專利名稱：用于sng生產(chǎn)的三列催化氣化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具 有三個催化氣化反應(yīng)器(S卩，三列)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用于 在蒸汽存在下，通過碳質(zhì)原料催化氣化制備氣體產(chǎn)物，特別是甲烷。
背景技術(shù)：
鑒于例如較高能源價格和環(huán)境問題的許多因素，從較低燃料值碳質(zhì)原料(如生物 質(zhì)、煤和石油焦)制備增值氣體產(chǎn)物正得到更新的關(guān)注。此類物質(zhì)生產(chǎn)甲烷和其他增值 氣體的催化氣化公開于例如 US3828474、US3998607、US4057512、US4092125、US4094650、 US4204843、US4468231、US4500323、US4541841、US4551155、US4558027、US4606105、 US4617027、US4609456、US5017282、US5055181、US6187465、US6790430、US6894183、 US6955695、US2003/0167961AU US2006/0265953AU US2007/000177AU US2007/083072AU US2007/0277437A1和 GB1599932。通常，在堿金屬催化劑源和蒸汽存在下，在升高溫度和壓力下通過物質(zhì)的氣化，可 使碳質(zhì)物質(zhì)(如煤或石油焦)轉(zhuǎn)化成多種氣體，包括增值的氣體，如甲烷。未反應(yīng)的碳質(zhì)物 質(zhì)細粉從氣化器產(chǎn)生的粗氣體去除，使氣體冷卻并在多個過程中洗滌，以去除不需要的污 染物和其他副產(chǎn)物，包括一氧化碳、氫氣、二氧化碳和硫化氫。為了提高碳質(zhì)物質(zhì)到氣體產(chǎn)物(包括甲烷)的產(chǎn)量，可同時運行多個平行氣化列， 各列具有指定原料處理和氣體純化和分離系統(tǒng)。在如此進行時，由于故障或維修，在任何 列中的單一部件損耗可能需要關(guān)閉整個氣化列，導(dǎo)致生產(chǎn)能力損失。原料處理和氣體純化 和分離系統(tǒng)中的各裝置可具有不同的生產(chǎn)能力，導(dǎo)致整個系統(tǒng)內(nèi)具體裝置超負(fù)荷或負(fù)荷不 足、效率損失和增加的生產(chǎn)成本。因此，仍然需要改進的氣化系統(tǒng)，該氣化系統(tǒng)具有提高的 效率和組分利用率，并且使總生產(chǎn)能力損失減小到最低限度。發(fā)明概述一方面，本發(fā)明提供一種用于從經(jīng)催化碳質(zhì)原料產(chǎn)生多種氣體產(chǎn)物的氣化系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置，其中各氣化反應(yīng)器裝置獨立包括(Al)反應(yīng)室，其中使經(jīng)催化的碳質(zhì)原料和蒸汽轉(zhuǎn)化成(i)多種氣體產(chǎn)物，所述氣 體產(chǎn)物包含甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和未反應(yīng)的蒸汽；(ii)未反應(yīng)的碳質(zhì) 細粉；和(iii)包含夾帶催化劑的固體焦產(chǎn)物；(A2)進料入口，所述進料入口用于將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到反應(yīng)室中；(A3)蒸汽入口，所述蒸汽入口用于將蒸汽提供到反應(yīng)室；(A4)熱氣體出口，所述熱氣體出口用于從反應(yīng)室排出熱的第一氣流，該熱的第一 氣流包含多種氣體產(chǎn)物；(A5)焦出口，所述焦出口用于從反應(yīng)室回收固體焦產(chǎn)物；和(A6)細粉去除器裝置，所述細粉去除器裝置用于去除可在熱的第一氣流中夾帶的 至少基本上部分未反應(yīng)碳質(zhì)細粉；(b) (1)單一催化劑裝載裝置，所述催化劑裝載裝置用于將經(jīng)催化碳質(zhì)原料提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，或(2)第一催化劑裝載裝置和第二催化劑裝載裝置，它們用于將經(jīng)催化碳質(zhì)原料提 供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，或(3)第一、第二和第三催化劑裝載裝置，這些催化劑裝載裝置用于將經(jīng)催化碳質(zhì)原 料提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，其中各催化劑裝載裝置獨立包括 (Bi)裝載罐，所述裝載罐用于接受碳質(zhì)顆粒并使催化劑裝載于碳質(zhì)顆粒上，以形 成經(jīng)催化的碳質(zhì)原料；和(B2)干燥器，所述干燥器用于熱處理經(jīng)催化的碳質(zhì)原料，以降低水分含量；(c) (1)當(dāng)只存在單一催化劑裝載裝置時，單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳質(zhì)物質(zhì) 處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到單一催化劑裝載裝置的裝載罐，或(2)當(dāng)只存在第一和第二催化劑裝載裝置時，(i)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳 質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一和第二催化劑裝載裝置的裝載罐；或(ii)第 一和第二碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，這些碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一和第二催 化劑裝載裝置的裝載罐，或(3)當(dāng)存在第一、第二和第三催化劑裝載裝置時，⑴單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所 述碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一、第二和第三催化劑裝載裝置的裝載罐； 或(ii)第一和第二碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，這些碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第 一、第二和第三催化劑裝載裝置的裝載罐；或(iii)第一、第二和第三碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置， 這些碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一、第二和第三催化劑裝載裝置的裝載 罐，其中各碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置獨立包括(Cl)接受器，所述接受器用于接受和儲存碳質(zhì)物質(zhì)；和(C2)研磨器，所述研磨器與接受器連通，以將碳質(zhì)物質(zhì)研磨成碳質(zhì)顆粒；(d) (1)單一熱交換器裝置，所述熱交換器裝置用于從來自第一、第二和第三氣化 反應(yīng)器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或(2)第一和第二熱交換器裝置，這些熱交換器裝置用于從來自第一、第二和第三氣 化反應(yīng)器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣流和第 二經(jīng)冷卻的第一氣流，或(3)第一、第二和第三熱交換器裝置，這些熱交換器裝置用于從來自第一、第二和 第三氣化反應(yīng)器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣 流、第二經(jīng)冷卻的第一氣流和第三經(jīng)冷卻的第一氣流；(e) (1)當(dāng)只存在單一熱交換器裝置時，單一酸性氣體去除器裝置，所述酸性氣體 去除器裝置用于從單一經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部 分硫化氫，以從單一經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化氣流，所述酸性氣體貧化氣 流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳，或(2)當(dāng)只存在第一和第二熱交換器裝置時，(i)單一酸性氣體去除器裝置，所述酸 性氣體去除器裝置用于從第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和 至少基本上部分硫化氫，以從第一和第二經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化氣流，所述酸性氣體貧化氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一 氧化碳；或(ii)第一和第二酸性氣體去除器裝置，這些酸性氣體去除器裝置用于從第一和 第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氫，以從第一 和第二經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生第一酸性氣體貧化氣流和第二酸性氣體貧化氣流，所述酸性氣體 貧化氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳， 或(3)當(dāng)存在第一、第二和第三熱交換器裝置時，(i)單一酸性氣體去除器裝置，所 述酸性氣體去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的氣流去除至少基本上部分二氧化 碳和至少基本上部分硫化氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化 氣流，所述酸性氣體貧化氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至 少一部分一氧化碳；或(ii)第一和第二酸性氣體去除器裝置，這些酸性氣體去除器裝置用 于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分 硫化氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生第一酸性氣體貧化氣流和第二酸性 氣體貧化氣流，其中第一和第二酸性氣體貧化氣流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基 本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳；或(iii)第一、第二和第三酸性氣體去除器 裝置，這些酸性氣體去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本 上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生 第一酸性氣體貧化氣流、第二酸性氣體貧化氣流和第三酸性氣體貧化氣流，其中第一、第二 和第三酸性氣體貧化氣流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至 少一部分一氧化碳；(f) (1)當(dāng)只存在單一酸性氣體貧化氣流時，單一甲烷去除裝置，所述甲烷去除裝 置用于從單一酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從單一酸性氣體貧化氣流產(chǎn)生單一甲 烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包含至少基本上部分甲烷，或(2)當(dāng)只存在第一和第二酸性氣體貧化氣流時，(i)單一甲烷去除裝置，所述甲烷 去除裝置用于從第一和第二酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一和第二酸性氣體 貧化氣流產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包含至少基本上 部分甲烷；或(ii)第一和第二甲烷去除裝置，這些甲烷去除裝置用于從第一和第二酸性氣 體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一和第二酸性氣體貧化流產(chǎn)生第一甲烷貧化氣流和第 一甲烷產(chǎn)物流和第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流，所述第一和第二甲烷產(chǎn)物流共同包 含至少基本上部分甲烷，或 (3)當(dāng)存在第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流時，(i)單一甲烷去除裝置，所述 甲烷去除裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一、第二 和第三酸性氣體貧化流產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包 含至少基本上部分甲烷；或(ii)第一和第二甲烷去除裝置，所述甲烷去除裝置用于從第 一、第二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一、第二和第三酸性氣體貧化流 產(chǎn)生第一甲烷貧化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流、第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流，所述第 一和第二甲烷產(chǎn)物流共同包含至少基本上部分甲烷；或(iii)第一、第二和第三甲烷去除 裝置，所述甲烷去除裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從 第一、第二和第三酸性氣體貧化流產(chǎn)生第一甲烷貧化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流、第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流和第三甲烷貧化氣流和第三甲烷產(chǎn)物流，所述第一、第二和第三甲烷產(chǎn)物流共同包含至少基本上部分甲烷；和(g) (1)單一蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器 裝置，或(2)第一和第二蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng) 器裝置；或(3)第一、第二和第三蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣 化反應(yīng)器裝置。在某些實施方案中，氣化系統(tǒng)可還包括以下裝置中的一個或多個(h)在熱交換器裝置和酸性氣體去除器裝置之間的微量污染物去除裝置，所述微 量污染物去除裝置用于從單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或者當(dāng)存在時第一、第二和第三經(jīng)冷卻 的第一氣流中的一個或多個氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物，其中單一經(jīng) 冷卻的第一氣流或第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中的一個或多個氣流還包含一種或 多種微量污染物，所述微量污染物包含COS、Hg和HCN中的一種或多種；(i)重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流，或者當(dāng)存在時第 一、第二和第三甲烷產(chǎn)物流中一個或多個的至少一部分轉(zhuǎn)化成合成氣；(j)甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn)物流， 或者當(dāng)存在時第一、第二和第三甲烷產(chǎn)物流中的一個或多個；(k) 二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過單一酸性氣 體去除器裝置，或者當(dāng)存在時第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置中一個或多個去除的 二氧化碳；(1)硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從單一酸性氣體去除器裝置，或者當(dāng)存在時 第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置中一個或多個去除的硫化氫提取和回收硫；(m)催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和 回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝 置，或者當(dāng)存在時第一、第二和第三催化劑裝載裝置中一個或多個；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流，或者 當(dāng)存在時第一甲烷貧化氣流、第二甲烷貧化氣流和第三甲烷貧化氣流中一個或多個的至少 一部分循環(huán)到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置中至少一個或多個；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源，或者當(dāng)存在時第一蒸汽源和/ 或第二蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源，或者當(dāng)存在時第一蒸汽源和 /或第二蒸汽源提供的至少一部分蒸汽發(fā)電；和(r)在熱交換器裝置和酸性氣體去除器裝置之間的酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性 物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使經(jīng)冷卻的第一氣流與含水介質(zhì)在適合使經(jīng)冷卻第一氣流中至少一部 分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳的條件下接觸。在多種氣體產(chǎn)物包含氨的情況下，系統(tǒng)可還任選包含在熱交換器裝置和酸性氣體 去除裝置之間的氨去除器裝置，所述氨去除器裝置用于從經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分氨，以產(chǎn)生氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，最終送到酸性氣體去除器裝置。本發(fā)明的系統(tǒng)可用于例如從各種碳質(zhì)原料制備甲烷。優(yōu)選的系統(tǒng)為產(chǎn)生“管道品質(zhì)天然氣”的產(chǎn)物流的系統(tǒng)，如以下更詳細描述。附圖簡述

圖1為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、三個催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、單一酸性氣體去除裝置和單一甲烷去 除裝置。圖2為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、單一催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、單一酸性氣體去除裝置和單一甲烷去 除裝置。圖3為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、三個催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、兩個酸性氣體去除裝置和單一甲烷去 除裝置。圖4為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、三個單一催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、兩個酸性氣體去除裝置和兩個甲 烷去除裝置。圖5為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、單一催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、三個酸性氣體去除裝置和單一甲烷去 除裝置。圖6為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、單一催化劑裝載裝置、三個熱交換器裝置、三個酸性氣體去除裝置、兩個甲烷去 除裝置和單一蒸汽源。圖7為本發(fā)明的氣化系統(tǒng)的一個實施方案的示意圖，所述氣化系統(tǒng)具有單一原料 處理裝置、單一催化劑裝載裝置、三個熱交換器、兩個酸性氣體去除裝置和兩個甲烷去除裝 置，并且包括各任選的裝置操作。發(fā)明詳述本公開涉及用于使碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成包含至少甲烷的多種氣體產(chǎn)物的系統(tǒng)，除了其 他裝置以外，所述系統(tǒng)包括用于在堿金屬催化劑存在下使碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成多種氣體產(chǎn)物的 三個單獨氣化反應(yīng)器。特別是，本系統(tǒng)提供具有至少三個氣化反應(yīng)器的改進氣化系統(tǒng)，所述 至少三個氣化反應(yīng)器共用一個或多個裝置操作，以有利于例如常規(guī)維修或修理，同時保持 系統(tǒng)操作，并具有改善的操作效率和總體系統(tǒng)控制?？捎脕碜詥我换騿为毚呋瘎┭b載和/或原料制備裝置操作的碳質(zhì)原料向各氣化 反應(yīng)器供料。類似地，可在熱交換器、酸性氣體去除或甲烷去除裝置操作通過組合純化來自 各氣化反應(yīng)器的熱氣流。產(chǎn)物純化可包括任選的微量污染物去除裝置、氨去除和回收裝置 和酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以有一個、二個或三個各類型裝置，如以下更詳細 討論。例如，可用共同擁有US2007/0000177A1、US2007/0083072AU US2007/0277437A1、 US2009/0048476A1、US2009/0090056A1 和 US2009/0090055A1 中公開的對催化氣化技術(shù)的
