环微粒的温度可以帮助使通常与燃烧相关联的的温度升高变缓和并且可以帮助使通常与汽化、裂化和/或气化相关联的的温度降低变缓和。例如，可以将一种或多种烃原料引入到气化器中并且在其中至少部分地气化以生成气化的烃(合成气)。气化的烃(合成气)可以包括但不限于:氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烧、氮气、蒸气或其任意组合。也可以在气化器内燃烧至少一部分的一种或多种烃原料以生成燃烧气体。还可以在燃烧气体的存在下汽化至少一部分的一种或多种烃原料以生成汽化的烃。还可以在气化的烃的存在下裂化至少一部分的一种或多种烃原料以生成裂化的烃。至少一部分的一种或多种烃原料可以沉积在循环微粒上以生成含碳微粒或“焦化”微粒。可以在气化器内燃烧至少一部分的沉积在循环微粒上的碳以生成一部分燃烧气体和循环微粒。同样地，可以在气化器内将一种或多种烃原料燃烧、汽化、裂化、气化和/或沉积在微粒上。可以选择性地从含烃微粒中分离至少一部分的燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或气化的烃。例如，可以选择性地从含烃微粒中分离至少一部分的气化的烃以提供热气体产物或合成气。至少一部分的沉积在循环微粒上的碳可以是不完全气化和/或燃烧一种或多种烃原料的结果。至少一部分的沉积在循环微粒上的碳可以继续缓慢气化、可以用氧化剂燃烧以生成一氧化碳，例如当使含碳微粒从气化区循环通过竖管和转移或循环管线回到第一和/或第二混合区，和/或可以在气化器留下粗灰分和/或细灰分。
[0019]引入到第一混合区的第一氧化剂、引入到第二混合区的第一烃原料和/或引入到第二混合区的可以包含沉积在其上的含碳材料的微粒可以在第二混合区产生第一热和一种或多种循环微粒的第一温度，例如至少一部分的循环微粒的第一温度。换句话说，至少一部分的包含在第一烃原料中和/或沉积在微粒上的含碳材料的燃烧可以产生第一热和在第一温度下的一种或多种循环微粒。至少一部分的第一热可以被挥发性组分的汽化、裂化和/或气化吸收和/或被第一烃原料的气化的起始吸收以帮助降低第二混合区内的循环微粒的第一温度。在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第一温度可以为低限约700°C、约750°C或约800°C至高限约900°C、约950°C或约1000°C或更高。例如在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第一温度可以为约700°C至约1000°C、约725°C至约975°C、约750°C至约 950°C或约 775°C至约 925°C。
[0020]可以将第二氧化剂引入到第一烃原料下游的第二混合区。在一个或多个实施方案中，可以将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的第二混合区。在第二氧化剂的存在下，至少一部分的第一烃原料、沉积在循环微粒上的任何含碳材料和/或至少一部分的第二烃原料可以在第二混合区内燃烧、汽化、裂化和/或气化以生成流体/微粒混合物，例如第二热、第二燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气。与可以与第一烃原料和/或具有或不具有沉积在其上的含碳材料的循环微粒一起发生的反应类似，第二烃原料也可以吸收由燃烧至少一部分的第一烃原料、至少一部分的第二烃原料和/或沉积和/或保留在循环微粒上的任何含碳材料所产生的至少一部分的热。同样地，引入的第二氧化剂的量可以至少部分地基于引入的第一烃原料的量、沉积在循环微粒上的任何含碳材料的量和/或引入的第二烃原料的量。在第二混合区内相对于含碳材料的量控制第二氧化剂的量可以用于控制第二混合区内的温度。换句话说，通过控制引入的第二氧化剂的量，通过燃烧第一烃原料、沉积在循环微粒上的任何含碳材料和/或第二烃原料所引起的温度升高可以得到控制或变缓和。[0021 ]弓丨入到第二混合区的第二氧化剂可以为在第二混合区内的循环微粒的第一温度的升高作准备以产生一种或多种循环微粒的第二温度，例如至少一部分的循环微粒的第二温度。利用引入的第二氧化剂，至少一部分的第一烃原料和/或沉积在循环微粒上的任何含碳材料的燃烧可以产生第二热并且可以引起循环微粒的第一温度升高以产生在第二温度下的一种或多种循环微粒。在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第二温度可以为低限约700°C、约750°C或约800°C至高限约900°C、约950°C或约1000°C或更高。例如在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第二温度可以为约700°C至约1000°C、约725°C至约975°C、约 750°C至约 950°C或约 775°C至约 925°C。
[0022]在一个或多个实施方案中，引入到第二混合区的第二烃原料可以在第二混合区内产生一种或多种循环微粒的第三温度，例如至少一部分的循环微粒的第三温度。至少一部分的燃烧的热可以被以下吸收:挥发性组分的汽化和/或裂化、第一烃原料的继续气化、第二烃原料的开始气化或其组合以降低第二混合区内的循环微粒的第三温度。在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第三温度可以为低限约700°C、约750°C或约800°C至高限约900°C、约950°C或约1000°C或更高。例如，在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第三温度可以为约700°C至约1000°C、约725°C至约975°C、约750°C至约950°C或约775°C至约925℃。
[0023]在一个或多个实施方案中，可以将第三氧化剂引入到第二氧化剂和/或第二烃原料下游的第二混合区和/或气化区。第三氧化剂的引入可以用于控制或调节向气化区流动和/或在气化区内流动的流体/微粒混合物的热。例如，如果需要更多的热用于在气化区内进行额外的反应，例如，任何剩余的挥发性组分和/或烃原料的汽化、裂化和/或气化，则可以增加第三氧化剂的量。在另一个实例中，如果需要较少的热在气化区内进行额外的反应，则可以减少或完全停止第三氧化剂的量。同样地，第三氧化剂可以被称为“调整(trim) ”氧化剂，因为第三氧化剂可以用于调节温度或通过流体/微粒混合物引入到气化区的热的量，所述流体/微粒混合物从第二混合区流入气化区。
[0024]将第三氧化剂引入到第二混合区和/或气化区可以用于产生和/或调节第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的第四温度，例如至少一部分的循环微粒的第四温度。例如，增加引入到第二混合区和/或气化区的第三氧化剂的量可以帮助增加在第二混合区和/或气化区中的一种或多种循环微粒的第四温度。在另一个实例中，降低引入到第二混合区和/或气化区的第三氧化剂的量可以帮助降低在第二混合区和/或气化区中的一种或多种循环微粒的第四温度。因此，将第三氧化剂引入到第二混合区和/或气化区可以帮助为在第二混合区和/或气化区内一种或多种循环微粒的第四温度的调节或调整(tuning)作准备。
[0025]在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的第四温度可以为低限约700°C、约750°C或约800°C至高限约900°C、约950°C或约1000°C或更高。例如在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的第四温度可以为约700°C至约1000°C、约725°C至约975°C、约750°C至约950°C或约775°C至约925°C。
[0026]当利用如本文所讨论和描述的用于控制一种或多种烃原料的气化的系统和方法时，在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第一温度、在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第二温度、在第二混合区内的一种或多种循环微粒的第三温度和/或在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的第四温度可以相同或不同。当第一温度、第二温度、第三温度和/或第四温度不同时，相对于彼此的差异可以为约150°C或更低、约125°C或更低、约10(TC或更低、约75°C或更低、约50°C或更低或约25°C或更低。例如，当第一、第二、第三和/或第四温度不同时，相对于彼此的差异可以为低限约1°C、约5°C、约10°C、约15°C、约 20°C或约 25°C至高限约 100°C、约 110°C、约 120°C、约 130°C、约 140°C或约 150°C。在另一个实例中，当第一、第二、第三和/或第四温度不同时，相对于彼此的差异可以为约1°C至约 150°C、约 5°C至约 125°C、约 10°C至约 100°C、约 151:至约801:、约201:至约751:、约25°C至约50°C或约25°C至约45°C。在另一个实例中，相对于彼此，第一和第二温度之间的差异，或第二和第三温度之间的差异，或第三和第四温度之间的差异可以为低限约rc、约 5°C、约 10°C、约 15°C、约 20°C或约 25°C至高限约 100°C、约 110°C、约 120°C、约 130°C、约140°C或约150°C。在另一个实例中，相对于彼此，第一和第二温度之间的差异，或第二和第三温度之间的差异，或第三和第四温度之间的差异可以为约1°C至约150°C、约5°C至约125°C、约 10°C至约 100°C、约 15°C至约 80°C、约 20°C至约 75°C、约 25°C至约 50°C或约 25°C至约45 °C。[0027]在提升管或气化区内的反应可以包括但不限于:引入的任何剩余含碳材料和/或包含含碳材料的微粒的汽化、裂化和/或气化。另外，来自一种或多种烃原料例如第一和/或第二烃原料的含碳材料例如碳，可以沉积在第二混合区和/或气化区内的微粒上以提供具有沉积在其上的含碳材料的微粒。如以下更加详细地讨论的，至少一部分的具有沉积在其上的含碳材料的循环微粒可以再流通(recirculated)或再循环(recycled)到第一混合区、第二混合区和/或气化区，例如按顺序地，和/或可以再流通或再循环到第一和第二混合区之间。
