换反应来制备C02+H2，由此能够原位制备氢气，继而减少了加氢转化对于氢气的需求。
[0026]按照本发明的一种实施方式，生物质进料是水生生物质，可能含有较高比例的脂质，例如藻类，或是含较低脂质的水生植物，例如浮萍。本发明的集成的工艺对于水生生物质的转化是十分理想的，因为它可以用于通常仅部分脱水的水生生物质并且仍然能够产生较高品质的产品气体收率。
[0027]图2显示了本发明方法的另一实施方式，其中将来自0)2分离单元18的输出供应到甲烷水合物回收工艺25，其产生纯净的甲烷流和4流，其中H2流可以再循环回到第一阶段的加氢热解反应器容器10。甲烷水合物回收工艺的采用消除了对于甲烷化器的需求并且制备出纯净得多的甲烷产物。
[0028]尽管在前述的说明中已经结合某些优选的实施方式对本发明进行了描述，而且更多的细节也已经阐述作为说明之用，但是本领域的技术人员容易理解本发明易于做出其它的实施方式并且本文所述的某些具体细节可以合理地变化而不会背离本发明的基本原理。
【主权项】
1.用于由生物质制备甲烷的方法，其包括以下步骤: a)在含有分子氢和脱氧催化剂的加氢热解反应器容器中使生物质加氢热解，产生包含焦和蒸气的加氢热解产物； b)从所述加氢热解产物中分离出所述焦，产生脱焦后的加氢热解产物； c)在加氢转化反应器容器中使用加氢转化催化剂使所述脱焦后的加氢热解产物加氢转化，产生加氢转化产物； d)从所述加氢转化产物分离冷凝的液态水和气态混合物，所述气态混合物包含CO2、H2和甲烷，其中所述气态混合物不含焦；和 e)将所述气态混合物的至少第一部分作为进料引入蒸汽重整器，产生重整器CO2和重整器H2;以及 f)将所述气态混合物的至少第二部分引入甲烷化反应器，形成额外的甲烷， 其中加氢热解步骤a)和加氢转化步骤c)均为放热的。
2.权利要求1的方法，其中将所述冷凝的液态水引入所述蒸汽重整器中用于重整所述甲烷。
3.权利要求2的方法，其中将来自外部来源的水引入所述蒸汽重整器中用于重整所述甲烷。
4.权利要求1的方法，其中将进料给蒸汽重整器的所述进料的第一部分引入燃烧器并燃烧，由此加热进料给蒸汽重整器的所述进料的第二部分，其与蒸汽一起引入到所述蒸汽重整器中，形成所述重整器CO2和所述重整器H 2。
5.权利要求1的方法，其中在炉子中燃烧从加氢热解产物中分离出的焦的一部分，从而加热进料给所述蒸汽重整器的所述进料，其与水一起引入所述料流重整器，形成所述重整器CO2和所述重整器H 2。
6.权利要求1的方法，其中在蒸汽锅炉的燃烧室中燃烧所述焦的一部分以产生蒸汽，该蒸汽与进料给所述蒸汽重整器的所述进料一起引入所述蒸汽重整器中。
7.权利要求1的方法，其中将所述重整器H2的至少一部分引入所述甲烷化反应器中，以形成额外的甲烷。
8.权利要求1的方法，其中将所述重整器H2的至少一部分再循环回到所述加氢热解反应器容器用于所述生物质的所述加氢热解。
9.权利要求1的方法，其中所述脱氧催化剂和所述加氢转化催化剂中的至少一者是玻璃_陶瓷材料。
10.权利要求1的方法，其中所述加氢热解在约0.2到约10克生物质/克催化剂/小时的重时空速下进行。
11.权利要求1的方法，其中所述加氢转化在约0.2到约3克生物质/克催化剂/小时的重时空速下进行。
12.权利要求1的方法，其中所述加氢热解反应器容器是包含流化床的流化床反应器。
13.权利要求12的方法，其中在所述加氢热解反应器容器中的气体停留时间小于约I分钟。
14.权利要求12的方法，其中基本上仅自所述流化床上方从所述流化床反应器中去除所述焦。