任何開發(fā)實施本發(fā)明。
另外，可結(jié)合分別提交于2008年12月23日的共同擁有美國專利申請順 序號 12/342，554,12/342,565,12/342, 578,12/342, 596,12/342, 608,12/342, 628、 12/342，663、12/342，715、12/342，736、12/343，143、12/343，149 和 12/343，159、分別提交 于 2009 年 2 月 27 日的 12/395，293、12/395，309、12/395，320、12/395，330、12/395，344、 12/395，348,12/395,353,12/395,372,12/395,381,12/395,385,12/395,429,12/395,433 和12/395，447和分別提交于2009年3月31日的12/415，042和12/415，050公開的主題 內(nèi)容實施本發(fā)明。

還另外，可結(jié)合以下先前結(jié)合至本文的美國專利申請序號—/_，代理人檔
案號 FN-0034 US NP1，標(biāo)題“雙列催化氣化系統(tǒng)”(Two-Train Catalytic Gasification
Systems)；序號—/_，代理人檔案號FN-0036 US NPl，標(biāo)題“四列催化氣化系
統(tǒng)”(Four-Train Catalytic Gasification Systems)；序號—/__，代理人檔案
號 FN-0037 US NP1，標(biāo)題“四列催化氣化系統(tǒng)”(Four-Train Catalytic Gasification
Systems)；和序號—/_，代理人檔案號FN-0038 USNPl，標(biāo)題“四列催化氣化系
統(tǒng)”(Four-Train Catalytic Gasification Systems)中所述的研究實施本發(fā)明。除非另外指明，本文提到的所有公布、專利申請、專利和其他參考文獻均明確出于 所有目的全文通過引用結(jié)合到本文中，如同完全闡述一樣。除非另外定義，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有本公開所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員普遍理解的相同含義。如果發(fā)生沖突，應(yīng)以本說明書(包括定義)為準(zhǔn)。除非明確說明，商標(biāo)以大寫字母顯示。適合的方法和物質(zhì)在本文中描述，盡管可在本公開的實施或試驗中使用類似或等 同于本文所述那些的方法和物質(zhì)。除非另外指明，所有百分?jǐn)?shù)、份數(shù)、比例等均以重量計。在作為范圍或一列上限值和下限值給出量、濃度或其他數(shù)值或參數(shù)時，應(yīng)將其理 解為明確公開了由任何一對范圍上限和范圍下限形成的所有范圍，而不考慮是否單獨公開 這些范圍。在本文中列舉數(shù)值范圍時，除非另外說明，此范圍旨在包括其端點和此范圍內(nèi) 的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。本公開的范圍不限于在限定范圍時敘述的具體值。在描述范圍的數(shù)值或端點中使用術(shù)語“約”時，應(yīng)將此公開理解為包括涉及的具體 值或端點。本文所用術(shù)語“包含”、“含有”、“包括”、“含”、“具有”、“具”或任何其他變型旨在涵
蓋非排他性包含。例如，包含一列元素的過程、方法、制品或裝置不一定只限于那些元素，而 是可包括未明確列舉或這些過程、方法、制品或裝置固有的其他元素。另外，除非明確說明 是相反情況，“或”指包含性或，而不是排他性或。例如，可由任何下列之一滿足條件A或B : A為真(或存在)，并且B為假(或不存在)；A為假(或不存在)，并且B為真(或存在)； 以及A和B兩者均為真(或存在)。在本文中用“一”或“此”描述不同的元素和組分只是為了方便，并且是要給予本 公開的一般意義。此描述應(yīng)理解為包括一個或至少一個，并且單數(shù)也包括復(fù)數(shù)，除非明顯是 指另外情況。除非本文另外規(guī)定，本文所用術(shù)語“基本上部分”是指大于約90%所引用物質(zhì)，優(yōu) 選大于95%所引用物質(zhì)，更優(yōu)選大于97%所引用物質(zhì)。在涉及分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳和硫化氫)時，百分?jǐn)?shù)基于摩爾計，在其他方面則基于重量(例如，對于夾帶的碳質(zhì) 細粉)。 術(shù)語“裝置”指裝置操作。在描述存在多于一個“裝置”時，那些裝置以并聯(lián)方式 操作(如圖中所繪)。然而，單一“裝置”可包括多于一個的串聯(lián)裝置。例如，酸性氣體去除 裝置可包括硫化氫去除裝置與后面串聯(lián)的二氧化碳去除裝置。作為另一個實例，微量污染 物去除裝置可包括用于第一微量污染物的第一去除裝置與后面串聯(lián)的用于第二微量污染 物的第二去除裝置。作為還另一個實例，甲烷壓縮機裝置可包括將甲烷產(chǎn)物流壓縮到第一 壓力的第一甲烷壓縮機與后面串聯(lián)的進一步將甲烷產(chǎn)物流壓縮到第二(較高)壓力的第二 甲烷壓縮機。本文中的物質(zhì)、方法和實施例僅為說明性，除非明確說明，不為限制性。多列結(jié)構(gòu)在不同的實施方案中，本發(fā)明提供一些系統(tǒng)，這些系統(tǒng)用于在蒸汽存在下使經(jīng)催 化的碳質(zhì)原料氣化成氣體產(chǎn)物，隨后處理，以分離和回收甲烷。此類系統(tǒng)基于并聯(lián)操作的三 個氣化反應(yīng)器(三個氣化列)。應(yīng)注意，本發(fā)明也包括多組三列系統(tǒng)，使得總設(shè)備結(jié)構(gòu)可例如包括兩個獨立但 平行的三列系統(tǒng)(本發(fā)明的相同或不同結(jié)構(gòu))，安排總共6個氣化反應(yīng)器。本發(fā)明的三 列系統(tǒng)也可與其他獨立的多列系統(tǒng)組合，例如公開于以前結(jié)合至本文的美國專利申請序
號—/_，代理人檔案號FN-0034 US NP1，標(biāo)題為“雙列催化氣化系統(tǒng)”(Two-Train
Catalytic Gasification Systems)；序號—/_，代理人檔案號 FN-0036 US NPl,
標(biāo)題為“四列催化氣化系統(tǒng)”(Four-Train Catalytic Gasification Systems);序號
—/_，代理人檔案號FN-0037 US NP1，標(biāo)題為“四列催化氣化系統(tǒng)”(Four-Train
Catalytic Gasification Systems)；和序號—/_，代理人檔案號FN-0038 US NPl，標(biāo)
題為“四列催化氣化系統(tǒng)”(Four-Train Catalytic Gasification Systems)。在指示為“系統(tǒng)Α”的一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化 反應(yīng)器裝置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第 一、第二和第三熱交換器裝置；(e)單一酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置；和 (g)單一蒸汽源。在系統(tǒng)A的具體實施方案中，系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一 微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣 流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和 第二微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第 一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第 二和第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻 的第一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；(i)單一重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成 氣；
(j)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn) 物流；(k)單一二氧化 碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過單一酸 性氣體去除器裝置去除的二氧化碳；(1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從單一酸性氣體去除器裝置去除的硫 化氫提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部分 回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第 三氣化裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部 分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化 齊U，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多 個；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流循環(huán)
到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和(r) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流中的 至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和 第二酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流 中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第 二和第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一 氣流中的至少基本上部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。在指示為“系統(tǒng)B”的另一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣 化反應(yīng)器裝置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第 一、第二和第三熱交換器裝置；(e)第一和第二酸性氣體去除器裝置；(f)第一和第二甲烷 去除裝置；和(g)單一蒸汽源。在系統(tǒng)B的具體實施方案中，系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間 的第一和第二微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng) 冷卻的第一氣流去除基本上部分一種或多種微量污染物；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的第一、第二和第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三 經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分一種或多種微量污染物；(i) (1)單一重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流之 一或兩者轉(zhuǎn)化成合成氣，或(2)第一和第二重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物 流轉(zhuǎn)化成合成氣；(j) (1)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮第一和第二甲烷產(chǎn)物 流之一或兩者中至少一部分，或

(2)第一和第二甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分第一 和第二甲烷產(chǎn)物流；(k) (1)單一二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過第一 和第二酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳，或(2)第一和第二二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過 第一和第二酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳；(1) (1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一和第二酸性氣體去除器裝置 去除的硫化氫提取和回收硫，或(2)第一和第二硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一和第二酸性氣體去除器 裝置去除的硫化氫提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部分 回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第 三氣化裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部 分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一 部分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分第一和第二甲烷貧化氣 流循環(huán)到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和(r) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間 的第一和第二酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻 第一氣流中的至少基本上部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的 第一、第二和第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷 卻第一氣流中的至少基本上部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。在指示為“系統(tǒng)C”的本發(fā)明的另一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(b)單一催化劑裝載裝置；(C)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、 第二和第三熱交換器裝置；(e)單一酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置；和(g) 單一蒸汽源。在系統(tǒng)C的具體實施方案中，系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一 微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣 流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和 第二微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第 一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第 二和第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻 的第一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；(i)單一重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成 氣；(j)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn) 物流；(k)單一二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過單一酸 性氣體去除器裝置去除的二氧化碳；(1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從單一酸性氣體去除器裝置去除的硫 化氫提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至 少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第 三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至 少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑， 并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流循環(huán)