[0028]在气化区内的温度可以足以气化至少一部分的任何剩余的烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料以产生流体/微粒混合物或“合成气”。例如，在气化区内的温度可以足以气化所有剩余的烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料。在另一个实例中，在气化区内的温度可以足以气化、裂化、汽化和/或沉积烃原料形式的、引入到其中的含碳材料，所述烃原料例如第一烃原料和/或第二烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料。在气化区内的温度可以为低限约700。。、约750°C或约800°C至高限约900。。、约950。。、约1000。。、约1100。。、约1200°C或更高。例如在气化区内的温度可以为约700°C至约1150°C、约750°C至约1050°C、约775°C至约975°C或约800°C至约950°C。
[0029]如果通过引入如本文所公开的氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第一烃原料和第二氧化剂，在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以保持在本文所公开的范围内，那么引入第二烃原料和第三氧化剂可以被推迟或消除。另外，例如，如果通过引入如本文所公开的氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第一烃原料、第二氧化剂和第二烃原料，在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以保持在本文所公开的范围内，那么引入第三氧化剂可以被推迟或消除。另外，例如，如果通过引入如本文所公开的氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第一烃原料、第二氧化剂和第三氧化剂，在第二混合区和/或气化区内的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以保持在本文所公开的范围内，那么引入第二烃原料可以被推迟或消除。同样地，本文所讨论和描述的方法和系统可以用于调节或调整气化器的运行以在第二混合区和气化区内保持需要的温度。[0030]如 本文所讨论和描述的，只要在第二混合区和/或气化区中的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以被保持，氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化齐?、第三氧化剂、第一烃原料和/或第二烃原料的添加顺序就可以是任何顺序。如本文所讨论和描述的，只要在第二混合区和/或气化区中的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以被保持，氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂、第三氧化剂、第一烃原料和/或第二烃原料的引入时间段就可以是任何时间段。例如，当第一烃原料中止一段时间时可以引入第二烃原料，并且之后可以重新引入第一烃原料。在另一个实例中，当第一氧化剂、第三氧化剂或第一氧化剂和第三氧化剂两者中止一段时间时，可以引入第二氧化剂，并且之后可以重新引入第一氧化剂、第三氧化剂或第一氧化剂和第三氧化剂两者。在又一个实例中，当第一氧化剂、第二氧化剂或第一氧化剂和第二氧化剂两者中止一段时间时，可以引入第三氧化剂，并且之后可以重新引入第一氧化剂、第二氧化剂或第一氧化剂和第二氧化剂两者。
[0031]如本文所讨论和描述的，只要在第二混合区和/或气化区中的一种或多种循环微粒的温度和在气化区内的温度可以被保持，那么用于使两种相邻进料接触，例如使第一氧化剂与第一烃原料接触，或使第一烃原料与第二氧化剂接触，或使第二氧化剂与第二烃原料接触，或使第二烃原料与第三氧化剂接触的时间段可以是任何时间段。通常，用于使两种相邻进料接触的时间段可以为在第二混合区内的反应，例如燃烧、汽化、裂化和/或气化作准备以产生，例如第一热、第一燃烧气体、第二热、第二燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气。通常，用于使两种相邻进料接触的时间段可以为约0.1秒、约0.2秒、约0.3秒、约0.4秒、约0.5秒、约I秒、约2秒、约5秒、约10秒或更长。
[0032]在第一混合区、第二混合区和/或气化区内产生的流体/微粒混合物或合成气可以被引入到第一分离器中，在第一分离器中至少一部分的微粒可以与其分离以提供第一分离的合成气和分离的微粒。所有的或部分的分离的微粒可以被引入到竖管中。所有的或部分的分离的微粒可以从气化器中去除。从气化器中去除微粒可以用于控制在竖管内的微粒的高度和/或在气化器内循环的微粒的总量。可以将第一分离的气体引入到第二分离器中，在第二分离器中，第二部分(如果有的话)的微粒可以与其分离以产生分离的气体产物或分离的合成气以及产生可以引入到竖管中的分离的微粒。分离器可以为或包括任何能够从流体/微粒混合物中分离或移除至少一部分的微粒的装置、系统或装置和/或系统的组合。说明性的分离器可以包括但不限于:旋风分离器、脱盐设备和/或滗析器。
[0033]如以上所讨论的，可以包含沉积在其上的含碳材料的微粒可以通过转移或“再循环”管线从竖管再循环至第一混合区、第二混合区和/或气化区，例如按顺序地，和/或再循环至第一和第二混合区之间。当利用启动加热器来启动或加热气化器或启动气化器运行时，可以在将启动燃烧气体和/或惰性介质引入到气化器之前，在气化器内负载微粒或将微粒置于气化器内。同样地，在将启动燃烧气体和/或惰性介质引入到第一混合区之前，微粒的循环可以开始。为了在气化器内提供一种或多种运动流体用于在气化器内使微粒循环，可以将一种或多种流体引入到一个或多个转移管线、竖管和/或再循环管线中。引入到气化器中的说明性的运动流体可以包括但不限于惰性气体如氮气，可燃气体如再循环的合成气、二氧化碳、燃烧气体或其任意组合。
[0034]可以将烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料引入到第二混合区。在另一个实例中，可以将烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料引入到第一混合区、第二混合区、气化区和/或连接气化区与第一分离器的转移管线。
[0035]可以将氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂、第三氧化剂、第一烃原料和/或第二烃原料连续地、间歇地、同时地、分别地、按顺序地或其组合引入到气化器。
[0036]一个或多个阀门或其它流动限制装置可以用于控制或调节氧化剂、启动燃烧气体、惰性介质、烃原料(例如第一烃原料和/或第二烃原料)、热气体产物或合成气、一种或多种运动流体和/或微粒的量。
[0037]基于引入到气化器中的氧化剂的总量，例如第一、第二和第三氧化剂中氧化剂的总量，作为第一氧化剂引入的氧化剂的量可以为低限约35%、约40%或约45%至高限约90 %、约95 %、约99 %、约99.9 %或约100 %。例如，基于引入到气化器中的氧化剂的总量，作为第一氧化剂引入的氧化剂的量可以为约35%至约100%、约40%至约99.9%、约45%至约95%或约50%至约90%。基于引入到气化器中的氧化剂的总量，作为第二氧化剂引入的氧化剂的量可以为低限约15%、约20%或约25%至高限约45%、约50%、约55%、约60%或约65%。例如，基于引入到气化器中的氧化剂的总量，作为第二氧化剂引入的氧化剂的量可以为约15%至约65%、约20%至约60%、约25%至约55%或约30%至约50%。在一个或多个实施方案中，基于引入到气化器中的氧化剂的总量，作为第三氧化剂引入的氧化剂的量可以为低限约5 %、约10 %或约15 %至高限约35 %、约40 %、约45 %、约50 %或约55%。例如，基于引入到气化器中的氧化剂的总量，作为第三氧化剂引入的氧化剂的量可以为约5%至约55%、约10%至约50%、约15%至约45%或约20%至约40%。