15.权利要求1的方法，其中所述加氢热解反应器容器是包含流化床的流化床反应器，并且通过采用惯性、静电、和磁性工艺中的至少一者的能量型焦分离来从所述流化床反应器中去除所述焦。
16.权利要求1的方法，其中所述脱氧催化剂选自硫化的CoMo、硫化的NiMo、催化活性的玻璃-陶瓷、铝土矿、焦、和它们的混合物及组合。
17.权利要求1的方法，其中使用通过注入混合物或者单一的所选吸附剂预热的热气体过滤器来从自加氢热解反应器容器和加氢转化反应器容器中一者排出的气体中去除所选的杂质。
18.权利要求7的方法，其中引入所述甲烷化反应器的重整器H2的所述部分是使用变压吸附(PSA)与所述重整器CO2分离的H 2。
19.权利要求1的方法，其中在步骤(d)中分离的包含C02、HjP甲烷的所述气态混合物是对所述加氢转化产物的气体进行的水煤气变换反应的产物。
20.加氢热解方法，包括: a)在流化床加氢热解反应器中在脱氧催化剂存在下使用用于流化的含氢气体使生物质加氢热解，以产生加氢热解产物； b)在加氢转化反应器中在加氢转化催化剂和氢气存在下使所述加氢热解产物加氢转化，以产生加氢转化产物； c)从所述加氢转化产物分离冷凝的液态水和气态混合物，所述气态混合物包含CO2、H2和甲丨元;以及 d)将所述气态混合物的至少第一部分引入甲烷水合物回收工艺，以产生纯净的甲烷流和氢气，该氢气被再循环到加氢热解反应器， 其中加氢热解步骤a)和加氢转化步骤b)均为放热的。
21.权利要求20的方法，还包括将所述气态混合物的至少第二部分作为进料引入蒸汽重整器，产生重整器0)2和重整器H 2。
22.权利要求21的方法，其中将所述冷凝的液态水引入所述蒸汽重整器中用于重整所述甲烷。
23.权利要求21的方法，其中将进料给蒸汽重整器的所述进料的第一部分引入燃烧器并燃烧，由此加热进料给蒸汽重整器的所述进料的第二部分，其与蒸汽一起引入到所述蒸汽重整器中，形成所述重整器CO2和所述重整器H 2。
24.权利要求21的方法，其中将所述重整器H2的至少一部分再循环回到所述加氢热解反应器容器用于所述生物质的所述加氢热解。
25.权利要求20的方法，其中使用通过注入混合物或者单一的所选吸附剂预热的热气体过滤器来从自加氢热解反应器和加氢转化反应器中一者排出的气体中去除所选的杂质。
26.权利要求1的方法，其中在步骤(c)中分离的包含C02、HjP甲烷的所述气态混合物是对所述加氢转化产物的气体进行的水煤气变换反应的产物。
【专利摘要】由生物质制备甲烷的方法，其中该生物质在含有分子氢和脱氧催化剂的反应器容器中加氢热解，其输出物流使用加氢转化催化剂加氢。将加氢转化步骤的输出物流供给到水煤气变换工艺，以提供H2O与包含CO2、H2和甲烷的产物气体的混合物。将该混合物的各组分分离，得到基本上仅包括甲烷的产物流。
【IPC分类】C10L3-08, C10J3-46, C10B53-02, C10K1-02, C10K3-04, C10L3-10, C01B3-16, C10G3-00, C01B3-34, C10B49-10
【公开号】CN104593024
【申请号】CN201410721548
【发明人】T.L.马克, L.G.菲利克斯, M.B.林克, H.S.迈尔, D.勒平
【申请人】瓦斯技术研究所
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2011年6月9日
【公告号】CA2802321A1, CN103038321A, EP2582778A1, EP2582778A4, US8915981, US20100251615, WO2011159334A1