到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和(r) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流中的 至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流 中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第 二和第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一 氣流中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。在指示為“系統(tǒng)D”的本發(fā)明的另一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(a)第一、第二 和第三氣化反應(yīng)器裝置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝 置；(d)第一、第二和第三熱交換器裝置；(e)第一和第二酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲 烷去除裝置或第一和第二甲烷去除裝置；和(g)單一蒸汽源。在系統(tǒng)D的具體實施方案中，系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間 的第一和第二微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng) 冷卻的第一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的 第一、第二和第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第 三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；(i) (1)如果只存在單一甲烷去除裝置，則為單一重整器裝置，所述重整器裝置用 于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成氣，或(2)如果存在第一和第二甲烷去除裝置，則為(i)單一重整器裝置，所述重整器裝 置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流之一或兩者轉(zhuǎn)化成合成氣；或(ii)第一和第二重 整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成氣；(j) (1)如果只存在單一甲烷去除裝置，則為單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮 機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn)物流，或(2)如果存在第一和第二甲烷去除裝置，則為(i)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷 壓縮機裝置用于壓縮至少一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流；或(ii)第一和第二甲烷壓縮機 裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流；(k) (1)單一二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過第一 和第二酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳，或(2)第一和第二二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過 第一和第二酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳；(1) (1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一和第二酸性氣體去除器裝置 去除的硫化氫提取和回收硫，或(2)第一和第二硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一和第二酸性氣體去除器 裝置去除的硫化氫提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化反應(yīng)器裝置中一個或多個的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催 化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或 多個，或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置中兩個或更多個的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶 的催化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一 個或多個，或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑， 并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到第一、第二和第三催化劑裝載裝置中一個或多個；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流或第 一和第二甲烷貧化氣流循環(huán)到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和(r) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間 的第一和第二單一酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng) 冷卻第一氣流中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的 第一、第二和第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷 卻第一氣流中的至少基本上部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。在指示為“系統(tǒng)E”的本發(fā)明的另一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(a)第一、第二 和第三氣化反應(yīng)器裝置；(b)單一催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、 第二和第三熱交換器裝置；(e)第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除 裝置或第一和第二甲烷去除裝置；和(g)單一蒸汽源。在系統(tǒng)E的具體實施方案中，系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置之 間的第一、第二和第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和 第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；(i) (1)如果只存在單一甲烷去除裝置，則為單一重整器裝置，所述重整器裝置用 于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成氣，或(2)如果存在第一和第二甲烷去除裝置，則為(i)單一重整器裝置，所述重整器裝 置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流之一或兩者轉(zhuǎn)化成合成氣；或(ii)第一和第二重 整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成氣；(j)⑴如果只存在單一甲烷去除裝置，則為單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮 機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn)物流，或(2)如果存在第一和第二甲烷去除裝置，則為(i)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷 壓縮機裝置用于壓縮第一和第二甲烷產(chǎn)物流之一或兩者的至少一部分；或(ii)第一和第 二甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分第一和第二甲烷產(chǎn)物流；(k) (1)單一二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過第 一、第二和第三酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳，或(2)第一和第二二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過 第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳，或
(3)第一、第二和第三二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收 通過第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置去除的二氧化碳；(1) (1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體去除 器裝置去除的硫化氫提取和回收硫，或(2)第一和第二硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體去 除器裝置去除的硫化氫提取和回收硫，或(3)第一、第二和第三硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從第一、第二和第三酸性 氣體去除器裝置去除的硫化氫提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化反應(yīng)器裝置中一個或多個的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催 化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置，或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第 三氣化反應(yīng)器裝置中兩個或更多個的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶 的催化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置，或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑， 并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流或第 一和第二甲烷貧化氣流循環(huán)到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水；(ρ)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和(r)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置之 間的第一、第二和第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三 經(jīng)冷卻第一氣流中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。在系統(tǒng)A-E的任一系統(tǒng)的具體實施方案中，各系統(tǒng)至少包括(k)、(1)和(m)。在前述系統(tǒng)的任一系統(tǒng)及其實施方案的具體實施方案中，當(dāng)系統(tǒng)包括(k)時，系 統(tǒng)可還包括用于壓縮經(jīng)回收二氧化碳的二氧化碳壓縮機裝置。在前述系統(tǒng)的任一系統(tǒng)的另一個具體實施方案中，系統(tǒng)包括(r)和在酸性氣體去 除器裝置和甲烷去除裝置之間的整理(trim)甲烷轉(zhuǎn)化器(用于處理酸性氣體貧化氣流)。在前述系統(tǒng)的任一系統(tǒng)及其實施方案的另一個具體實施方案中，當(dāng)多種氣體產(chǎn)物 還包含氨時，系統(tǒng)可還包括(1)當(dāng)只存在單一熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置時，單一氨去除器裝 置，所述氨去除器裝置用于從單一經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生單一氨貧 化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到單一酸性氣體去除器裝置，或(2)當(dāng)只存在第一和第二熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置時，(i)在第 一和第二熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一氨去除器裝置，所述氨去 除器裝置用于從第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生單一氨貧化的經(jīng) 冷卻第一氣流，用于送到單一酸性氣體去除器裝置；或(ii)在第一和第二熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二氨去除器裝置，所述氨去除器裝置用于從第 一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生第一和第二氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣 流，以送到單一酸性氣體去除器裝置，或(3)當(dāng)只存在第一和第二熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置時，在 第一和第二熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二氨去除器 裝置，所述氨去除器裝置用于從第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生 第一和第二氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到第一和第二酸性氣體去除器裝置；或(4)當(dāng)存在第一、第二和第三熱交換器裝置和只單一酸性氣體去除器裝置時，(i) 在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一氨去除器裝置， 所述氨去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生 單一氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到單一酸性氣體去除器裝置；或(ii)在第一、第二和 第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二氨去除器裝置，所述氨去 除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生第一和第 二氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到單一酸性氣體去除器裝置；或(iii)在第一、第二和 第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第二和第三氨去除裝置，所述 氨去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生第一、第 二和第三氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到單一酸性氣體去除器裝置，或(5)當(dāng)存在第一、第二和第三熱交換器裝置和只第一和第二酸性氣體去除器裝置 時，(i)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之間的第一和 第二氨去除器裝置，所述氨去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除基 本上部分氨，以產(chǎn)生第一和第二氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到第一和第二酸性氣體去 除器裝置；或(ii)在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一和第二酸性氣體去除器裝置之 間的第一、第二和第三氨去除器裝置，所述氨去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的 第一氣流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生第一、第二和第三氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到第 一和第二酸性氣體去除器裝置，或(6)當(dāng)存在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一、第二和第三酸性氣體去除器裝 置時，在第一、第二和第三熱交換器裝置和第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置之間的第 一、第二和第三氨去除器裝置，所述氨去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣 流去除基本上部分氨，以產(chǎn)生第一、第二和第三氨貧化的經(jīng)冷卻第一氣流，以送到第一、第 二和第三酸性氣體去除器裝置。以下更詳細描述各裝置。原料和處理碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置可將碳質(zhì)物質(zhì)提供到碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，以使碳質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成適用于與一種或多 種氣化催化劑締合(association)和/或適用于引入催化氣化反應(yīng)器的形式。碳質(zhì)物質(zhì)可 以為例如生物質(zhì)和非生物質(zhì)物質(zhì)，如以下定義。本文所用術(shù)語“生物質(zhì)”是指衍生自最近(例如，在過去的100年內(nèi))活生物體的 碳質(zhì)物質(zhì)，包括基于植物的生物質(zhì)和基于動物的生物質(zhì)。為了清楚的目的，生物質(zhì)不包括基 于化石的碳質(zhì)物質(zhì)，例如煤。例如參見以前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/395,429、12/395，433 和 12/395，447。本文所用術(shù)語“基于植物的生物質(zhì)”是指衍生自綠色植物、農(nóng)作物、藻類和樹木的 材料，例如但不限于甜高粱、甘蔗渣、糖甘蔗、竹、雜交楊、雜交柳、合歡樹、桉樹、苜蓿、三葉 草、油棕、柳枝稷、蘇丹草、稷黍、麻風(fēng)樹和芒屬植物(例如，Miscanthus χ giganteus) 0生 物質(zhì)還包括來自農(nóng)業(yè)耕種、處理和/或降解的廢物，如玉米穗軸和玉米殼、玉米秸稈、稻草、 堅果殼、植物油、低芥酸菜子油、菜子油、生物柴油、樹皮、木片、鋸末和庭院垃圾。本文所用術(shù)語“基于動物的生物質(zhì)”是指從動物養(yǎng)殖和/或利用產(chǎn)生的廢物。例 如，生物質(zhì)包括但不限于來自禽畜養(yǎng)殖和處理的廢物，如動物糞肥、海鳥糞、家禽糞、動物脂 肪和城市固體垃圾(例如，污物)。本文所用術(shù)語“非生物質(zhì)”是指本文定義術(shù)語“生物質(zhì)”不包括的那些碳質(zhì)物質(zhì)。 例如，非生物質(zhì)包括但不限于無煙煤、煙煤、次煙煤、褐煤、石油焦、浙青質(zhì)、液體石油殘渣 或其混合物。例如參見以前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/342，565、12/342，578、 12/342，608、12/342，663、12/395，348 和 12/395，353。本文所用術(shù)語“石油焦炭(petroleum coke) ”和“石油焦(petcoke) ”包括⑴在 石油處理中得到的高沸點烴餾分的固體熱分解產(chǎn)物(重殘渣-“殘石油焦”)；和(ii)處理 焦油砂的固體熱分解產(chǎn)物(浙青砂或石油砂-“焦油砂石油焦”)兩者。此類碳化產(chǎn)物包括 例如生、煅燒、針和流化床石油焦。殘石油焦也可衍生自原油，例如通過提高重質(zhì)殘余原油質(zhì)量使用的焦化過程，這 種石油焦包含灰分作為次要組分，一般基于焦重量約1. 0%重量或更少，更一般約0. 5%重 量或更少。一般這種較低灰分焦中的灰分包括金屬，如鎳和釩。焦油砂石油焦可從石油砂得到，例如，通過提高石油砂質(zhì)量使用的焦化過程。焦 油砂石油焦包含灰分作為次要組分，一般基于焦油砂石油焦總重量約2%重量或約12%重 量，更一般約4%重量至約12%重量。一般這種較高灰分焦中的灰分包括例如二氧化硅和 /或氧化鋁的物質(zhì)。石油焦具有一般約0. 2至約2%重量的固有低水分含量(基于石油焦總重量)，一 般也具有很低的水浸濕能力，以允許常規(guī)催化劑浸漬方法。所得顆粒狀組合物包含例如較 低平均水分含量，這相對于常規(guī)干燥操作提高下游干燥操作的效率。石油焦可包含基于石油焦總重量至少約70%重量碳，至少約80%重量碳，或至少 約90%重量碳。一般石油焦包含基于石油焦重量小于約20%重量無機化合物。本文所用術(shù)語“浙青質(zhì)”在室溫為芳族碳質(zhì)固體，并且可衍生自例如原油和原油焦 油砂處理。本文所用術(shù)語“煤”指泥炭、褐煤、次煙煤、煙煤、無煙煤或其混合物。在某些實施 方案中，煤具有基于煤總重量小于約85%重量，或小于約80%重量，或小于約75%重量， 或小于約70%重量，或小于約65%重量，或小于約60%重量，或小于約55%重量，或小于 約50%重量的碳含量。在其他實施方案中，煤具有基于煤總重量最高達約85%重量或最 高達約80%重量或最高達約75%重量碳含量。可用煤的實例包括但不限于Illinois #6、 Pittsburgh #8、Beulah (ND)、Utah Blind Canyon 和粉河盆地(PRB)煤。無煙煤、煙煤、次 煙煤和褐煤可分別包含基于干基煤總重量約10%重量、約5至約7%重量、約4至約8%重 量和約9至約11%重量灰分。然而，任何具體煤源的灰分含量取決于煤的等級和來源，這為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。參見例如“煤數(shù)據(jù)參考”(Coal Data =A Reference)，美國能 源部，煤、核、電和替代燃料能源情報部門(Energy Information Administration, Office of Coal, Nuclear, Electric and Alternate Fuels, U. S. Department of Energy), DOE/ EIA-0064(93)，1995 年 2 月。由煤產(chǎn)生的灰分一般包括飛灰和底灰兩者，這為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。來 自煙煤的飛灰可包含基于飛灰總重量約20至約60%重量二氧化硅和約5至約35%重量 氧化鋁。來自次煙煤的飛灰可包含基于飛灰總重量約40至約60%重量二氧化硅和約20 至約30%重量氧化鋁。