[0038]基于引入到气化器中的含碳材料的总量，例如在第一和第二烃原料中的含碳材料的总量，作为第一烃原料引入到气化器中的含碳材料的量可以为低限约15%、约25%或约30%至高限约60%、约70%、约80%、约90%或约100%。例如，基于引入到气化器中的含碳材料的总量，第一烃原料的量可以为约25%至约95%、约25%至约75%、约35%至约75%、约40%至约75%或约50%至约65%。在一个或多个实施方案中，基于引入到气化器中的含碳材料的总量，作为第二烃原料引入到气化器中的含碳材料的量可以为低限约15%、约25%或约30%至高限约60%、约70%、约80%、约90%或约100%。例如，基于引入到气化器中的含碳材料的总量，第二烃原料的量可以为约25%至约95%、约25%至约75%、约35%至约75%、约40%至约75%或约50%至约65%。当含碳材料作为第一烃原料和第二烃原料引入时，第一烃原料与第二烃原料的重量比可以为约80:20、约75:25、约70:30、约 65:35、约 60:40、约 55:45 或约 50:50。
[0039]引入到气化器中的氧化剂的总量，例如作为第一氧化剂、第二氧化剂和/或第三氧化剂引入的氧化剂的总量，可以为低于约60%、低于约50%、低于约40%或低于约30%的用于引入到气化器中的所有碳的完全燃烧所需要的氧化剂的化学计算量。在气化器内的氧气与碳的摩尔比可以保持在亚化学计算比例下以促进在气化器内一氧化碳比二氧化碳更多地形成。引入到气化器中的总氧化剂，例如在第一、第二和第三氧化剂中氧化剂的总量，与引入到气化器中的含碳材料的总量，例如在第一和第二烃原料中的含碳材料的总量的摩尔比可以为约0.15: 1、约0.20: 1、约0.24: 1、约0.30:1或约0.35:1。引入到气化器中的总氧化剂与引入到气化器中的含碳材料的总量的摩尔比可以为约0.10:1至约0.50:1、约 0.15:1 至约 0.45: 1、约 0.20:1 至约 0.40:1 或约 0.24:1 至约 0.35:1。[0040]在一个或多个实施方案中,氧化剂,例如第一氧化剂、第二氧化剂和第三氧化剂可以彼此相同或不同。在一个或多个实施方案中，烃原料，例如第一烃原料和第二烃原料可以彼此相同或不同。在一个或多个实施方案中，氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂、第三氧化剂、第一烃原料和/或第二烃原料可以从来源和/或气化器外部的位置引入到
气化器。
[0041]如本文所使用的，术语“烃原料”是指一种或多种包含碳的材料，无论是固体、液体、气体或其任意组合。例如，烃原料可以包括两种或多种含碳材料的混合物或组合。适合的含碳材料的实例可以包括但不限于:生物质(即，植物和/或动物物质或植物和/或动物衍生的物质)；煤(例如，高钠和低钠褐煤、褐煤、次烟煤和/或无烟煤)；油页岩；焦炭；焦油；浙青质；浙青；低灰或无灰聚合物；烃基聚合材料；生物质衍生的材料；或来自制造作业的副产物。适合的烃基聚合材料的实例可以包括但不限于，热塑性塑料、弹性体、橡胶，包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯，包括其它聚烯烃、均聚物、共聚物、嵌段共聚物及其共混物；PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚共混物、含有氧的聚烃；来自炼油厂和石油化工厂的重质烃淤渣和底部产物，如烃蜡；其共混物、其衍生物；和其组合。
[0042]烃原料还可以包括与一种或多种废弃的消费品组合的一种或多种含碳材料，所述废弃的消费品例如，地毯和/或塑料汽车零件/组件，包括保险杠和仪表盘。这样的废弃的消费品可以优选地缩小尺寸以适合在气化器内。烃原料可以包括一种或多种循环塑料，例如，聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、其衍生物、其共混物或其组合。因此，本文所讨论和描述的系统和方法对于调节指令以适当处理先前生产的材料是有用的。
[0043]烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料，如果是固体，可以具有低限约I μ m、约 10 μ m、约 50 μ m、约 100 μ m、约 150 μ m 或约 200 μ m 至高限约 350 μ m、约 400 μ m、约450 μ m或约500 μ m的平均粒径。例如，烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料,如果是固体，其平均粒径可以为约75 μ m至约475 μ m、约125 μ m至约425 μ m、或约175μπι至约375 μ m。在另一个实例中，烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料，如果是固体，可以被研磨成具有约300 μ m或更小的平均粒径。烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料，如果是固体，可以作为干燥进料被引入到气化器中或可以作为浆料(slurry)或悬浮液(suspension)运输到气化器中。用于形成浆料或悬浮液的适合的流体可以包括但不限于:二氧化碳、蒸汽、水、氮气、空气、合成气或其组合。
[0044]如本文所使用的，术语“氧化剂”包括能够有助于燃烧至少一部分的烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料和/或沉积在循环微粒上的含碳材料的任何含氧化合物。说明性的氧化剂可以包括但不限于，空气、氧气、基本上为氧气(essentially oxygen)、富氧空气、氧气和空气的混合物、空气和/或氧气与蒸汽的混合物、氧气和一种或多种惰性气体例如氮气和/或氩气的混合物或其任意组合。氧化剂，例如第一氧化剂、第二氧化剂和/或第三氧化剂可以包含约20vol %的氧气或更多、约30vol %的氧气或更多、约40vol %的氧气或更多、约50vol%的氧气或更多、约60vol%的氧气或更多、65vol%的氧气或更多、或约70vol %的氧气或更多、约75vol %的氧气或更多、约80vol %的氧气或更多、约85vol %的氧气或更多、约90vol%的氧气或更多、约95vol%的氧气或更多、或约99vol%体积的氧气或更多。如本文所使用的，术语“基本上为氧气”是指含有多于50Vol%的氧气的氧气流。如本文所使用的，术语“富氧空气”是指含有约21vol%的氧气至50vol%的氧气的气体混合物。富氧空气和/或基本上为氧气可以例如从空气的低温蒸馏、变压吸附、膜分离或其任意组合中获得。氧化剂，例如第一氧化剂、第二氧化剂和/或第三氧化剂可以是无氮气或基本上无氮气的。如本文所使用的，术语“基本上无氮气”是指包含约5Vol%的氮气或更少，约4vol %的氮气或更少，约3vol%的氮气或更少，约2vol %的氮气或更少，或约Ivol %的氮气或更少的氧化剂。
[0045]气化器的排列可以是为如本文所讨论和描述的烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料，和/或沉积在循环微粒上的含碳材料的气化适当作准备的任何排列。可以垂直地、水平地或或在其间成任意角度地排列或定向气化器。例如，当气化器的排列为垂直时，第一混合区和第二混合区可以分别被称为“下部(lower) ”或“上游”混合区和“上部(upper) ”或“下游”混合区。同样地，可以将第一烃原料引入到第二或“上部”或“下游”混合区，该混合区在引入到第一或“下部”或“上游”混合区的第一氧化剂以上或下游。可以将第二氧化剂引入到第二或“上部”或“下游”混合区，该混合区在第一烃原料以上或下游。可以将第二烃原料引入到第二或“上部”或“下游”混合区，该混合区在第二氧化剂以上或下游。可以将第三氧化剂引入到第二或“上部”或“下游”混合区和/或引入到气化区，所述混合区和/或气化区在第二氧化剂和/或第二烃原料以上或下游。本文中所讨论和描述的垂直排列可以为氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂和第三氧化剂以及第一烃原料和第二烃原料分散引入到气化器作准备。
[0046]当气化器的排列为水平时，第一混合区和第二混合区可以分别被称为“上游”混合区和“下游”混合区。例如，可以将第一烃原料引入到第二或“下游”混合区，该混合区在引入到第一或“上游”混合区的第一氧化剂之后或“下游”。可以将第二氧化剂引入到第二或“下游”混合区，该混合区在第一烃原料之后或下游。可以将第二烃原料引入到第二或“下游”混合区，该混合区在第二氧化剂之后或下游。可以将第三氧化剂引入到第二或“下游”混合区和/或气化区，该混合区和/或气化区在第二氧化剂和/或第二烃原料之后或下游。本文中所讨论和描述的水平排列可以为氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂和第三氧化剂以及第一烃原料和第二烃原料分散引入到气化器作准备。
[0047]应当理解的是，术语“上游”和“下游”是为了表明氧化剂和烃原料，例如第一氧化剂、第二氧化剂、第三氧化剂、第一烃原料和/或第二烃原料相对于彼此的位置。术语“上游”和“下游”无意于限制气化器的排列。
[0048]合成气可以包含约85Vol%或更多的一氧化碳和氢气，余量主要为二氧化碳和甲烷。合成气可以包含约90VOl%或更多的一氧化碳和氢气，约95V01%或更多的一氧化碳和氢气，约97vol%或更多的一氧化碳和氢气，或约99vol%或更多的一氧化碳和氢气。合成气的一氧化碳含量可以为低限约10vol%、约20vol%或约30vol%至高限约50vol%、约70vol %或约85vol %。合成气的氢气含量可以为低限约Ivol %、约5vol %或约IOvol %至高限约30vol%、约40vol%或约50vol%。例如，合成气的氢气含量可以为约20vol%至约30νο1% ο
[0049] 合成气可以包含低于约25vol %、低于约20vol %、低于约15vol %、低于约10vol%或低于约5Vol%的组合的氮气、甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氯化氢。合成气的二氧化碳含量可以为约25vol%或更低、约20vol%或更低、约15vol%或更低、约10vol%或更低、约5vol%或更低、约3vol%或更低、约2vol%或更低或约Ivol %或更低。合成气的甲烧含量可以为约15vol%或更低、约IOvol %或更低、约5vol%或更低、约3vol%或更低、约2vol%或更低或约Ivol %或更低。合成气的水含量可以为约40vol%或更低、约30vol%或更低、约25νο1%或更低、约20νο1%或更低、约15νο1%或更低、约IOvol %或更低、约5vol%或更低、约3vol%或更低、约2vol%或更低或约lvol%或更低。合成气可以无氮气或基本无氮气。例如，合成气可以包含低于约3vol %、低于约2vol %、低于约Ivol %或低于约0.5vol%的氮气。
[0050]合成气可以具有针对热损失和稀释效应校正的热值，所述热值可以为约1863kJ/m3 至约 2794kJ/m3,约 1863kJ/m3 至约 3726kJ/m3,约 1863kJ/m3 至约 4098kJ/m3,约 1863kJ/m3至约 5516kJ/m3,约 1863kJ/m3 至约 6707kJ/m3,约 1863kJ/m3 至约 7452kJ/m3,约 1863kJ/m3 至约 9315kJ/m3，约 1863kJ/m3 至约 10264kJ/m3，约 1，863kJ/m3 至约 11，178kJ/m3,约 1，863kJ/m3 至约 13, 041kJ/m3,或约 I, 863kJ/m3 至约 14, 904kJ/m3。
[0051]可以根据任何需要的方式进一步处理合成气。例如，可以将至少一部分的合成气导入到可以偶联到发电机以产生电功率的气体或燃气轮机。在另一个实例中，至少一部分的合成气可以用于产生氢气产物。在另一个实例中，至少一部分的合成气可以直接被导入到一个或多个气体转化器以产生一种或多种Fisher-Tropsch产物、甲醇、氨、化学品、加氢甲酰化产物、和/或原料、其衍生物和/或其组合。
[0052]如本文所讨论和描述的，可以利用各种类型的气化器。例如，气化器可以为或包括一个或多个循环固体或运输气化器、一个或多个固定床气化器、一个或多个流化床气化器、一个或多个气流床气化器或其组合。适用于根据本文所讨论和描述的一个或多个实施方案的气化器的实例可以为TRIGTM气化器。气化器内的微粒或固体，除了一个或多个其它目的以外或替代充当一个或多个其它目的，例如作为一部分的烃原料例如第一烃原料和/或第二烃原料的沉积表面，气化器内的微粒或固体的存在可以帮助改进气化器内的贮热能力和/或可以帮助改进整个气化器中的热分布。
[0053]在一个或多个实施方案中，气化器的气化区可以具有比第一混合区和/或第二混合区更小的横截面面积，例如直径。在气化区内的停留时间可以为碳气化、甲烷/蒸汽重整、焦油裂化、水煤气变换反应和/或硫俘获反应作准备。一般地，气化区内的停留时间和高温条件可以为气化反应达到平衡作准备。烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料在第二混合区内的停留时间可以是约0.5秒、约I秒、约2秒、约5秒、约10秒或更多。通过气化区的气体速度可以是约3米每秒(m/s)至约28m/s,约6m/s至约25m/s,约9m/s至约22m/s,约10m/s至约20m/s,或约9m/s至约15m/s。气化区可以在比第二混合区更高的温度下运行。气化器可以在约50kPa至约5，OOOkPaJ^] IOlkPa至约4，480kPa、约350kPa至约4，130kPa或约690kPa至约3，790kPa的压力下运行。
[0054]气化器内的微粒或固体可以包括但不限于:砂、灰分、陶瓷、石灰石或其任意组合。石灰石可以被压碎、压成细粉、研磨、变成粉末或以其它方式降低粒径。灰分可以包括任何类型的灰分或其混合物。说明性的灰分可以包括但不限于:飞灰、气化器灰分、粗灰分、细灰分或其任意组合。如本文所使用的，术语“粗灰分”和“粗灰分微粒”可交换使用并且指在气化器内产生的并具有低限约35μπκ约45μπκ约50μπκ约75 μ m或约100 μ m至高限约450 μ m、约500 μ m、约550 μ m、约600 μ m或约640 μ m的平均粒径的微粒。例如，粗灰分微粒可以具有约40 μ m至约350 μ m、约50 μ m至约250 μ m、约65 μ m至约200 μ m或约85 μ m至约130 μ m的平均粒径的微粒。如本文所使用的，术语“细灰分”和“细灰分微粒”可交换使用并且指气化器内产生的并具有低限约2 μ m、约5 μ m或约10 μ m至高限约75 μ m、约85 μ m或约95 μ m的平均粒径的微粒。例如，细灰分微粒可以具有约5 μ m至约30 μ m、约7 μ m至约25 μ m或约10 μ m至约20 μ m的平均粒径。
[0055]对于固定的微粒床气化器，可以在启动气化器之前将微粒放置在气化器中。对于循环固体或运输气化器，可以在任何需要的时间，例如在启动气化器之前和/或启动气化器期间引入微粒。例如，可以在引入来自启动加热器的启动燃烧气体和/或加热气体和/或引入到第二混合区的烃原料例如引入到第二混合区的第一烃原料和/或引入到第二混合区的第二烃原料之前，将微粒引入到气化器中或负载在气化器中。在另一个实例中，可以在引入来自启动加热器的启动燃烧气体和/或加热气体之前，将至少一部分的微粒引入到气化器中。在另一个实例中，当引入来自启动加热器的启动燃烧气体和/或加热气体时，可以将另外的微粒引入到气化器中。在另一个实例中，可以在将启动燃烧气体和/或加热气体引入到气化器之后但在将烃原料引入到第二混合区，例如将第一和/或第二烃原料引入到第二混合区之前，引入另外的微粒。
[0056]还可以将一种或多种吸着剂引入到气化器中。所述吸着剂可以捕获来自气化器内的合成气中的一种或多种污染物，例如气相中的钠蒸汽。在引入到气化器或气化器内以降低颗粒结块倾向之前，吸着剂可以用于喷撒或涂覆烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料的颗粒。吸着剂可以被研磨成平均粒径为约5微米至约100微米或约10微米至约75微米。说明性的吸着剂可以包括但不限于:富碳灰分、石灰石、白云石和焦屑。从烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料中释放的残渣硫可以被烃原料，例如第一烃原料和/或第二烃原料中的原生钙或被基于钙的吸着剂捕获以形成硫化钙。[0057]说明性的气化系统可以包括一个或多个气化器、微粒去除系统、第一区或第一热交换器和第二区或第二热交换器。例如，第一区可以为微粒或流体/微粒混合区冷却系统，而第二区可以为合成气冷却器。气化器还可以包括一个或多个转化器以产生Fischer-Tropsch产品、化学品和/或原料、包括氨和甲醇。气化系统还可以包括一个或多个氢气分离器、燃料电池、燃气轮机、蒸汽轮机、废热锅炉和发电机以产生燃料、动力、蒸汽和/或能量。气化系统还可以包括一个或多个空分设备(“ASU”)用于产生基本无氮气的合成气。
[0058]一个或多个微粒去除系统可以用于部分地或完全地将任何微粒从合成气中去除，以提供微粒或含有微粒的流体和经分离的合成气。微粒去除系统可以包括分离装置，例如传统的沉降器和/或旋风分离器。还可以使用微粒控制装置(“PCD”)，所述装置能够提供的出口微粒浓度按重量计在约百万分之0.1 (ppmw)的检测限以下。适合的PCD的实例可以包括但不限于，烧结金属滤器、金属滤管和陶瓷滤管(例如，铝化铁过滤材料)。微粒，例如细灰分、粗灰分及其组合可以再循环至气化器中、从系统中净化、用作微粒或其任意组合。
[0059]可以在一个或多个合成气冷却器中行冷却经分离的合成气。合成气可以被冷却至约538°C或更低、约482°C或更低、约427°C或更低、约371°C或更低、约316°C或更低、约260°C或更低、约204°C或更低或约149°C或更低。经分离的和/或经冷却的合成气可以在气体净化系统内处理以除去污染物。气体净化系统可以包括系统、过程或装置以从合成气中去除硫和/或含硫化合物。适合的催化气体净化系统的实例可以包括但不限于，使用钛 酸锌、铁酸锌、氧化锡、氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化铈或其混合物的系统。适合的基于过程的气体净化系统的实例包括但不限于，selexol?过程、rectisol":过程、