來自褐煤的飛灰可包含基于飛灰總重量約15至約45%重量二氧 化硅和約20至約25%重量氧化鋁。參見例如Meyers等人“飛灰，公路建造材料”(Fly Ash, A Highway Construction Material), Federal Highway Administration, 艮告編號 FHWA-IP-76-16, Washington, DC,1976。來自煙煤的底灰可包含基于底灰總重量約40至約60%重量二氧化硅和約20至約 30%重量氧化鋁。來自次煙煤的底灰可包含基于底灰總重量約40至約50%重量二氧化硅 和約15至約25%重量氧化鋁。來自褐煤的底灰可包含基于底灰總重量約30至約80%重量 二氧化硅和約10至約20%重量氧化鋁。參見例如Moulton，Lyle K. “底灰和爐渣”(Bottom Ash and Boiler Slag), Proceedings of the Third International Ash Utilization Symposium，美國礦務(wù)局，信息通報編號 8640，Washington, DC, 1973。各碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置可獨立包括一個或多個接受器，所述接受器用于接受和儲存 各碳質(zhì)物質(zhì)；和大小減小元件，如研磨機，所述大小減小元件用于將碳質(zhì)物質(zhì)研磨成碳質(zhì) 顆粒，大小減小元件如研磨機與接受器連通。在使用多于一個碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置的情況下，各裝置可具有處理大于提供的比例 總體積碳質(zhì)物質(zhì)的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個碳 質(zhì)物質(zhì)處理裝置的情況下，可分別設(shè)計以提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三或全部的生 產(chǎn)能力。在三個碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置的情況下，可分別設(shè)計以提供總生產(chǎn)能力一半或三分之 二或四分之三的生產(chǎn)能力。根據(jù)在本領(lǐng)域已知的任何方法，如沖擊粉碎和濕或干研磨，可通過單獨或一起粉 碎和/或研磨制備碳質(zhì)物質(zhì)，如生物質(zhì)和非生物質(zhì)，以得到一種或多種碳質(zhì)顆粒。根據(jù)碳質(zhì) 物質(zhì)源粉碎和/或研磨所用的方法，可篩分所得碳質(zhì)顆粒(即，根據(jù)大小分離)，以提供用于 催化劑裝載裝置操作的經(jīng)處理原料?？捎帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法篩分顆粒。例如，通過使顆粒過篩或通過 一個篩或許多篩，可進行篩分。過篩設(shè)備可包括柵篩、棒條篩和線網(wǎng)篩。篩可以為靜態(tài)，或 者可結(jié)合搖動或振動篩的機制?；蛘撸捎梅旨壏蛛x碳質(zhì)顆粒。分級設(shè)備可包括選礦機、旋 風(fēng)分離器、旋液分離器、耙式選粒器、轉(zhuǎn)筒篩或流化分級器。也可在研磨和/或粉碎前將碳 質(zhì)物質(zhì)篩分或分級。碳質(zhì)顆?？勺鳛榧氼w粒提供，細顆粒的平均粒度為約25微米，或約45微米，最大 約2500微米，或最大約500微米。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可很容易地確定碳質(zhì)顆粒的適合粒度。 例如，當(dāng)使用流化床氣化反應(yīng)器時，這種碳質(zhì)顆粒可具有使碳質(zhì)物質(zhì)能夠以流化床氣化反 應(yīng)器所用氣體速度初始流化的平均粒度。另外，某些碳質(zhì)物質(zhì)，例如玉米秸稈和柳枝稷和工業(yè)垃圾(如鋸末)可能不適應(yīng)粉碎或研磨操作，或者可能不適用于催化氣化反應(yīng)器，例如，由于超細粒度。為了粉碎或 直接用于例如流化床催化氣化反應(yīng)器，可使此類物質(zhì)形成適合大小的粒料或團塊。一般 可通過壓實一種或多種碳質(zhì)物質(zhì)制備粒料，參見例如前面結(jié)合到本文的美國專利申請序 號12/395,381。在其他實例中，生物質(zhì)物質(zhì)和煤可形成團塊，如US4249471、US4152119和 US4225457所述。在以下討論中，這些粒料或團塊可與上述碳質(zhì)顆粒互換使用。根據(jù)碳質(zhì)物質(zhì)源的品質(zhì)，另外的原料處理步驟可能是必要的。生物質(zhì)可能包含高 水分含量，如綠色植物和草，并且可能需要在粉碎前干燥。城市廢物和垃圾也可包含高水分 含量，可例如用壓力機或輥磨降低水分含量(例如，US4436(^8)。同樣，非生物質(zhì)，如高水分 煤，可能需要在粉碎前干燥。一些結(jié)塊的煤可能需要部分氧化，以簡化氣化反應(yīng)器操作。可 預(yù)處理離子交換部位不足的非生物質(zhì)原料，如無煙煤或石油焦，以產(chǎn)生另外的離子交換部 位，從而促進催化劑裝載和/或締合。通過在本領(lǐng)域已知的能產(chǎn)生離子交換部位和/或提 高原料孔隙率的任何方法，可完成此類預(yù)處理(參見，例如前面結(jié)合到本文的US4468231和 GB1599932)。可用本領(lǐng)域已知的任何氧化劑實現(xiàn)氧化預(yù)處理?？筛鶕?jù)技術(shù)考慮、處理經(jīng)濟性、可利用性和非生物質(zhì)和生物質(zhì)源的接近性，選擇碳 質(zhì)顆粒中碳質(zhì)物質(zhì)的比率。碳質(zhì)物質(zhì)源的可利用性和接近性可影響進料的價格，并因此影 響催化氣化過程的總生產(chǎn)成本。例如，根據(jù)處理條件，生物質(zhì)和非生物質(zhì)物質(zhì)可以基于濕重 或干重計約 5 95，約 10 90，約 15 85，約 20 80，約 25 75，約 30 70，約；35 65， 約 40 60,約 45 55，約 50 50,約 55 45，約 60 40,約 65 35，約 70 20，約 75 25，約80 20，約85 15，約90 10或約95 5的比例共混。有意義地是，可用碳質(zhì)物質(zhì)源和碳質(zhì)顆粒(例如生物質(zhì)顆粒和非生物質(zhì)顆粒)各 組分之比控制碳質(zhì)顆粒的其他物質(zhì)性質(zhì)。非生物質(zhì)物質(zhì)(如煤)和某些生物質(zhì)物質(zhì)(如 稻殼)一般包含顯著量的無機物質(zhì)，包括鈣、氧化鋁和二氧化硅，這些物質(zhì)在氣化反應(yīng)器中 生成無機氧化物(即，灰分)。在高于約500°C至約600°C溫度，在灰分中，鉀和其他堿金屬 可與氧化鋁和二氧化硅反應(yīng)，形成不溶性堿金屬鋁硅酸鹽。以此形式，堿金屬基本上為水 不溶性，并且作為催化劑為惰性。為了防止殘余物在氣化反應(yīng)器中積累，可常規(guī)回收包含 灰分、未反應(yīng)碳質(zhì)物質(zhì)和各種堿金屬化合物(水溶性和水不溶性兩者)的焦的固體清除物 (purge)。在制備碳質(zhì)顆粒中，根據(jù)例如不同碳質(zhì)物質(zhì)和/或不同碳質(zhì)物質(zhì)中起始灰分之 比，不同碳質(zhì)物質(zhì)的灰分含量可選擇為例如約20%重量或更小，或約15%重量或更小，或 約10%重量或更小，或約5%重量或更小。在其他實施方案中，所得碳質(zhì)顆?？砂谔?質(zhì)顆粒重量約5%重量或約10%重量至約20%重量或至約15%重量灰分內(nèi)容物。在其他 實施方案中，碳質(zhì)顆粒的灰分內(nèi)容物可包含基于灰分重量小于約20%重量或小于約15% 重量或小于約10 %重量或小于約8 %重量或小于約6 %重量氧化鋁。在某些實施方案中，碳 質(zhì)顆粒可包含基于經(jīng)處理原料重量小于約20%重量的灰分內(nèi)容物，其中碳質(zhì)顆粒的灰分內(nèi) 容物包含基于灰分重量小于約20%重量氧化鋁，或小于約15%重量氧化鋁。碳質(zhì)顆粒中的這種較低氧化鋁值允許最終降低氣化過程中堿金屬催化劑的損失。 如上所示，氧化鋁可與堿金屬源反應(yīng)得到含例如堿金屬鋁酸鹽或鋁硅酸鹽的不溶性焦。這 種不溶性焦可導(dǎo)致降低的催化劑回收率(即，增加催化劑損失率)，因此需要總氣化過程中 另外的補充催化劑成本。
另外，所得碳質(zhì)顆?？删哂酗@著更高的％碳，并因此具有更高的btu/lb值，和甲 烷產(chǎn)物/單位重量碳質(zhì)顆粒。在某些實施方案中，所得碳質(zhì)顆粒可具有基于非生物質(zhì)和生 物質(zhì)組合重量約75%重量或約80%重量或約85%重量或約90%重量，最高達約95%重量 的碳含量。在一個實例中，將非生物質(zhì)和/或生物質(zhì)濕研磨并篩分(例如，達到約25至 約2500 μ m粒度分布)，然后排掉自由水(即，脫水)，達到濕餅稠度。用于濕研磨、篩 分和脫水的適合方法的實例為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，例如參見以前結(jié)合到本文的 US2009/0048476A1。根據(jù)本公開的一個實施方案，由濕研磨形成的非生物質(zhì)和/或生物質(zhì) 顆粒的濾餅可具有約40%至約60%或約40%至約55%或低于50%的水分含量。本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)理解，經(jīng)脫水濕研磨碳質(zhì)物質(zhì)的水分含量取決于碳質(zhì)物質(zhì)的具體類型、粒度分 布和所用具體脫水設(shè)備。這種濾餅可如本文所述熱處理，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)到催化劑裝載裝置操作 的一種或多種降低水分的碳質(zhì)顆粒。轉(zhuǎn)到催化劑裝載裝置操作的一種或多種碳質(zhì)顆粒各自可具有上述獨特組成。例 如，兩種碳質(zhì)顆?？赊D(zhuǎn)到催化劑裝載裝置操作，其中第一種碳質(zhì)顆粒包含一種或多種生物 質(zhì)物質(zhì)，第二種碳質(zhì)顆粒包含一種或多種非生物質(zhì)物質(zhì)?；蛘?，包含一種或多種碳質(zhì)物質(zhì)的 單一碳質(zhì)顆?？赊D(zhuǎn)到催化劑裝載裝置操作。催化劑裝載裝置一種或多種碳質(zhì)顆粒進一步在一個或多個催化劑裝載裝置中處理，以使至少一種 氣化催化劑(一般包括至少一種堿金屬源)與至少一種碳質(zhì)顆粒締合，以形成至少一個經(jīng) 催化劑處理的原料流。用于各氣化反應(yīng)器的經(jīng)催化碳質(zhì)原料可通過單一催化劑裝載裝置提供到第一、第 二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，或者，可用來自第一、第二和第三催化劑裝載裝置的 經(jīng)催化碳質(zhì)原料分別向各第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置供料。當(dāng)利用兩個或更多個催 化劑裝載裝置時，它們應(yīng)并聯(lián)操作。當(dāng)利用單一催化劑裝載裝置時，那個裝置將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到第一、第二 和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口。在另一種變型中，第一和第二催化劑裝載裝置可將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到第 一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口。例如，第一催化劑裝載裝置可將經(jīng)催化的碳質(zhì) 原料提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置中一個或兩個的進料入口，第二催化劑裝載 裝置可將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到第一催化劑裝載裝置不供料的第一、第二和第三氣化反 應(yīng)器裝置中那些(一個或兩個)的進料入口。在使用多于一個催化劑裝載裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總體 積原料的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個催化劑裝載 裝置的情況下，各裝置可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。在三個催 化劑裝載裝置的情況下，各裝置可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分之二的生產(chǎn)能力。當(dāng)碳質(zhì)顆粒提供到催化劑裝載裝置操作時，可經(jīng)處理，以形成轉(zhuǎn)到各氣化反應(yīng)器 的單一經(jīng)催化碳質(zhì)原料，或者可分成一個或多個處理流，其中至少一個處理流與氣化催化 劑締合，以形成至少一個經(jīng)催化劑處理的原料流?？衫缣幚砥溆嗵幚砹?，以與第二種組分 締合。另外，可第二次處理經(jīng)催化劑處理的原料流，以與第二種組分締合。第二種組分可以為例如第二氣化催化劑、助催化劑或其他添加劑。 在一個實例中，可將主氣化催化劑提供到單一碳質(zhì)顆粒(例如，鉀和/或鈉源)，隨 后單獨處理，以將鈣源提供到相同的單一碳質(zhì)顆粒，以得到經(jīng)催化的碳質(zhì)原料。例如參見以 前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/395，372。氣化催化劑和第二種組分也可作為混合 物在單一處理中提供到單一碳質(zhì)顆粒，以得到經(jīng)催化的碳質(zhì)原料。當(dāng)一種或多種碳質(zhì)顆粒提供到催化劑裝載裝置操作時，至少一種碳質(zhì)顆粒與氣化 催化劑締合，以形成至少一個經(jīng)催化劑處理的原料流。另外，任何碳質(zhì)顆?？煞殖扇缟显斒?的一個或多個處理流，用于與第二種組分締合。所得流可以任何組合共混，以提供經(jīng)催化的 碳質(zhì)原料，其條件為用至少一個經(jīng)催化劑處理的原料流形成經(jīng)催化的原料流。在一個實施方案中，至少一種碳質(zhì)顆粒與氣化催化劑和任選的第二種組分締合。 在另一個實施方案中，各碳質(zhì)顆粒與氣化催化劑和任選的第二種組分締合?？捎帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法使一種或多種氣化催化劑與任何碳質(zhì)顆 粒和/或處理流締合。這些方法包括但不限于與固體催化劑源混合，并使催化劑浸漬于經(jīng) 處理的碳質(zhì)物質(zhì)上?？捎帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的數(shù)種浸漬方法摻入氣化催化劑。這些方 法包括但不限于初始濕潤浸漬、蒸發(fā)浸漬、真空浸漬、浸入浸漬、離子交換和這些方法的組
I=I O在一個實施方案中，通過在裝載罐中用催化劑的溶液(例如，水溶液)成漿，可使 堿金屬氣化催化劑浸入一種或多種碳質(zhì)顆粒和/或處理流。在用催化劑和/或助催化劑的 溶液成漿時，可使所得漿料脫水，以提供經(jīng)催化劑處理的原料流，一般再一次作為濕餅。在 本發(fā)明方法中，可從任何催化劑源制備催化劑溶液，包括新鮮或補充催化劑和循環(huán)催化劑 或催化劑溶液。使?jié){料脫水以提供經(jīng)催化劑處理原料流濕餅的方法包括過濾(重力或真 空)、離心和液壓。適用于煤顆粒和/或含煤的處理流與氣化催化劑組合以提供經(jīng)催化劑處理的原 料流的一種具體方法是通過離子交換，如以前結(jié)合到本文的US2009/0048476A1所述。通過 離子交換機制的催化劑裝載可基于具體為煤研發(fā)的吸附等溫線最大化，如結(jié)合到本文的參 考文獻中討論。此裝載作為濕餅提供經(jīng)催化劑處理的原料流。可控制在離子交換顆粒濕餅 上保留的另外的催化劑(包括孔內(nèi))，以便能夠以控制方式得到總催化劑目標(biāo)值。經(jīng)催化劑 裝載和脫水的濕餅可包含例如約50%重量水分。通過控制溶液中催化劑組分的濃度和接觸 時間、溫度和方法，可控制裝載的催化劑的總量，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可很容易地根據(jù)原料 煤的性質(zhì)決定。在另一個實例中，可用氣化催化劑處理碳質(zhì)顆粒和/或處理流之一，并且可用第 二種組分處理第二處理流(參見以前結(jié)合到本文的US2007/0000177A1)。由前述得到的碳質(zhì)顆粒、處理流和/或經(jīng)催化劑處理的原料流可以任何組合共 混，以提供經(jīng)催化的碳質(zhì)原料，其條件為用至少一個經(jīng)催化劑處理的原料流形成經(jīng)催化的 碳質(zhì)原料。最后，使經(jīng)催化的碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)到氣化反應(yīng)器上。一般各催化劑裝載裝置包括至少一個裝載罐，以使一種或多種碳質(zhì)顆粒和/或處 理流與含至少一種氣化催化劑的溶液接觸，以形成一個或多個經(jīng)催化劑處理的原料流?；?者，催化組分可作為固體顆粒共混入一種或多種碳質(zhì)顆粒和/或處理流，以形成一個或多 個經(jīng)催化劑處理的原料流。
一般，氣化催化劑以足以提供顆粒組合物中堿金屬原子與碳原子約0.01，或約 0. 02，或約0. 03，或約0. 04至約0. 10，或至約0. 08，或至約0. 07，或至約0. 06的比率的量，
存在于經(jīng)催化的碳質(zhì)原料中。利用一些原料，也可在經(jīng)催化的碳質(zhì)原料內(nèi)提供堿金屬組分，以達到基于質(zhì)量超 過經(jīng)催化碳質(zhì)原料中碳質(zhì)物質(zhì)的組合灰分含量約3至約10倍的堿金屬含量。適合的堿金屬為鋰、鈉、鉀、銣、銫及其混合物。特別有用的是鉀源。適合的堿金屬 化合物包括堿金屬碳酸鹽、碳酸氫鹽、甲酸鹽、草酸鹽、氨基化物(amide)、氫氧化物、乙酸鹽 或類似化合物。例如，催化劑可包括以下物質(zhì)中的一種或多種碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銣、碳 酸鋰、碳酸銫、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銣或氫氧化銫，尤其為碳酸鉀和/或氫氧化鉀?？衫萌芜x的助催化劑或其他催化劑添加劑，如以前結(jié)合到本文的參考文獻所公 開的那些。組合成經(jīng)催化碳質(zhì)原料的一個或多個經(jīng)催化劑處理的原料流一般占與經(jīng)催化碳 質(zhì)原料締合的裝載催化劑總量的大于約50 %，大于約70 %，或大于約85 %，或大于約90 %。 與各種經(jīng)催化劑處理的原料流締合的全部裝載催化劑的百分?jǐn)?shù)可根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員 已知的方法測定。單獨的碳質(zhì)顆粒、經(jīng)催化劑處理的原料流和處理流可適當(dāng)共混，以控制例如總催 化劑裝載或經(jīng)催化碳質(zhì)原料的其他品質(zhì)，如前討論。組合的不同流的適合比取決于包含各 流的碳質(zhì)物質(zhì)的品質(zhì)和經(jīng)催化碳質(zhì)原料的所需性質(zhì)。例如，生物質(zhì)顆粒流和經(jīng)催化非生物 質(zhì)顆粒流可以得到具有預(yù)定灰分含量的經(jīng)催化碳質(zhì)原料的此類比率混合，如前面討論。任何前述經(jīng)催化劑處理的原料流、處理流和經(jīng)處理原料流，作為一種或多種干燥 顆粒和/或一種或多種濕餅，可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法混合，包括但不限 于捏合和垂直或水平混合機，例如單或雙螺桿混合機、螺條混合機或鼓式混合機。所得經(jīng)催 化碳質(zhì)原料可儲存供將來使用，或轉(zhuǎn)移到一個或多個進料操作，用于引入氣化反應(yīng)器?？筛?據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，將經(jīng)催化碳質(zhì)原料輸送到儲存或進料操作，例如螺 旋輸送機或氣動輸送。另外，各催化劑裝載裝置包括干燥器，所述干燥器用于從經(jīng)催化碳質(zhì)原料去除過 量水分。例如，經(jīng)催化碳質(zhì)原料可用流化床漿料干燥器干燥(即，用過熱蒸汽處理，以使液 體蒸發(fā))，或者在真空下或在惰性氣流下熱蒸發(fā)或去除溶液，以提供具有例如約10%重量 或更小或約8%重量或更小或約6%重量或更小或約5%重量或更小或約4%重量或更小的 殘余水分含量的經(jīng)催化碳質(zhì)原料。氣化氣化反應(yīng)器在本發(fā)明系統(tǒng)中，在適用于使經(jīng)催化碳質(zhì)原料中的碳質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成所需產(chǎn)物氣體 (如甲烷)的條件下，將經(jīng)催化碳質(zhì)原料提供到三個氣化反應(yīng)器。