Crystasulfx过程和SuifinoP气体处理过程。
[0060]一种或多种胺溶剂如甲基二乙醇胺(MDEA)可以用于从合成气中去除酸性气体。还可以使用物理溶剂，例如selexol?(聚乙二醇的二甲基醚)或Rectisolk (冷的甲醇)。如果合成气含有硫化羰(cos)，则硫化羰可以通过与水在催化剂下反应而通过水解转化为硫化氢，然后使用上述方法吸收。如果合成气含有汞，则可以使用浸溃硫的活性炭床去除汞。
[0061]一种或多种催化剂，如钴-钥(“Co-Mo”)催化剂可以加入到气体净化系统中以进行合成气的酸性变换。Co-Mo催化剂可以在H2S的存在下，例如按重量计约百万分之100(ppmw)H2S的存在下，在约288°C的温度下起作用。如果Co-Mo催化剂用于进行酸性变换，随后的硫的下游去除可以使用任意上述的硫去除方法和/或技术来完成。
[0062]来自气体净化系统的合成气可以燃烧，以产生或生成动力和/或蒸汽。合成气可以作为商品销售。合成气可以用于产生Fischer-Tropsch产品、化学品和/或原料。氢气可以从合成气中分离并用于氢化过程、燃料电池能量过程、氨生产和/或用作燃料。一氧化碳可以从合成气中分离并用于化学品的生产，所述化学品例如，乙酸、碳酰氯/异氰酸酯、甲酸和丙酸。
[0063]—个或多个气体转化器可以用于将合成气转化为一种或多种Fischer-Tropsch产品、化学品和/或原料。气体转化器可以包括变换反应器，以通过将CO转化为CO2来调节合成气的氢气与一氧化碳的比(H2 = CO)。在变换反应器中，水煤气变换反应使在合成气中的至少一部分的一氧化碳与水在催化剂的存在下和高温下反应，以产生氢气和二氧化碳。适合的变换反应器的实例可以包括但不限于，单级绝热固定床反应器、具有级间冷却的多级绝热固定床反应器、蒸汽生成或淬冷反应器、具有蒸汽生成或冷却的管式固定床反应器、流化床反应器或其任意组合。可以使用吸附增强的水煤气变换(SEWGS)过程，所述过程利用具有充填了变换催化剂的多个固定床反应器并且在高温下的变压吸附设备，例如，在约480°C下的二氧化碳吸附剂。可以采用各种变换催化剂。
[0064]变换反应器可以包括串联排列的两个反应器。第一反应器可以在高温下运行(约340°C至约400°C )，以使用铁-铬催化剂将合成气中存在的大部分CO以相对高的反应速率转化为C02。第二反应器可以在相对低的温度(约145°C至约205°C )下运行以使用氧化铜和氧化锌的混合物完成CO到CO2的转化。
[0065]从变换反应器中回收的二氧化碳可以用于燃料回收过程以提高油和气体的回收率。在说明性的油回收过程中，二氧化碳可以注入和涌入在现有的井下方的区域，在所述区域中存在“搁浅的”油。然后与原油一起去除的水和二氧化碳可以分离并再循环。
[0066]气体转化器可以用于产生一种或多种Fischer-Tropsch产品。所述一种或多种Fischer-Tropsch产品可以包括但不限于:具有宽范围分子量的一种或多种烃，包括轻的气态烃(C1-C4)、石脑油(C5-C10)、柴油(C11-C20)和蜡(> C20)、其衍生物或其组合。说明性的Fischer-Ti^psch产品可以包括但不限于:柴油机燃料、煤油、航空燃料、丙烷、丁烷、LPG、润滑剂、石脑油、汽油、洗涤剂、蜡、润滑剂、精炼/石化原料、其它运输燃料、合成原油、液体燃料、α-烯烃、其衍生物、其混合物或其组合。可以使用铜、钌、铁或钴基催化剂或其组合，在任何类型的反应器中，根据反应器配置在约190°C至约450°C的条件下进行反应，所述反应器例如，固定床、移动床、流化床、淤浆床或沸腾床。
[0067]Fischer-Tropsch产品是可以运送到炼油厂以进一步化学反应和升级成各种产品的液体。某些产品，例如C4-C5烃，可以是高质量的石蜡溶剂，如果需要，可以对石蜡溶剂进行加氢处理以去除烯烃杂质，或不经加氢处理用于生成各种蜡产品。C16+液态烃产品可以通过各种加氢转化反应升级，例如，加氢裂化、加氢异构化催化脱蜡、异构脱蜡或其组合，以产生中间馏分、柴油和喷气燃料，例如低冰点喷气燃料和高十六烷喷气燃料、异构石蜡溶剂、润滑剂，例如，适用于运输车辆的润滑油共混组分和润滑油基本油料、适用于钻井泥浆的无毒钻井油、技术和医药级白油、化工原料和各种特殊产品。
[0068]气体转化器可以包括衆态床鼓泡反应器(slurry bubble column reactor)以产生Fischer-Tropsch产品。衆态床鼓泡反应器可以使用铼助催化(promote)并负载在二氧化钛上的钴催化剂，在低于约220°C的温度下和约69kPa至约4，137kPa，或约1，724kPa至约2，413kPa下运行，所述钴催化剂的Re:Co重量比为约0.01至约1，并含有约2% wt至约50% wt的钴。在浆态床鼓泡反应器内的催化剂可以包括但不限于，浸溃有催化性的铜或铁族金属盐的二氧化钛载体、多元醇或多羟基醇，和任选的，铼化合物或盐。适合的多元醇或多羟基醇的实例包括但不限于，乙二醇、丙三醇、赤藓糖醇(derythritol)、苏糖醇、核糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、蒜糖醇、半乳糖醇、葡糖醇(gluciotol)、山梨糖醇和甘露醇。催化金属、铜或铁族金属作为浓缩的水性盐溶液，例如硝酸钴或醋酸钴，可以与多元醇以及任选地与高铼酸组合，同时调节水的量以在溶液中获得15wt%的金属，例如15wt%的钴，并任选地使用初湿含浸技术将催化剂浸溃到金红石或锐钛型二氧化钛载体上，任选地喷雾干燥并煅烧。该方法降低了对铼助催化剂的需要。
[0069]气体转化器可以用于产生甲醇、烷基甲酸酯、二甲醚、氨、乙酸酐、乙酸、乙酸甲酯、乙酸酯、醋酸乙烯酯和聚合物、乙烯酮、甲醛、二甲醚、烯烃、其衍生物和/或其组合。对于甲醇生成，例如，可以使用液相甲醇工艺(Liquid Phase Methanol Process, LPME0H?)。在该工艺中，合成气中的一氧化碳可以使用浆态床鼓泡反应器和在惰性烃油反应介质中的催化剂直接转化为甲醇，所述惰性烃油反应介质可以保存在非高峰期间空转大量时间的反应的热，同时保持良好的催化剂活性。还可以使用用于产生甲醇的气相过程。例如，可以使用已知的使用铜基催化剂的过程。对于烷基甲酸酯生产，例如甲酸甲酯的生产，可以使用任意几种工艺，其中一氧化碳和甲醇在碱性催化剂或碱金属或碱土金属的甲醇盐催化剂的存在下，在液相或气相中反应。甲醇可以在产生和/或进一步加工时使用以提供一种或多种另外的产物。从甲醇中产生的另外的产物可以包括但不限于:二甲基醚(“DME”)、福尔马林、乙酸、甲醛、甲基-叔丁基醚、甲胺、甲基丙烯酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、甲硫醇、甲基氯、乙酸甲酯、乙酸酐、乙烯、丙烯、聚烯烃、其衍生物、其混合物或其组合。
[0070]对于氨的生产，气体转化器可以适于运行已知的过程以产生氨。氨产物可以在产生和/或进一步加工时使用以提供一种或多种另外的产物，可以至少部分地由氨产生的另外的产物可以包括但不限于:尿素、铵盐、磷酸铵、硝酸、丙烯腈和酰胺。
[0071]二氧化碳可以从合成气中分离和/或回收。可以使用物理吸附技术。适合的吸附剂和技术的实例可以包括但不限于，碳酸丙烯酯物理吸附溶剂以及其它烷基碳酸酯、两个至十二个乙二醇单元的聚乙二醇的二甲醚(Selexol?过程)、η-甲基吡咯烷酮、环丁砜、和Sulfinol?气体处理过程的使用。
[0072]至少一部分的合成气可以被销售或使用另外的下游过程升级。至少一部分的合成气可以导入到氢气分离器中。至少一部分的合成气可以绕过上述的气体转化器，并且可以直接导入到氢气分离器中。
[0073]氢气分离器可以包括任意系统或装置以选择性地从合成气中分离氢气以提供经纯化的氢气流和废气流。氢气分离器可以提供富二氧化碳流体和富氢气流体。至少一部分的富氢气流体可以用作燃料电池的进料，并且至少一部分的富氢气流体可以与合成气在使用前组合，作为燃烧器中的燃料。氢气分离器可以利用变压吸附、低温蒸馏和/或半透膜。适合的吸附剂的实例包括但不限于:烧碱、碳酸钾或其它无机碱和/或烷醇胺。
[0074]至少一部分的合成气可以在燃烧器中燃烧，以提供高压/高温废气流。高压/高温废气流可以被引入到燃气轮机，以提供废气流和用于驱动发电机的机械轴功率。废气流可以被引入到热回收系统中以提供蒸汽。蒸汽的第一部分可以被引入到蒸汽轮机，以提供用于驱动发电机的机械轴功率。蒸汽的第二部分可以被引入到气化器和/或其它辅助工艺设备。来自蒸汽轮机的压力较低的蒸汽可以被再循环到热回收系统中。
[0075]来自一个或多个空分设备(“ASU”)的富氧气空气或基本上为氧气可以供应到气化器。ASU可以将贫氮气和富氧气流提供到气化器，从而使系统中的氮气浓度最小化。几乎纯的氧气流的使用允许气化器产生基本上无氮气，例如，含有低于0.5%的氮气/氩气的合成气。ASU可以是可以补充空气的高压、低温型分离器。来自ASU的喷气氮气流可以加入燃气轮机或用于实用。例如，高达约50vol%、或高达约40vol%、或高达约30vol%、或高达约20vol%、或高达约IOvol%的进料到气化器的总氧化剂可以由ASU供应。
[0076]用于进一步处理至少一部分的合成气的说明性的系统和方法可以如第7，932，296号、第7，722，690号、第7，687，041号和第7，138，001号美国专利和第2009/0294328号、第2009/0261017号、第2009/0151250号和第2009/0064582号美国专利申请公开中所讨论和描述的。