各氣化反應(yīng)器分別包括(Al)反應(yīng)室，其中使經(jīng)催化的碳質(zhì)原料和蒸汽轉(zhuǎn)化成(i) 多種氣體產(chǎn)物，所述氣體產(chǎn)物包含甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和未反應(yīng)蒸汽， ( )未反應(yīng)的碳質(zhì)細粉，和(iii)固體焦產(chǎn)物；(A》進料入口，所述進料入口用于將經(jīng)催化 的碳質(zhì)原料提供到反應(yīng)室；(A3)蒸汽入口，所述蒸汽入口用于將蒸汽提供到反應(yīng)室；(A4) 熱氣體出口，所述熱氣體出口用于從反應(yīng)室排出熱的第一氣流，熱的第一氣流包含多種氣體產(chǎn)物；(A5)焦出口，所述焦出口用于從反應(yīng)室回收固體焦產(chǎn)物；和(A6)細粉去除器裝置， 所述細粉去除器裝置用于去除可在熱的第一氣流中夾帶的至少基本上部分未反應(yīng)碳質(zhì)細 粉。用于這些處理的氣化反應(yīng)器一般在適度高壓和高溫下操作，這需要將經(jīng)催化的碳 質(zhì)原料引入氣化反應(yīng)器的反應(yīng)室，同時保持所需的原料溫度、壓力和流速。本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉進料入口，所述進料入口用于將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到 具有高壓和/或高溫環(huán)境的反應(yīng)室，包括星狀加料器、螺桿加料器、旋轉(zhuǎn)活塞和閉鎖式料 斗。應(yīng)理解，進料入口可包括將備選使用的兩個或更多個壓力平衡元件，如閉鎖式料斗。在 一些情況下，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料可在高于氣化反應(yīng)器操作壓力的壓力條件制備。因此，顆 粒組合物可直接進入氣化反應(yīng)器，不用進一步加壓。可利用任何幾個催化氣化反應(yīng)器。適合的氣化反應(yīng)器包括具有反應(yīng)室的那些反應(yīng) 器，反應(yīng)室為逆流固定床、并流固定床、流化床或拽流床(entrained flow bed)或移動床反應(yīng)室。氣化一般在至少約450°C或至少約600°C或至少約650°C至約900°C或至約800°C 或至約750°C的適度溫度；和至少約50psig或至少約200psig或至少約400psig至約 IOOOpsig或至約700psig或至約600psig的壓力下進行。在氣化反應(yīng)器中使用的用于加壓和顆粒組合物反應(yīng)的氣體一般包含蒸汽和任選 的氧氣或空氣(或循環(huán)氣體)，并根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法提供到反應(yīng)器?？赏ㄟ^ 本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法提供用于催化氣化反應(yīng)的少量所需熱量輸入。例如，可 將控制部分的純化氧或空氣引入各氣化反應(yīng)器，以使經(jīng)催化碳質(zhì)原料中的一部分碳質(zhì)物質(zhì) 燃燒，從而提供熱量輸入。經(jīng)催化碳質(zhì)原料在所述條件下反應(yīng)提供來自各氣化反應(yīng)器的熱的第一氣體和固 體焦產(chǎn)物。固體焦產(chǎn)物一般包含大量未反應(yīng)的碳質(zhì)物質(zhì)和夾帶催化劑，并且可通過焦出口 從反應(yīng)室移除，用于取樣、清除和/或催化劑回收。本文所用術(shù)語“夾帶催化劑”指含堿金屬組分的化合物。例如，“夾帶催化劑” 可包括但不限于可溶性堿金屬化合物(如堿金屬碳酸鹽、堿金屬氫氧化物和堿金屬氧 化物)和/或不溶性堿金屬化合物(如堿金屬鋁硅酸鹽)。與從催化氣化反應(yīng)器提取 的焦相關(guān)的催化劑組分的性質(zhì)及其回收方法在以下討論，并詳細討論于以前結(jié)合到本 文的 US2007/0277437A1 和美國專利申請序號 12/342, 554、12/342, 715,12/342, 736 和 12/343，143?？蓮母鳉饣磻?yīng)器通過為閉鎖式料斗系統(tǒng)的焦出口定期回收固體焦產(chǎn)物，雖然其 他方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知。如下所述，這些焦可轉(zhuǎn)到催化劑回收裝置操作。移除固 體焦產(chǎn)物的方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。例如，可利用EP-A-01(^^8教授的這樣一種方法。離開各反應(yīng)室的熱的第一氣體流出物可通過作為脫離區(qū)域的氣化反應(yīng)器的細粉 去除器裝置部分，其中重得不能由離開氣化反應(yīng)器的氣體夾帶的顆粒(即，細粉)返回到反 應(yīng)室(例如，流化床)。細粉去除器裝置可包括用于從熱的第一氣體去除細粉和顆粒的一個 或多個內(nèi)部旋風(fēng)分離器或類似裝置。通過細粉去除器裝置并由熱氣體出口離開氣化反應(yīng)器 的熱的第一氣體流出物一般包含CH4、CO2, H2、CO、H2S, NH3、未反應(yīng)蒸汽、夾帶的細粉和其他污染物，如COS、HCN和/或元素汞蒸氣。夾帶的殘余細粉基本上可通過任何適用裝置去除，如外部旋風(fēng)分離器，任選隨后 使用文丘里滌氣器?？商幚砘厥盏募毞?，以回收堿金屬催化劑，或直接循環(huán)回到原料制備， 如前面結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/395，385所述。去除“基本上部分”細粉意味從熱的第一氣流去除一定量細粉，以便下游處理不會 被不利的影響，因此，應(yīng)去除至少基本上部分細粉。一些較小水平超細物質(zhì)可在不會顯著不 利影響下游處理的程度保留在熱的第一氣流中。一般去除至少約90%重量或至少約95% 重量或至少約98%重量的大于約20 μ m,或大于約10 μ m或大于約5 μ m粒度的細粉。催化劑回收裝置在某些實施方案中，可回收從各氣化反應(yīng)器反應(yīng)室回收的固體焦產(chǎn)物中夾帶催化 劑中的堿金屬，任何未回收的催化劑可由催化劑補充流補償。原料中的氧化鋁和二氧化硅 越多，得到較高堿金屬回收率代價越高。在一個實施方案中，來自各氣化反應(yīng)器的一種或多種固體焦產(chǎn)物可用循環(huán)氣體和 水猝滅，以提取一部分夾帶的催化劑?？蓪⒒厥盏拇呋瘎┮酱呋瘎┭b載操作，以重新利用 堿金屬催化劑?？蓪⒇毣估缫饺魏我粋€或多個原料制備操作，重新用于制備經(jīng)催化 的原料，燃燒，以為一個或多個蒸汽發(fā)生器提供動力(如以前結(jié)合到本文的美國專利申請 序號12/343，149和12/395，320所公開)，或者原樣用于多種應(yīng)用，例如，用作吸收劑(如以 前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/395，293所公開)。其他特別有用的回收和循環(huán)方法描述于US4459138和以前結(jié)合到本文的 US2007/0277437A1 及美國專利申請序號 12/342,554、12/342，715、12/342，736 和 12/343,143。關(guān)于更多方法細節(jié)，可參考那些文獻。在系統(tǒng)的操作中，一般回收至少一部分夾帶的催化劑，因此，本發(fā)明的系統(tǒng)一般包 括一個、二個或三個催化劑回收裝置。當(dāng)利用兩個或更多個催化劑回收裝置時，它們應(yīng)并聯(lián) 操作。要回收和循環(huán)的催化劑的量一般為回收成本-補充催化劑成本的函數(shù)，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可根據(jù)總系統(tǒng)經(jīng)濟性確定所需的催化劑回收率和循環(huán)水平。催化劑的循環(huán)可以為催化劑裝載裝置之一或其組合。例如，所有的循環(huán)催化劑可 提供到一個催化劑裝載裝置，同時另一個只利用補充催化劑。也可從催化劑裝載裝置到催 化劑裝載裝置，分別控制循環(huán)催化劑與補充催化劑的水平。在利用單一催化劑回收裝置時，那個裝置處理來自氣化反應(yīng)器的所需部分(或全 部)固體焦產(chǎn)物，并使回收的催化劑循環(huán)到一個或多個催化劑裝載裝置。在另一種變型中，可利用第一和第二催化劑回收裝置。例如，可用第一催化劑回收 裝置處理來自第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置之一或兩個的所需部分固體焦產(chǎn)物，可用 第二催化劑回收裝置處理來自第一催化劑回收裝置未處理的第一、第二和第三氣化反應(yīng)器 裝置的那些的所需部分固體焦產(chǎn)物。同時，當(dāng)存在單一催化劑裝載裝置時，第一和第二催化 劑回收裝置兩者均可將循環(huán)的催化劑提供到單一催化劑裝載裝置。當(dāng)存在多于一個催化劑 裝載裝置時，各催化劑回收裝置可將循環(huán)的催化劑提供到一個或多個催化劑裝載裝置。在還另一種變型中，可利用第一、第二和第三催化劑回收裝置。在此情況下，一般 各催化劑回收裝置處理來自相應(yīng)氣化反應(yīng)器裝置之一的所需部分固體焦產(chǎn)物。然而，催化 劑循環(huán)可以為可存在的催化劑裝載裝置之一或其任何組合。
在使用多于一個催化劑回收裝置的情況下，各裝置可具有處理大于提供的比例總 體積焦產(chǎn)物的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個催化劑 回收裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。在三個 催化劑回收裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分之二的生產(chǎn)能力。熱交換器碳質(zhì)原料的氣化產(chǎn)生分別離開第一、第二和第三氣化反應(yīng)器的第一、第二和第三 熱的第一氣流。根據(jù)氣化條件，熱的第一氣流一般分別獨立地在約450°C至約900°C (更一 般約650°C至約800°C )的溫度、約50psig至約IOOOpsig (更一般約400psig至約600psig) 的壓力和約0. 5ft/sec至約2. Oft/sec (更一般約1. Oft/sec至約1. 5ft/sec)的速度離開 相應(yīng)的氣化反應(yīng)器。第一、第二和第三熱的第一氣流可提供到單一熱交換器裝置，以去除熱能，產(chǎn)生單 一經(jīng)冷卻的第一氣流，或者，各第一、第二和第三熱的第一氣流可提供到兩個或三個熱交 換器裝置的任何組合。一般熱交換器裝置的數(shù)目大于或等于酸性氣體去除裝置的數(shù)目。在一種變型中，第一、第二和第三熱的第一氣流的一個或多個部分可提供到第一 熱交換器裝置，以產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣流，而第一、第二和第三熱的氣流的其余部分可 提供到第二熱交換器裝置，以產(chǎn)生第二經(jīng)冷卻的第一氣流。例如，第一、第二和第三熱的第 一氣流中一個或兩個可提供到第一熱交換器裝置，未提供到第一熱交換器裝置的第一、第 二和第三熱的第一氣流中那些(一個或兩個)可提供到第二熱交換器裝置。在一個具體實 例中，第一和第二熱的第一氣流可提供到第一熱交換器裝置，以產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣 流，而第三熱的第一氣流可提供到第二熱交換器裝置，以產(chǎn)生第二經(jīng)冷卻的第一氣流。在還另一種變型中，第一、第二和第三熱的第一氣流可分別提供到第一、第二和第 三熱交換器裝置，以分別產(chǎn)生第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流。在使用多于一個熱交換器裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總體積 的熱的第一氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個 熱交換器裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三或全部的生產(chǎn)能 力。在三個熱交換器裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分之二或四分之 三的生產(chǎn)能力。當(dāng)存在時，任何一個或多個熱交換器裝置提取的熱能可例如用于產(chǎn)生蒸汽和/或 預(yù)熱循環(huán)氣體。所得經(jīng)冷卻的第一氣流一般在約250°C至約600°C (更一般約300°C至約500°C ) 的溫度、約50psig至約IOOOpsig (更一般約400psig至約600psig)的壓力和約0. 5ft/sec 至約2. 5ft/sec (更一般約1. Oft/sec至約1. 5ft/sec)的速度離開熱交換器。產(chǎn)物氣體分離和純化然后，來自熱交換器裝置的一個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流轉(zhuǎn)到一個或多個裝置操 作，以分離氣體產(chǎn)物的不同組分。一個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流可直接提供到一個或多個 酸性氣體去除器裝置，以去除二氧化碳和硫化氫(和任選的其他微量污染物)，或者，可在 一個或多個任選的微量去除、酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換和/或氨去除裝置中處理一個或多個氣流。微量污染物去除裝置如上所示，微量污染物去除裝置是任選的，并且可用于去除氣流中存在的微量污染物，如COS、Hg和HCN中一種或多種。如果存在，一般微量污染物去除裝置位于熱交換器 裝置后，并且處理一部分一種或多種經(jīng)冷卻的第一氣流。一般微量污染物去除裝置的數(shù)目等于或小于熱交換器裝置的數(shù)目，并且大于或等 于酸性氣體去除裝置的數(shù)目。例如，單一經(jīng)冷卻的第一氣流可送到單一微量污染物去除裝置，或者第一和第二 經(jīng)冷卻的第一氣流可送到單一微量污染物去除裝置，或者第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流可 分別送到第一和第二微量污染物去除裝置，或者第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流可分 別送到第一、第二和第三微量污染物去除裝置。在另一種變型中，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或多個部分可提供 到第一微量污染物去除裝置，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流的其余部分可提供到第 二微量污染物去除裝置。例如，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流之一或兩個可提供到第 一微量污染物去除裝置，未提供到第一微量污染物去除裝置的第一、第二和第三經(jīng)冷卻的 第一氣流中那些可提供到第二微量污染物去除裝置。在一個具體實例中，第一和第二經(jīng)冷 卻的第一氣流可送到第一微量污染物去除裝置，第三經(jīng)冷卻的第一氣流可送到第二微量污 染物去除裝置。在使用多于一個微量污染物去除裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例 總體積的第一經(jīng)冷卻氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如， 在兩個微量污染物去除裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三或 全部的生產(chǎn)能力。在三個微量污染物去除裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半 或三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的那樣，各上述經(jīng)冷卻第一氣流的污染水平取決于制 備經(jīng)催化碳質(zhì)原料使用的碳質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)。例如，某些煤，如Illinois#6，可具有高硫含 量，導(dǎo)致較高COS污染，其他煤，如粉河盆地煤，可包含顯著水平的汞，這些汞可在氣化反應(yīng) 器中揮發(fā)。COS可從經(jīng)冷卻的第一氣流去除，例如通過COS水解(參見，US3966875、 US4011066, US4100256, US4482529和US4524050)，使經(jīng)冷卻的第一氣流通過顆粒狀石灰石 (參見，US4173465)，酸性緩沖的CuSO4溶液(參見，US^98584)，含四亞甲基砜(環(huán)丁砜， 參見US3989811)的烷醇胺吸收劑，如甲基二乙醇胺、三乙醇胺、二丙醇胺或二異丙醇胺；或 用冷凍液體(X)2逆流洗滌經(jīng)冷卻的第一氣流(參見，US4270937和US4609388)。HCN可從經(jīng)冷卻的第一氣流去除，例如，通過與硫化銨或多硫化銨反應(yīng)產(chǎn)生C02、 H2S和NH3 (參見，US4497784、US4505881和US4508693)，或用甲醛隨后用多硫化銨或多硫化 鈉二階段洗滌(參見，，水吸收(參見，US4189307)，和/或經(jīng)通過氧化鋁負(fù)載的 水解催化劑分解，如 Mo03、Ti& 和 / 或 ^O2 (參見，US4810475、US5660807 和 US 5968465)。元素汞可從經(jīng)冷卻的第一氣流去除，例如，通過用硫酸活化的碳吸收(參見， US387639;3)，通過用硫浸漬的碳吸收(參見，US4491609)，通過含的胺溶劑吸收(參見， US4044098)，通過銀或金浸漬的沸石吸收(參見，US4892567)，用過氧化氫和甲醇氧化成 HgO (參見，US5670122)，在SO2存在下用含溴或碘的化合物氧化(參見，US6878358)，用含 HXl和0的等離子體氧化(參見，US6969494)，和/或由含氯的氧化氣體氧化(例如C10， 參見 US7118720)。
當(dāng)用水溶液去除任何或所有的C0S、HCN和/或Hg時，在微量污染物去除裝置中產(chǎn) 生的廢水可引到廢水處理裝置。當(dāng)存在時，用于具體微量污染物的微量污染物去除裝置應(yīng)從經(jīng)冷卻的第一氣流去 除至少基本上部分(或基本上全部)那種微量污染物，一般去除到或低于所需產(chǎn)物流規(guī)定 限度的水平。一般微量污染物去除裝置應(yīng)從經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少90%或至少95% 或至少98 %的COS、HCN和/或汞。酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或者當(dāng)存在時第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流一起或單 獨，或者當(dāng)存在時，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流一起或單獨可在含水介質(zhì)(如蒸 汽)存在下，在一個或多個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置中經(jīng)過水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)，以使一部分CO轉(zhuǎn)化 成CO2，并增加H2的分?jǐn)?shù)。一般酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)目小于或等于要處理的經(jīng)冷卻第一 氣流的數(shù)目，并且大于或等于酸性氣體去除裝置的數(shù)目。水煤氣轉(zhuǎn)換處理可對直接從熱交 換器通過的經(jīng)冷卻第一氣流或?qū)σ淹ㄟ^一個或多個微量污染物去除裝置的經(jīng)冷卻第一氣 流進行。在另一種變型中，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或多個部分可提供 到第一酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流的其余部分可提供到第二 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置。例如，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或兩個可提供到第 一酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，未提供到第一酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置的第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一 氣流中那些(一個或兩個)可提供到第二酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置。在一個具體實例中，第一和 第二經(jīng)冷卻的第一氣流可提供到第一酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，第三經(jīng)冷卻的第一氣流可提供到 第二酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置。在使用多于一個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總 體積的經(jīng)冷卻第一氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在 兩個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三或全部 的生產(chǎn)能力。在三個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分 之二或四分之三的生產(chǎn)能力。酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換方法詳細描述于例如US7074373。該方法包括加水，或者使用氣體中 所含的水，并使所得水-煤氣混合物在蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑上絕熱反應(yīng)。一般蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑 包括在耐熱載體上的一種或多種第VIII族金屬。對含CO的氣流進行酸氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)的方法和反應(yīng)器為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。 適合反應(yīng)條件和適合反應(yīng)器可根據(jù)必須從氣流消耗的CO的量變化。在一些實施方案中， 酸氣轉(zhuǎn)換可在單一階段，在約100°c或約150°C或約200°C至約250°C或至約300°C或至約 350°C的溫度進行。在這些實施方案中，轉(zhuǎn)換反應(yīng)可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何適合 催化劑催化。此類催化劑包括但不限于基于狗203的催化劑(如!^e2O3-Cr2O3催化劑)和其 他基于過渡金屬和基于過渡金屬氧化物的催化劑。在其他實施方案中，酸氣轉(zhuǎn)換可在多個 階段進行。在一個具體實施方案中，酸氣轉(zhuǎn)換在兩個階段進行。此二階段方法使用高溫次 序，隨后為低溫次序。用于高溫轉(zhuǎn)換反應(yīng)的氣體溫度為約350°C至約1050°C。一般高溫催化 劑包括但不限于任選與較少量氧化鉻組合的氧化鐵。用于低溫轉(zhuǎn)換的氣體溫度為約150°C 至約300°C，或約200°C至約250°C。低溫轉(zhuǎn)換催化劑包括但不限于可負(fù)載于氧化鋅或氧化鋁上的氧化銅。用于酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換過程的適合方法描述于以前結(jié)合到本文的美國專利申請 序號 12/415，050。蒸汽轉(zhuǎn)換通常用熱交換器和蒸汽發(fā)生器進行，以允許有效使用熱能。利用這些特 征的轉(zhuǎn)換反應(yīng)器為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。適合轉(zhuǎn)換反應(yīng)器的實例舉例說明于以前結(jié)合 到本文的US7074373，雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其他設(shè)計也是有效的。在酸氣轉(zhuǎn)換過程 后，一個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流一般分別包含CH4、CO2, H2、H2S, NH3和蒸汽。在一些實施方案中，需要從經(jīng)冷卻的第一氣流去除基本上部分C0，并因此轉(zhuǎn)化基 本上部分CO。在此上下文中，“基本上”轉(zhuǎn)化指轉(zhuǎn)化足夠高百分?jǐn)?shù)的組分，以便能夠產(chǎn)生所 需的最終產(chǎn)物。通常離開轉(zhuǎn)換反應(yīng)器的流，其中基本上部分CO已被轉(zhuǎn)化，將具有約250ppm 或更少C0，更通常約IOOppm或更少CO的一氧化碳含量。在其他實施方案中，需要只轉(zhuǎn)化一部分C0，以提高H2的分?jǐn)?shù)，用于隨后整理甲烷化 反應(yīng)，這一般需要約3或更大或大于約3或約3.2或更大的吐/0)摩爾比。當(dāng)存在時，整 理甲烷轉(zhuǎn)化器一般在酸性氣體去除器裝置和甲烷去除裝置之間。氨回收裝置如本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的那樣，生物質(zhì)的氣化和/或用空氣作為氣化反應(yīng)器的 氧氣源可在經(jīng)冷卻第一氣流中產(chǎn)生顯著量氨。任選單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或者當(dāng)存在時， 第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流一起或單獨，或者當(dāng)存在時，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一 氣流一起或單獨可在一個或多個氨回收裝置中由水洗滌，以從各流回收氨。氨回收處理可 對直接從熱交換器通過的經(jīng)冷卻第一氣流或?qū)σ淹ㄟ^(i) 一個或多個微量污染物去除裝 置；和(ii) 一個或多個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置之一或兩者的經(jīng)冷卻第一氣流進行。在另一種變型中，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或多個部分可提供 到第一氨回收裝置，第一、第二和/或第三經(jīng)冷卻的第一氣流的其余部分可提供到第二氨 回收裝置。例如，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或兩個可提供到第一氨回收裝 置，未提供到第一氨回收裝置的第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中那些(一個或兩個) 可提供到第二氨回收裝置。在一個具體實例中，第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流可提供到第 一氨回收裝置，第三經(jīng)冷卻的第一氣流可提供到第二氨回收裝置。在使用多于一個氨回收裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總體積的 經(jīng)冷卻第一氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個 氨回收裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。在三 個氨回收裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分之二的生產(chǎn)能力。在洗滌后，一個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流可至少包含H2S、CO2, CO、H2和CH4。當(dāng)一 個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流以前已通過一個或多個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置時，則在洗滌后，一 個或多個經(jīng)冷卻的第一氣流可至少包含&s、CO2, H2和CH4?？筛鶕?jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的方法從洗滌器水回收氨，一般可回收為水溶液 (例如，20%重量)。洗滌器廢水可轉(zhuǎn)送到廢水處理裝置。當(dāng)存在時，氨去除裝置應(yīng)從經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分(和基本上全 部)氨。在氨去除的上下文中，“基本上”去除指去除足夠高百分?jǐn)?shù)的組分，以便能夠產(chǎn)生所 需的最終產(chǎn)物。一般氨去除裝置去除至少約95%或至少約97%的經(jīng)冷卻第一氣流的氨內(nèi) 容物。
酸性氣體去除裝置利用物理吸收方法，包括在酸性氣體去除裝置中溶劑處理氣流，可用隨后的酸性 氣體去除裝置從單一，或者當(dāng)存在時第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流一起或單獨，或者當(dāng)存 在時，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流一起或單獨去除基本上部分壓3和CO2，以得到一 種或多種酸性氣體貧化氣流。酸性氣體去除過程可對直接從熱交換器通過的經(jīng)冷卻第一 氣流，或?qū)σ淹ㄟ^(i) 一個或多個微量污染物去除裝置，(ii) 一個或多個酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝 置和(iii) 一個或多個氨回收裝置中一個或多個的經(jīng)冷卻第一氣流進行。各酸性氣體貧化 氣流一般包含甲烷、氫氣和任選的一氧化碳。在另一種變型中，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或多個部分可提供 到第一酸性氣體去除裝置，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流的其余部分可提供到第二 酸性氣體去除裝置。例如，第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或兩個可提供到第一 酸性氣體去除裝置，未提供到第一酸性氣體去除器裝置的第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一 氣流的那些(一個或兩個)可提供到第二酸性氣體去除器裝置。在一個具體實例中，第一 和第二經(jīng)冷卻的第一氣流可提供到第一酸性氣體去除器裝置，第三經(jīng)冷卻的第一氣流可提 供到第二酸性氣體去除器裝置。在使用多于一個酸性氣體去除器裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例 總體積的經(jīng)冷卻第一氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如， 在兩個酸性氣體去除器裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三或 全部的生產(chǎn)能力。在三個酸性氣體去除器裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半 或三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。酸性氣體去除方法一般包括使經(jīng)冷卻的第一氣流與溶劑接觸，如單乙醇胺、二乙 醇胺、甲基二乙醇胺、二異丙基胺、二甘醇胺、氨基酸的鈉鹽溶液、甲醇、熱碳酸鉀等，以產(chǎn)生 負(fù)載(X)2和/或H2S的吸收劑。一種方法可包括使用具有兩列的klexol (UOP LLC, Des Plaines, IL USA) Rectisol (Lurgi AG, Frankfurt am Main, Germany) WMM,
H2S吸收劑和CO2吸收劑組成。所得酸性氣體貧化氣流包含CH4、H2和任選的C0(當(dāng)酸性物 質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置不是此過程的部分時)和一般少量CO2和H20。從經(jīng)冷卻第一氣流去除酸性氣 體的一種方法描述于以前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/395，344。至少基本上部分(和基本上全部)CO2和/或吐5 (和其他剩余微量污染物)應(yīng)通 過酸性氣體去除裝置去除。在酸性氣體去除的上下文中，“基本上”去除指去除足夠高百分 數(shù)的組分，以便能夠產(chǎn)生所需的最終產(chǎn)物。因此，去除的實際量可在組分與組分之間不同。 對于“管道品質(zhì)天然氣”，可只存在微量(最多)H2S,雖然可容忍較高量C02。一般酸性氣體去除裝置應(yīng)從經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少約85%或至少約90%或 至少約92%的CO2，和至少約95%或至少約98%或至少約99. 5%的H2S。應(yīng)使所需產(chǎn)物(甲烷)在酸性氣體去除步驟的損失減少到最低限度，使得酸性氣 體貧化流包含至少基本上部分(和基本上全部)來自經(jīng)冷卻第一氣流的甲烷。一般此損失 應(yīng)為來自經(jīng)冷卻第一氣流的甲烷的約2%摩爾或更小，或約1.5%摩爾或更小，或約摩 爾或更小。酸性氣體回收裝置用以上基于溶劑的方法之一去除CO2和/或H2S得到負(fù)載CO2的吸收劑和負(fù)載H2S的吸收劑。由一個或多個酸性氣體去除裝置各自分別產(chǎn)生的一種或多種各負(fù)載(X)2的吸收劑 一般可在一個或多個二氧化碳回收裝置中再生，以回收CO2氣體，回收的吸收劑可循環(huán)回到 一個或多個酸性氣體去除裝置。例如，負(fù)載(X)2的吸收劑可通過再沸器，以分離經(jīng)提取的(X)2 和吸收劑?？筛鶕?jù)在本領(lǐng)域已知的方法，將經(jīng)回收的CO2壓縮和螯合(sequestered)。另外，由一個或多個酸性氣體去除裝置各自分別產(chǎn)生的一種或多種各負(fù)載H2S的 吸收劑一般可在一個或多個硫回收裝置中再生，以回收氣體，回收的吸收劑可循環(huán)回到 一個或多個酸性氣體去除裝置。可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，使任何回收的 H2S轉(zhuǎn)化成元素硫，包括Claus方法，產(chǎn)生的硫可作為熔融液體回收。甲烷去除裝置單一酸性氣體貧化氣流可提供到單一甲烷去除裝置，以從單一酸性氣體貧化氣流 分離和回收甲烷，產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流；或者當(dāng)?shù)谝缓偷诙嵝詺怏w 貧化氣流兩者均存在時，第一和第二酸性氣體貧化氣流兩者均可提供到單一甲烷去除裝 置，以從第一和第二酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲 烷產(chǎn)物流；或者當(dāng)?shù)谝缓偷诙嵝詺怏w貧化氣流兩者均存在時，第一酸性氣體貧化氣流可 提供到第一甲烷去除裝置，以從第一酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，產(chǎn)生第一甲烷貧 化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流，并且第二酸性氣體貧化氣流可提供到第二甲烷去除裝置，以從 第二酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，產(chǎn)生第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流。另外， 當(dāng)存在時，各第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流可分別提供到第一、第二和第三甲烷去除 裝置，以從各單一酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，分別產(chǎn)生第一、第二和第三甲烷貧化 氣流和第一、第二和第三甲烷產(chǎn)物流；或者，各第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流可提供 到單一甲烷去除裝置，以從組合的酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，產(chǎn)生單一甲烷貧化 氣流和單一甲烷產(chǎn)物流。在另一種變型中，第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流的一個或多個部分可提供 到第一甲烷去除裝置，第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流的其余部分可提供到第二甲烷 去除裝置，以從各單一酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，分別產(chǎn)生第一和第二甲烷貧化 氣流和第一和第二甲烷產(chǎn)物流。例如，第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流中一個或兩個可 提供到第一甲烷去除裝置，未提供到第一甲烷去除裝置的第一、第二和第三酸性氣體貧化 氣流中那些(一個或兩個)可提供到第二甲烷去除裝置。在一個具體實例中，第一和第二 酸性氣體貧化氣流可提供到第一甲烷去除裝置，第三酸性氣體貧化氣流可提供到第二甲烷 去除裝置。在使用多于一個甲烷去除裝置的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總體積 的酸性氣體貧化氣流的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩 個甲烷去除裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二或四分之三的生產(chǎn)能力。 在三個甲烷去除裝置的情況下，各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力一半或三分之二的生產(chǎn)能力。特別有用的甲烷產(chǎn)物流為適合作為“管道品質(zhì)天然氣”的產(chǎn)物流，如以下更詳細討 論。如上討論，各酸性氣體貧化氣流可一起或單獨處理，以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已 知的任何適合氣體分離方法分離和回收CH4，包括但不限于低溫蒸餾和使用分子篩或氣體分離(例如，陶瓷)膜。其他方法包括通過產(chǎn)生甲烷水合物，如以前結(jié)合到本文的美國專利 申請序號 12/395，330、12/415，042 和 12/415，050 所公開。在一些實施方案中，甲烷貧化氣流包含吐和CO ( S卩，合成氣)。在其他實施方案中， 當(dāng)存在任選的酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置時，氣體分離過程可產(chǎn)生甲烷產(chǎn)物流和包含H2的甲烷貧化 氣流，如以前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/415，050所述。甲烷貧化氣流可壓縮并循 環(huán)到氣化反應(yīng)器。另外，一些甲烷貧化氣流可用作設(shè)備燃料(例如，用于燃氣渦輪機)。各 甲烷產(chǎn)物流可單獨或一起壓縮，并根據(jù)需要引到另外的過程，或引到氣體管線。在一些實施方案中，甲烷產(chǎn)物流，如果包含可測量量的⑶，可通過進行整理甲烷化 進一步富集甲烷，以降低CO含量。可用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何適合方法和裝置進 行整理甲烷化，包括例如US4235044中公開的方法和裝置。在某些實施方案中，本發(fā)明提供的系統(tǒng)能夠從碳質(zhì)原料催化氣化產(chǎn)生“管道品質(zhì) 天然氣”?！肮艿榔焚|(zhì)天然氣”一般指天然氣，該天然氣(1)在純甲烷熱值(在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件 下其熱值為1010btU/ft3)的士5%內(nèi)，(2)基本上不含水(一般露點約-40°C或更小)，和 (3)基本上不含毒性或腐蝕性污染物。在本發(fā)明的一些實施方案中，在以上方法中所述的甲 烷產(chǎn)物流滿足這些要求。管道品質(zhì)天然氣可包含甲烷以外的氣體，只要所得氣體混合物具有1010btU/ft3 的士5%內(nèi)的熱值，并且無毒、無腐蝕性。因此，甲烷產(chǎn)物流可包括其熱值小于甲烷熱值的 氣體，并且仍適合作為管道品質(zhì)天然氣，只要其他氣體的存在不使氣流的熱值降低到低于 950btu/SCf (干基)。甲烷產(chǎn)物流可例如包含最高約4%摩爾氫氣，并且仍可作為管道品 質(zhì)天然氣。一氧化碳具有高于氫氣的熱值，因此，管道品質(zhì)天然氣可包含甚至更高百分?jǐn)?shù) 的C0，而不使氣流的熱值降低。適合用作管道品質(zhì)天然氣的甲烷產(chǎn)物流優(yōu)選具有小于約 IOOOppm CO0甲烷重整器如有必要，一部分任何甲烷產(chǎn)物流可引到任選的甲烷重整器，和/或一部分任何 甲烷產(chǎn)物流可用作設(shè)備燃料(例如，用于燃氣渦輪機)?？稍谶^程中包括甲烷重整器，以將 循環(huán)一氧化碳和氫氣補充送到氣化反應(yīng)器，從而保證足夠的循環(huán)氣體供到反應(yīng)器，使反應(yīng) 凈熱盡可能接近中性(只略微放熱或吸熱)，換句話講，反應(yīng)在熱中性條件下進行。在此情 況下，可從甲烷產(chǎn)物為重整器提供甲烷，如上說明。蒸汽源對于所有三個反應(yīng)器，用于氣化反應(yīng)的蒸汽由一個、二個或三個蒸汽源(發(fā)生器) 產(chǎn)生。在一個替代方案中，可從第一蒸汽發(fā)生器向第一、第二和第三氣化反應(yīng)器之一或兩個 提供蒸汽，不從第一蒸汽發(fā)生器提供蒸汽的第一、第二和第三氣化反應(yīng)器中那些(一個或 兩個)可從第二蒸汽發(fā)生器提供蒸汽。在一個具體實例中，第一蒸汽發(fā)生器可將蒸汽提供 到第一和第二氣化反應(yīng)器，第二蒸汽發(fā)生器可將蒸汽提供到第三氣化反應(yīng)器。