[0077]参照附图，根据一个或多个实施方案描绘了用于气化一种或多种烃原料的说明性气化系统100。气化系统100可以包括单个气化器或两个或多个串联和/或并联排列的气化器(显示了一个，102)。一种或多种氧化剂(通过管线128、144和148显示了三种)和一种或多种烃材料或原料(通过管线130和146显示了两种)可以被引入到气化器102中。通过管线128、144和/或148引入一种或多种氧化剂和通过管线130和/或146引入一种或多种烃原料可以沿着气化器102的长度彼此散置。通过管线128、144和/或148的氧化剂和通过管线130和/或146的烃原料的散置可以彼此交替。
[0078]气化系统100还可以包括一个或多个启动加热器(显示了一个，104)。启动加热器104可以燃烧和/或加热一种或多种启动燃料和/或惰性介质以提供可以有助于气化器102启动的、通过管线106的启动燃烧气体和/或惰性介质。应当注意的是通过管线106的启动燃烧气体和/或惰性介质可以通过管线106和/或通过多个管线106引入到气化器102内的一个或多个位置。
[0079]每个气化器102可以包括一个或多个第一混合区108、一个或多个第二混合区110、一个或多个提升管或气化区112、一个或多个沉降器或分离器(显示了两个，114和116)、一个或多个竖管118和一个或多个转移管线(显示了四个，120、122、124和126)。尽管未显示，转移管线120、122、124和126中的一个或多个可以包括一个或多个流动控制装置，如用于控制流体和/或循环微粒132通过其流动的阀门。说明性的控制装置可以包括但不限于“j阀”、“y阀”、“L阀”或其任意组合。如果气化系统100包括两个或多个气化器102，则每个气化器102可以独立于其它进行配置或配置为其中任意一个或多个混合区108,110 ;气化区112 ;分离器114、116 ;和/或竖管118可以共享。为了简单和易于描述的目的，将在单个反应器行列的上下文中进一步描述气化器102的实施方案。
[0080]通过管线128的第一氧化剂和通过管线106的启动燃烧气体和/或加热气体(如果使用的话，例如在气化器102的启动和/或加热期间)可以引入到第一混合区108并且可以从第一混合区108流动并进入第二混合区110。通过管线130的第一烃原料可以引入到第二混合区110。通过转移管线126的循环微粒132可以引入到第一混合区108、第二混合区110和/或，如所显示的，第一混合区108和第二混合区110之间。可以在第二混合区110内燃烧、汽化、裂化和/或气化至少一部分的第一烃原料和/或沉积在循环微粒132上的至少一部分的任何含碳材料以产生流体/微粒混合物，例如第一热、第一燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气。
[0081]第一烃原料和/或沉积在循环微粒132上的含碳材料以及微粒它们自身的汽化、裂化和/或气化可以吸收通过燃烧至少一部分的第一烃原料和/或沉积在循环微粒132上的至少一部分的任何含碳材料所产生的至少一部分的热。通过管线128引入到第一混合区108的氧化剂的量可以至少部分地基于通过管线130引入的第一烃原料的量和/或沉积在循环微粒132上的任何碳和/或含碳材料的量。相对于通过转移管线126和/或管线130引入的含碳材料的量，控制通过管线128的氧化剂的量可以用于控制第二混合区110内的温度。换句话说，通过燃烧含碳材料引起的温度升高可以通过控制通过管线128引入的氧化剂的量得到控制或使其变缓和。所生成的流体/微粒混合物，例如第一热、第一燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气可以通过第二混合区110向气化区112流动。
[0082]通过管线128到第一混合区108的第一氧化剂、通过管线130到第二混合区110的第一烃原料和/或引入到第二混合区110的、可以包含沉积在其上的含碳材料的微粒132可以在第二混合区Iio内产生第一热和一种或多种循环微粒132的第一温度。换句话说，通过管线130的包含在第一烃原料中和/或沉积在微粒132上的至少一部分的含碳材料的燃烧可以产生第一热和在第一温度下的一种或多种循环微粒132。至少一部分的第一热可以被挥发性组分的汽化、裂化和/或气化和/或被第一烃原料的气化起始吸收以帮助降低在第二混合区110中的一种或多种循环微粒132的第一温度。在第二混合区110内的一种或多种循环微粒132的第一温度范围可以如本文所讨论和描述的。
[0083] 通过管线144的第二氧化剂可以引入到位于通过管线130引入的第一烃原料下游的第二混合区110。在一个或多个实施方案中，通过管线146引入的第二烃原料可以引入到位于通过管线144引入的第二氧化剂下游的第二混合区。在通过管线144引入的第二氧化剂的存在下，通过管线130引入的至少一部分的第一烃原料、沉积在循环微粒132上的任何含碳材料和/或通过管线146引入的至少一部分的第二烃原料可以在第二混合区110内燃烧、汽化、裂化和/或气化以产生流体/微粒混合物，例如第二热、第二燃烧气体、汽化的烃、裂化的烃和/或合成气。类似于可以与第一烃原料和/或具有或不具有沉积在其上的含碳材料的循环微粒132 —起发生的反应，通过管线146引入的第二烃原料也可以吸收通过燃烧至少一部分的第一烃原料、至少一部分的第二烃原料和/或沉积和/或保留在循环微粒132上的任何含碳材料所产生的至少一部分的热。同样地，通过管线144引入的第二氧化剂的量可以至少部分地基于通过管线146引入的第二烃原料的量、沉积在循环微粒132上的任何含碳材料的量和/或通过管线130引入的第一烃原料的量。在第二混合区110内，相对于含碳材料的量控制通过管线144的第二氧化剂的量可以用于控制第二混合区110内的温度。换句话说，通过燃烧第二烃原料、沉积在循环微粒132上的任何含碳材料和/或第一烃原料引起的温度升高可以通过控制通过管线144引入的第二氧化剂的量得到控制或变得缓和。
[0084] 通过管线144引入到第二混合区110的第二氧化剂可以为在第二混合区110内的一种或多种循环微粒132的第一温度升高作准备以产生一种或多种循环微粒132的第二温度。利用通过管线144引入的第二氧化剂燃烧至少一部分的第一烃原料和/或沉积在循环微粒132上的任何含碳材料可以产生第二热并且可以引起一种或多种循环微粒132的第一温度的升高以产生在第二温度下的一种或多种循环微粒132。在第二混合区110内的一种或多种循环微粒132的第二温度范围可以如本文所讨论和描述的。
[0085]在一个或多个实施方案中，通过管线146引入到第二混合区110的第二烃原料可以在第二混合区Iio内产生一种或多种循环微粒132的第三温度。至少一部分的燃烧热可以被挥发性组分的汽化和/或裂化、第一烃原料的继续气化、第二烃原料的开始气化或其组合所吸收以降低在第二混合区110内的一种或多种循环微粒132的第三温度。在第二混合区110内的一种或多种循环微粒132的第三温度范围可以如本文所讨论和描述的。
[0086]在一个或多个实施方案中，可以将通过管线148的第三氧化剂引入到通过管线144引入的第二氧化剂和/或通过管线146引入的第二烃原料下游的第二混合区110和/或气化区112。通过管线148引入第三氧化剂可以用于控制或调节向气化区112流动和/或在气化区112内流动的流体/微粒混合物的热。例如，如果需要更多的热用于在气化区112内进行额外的反应，例如，任何剩余的挥发性组分和/或烃原料的汽化、裂化和/或气化，则可以增加通过管线148的第三氧化剂的量。在另一个实例中，如果需要较少的热用于在气化区112内进行额外的反应，则可以减少或完全停止通过管线148的第三氧化剂的量。同样地，通过管线148的第三氧化剂可以被称为“调整(trim)”氧化剂，因为通过管线148的第三氧化剂可以用于调节温度或通过流体/微粒混合物引入到气化区112的热的量，所述流体/微粒混合物从第二混合区110流入气化区112。
[0087]将通过管线148的第三氧化剂引入到第二混合区110和/或气化区112可以用于产生和调节第二混合区110和/或气化区112内的一种或多种循环微粒132的第四温度。例如，增加通过管线148引入到第二混合区110和/或气化区112的第三氧化剂的量可以帮助增加在第二混合区110和/或气化区112中的一种或多种循环微粒132的第四温度。在另一个实例中，降低通过管线148引入到第二混合区110和/或气化区112的第三氧化剂的量可以帮助降低在第二混合区110和/或气化区112中的一种或多种循环微粒132的第四温度。因此，通过管线148将第三氧化剂引入到第二混合区110和/或气化区112可以帮助为调节或调整(tuning)在第二混合区110和/或气化区112中的一种或多种循环微粒132的第四温度作准备。在第二混合区110和/或气化区112内的一种或多种循环微粒132的第四温度范围可以如本文所讨论和描述的。
[0088]可以在提升管或气化区112内发生的初级反应可以使通过管线130、146引入的任何剩余的含碳材料和/或含有含碳材料的微粒132的汽化、裂化和/或气化。另外，来自分别通过管线130和146引入的第一和/或第二烃原料的含碳材料例如碳可以被沉积在第二混合区110内的微粒上以提供具有沉积在其上的含碳材料的微粒132。如以下更加详细地讨论的，具有在其上沉积的含碳材料的循环微粒132可以通过转移管线126再流通或再循环至第一混合区108、第二混合区110和/或气化区112，例如按顺序地，和/或第一和第二混合区108、110之间。
[0089]在气化区112内的温度可以足以气化至少一部分的任何剩余的通过管线130的第一烃原料、通过管线146的第二烃原料和/或沉积在循环微粒132上的含碳材料以产生流体/微粒混合物或“合成气”。例如，气化区112内的温度可以足以气化所有剩余的第一烃原料、第二烃原料和/或沉积在循环微粒132上的含碳材料。在另一个实例中，气化区112内的温度可以足以气化、裂化、汽化和/或沉积引入到其中的含碳材料，所述含碳材料的形式为通过管线130的第一烃原料和/或通过管线146的第二烃原料和/或作为沉积在循环微粒132上的含碳材料。气化区112内的温度范围可以如本文所讨论和描述的。[0090]在第一混合区108、第二混合区110和/或气化区112内产生的流体/微粒混合物或合成气可以通过转移管线120引入到第一分离器114中，其中至少一部分的微粒132可以从第一分离器114分离以提供通过转移管线122的第一分离的合成气和通过转移管线124的分离的微粒132。可以将所有或一部分通过转移管线124的分离的微粒132引入到竖管118。所有或一部分的转移管线124中的分离的微粒可以通过管线134从气化器102中去除。通过管线134从气化器102中去除微粒132可以用于控制竖管118内的微粒的高度和/或在气化器102内循环的微粒的总量。通过转移管线122的第一分离的气体可以引入到第二分离器116中，其中微粒132的第二部分(如果有的话)可以从第二分离器116分离以产生通过管线136的分离的气体产物或分离的合成气和可以引入到竖管118的分离的微粒。分离器114和116可以为或包括能够从流体/或微粒混合物中分离或去除至少一部分的微粒132的任何装置、系统或装置和/或系统的任意组合。说明性的分离器可以包括但不限于:旋风分离器、脱盐设备和/或滗析器。
[0091]如以上所讨论的，可以包含沉积在其上的含碳材料的微粒132可以通过转移或“再循环”管线126从竖管118再循环至第一混合区108、第二混合区110和/或第一和第二混合区108、110之间。当利用启动加热器104来启动和/或加热气化器102或开始运行气化器102时，可以在将启动燃烧气体和/或惰性介质通过管线106引入到气化器102之前，在气化器102内负载微粒132或将微粒132置于气化器102内。同样地，在将启动燃烧气体和/或惰性介质通过管线106引入到第一混合区108之前，微粒132的循环可以开始。为了在气化器102内提供运动流体用于在气化器102内使微粒132循环，可以将一种或多种流体通过一个或多个流体引入管线(显示了三个，138、140和142)分别引入到转移管线124、竖管118和/或再循环管线126中。通过管线138、140和/或142引入的说明性的流体可以包括但不限于:惰性气体如氮气，可燃气体如再循环的合成气、其混合、二氧化碳或其任意组合。
[0092]如所显示的，可以将通过管线130的第一烃原料和通过管线146的第二烃原料引入到第二混合区110。在另一个实例中，可以将通过管线130的第一烃原料和/或通过管线146的第二烃原料引入到第一混合区108、第二混合区110、气化区112和/或转移管线120。
[0093]可以将通过管线128的第一氧化剂、通过管线144的第二氧化剂、通过管线148的第三氧化剂、通过管线130的第一烃原料和/或通过管线146的第二烃原料连续地、间歇地、同时地、分别地、按顺序地或其组合引入到气化器102中。
[0094]尽管未显示，一个或多个阀门或其它流动限制装置可以用于控制或调节管线128、144和148中的氧化剂、管线106中的启动燃烧气体和/或惰性介质、管线130中的第一烃原料、管线146中的第二烃原料、管线136中的热气体产物或合成气、管线138、140和142中的流体和/或管线134中的微粒的量。
[0095]在一个或多个实施方案中，通过管线128的第一氧化剂、通过管线144的第二氧化剂和通过管线148的第三氧化剂可以彼此相同或不同。在一个或多个实施方案中，通过管线130的第一烃原料和通过管线146的第二烃原料可以彼此相同或不同。在一个或多个实施方案中，通过管线128的第一氧化剂、通过管线144的第二氧化剂、通过管线148的第三氧化剂、通过管线130的第一烃原料和/或通过管线146的第二烃原料可以从来源和/或气化器102外部的位置引入到气化器102中。
[0096]本文所述的实施方案还涉及任意一个或多个以下段落:
[0097]1.一种用于控制一种或多种烃原料气化的方法，其包括:将第一氧化剂引入到气化器；将第一烃原料引入到第一氧化剂下游的气化器；将第二氧化剂引入到第一氧化剂和第一烃原料下游的气化器，其中将第二氧化剂从气化器外部的位置引入；和气化至少一部分的第一烃原料以生成合成气。
[0098]2.根据第I段所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的气化器。
[0099]3.根据第I或2段所述的方法，其进一步包括:将第三氧化剂引入到第二氧化剂下游的气化器，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
[0100]4.根据第I至3段中任一段所述的方法，其进一步包括:引入第二氧化剂下游的第二烃原料并引入第二烃原料下游的第三氧化剂，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
[0101]5.根据第I至4段中任一段所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中循环微粒包括:砂、灰分、陶瓷、石灰石或其任意组合。
[0102]6.根据第I至5段中任一段所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，并且其中引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，并且其中引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C。
[0103]7.根据第I至6段中任一段所述的方法，其中第一温度和第二温度彼此之间的差异低于约150°C。
[0104]8.根据第I至7段中任一段所述的方法，其进一步包括使微粒通过气化器循环，其中引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，其中引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C， 其中引入第二烃原料产生一种或多种循环微粒的第三温度，所述第三温度为约700°C至约1000°C，并且其中引入第三氧化剂产生一种或多种循环微粒的第四温度，所述第四温度为约700°C至约1000°C。
[0105]9.根据第I至8段中任一段所述的方法，其中第一温度、第二温度、第三温度和第四温度彼此之间的差异低于约150°C。
[0106]10.一种用于控制一种或多种烃原料气化的方法，其包括:将第一氧化剂引入到气化器的第一混合区；将第一烃原料引入到气化器的第二混合区；在第一氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第一烃原料以产生第一燃烧气体和第一热；将第二氧化剂引入到第一烃原料下游的第二混合区，其中将第二氧化剂从气化器外部的位置引入；在第二氧化剂和第一燃烧气体的存在下燃烧第一烃原料的第二部分以产生第二燃烧气体和第二热；和气化至少一部分的第一烃原料以生成合成气。
[0107]11.根据第10段所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的第二混合区，在第二氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第二烃原料，和气化至少一部分的第二烃原料以产生合成气。
[0108]12.根据第10或11段所述的方法，其进一步包括:将第三氧化剂引入到第二氧化剂下游的第二混合区，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
[0109]13.根据第10至12段中任一段所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的第二混合区，在第二氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第二烃原料，气化至少一部分的第二烃原料以产生合成气，并且进一步包括:将第三氧化剂引入到第二烃原料下游的第二混合区，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
[0110]14.根据第10至13段中任一段所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，并且进一步包括:燃烧存在于循环微粒上的至少一部分的含碳材料。