在使用多于一個蒸汽源的情況下，各自可具有處理大于提供的比例總體積的蒸汽 的生產(chǎn)能力，以在故障或維修的情況下提供后備生產(chǎn)能力。例如，在兩個蒸汽源的情況下， 各自可設(shè)計提供總生產(chǎn)能力三分之二、四分之三或甚至全部的生產(chǎn)能力。本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何蒸汽鍋爐均可將蒸汽提供到氣化反應(yīng)器。例如，可 通過用任何碳質(zhì)物質(zhì)為此類鍋爐提供能量，如粉末狀煤、生物質(zhì)等，包括但不限于來自原料制備操作的廢碳質(zhì)物質(zhì)(例如上述細粉)。也可從連接到燃氣渦輪機的另外的氣化反應(yīng)器 提供蒸汽，其中自反應(yīng)器的廢氣熱交換到水源，并產(chǎn)生蒸汽?；蛘?，可產(chǎn)生蒸汽用于氣化反 應(yīng)器，如以前結(jié)合到本文的美國專利申請序號12/343，149,12/395, 309和12/395，320所 述。從其他過程操作循環(huán)或產(chǎn)生的蒸汽也可與來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽組合用于向反 應(yīng)器提供蒸汽。例如，在漿化的碳質(zhì)物質(zhì)用流化床漿料干燥器干燥時，如前面討論，通過汽 化產(chǎn)生的蒸汽可送到氣化反應(yīng)器。當(dāng)熱交換器裝置用于產(chǎn)生蒸汽時，所述蒸汽也可送到氣 化反應(yīng)器。過熱器通過任選使提供到各氣化反應(yīng)器的任何氣體過熱，也可提供催化氣化反應(yīng)所需的 少量熱量輸入。在一個實例中，可通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，使加給各氣化反 應(yīng)器的蒸汽和循環(huán)氣體的混合物過熱。在另一個實例中，可使從蒸汽發(fā)生器提供到各氣化 反應(yīng)器的蒸汽過熱。在一種具體方法中，可使⑶和吐的壓縮循環(huán)氣體與來自蒸汽發(fā)生器 的蒸汽混合，并且通過與氣化反應(yīng)器流出物熱交換，隨后在循環(huán)氣體爐中過熱，進一步使所 得蒸汽/循環(huán)氣體混合物過熱。可利用一至三個過熱器的任何組合。發(fā)電機蒸汽源產(chǎn)生的一部分蒸汽可提供到一個或多個發(fā)電機，如蒸汽渦輪機，以產(chǎn)生可 在設(shè)備內(nèi)利用或者可售于電網(wǎng)上的電力。在氣化過程內(nèi)產(chǎn)生的高溫和高壓蒸汽也可提供 到蒸汽渦輪機，用于發(fā)電。例如，在熱交換器與熱的第一氣流接觸獲得的熱能可用于產(chǎn)生提 供到蒸汽渦輪機的蒸汽。廢水處理裝置從任何一個或多個微量物質(zhì)去除裝置、酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置、氨去除裝置和/或催 化劑回收裝置產(chǎn)生的廢水中的殘余污染物可在廢水處理裝置中去除，以允許回收的水在設(shè) 備內(nèi)循環(huán)，和/或根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，將水從設(shè)備工藝處理掉。這些殘 余污染物可包括例如酚、C0、C02、H2S、C0S、HCN、氨和汞。例如，通過將廢水酸化到約3的pH， 在汽提塔用惰性氣體處理酸性廢水，使PH提高到約10，并用惰性氣體第二次處理廢水以去 除氨，可去除吐3和HCN(參見US5236557)。通過在殘余焦顆粒存在下用氧化劑處理廢水，以 使H2S轉(zhuǎn)化成不溶性硫酸鹽，硫酸鹽可通過懸浮或過濾去除，可去除(參見US4478425)。 通過使廢水與含一價和二價堿性無機化合物的碳質(zhì)焦(例如，上述固體焦產(chǎn)物或催化劑回 收后的貧化焦)接觸，并調(diào)節(jié)PH(參見US4113615)，可去除酚。通過用有機溶劑提取，隨后 在汽提塔處理廢水，也可去除酚(參見US3972693、US4025423和US4162902)。
實施例實施例1本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施方案顯示于圖1中。其中，系統(tǒng)包括單一原料操作 (100)；第一 (201)、第二 (202)和第三(203)催化劑裝載裝置；第一 (301)、第二 (302)和第 三(303)氣化反應(yīng)器；第一 001)、第二(402)和第三(403)熱交換器；單一酸性氣體去除 裝置(500)；單一(600)甲烷去除裝置；和單一蒸汽源(700)。
碳質(zhì)原料(10)提供到原料處理裝置(100)，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平均粒 度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒00)提供到第一 001)、第二(20 和第三(20 催化劑裝 載裝置的每一個，其中顆粒在裝載罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除， 所得濕餅用干燥器干燥，以將第一(31)、第二(3 和第三(3 經(jīng)催化的碳質(zhì)原料分別提供 到第一(301)、第二(302)和第三(303)氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器中，第一(31)、第 二(3 和第三(3 經(jīng)催化的碳質(zhì)原料分別在適合使各原料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 02)和 第三熱的第一氣流的條件下，與由共同蒸汽源(700)提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的 第一氣流各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和硫化氫。第一(41)、第二 02)和 第三熱的第一氣流Gl)分別提供到第一 G01)、第二(40 和第三(40 熱交換器， 以分別產(chǎn)生第一(51)、第二 (52)和第三(53)經(jīng)冷卻的第一氣流。第一(51)、第二 (52)和 第三(5 經(jīng)冷卻的第一氣流分別提供到單一酸性氣體去除裝置(500)，其中硫化氫和二氧 化碳從合并的流去除，以產(chǎn)生含甲烷、一氧化碳和氫氣的酸性氣體貧化氣流(60)。最后，酸 性氣體貧化氣流(60)的甲烷部分在單一(600)甲烷去除裝置去除，以最終產(chǎn)生甲烷產(chǎn)物流 (70)。實施例2本發(fā)明的系統(tǒng)的第二實施方案顯示于圖2中。其中系統(tǒng)包括單一原料操作(100)； 單一催化劑裝載裝置(200)；第一 (301)、第二 (302)和第三(303)氣化反應(yīng)器；第一 (401)、 第二(40 和第三(40 熱交換器；單一酸性氣體去除裝置(500)；單一甲烷去除裝置 (600)；和單一蒸汽源(700)。碳質(zhì)原料(10)提供到原料處理裝置(100)，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平均粒 度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒提供到單一催化劑裝載裝置000)，其中顆粒在裝載罐中與 含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所得濕餅用干燥器干燥，以將經(jīng)催化的碳 質(zhì)原料(30)提供到第一(301)、第二(302)和第三(303)氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器 中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 02)和第三03)熱的第 一氣流的條件下，與由共同蒸汽源(700)提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的第一氣流各自至 少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和硫化氫。第一(41)、第二 0 和第三熱的第 一氣流分別提供到第一 G01)、第二(40 和第三(40 熱交換器裝置，以產(chǎn)生第一(51)、 第二(5 和第三(5 經(jīng)冷卻的第一氣流。第一(51)、第二(5 和第三(5 經(jīng)冷卻的第 一氣流提供到單一酸性氣體去除裝置(500)，其中硫化氫和二氧化碳從合并的流去除，以產(chǎn) 生含甲烷、一氧化碳和氫氣的單一酸性氣體貧化氣流(60)。最后，單一酸性氣體貧化氣流 (60)的甲烷部分通過單一甲烷去除裝置(600)去除，以最終產(chǎn)生單一甲烷產(chǎn)物流(70)。實施例3本發(fā)明的系統(tǒng)的第三實施方案顯示于圖3中。其中系統(tǒng)包括單一(100)原料操 作；第一 001)、第二(20 和第三(20 催化劑裝載裝置；第一 (301)、第二(30 和第 三(303)氣化反應(yīng)器；第一 001)、第二(402)和第三(403)熱交換器；第一(501)和第二 (502)酸性氣體去除裝置；單一甲烷去除裝置(600)；和單一蒸汽源(700)。碳質(zhì)原料(10)提供到單一(100)原料處理裝置，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平 均粒度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒00)提供到第一 001)、第二(20 和第三(203)催 化劑裝載裝置，其中顆粒在裝載罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所得濕餅用干燥器干燥，以將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(31，32和3 分別提供到第一(301)、第二 (302)和第三(303)氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原 料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 0 和第三熱的第一氣流的條件下，與由單一蒸汽源(700) 提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的第一氣流各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和 硫化氫。第一(41)、第二 0 和第三熱的第一氣流分別單獨提供到第一 G01)、第二 (402)和第三(40 熱交換器，以產(chǎn)生第一(51)、第二(5 和第三(5 經(jīng)冷卻的第一氣流。 三個經(jīng)冷卻的氣流可以其任何組合混合成兩個經(jīng)冷卻的氣流(54，55)，該兩個經(jīng)冷卻的氣 流64,5 分別提供到第一(501)和第二(502)酸性氣體去除裝置，其中硫化氫和二氧化 碳從各流去除，以產(chǎn)生各自含甲烷、一氧化碳和氫氣的第一(61)和第二(6 酸性氣體貧化 氣流。最后，第一(61)和第二(6 酸性氣體貧化氣流的甲烷部分通過單一甲烷去除裝置 (600)去除，以最終產(chǎn)生單一甲烷產(chǎn)物流(70)。實施例4本發(fā)明的系統(tǒng)的第四實施方案顯示于圖4中。其中系統(tǒng)包括單一(100)原料操 作；第一 001)、第二(20 和第三(20 催化劑裝載裝置；第一 (301)、第二(30 和第 三(303)氣化反應(yīng)器；第一 001)、第二(402)和第三(403)熱交換器；第一(501)和第二 (502)酸性氣體去除裝置；單一甲烷去除裝置(600)；和單一蒸汽源(700)。碳質(zhì)原料(10)提供到單一(100)原料處理裝置，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平 均粒度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒00)提供到第一 001)、第二(20 和第三(203)催 化劑裝載裝置，其中顆粒在裝載罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所 得濕餅用干燥器干燥，以將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(31，32和3 分別提供到第一(301)、第二 (302)和第三(303)氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原 料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 0 和第三熱的第一氣流的條件下，與由共同蒸汽源(700) 提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的第一氣流各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和 硫化氫。第一(41)、第二 0 和第三熱的第一氣流分別單獨提供到第一 G01)、第 二(40 和第三(40 熱交換器，以產(chǎn)生第一(51)、第二(5 和第三(5 經(jīng)冷卻的第一氣 流。三個經(jīng)冷卻的氣流可以其任何組合混合成兩個經(jīng)冷卻的氣流(54，55)，這兩個經(jīng)冷卻的 氣流64,5 分別提供到第一(501)和第二(50 酸性氣體去除裝置，其中硫化氫和二氧 化碳從各流去除，以產(chǎn)生各自含甲烷、一氧化碳和氫氣的第一(61)和第二(6 酸性氣體貧 化氣流。最后，第一(61)和第二(6 酸性氣體貧化氣流的甲烷部分通過第一(601)和第 二(602)甲烷去除裝置去除，以最終產(chǎn)生第一(71)和第二(7 甲烷產(chǎn)物流。實施例5本發(fā)明的系統(tǒng)的第五實施方案顯示于圖5中。其中系統(tǒng)包括單一(100)原料操 作；單一(200)催化劑裝載裝置；第一 (301)、第二(30 和第三(30 氣化反應(yīng)器；第一 (401)、第二 (402)和第三(403)熱交換器；第一 (501)和第二 (502)酸性氣體去除裝置；單 一甲烷去除裝置(600)；和單一蒸汽源(700)。碳質(zhì)原料(10)提供到單一(100)原料處理裝置，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平 均粒度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒00)提供到單一(200)催化劑裝載裝置，其中顆粒在 裝載罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所得濕餅用干燥器干燥，以將 經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)提供到第一(301)、第二(30 和第三(30 氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 02)和第三 (43)熱的第一氣流的條件下，與由共同蒸汽源(700)提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的第一 氣流各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和硫化氫。第一(41)、第二 0 和第三 (43)熱的第一氣流分別單獨提供到第一 G01)、第二(40 和第三(40 熱交換器，以產(chǎn)生 第一 (51)、第二 (52)和第三(53)經(jīng)冷卻的第一氣流。第一 (51)、第二 (52)和第三(53)經(jīng) 冷卻的氣流分別提供到第一(501)、第二(50 和第三(50 酸性氣體去除裝置，其中硫化 氫和二氧化碳從各流去除，以產(chǎn)生各自含甲烷、一氧化碳和氫氣的第一(61)、第二(62)和 第三(6 酸性氣體貧化氣流。最后，第一(61)、第二(6 和第三(6 酸性氣體貧化氣流 的甲烷部分通過單一甲烷去除裝置(600)去除，以最終產(chǎn)生甲烷產(chǎn)物流(70)。實施例6本發(fā)明的系統(tǒng)的第六實施方案顯示于圖6中。其中系統(tǒng)包括單一(100)原料操 作；單一(200)催化劑裝載裝置；第一 (301)、第二(30 和第三(30 氣化反應(yīng)器；第一 (401)、第二 (402)和第三(403)熱交換器；第一 (501)和第二 (502)酸性氣體去除裝置；單 一甲烷去除裝置(600)；和單一蒸汽源(700)。碳質(zhì)原料(10)提供到單一(100)原料處理裝置，并轉(zhuǎn)化成具有小于2500 μ m平均 粒度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒00)提供到單一(200)催化劑裝載裝置，其中顆粒在裝載 罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所得濕餅用干燥器干燥，以將經(jīng)催 化的碳質(zhì)原料(30)提供到第一(301)、第二(30 和第三(30 氣化反應(yīng)器。在三個氣化 反應(yīng)器中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 02)和第三03) 熱的第一氣流的條件下，與由共同蒸汽源(700)提供的蒸汽(3 接觸，所述熱的第一氣流 各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣和硫化氫。第一(41)、第二 0 和第三03) 熱的第一氣流分別單獨提供到第一 G01)、第二(40 和第三(40 熱交換器，以產(chǎn)生第一 (51)、第二 (52)和第三(53)經(jīng)冷卻的第一氣流。第一(51)、第二 (52)和第三(53)經(jīng)冷 卻的氣流分別提供到第一(501)、第二(50 和第三(50 酸性氣體去除裝置，其中硫化氫 和二氧化碳從各流去除，以產(chǎn)生各自含甲烷、一氧化碳和氫氣的第一(61)、第二(6 和第 三(6 酸性氣體貧化氣流。三個酸性氣體貧化氣流可以其任何組合混合成兩個酸性氣體 貧化氣流(64，65)，這兩個酸性氣體貧化氣流(64,6 分別提供到第一(601)和第二(602) 甲烷去除裝置，以最終產(chǎn)生第一(71)和第二(7 甲烷產(chǎn)物流。實施例7本發(fā)明的系統(tǒng)的第七實施方案顯示于圖7中。其中系統(tǒng)包括單一原料操作(100)； 單一催化劑裝載裝置(200)；第一 (301)、第二 (302)和第三(303)氣化反應(yīng)器；第一 (401)、 第二(40 和第三(40 熱交換器；第一(501)和第二(502)酸性氣體去除裝置；第一 (601)和第二(602)甲烷去除裝置；第一(801)和第二(802)微量污染物去除裝置；第 一 (901)和第二(90 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置；第一 (1001)和第二(100 氨去除裝置；第一 (1101)和第二 (1102)重整器；CO2回收裝置(1200)；硫回收裝置(1300)；催化劑回收裝置 (1400)；廢水處理裝置(1600)；和與過熱器(701)和蒸汽渦輪機(1500)連通的單一蒸汽源 (700)。碳質(zhì)原料(10)提供到原料處理裝置(100)，并轉(zhuǎn)化成具有小于約2500 μ m平均粒 度的碳質(zhì)顆粒00)。碳質(zhì)顆粒提供到單一催化劑裝載裝置000)，其中顆粒在裝載罐中與含氣化催化劑的溶液接觸，過量水通過過濾去除，所得濕餅用干燥器干燥，以將經(jīng)催化的碳 質(zhì)原料(30)提供到第一(301)、第二(302)和第三(303)氣化反應(yīng)器。在三個氣化反應(yīng)器 中，經(jīng)催化的碳質(zhì)原料(30)在適合使原料轉(zhuǎn)化成第一(41)、第二 02)和第三03)熱的第 一氣流的條件下，與由提供蒸汽(3 到過熱器(701)的共同蒸汽源(700)提供的過熱蒸汽 (36)接觸，所述熱的第一氣流各自至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、硫化氫、COS、 氨、HCN和汞。蒸汽源(700)產(chǎn)生的一部分蒸汽(3 引到蒸汽渦輪機(1500)，用于發(fā)電。 第一(301)、第二(30 和第三(30 氣化反應(yīng)器各自產(chǎn)生包含夾帶催化劑的第一(37)、第 二(38)和第三(39)固體焦產(chǎn)物，固體焦產(chǎn)物定期從其相應(yīng)的反應(yīng)室去除，并引到催化劑回 收操作(1400)，其中夾帶的催化劑回收(140)并返回到催化劑裝載操作000)。根據(jù)需要， 在催化劑回收操作(Wl)產(chǎn)生的廢水引到廢水處理裝置(1600)，用于中和和/或純化。第一(41)、第二 0 和第三熱的第一氣流分別各自提供到第一 G01)、第二 (402)和第三(40 熱交換器，以產(chǎn)生第一(51)、第二(5 和第三(5 經(jīng)冷卻的第一氣流。 三個經(jīng)冷卻的氣流可以其任何組合混合成兩個經(jīng)冷卻的氣流(54，55)，這兩個經(jīng)冷卻的氣 流64,5 分別單獨提供到第一(801)和第二(80 微量污染物去除裝置，其中HCN、汞和 COS從各流去除，以產(chǎn)生至少包含甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氫氣、氨和硫化氫的第一(64) 和第二(6 微量污染物貧化的經(jīng)冷卻第一氣流。微量污染物去除裝置(W2，W3)產(chǎn)生的任 何廢水引到廢水處理裝置(1600)。第一(64)和第二(6 微量污染物貧化的經(jīng)冷卻第一氣流單獨引到第一(901) 和第二(90 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，其中各流中的一氧化碳基本上轉(zhuǎn)化成CO2，以提供至少 包含甲烷、二氧化碳、氫氣、氨和硫化氫的第一(74)和第二(7 脫硫(sweet)微量污染物 貧化的經(jīng)冷卻第一氣流。酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置(W4，W5)產(chǎn)生的任何廢水引到廢水處理裝置 (1600)。第一(74)和第二(7 脫硫微量污染物貧化的經(jīng)冷卻第一氣流分別提供到第一 (1001)和第二(100 氨去除裝置，其中氨從各流去除，以產(chǎn)生至少包含甲烷、二氧化碳、氫 氣和硫化氫的第一(84)和第二(8 脫硫微量污染物和氨貧化經(jīng)冷卻的第一氣流。氨去除 裝置(W6，W7)產(chǎn)生的任何廢水引到廢水處理裝置(1600)。第一(84)和第二(8 脫硫微量污染物和氨貧化經(jīng)冷卻的第一氣流分別提供到 第一(501)和第二(50 酸性氣體去除裝置，其中各流中的硫化氫和二氧化碳通過使各流 與H2S和CO2吸收劑接觸按順序吸收來去除，以產(chǎn)生至少包含甲烷和氫氣的第一(61)和第 二 (62)酸性氣體貧化氣流，和負(fù)載H2S (55，58)和負(fù)載CO2 (56，57)的吸收劑。負(fù)載H2S的 吸收劑(55,58)引到硫回收裝置(1300)，其中吸收的H2S從負(fù)載H2S的吸收劑(55,58)回 收，并通過Claus方法轉(zhuǎn)化成硫。經(jīng)再生的H2S吸收劑可循環(huán)回到酸性氣體去除裝置(501， 502)之一或兩者(未顯示)。負(fù)載CO2的吸收劑(56，57)引到二氧化碳回收裝置(1200)， 其中吸收的CO2從負(fù)載CO2的吸收劑(56，57)回收，經(jīng)再生的CO2吸收劑可循環(huán)回到酸性氣 體去除裝置(501,50 之一或兩者(未顯示)。經(jīng)回收的(X)2 (120)可在二氧化碳壓縮機裝 置(1201)壓縮到用于螯合(sequestration)的適合壓力(121)。最后，第一(61)和第二(6 酸性氣體貧化氣流的甲烷部分通過第一(601)和第 二(602)甲烷去除裝置去除，以產(chǎn)生第一(71)和第二(7 甲烷產(chǎn)物流和第一(6 和第二 (66)甲烷貧化氣流。第一(71)和第二(7 甲烷產(chǎn)物流在第一(1601)和第二(160 甲烷壓縮機裝置壓縮到用于提供到氣體管線(81，82)的適合壓力。甲烷貧化氣流(65和66)分 別引到第一(1101)和第二(110 重整器，其中各流中的甲烷轉(zhuǎn)化成合成氣(111)，合成氣 (111)通過氣體循環(huán)回路和過熱器(701)提供到第一(301)、第二(30 和第三(30 氣化 反應(yīng)器，以在各氣化反應(yīng)器內(nèi)保持基本上熱中性條件。