[0111]15.根据第10至14段中任一段所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中在第二混合区内引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，并且其中在第二混合区内引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C，并且其中第一温度和第二温度彼此之间的差异低于约150°C。
[0112]16.根据第10至15段中任一段所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中在第二混合区内引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，其中在第二混合区内引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C，其中在第二混合区内引入第二烃原料产生一种或多种循环微粒的第三温度，所述第三温度为约700°C至约1000°C，并且其中在第二混合区内引入第三氧化剂产生一种或多种循环微粒的第四温度，所述第四温度为约700°C 至约 1000 °C。
[0113]17.根据第10至16段中任一段所述的方法，其中第一温度、第二温度、第三温度和第四温度彼此之间的差异低于约150°C。
[0114]18.一种用于控制一种或多种烃原料气化的系统，其包括:气化器；第一氧化剂管线，其用于将第一氧化剂引入到气化器的第一混合区；第一烃原料管线，其用于将第一烃原料引入到气化器的第二混合区；和第二氧化剂管线，其用于将第二氧化剂引入到气化器的第二混合区，其中所述第二氧化剂管线与第一烃原料管线下游的气化器流体连通。
[0115]19.根据第18段所述的系统，其进一步包括:第二烃原料管线，其用于将第二烃原料引入到第二混合区，其中所述第二烃原料管线与第二氧化剂管线下游的气化器流体连通。
[0116]20.根据第18或19段所述的系统，其进一步包括:第三氧化剂管线，其用于将第三氧化剂引入到气化器的第二混合区；其中所述第三氧化剂管线与第二氧化剂管线下游的气化器流体连通。
[0117]已使用一组数值上限和一组数值下限来描述某些实施方案和特征。应当理解的是，除非另有说明，考虑从任何下限到任何上限的范围。某些下限、上限和范围出现在以下的一个或多个权利要求中。所有数值是所指示值的“约”或“大约”值，并考虑到本领域普通技术人员将预期的试验误差和变化。
[0118]以上已定义了各种术语。在用于权利要求的术语未在以上定义的情况下，应给予其如至少一种印刷出版物或授权专利中所反映的相关领域的人员给予该术语的最广泛的定义。此外，该申请中所引用的所有专利、测试程序和其它文件以这样的公开与本申请一致的程度完全引入本文作为参考，并允许纳入所有司法管辖区。
[0119]虽然前述内容涉及本发明的实施方案，但在不脱离本发明的基本范围的前提下，可以设计本发明的其它和另外 的实施方案，本发明的范围由随后的权利要求来确定。
【权利要求】
1.一种用于控制一种或多种烃原料气化的方法，其包括: 将第一氧化剂引入到气化器； 将第一烃原料引入到第一氧化剂下游的气化器； 将第二氧化剂引入到第一氧化剂和第一烃原料下游的气化器，其中将第二氧化剂从气化器外部的位置引入；和 气化至少一部分的第一烃原料以生成合成气。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的气化器。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:将第三氧化剂引入到第二氧化剂下游的气化器，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:引入第二氧化剂下游的第二烃原料并引入第二烃原料下游的第三氧化剂，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中循环微粒包括:砂、灰分、陶瓷、石灰石或其任意组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，并且其中引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约ΙΟΟΟ?，并且其中引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约 1000°C。
7.根据权利要求6所述的方法，其中第一温度和第二温度彼此之间的差异低于约150。。。
8.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括使微粒通过气化器循环，其中引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约70(TC至约ΙΟΟΟ?，其中引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C，其中引入第二烃原料产生一种或多种循环微粒的第三温度，所述第三温度为约700°C至约1000°C，并且其中引入第三氧化剂产生一种或多种循环微粒的第四温度，所述第四温度为约700°C至约1000°C。
9.根据权利要求8所述的方法，其中第一温度、第二温度、第三温度和第四温度彼此之间的差异低于约150°C。
10.一种用于控制一种或多种烃原料气化的方法，其包括: 将第一氧化剂引入到气化器的第一混合区； 将第一烃原料引入到气化器的第二混合区； 在第一氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第一烃原料以产生第一燃烧气体和第一执.将第二氧化剂引入到第一烃原料下游的第二混合区，其中将第二氧化剂从气化器外部的位置引入； 在第二氧化剂和第一燃烧气体的存在下燃烧第一烃原料的第二部分以产生第二燃烧气体和第二热；和 气化至少一部分的第一烃原料以生成合成气。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的第二混合区，在第二氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第二烃原料，和气化至少一部分的第二烃原料以产生合成气。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括:将第三氧化剂引入到第二氧化剂下游的第二混合区，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括:将第二烃原料引入到第二氧化剂下游的第二混合区，在第二氧化剂的存在下燃烧至少一部分的第二烃原料，气化至少一部分的第二烃原料以产生合成气，并且进一步包括:将第三氧化剂引入到第二烃原料下游的第二混合区，其中将第三氧化剂从气化器外部的位置引入。
14.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，并且进一步包括:燃烧存在于循环微粒上的至少一部分的含碳材料。
15.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中在第二混合区内引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，并且其中在第二混合区内引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C，并且其中第一温度和第二温度彼此之间的差异低于约150°C。
16.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括:使微粒通过气化器循环，其中在第二混合区内引入第一烃原料产生一种或多种循环微粒的第一温度，所述第一温度为约700°C至约1000°C，其中在第二混合区内引入第二氧化剂产生一种或多种循环微粒的第二温度，所述第二温度为约700°C至约1000°C，其中在第二混合区内引入第二烃原料产生一种或多种循环微粒的第三 温度，所述第三温度为约700°C至约1000°C，并且其中在第二混合区内引入第三氧化剂产生一种或多种循环微粒的第四温度，所述第四温度为约700°C至约1000。。。
17.根据权利要求16所述的方法，其中第一温度、第二温度、第三温度和第四温度彼此之间的差异低于约150°C。
18.一种用于控制一种或多种烃原料气化的系统，其包括: 气化器； 第一氧化剂管线，其用于将第一氧化剂引入到气化器的第一混合区； 第一烃原料管线，其用于将第一烃原料引入到气化器的第二混合区；和 第二氧化剂管线，其用于将第二氧化剂引入到气化器的第二混合区，其中所述第二氧化剂管线与第一烃原料管线下游的气化器流体连通。
19.根据权利要求18所述的系统，其进一步包括:第二烃原料管线，其用于将第二烃原料引入到第二混合区，其中所述第二烃原料管线与第二氧化剂管线下游的气化器流体连通。
20.根据权利要求18所述的系统，其进一步包括:第三氧化剂管线，其用于将第三氧化剂引入到气化器的第二混合区，其中所述第三氧化剂管线与第二氧化剂管线下游的气化器流体连通。
【文档编号】C10J3/00GK103917628SQ201280054647
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2011年9月19日
【发明者】J·阿布哈泽尔赫 申请人:凯洛格·布朗及鲁特有限公司