權(quán)利要求
1. 一種用于從經(jīng)催化碳質(zhì)原料產(chǎn)生多種氣體的氣化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置，其中各氣化反應(yīng)器裝置獨立包括(Al)反應(yīng)室，其中使經(jīng)催化的碳質(zhì)原料和蒸汽轉(zhuǎn)化成(i)多種氣體產(chǎn)物，所述氣體產(chǎn) 物包含甲烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫和未反應(yīng)的蒸汽；(ii)未反應(yīng)的碳質(zhì)細粉； 和(iii)包含夾帶催化劑的固體焦產(chǎn)物；(A2)進料入口，所述進料入口用于將經(jīng)催化的碳質(zhì)原料提供到反應(yīng)室；(A3)蒸汽入口，所述蒸汽入口用于將蒸汽提供到反應(yīng)室；(A4)熱氣體出口，所述熱氣體出口用于從反應(yīng)室排出熱的第一氣流，該熱的第一氣流 包含多種氣體產(chǎn)物；(A5)焦出口，所述焦出口用于從反應(yīng)室回收固體焦產(chǎn)物；和(A6)細粉去除器裝置，所述細粉去除器裝置用于去除可在熱的第一氣流中夾帶的至少 基本上部分未反應(yīng)碳質(zhì)細粉；(b)(1)單一催化劑裝載裝置，所述催化劑裝載裝置用于將經(jīng)催化碳質(zhì)原料提供到第 一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，或(2)第一催化劑裝載裝置和第二催化劑裝載裝置，所述催化劑裝載裝置用于將經(jīng)催化 碳質(zhì)原料提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，或(3)第一、第二和第三催化劑裝載裝置，所述催化劑裝載裝置用于將經(jīng)催化碳質(zhì)原料提 供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的進料入口，其中各催化劑裝載裝置獨立包括(Bi)裝載罐，所述裝載罐用于接受碳質(zhì)顆粒并使催化劑裝載于碳質(zhì)顆粒上，以形成經(jīng) 催化的碳質(zhì)原料；和(B2)干燥器，所述干燥器用于熱處理經(jīng)催化的碳質(zhì)原料，以降低水分含量；(c)(1)當(dāng)只存在單一催化劑裝載裝置時，單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳質(zhì)物質(zhì)處理 裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到單一催化劑裝載裝置的裝載罐，或(2)當(dāng)只存在第一和第二催化劑裝載裝置時，(i)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳質(zhì)物 質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一和第二催化劑裝載裝置的裝載罐；或(ii)第一和 第二碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一和第二催化劑 裝載裝置的裝載罐，或(3)當(dāng)存在第一、第二和第三催化劑裝載裝置時，(i)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述 碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一、第二和第三催化劑裝載裝置的裝載罐；或 (ii)第一和第二碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一、 第二和第三催化劑裝載裝置的裝載罐；或(iii)第一、第二和第三碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置，所述 碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置用于將碳質(zhì)顆粒提供到第一、第二和第三催化劑裝載裝置的裝載罐，其中各碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置獨立包括(Cl)接受器，所述接受器用于接受和儲存碳質(zhì)物質(zhì)；和(C2)研磨器，所述研磨器與接受器連通，以將碳質(zhì)物質(zhì)研磨成碳質(zhì)顆粒；(d)(1)單一熱交換器裝置，所述熱交換器裝置用于從來自第一、第二和第三氣化反應(yīng) 器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或(2)第一和第二熱交換器裝置，所述熱交換器裝置用于從來自第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣流和第二經(jīng) 冷卻的第一氣流，或(3)第一、第二和第三熱交換器裝置，所述熱交換器裝置用于從來自第一、第二和第三 氣化反應(yīng)器裝置的熱的第一氣流去除熱能，以產(chǎn)生蒸汽，并產(chǎn)生第一經(jīng)冷卻的第一氣流、第 二經(jīng)冷卻的第一氣流和第三經(jīng)冷卻的第一氣流；(e)(1)當(dāng)只存在單一熱交換器裝置時，單一酸性氣體去除器裝置，所述酸性氣體去除 器裝置用于從單一經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫 化氫，以從單一經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化氣流，所述酸性氣體貧化氣流包 含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳，或(2)當(dāng)只存在第一和第二熱交換器裝置時，(i)單一酸性氣體去除器裝置，所述酸性氣 體去除器裝置用于從第一和第二經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少 基本上部分硫化氫，以從第一和第二經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化氣流，所述酸性 氣體貧化氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化 碳；或(ii)第一和第二酸性氣體去除器裝置，所述酸性氣體去除器裝置用于從第一和第二 經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化氫，以從第一和第 二經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生第一酸性氣體貧化氣流和第二酸性氣體貧化氣流，所述酸性氣體貧化 氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳，或(3)當(dāng)存在第一、第二和第三熱交換器裝置時，(i)單一酸性氣體去除器裝置，所述酸 性氣體去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的氣流去除至少基本上部分二氧化碳和 至少基本上部分硫化氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的氣流產(chǎn)生單一酸性氣體貧化氣流， 所述酸性氣體貧化氣流包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部 分一氧化碳；或(ii)第一和第二酸性氣體去除器裝置，所述酸性氣體去除器裝置用于從 第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分二氧化碳和至少基本上部分硫化 氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生第一酸性氣體貧化氣流和第二酸性氣體 貧化氣流，其中第一和第二酸性氣體貧化氣流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基本上 部分氫氣和任選的至少一部分一氧化碳；或(iii)第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置， 所述酸性氣體去除器裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去除至少基本上部分 二氧化碳和至少基本上部分硫化氫，以從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流產(chǎn)生第一酸 性氣體貧化氣流、第二酸性氣體貧化氣流和第三酸性氣體貧化氣流，其中第一、第二和第三 酸性氣體貧化氣流共同包含至少基本上部分甲烷、至少基本上部分氫氣和任選的至少一部 分一氧化碳；(f)(1)當(dāng)只存在單一酸性氣體貧化氣流時，單一甲烷去 除裝置，所述甲烷去除裝置用 于從單一酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從單一酸性氣體貧化氣流產(chǎn)生單一甲烷貧 化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包含至少基本上部分甲烷，或(2)當(dāng)只存在第一和第二酸性氣體貧化氣流時，(i)單一甲烷去除裝置，所述甲烷去除 裝置用于從第一和第二酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一和第二酸性氣體貧化 流產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包含至少基本上部分甲 烷；或(ii)第一和第二甲烷去除裝置，所述甲烷去除裝置用于從第一和第二酸性氣體貧化 氣流分離和回收甲烷，以從第一和第二酸性氣體貧化流產(chǎn)生第一甲烷貧化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流和第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流，所述第一和第二甲烷產(chǎn)物流共同包含至少 基本上部分甲烷，或(3)當(dāng)存在第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流時，(i)單一甲烷去除裝置，所述甲烷 去除裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一、第二和第 三酸性氣體貧化流產(chǎn)生單一甲烷貧化氣流和單一甲烷產(chǎn)物流，所述單一甲烷產(chǎn)物流包含至 少基本上部分甲烷；或(ii)第一和第二甲烷去除裝置，所述甲烷去除裝置用于從第一、第 二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一、第二和第三酸性氣體貧化流產(chǎn)生 第一甲烷貧化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流、第二甲烷貧化氣流和第二甲烷產(chǎn)物流，所述第一和 第二甲烷產(chǎn)物流共同包含至少基本上部分甲烷；或(iii)第一、第二和第三甲烷去除裝置， 所述甲烷去除裝置用于從第一、第二和第三酸性氣體貧化氣流分離和回收甲烷，以從第一、 第二和第三酸性氣體貧化流產(chǎn)生第一甲烷貧化氣流和第一甲烷產(chǎn)物流、第二甲烷貧化氣流 和第二甲烷產(chǎn)物流和第三甲烷貧化氣流和第三甲烷產(chǎn)物流，所述第一、第二和第三甲烷產(chǎn) 物流共同包含至少基本上部分甲烷；和(g) (1)單一蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置，或(2)第一和第二蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；或(3)第一、第二和第三蒸汽源，所述蒸汽源用于將蒸汽提供到第一、第二和第三氣化反 應(yīng)器裝置。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、第二和 第三熱交換器裝置；(e)單一酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置；和(g)單一蒸 汽源。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、第二和 第三熱交換器裝置；(e)第一和第二酸性氣體去除器裝置；(f)第一和第二甲烷去除裝置； 和(g)單一蒸汽源。
4.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；(b)單一催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、第二和第三熱交換器 裝置；(e)單一酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置；和(g)單一蒸汽源。
5.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；(b)第一、第二和第三催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、第二和 第三熱交換器裝置；(e)第一和第二酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置或第一和 第二甲烷去除裝置；和(g)單一蒸汽源。
6.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(a)第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝 置；(b)單一催化劑裝載裝置；(c)單一碳質(zhì)物質(zhì)處理裝置；(d)第一、第二和第三熱交換器 裝置；(e)第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置；(f)單一甲烷去除裝置或第一和第二甲 烷去除裝置；和(g)單一蒸汽源。
7.權(quán)利要求1至6中任一項的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個(h)在 熱交換器裝置和酸性氣體去除器裝置之間的微量污染物去除裝置，所述微量污 染物去除裝置用于從單一經(jīng)冷卻的第一氣流，或者當(dāng)存在時第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第 一氣流中一個或多個去除至少基本上部分一種或多種微量污染物，其中單一經(jīng)冷卻的第一 氣流或第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流中一個或多個還包含一種或多種微量污染物， 所述微量污染物包含COS、Hg和HCN中的一種或多種；(i)重整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流，或者當(dāng)存在時第一、 第二和第三甲烷產(chǎn)物流中一個或多個的至少一部分轉(zhuǎn)化成合成氣；(j)甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn)物流，或者 當(dāng)存在時第一、第二和第三甲烷產(chǎn)物流中的一個或多個；(k) 二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過單一酸性氣體去 除器裝置，或者當(dāng)存在時第一、第二和第三酸性氣體去除器裝置中一個或多個去除的二氧 化碳；(1)硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從單一酸性氣體去除器裝置，或者當(dāng)存在時第 一、第二和第三酸性氣體去除器裝置中一個或多個去除的硫化氫提取和回收硫；(m)催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收 至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置，或 者當(dāng)存在時第一、第二和第三催化劑裝載裝置中的一個或多個；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流，或者當(dāng)存 在時第一甲烷貧化氣流、第二甲烷貧化氣流和第三甲烷貧化氣流中一個或多個的至少一部 分循環(huán)到第一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置中的至少一個或多個； (ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水； (P)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源，或者當(dāng)存在時第一蒸汽源和/或第 二蒸汽源的蒸汽過熱；(q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源，或者當(dāng)存在時第一蒸汽源和/或 第二蒸汽源提供的至少一部分蒸汽發(fā)電；和(r)在熱交換器裝置和酸性氣體去除器裝置之間的酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì) 轉(zhuǎn)換裝置用于使經(jīng)冷卻的第一氣流與含水介質(zhì)，在適合使經(jīng)冷卻第一氣流中至少一部分一 氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳的條件下接觸。
8.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包括以下裝置中的一個或多個 (h) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一微量 污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣流去 除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二 微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷卻的第一氣 流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第二和 第三微量污染物去除裝置，所述微量污染物去除裝置用于從第一、第二和第三經(jīng)冷 卻的第 一氣流去除至少基本上部分一種或多種微量污染物；(i)單一重 整器裝置，所述重整器裝置用于使一部分單一甲烷產(chǎn)物流轉(zhuǎn)化成合成氣； (j)單一甲烷壓縮機裝置，所述甲烷壓縮機裝置用于壓縮至少一部分單一甲烷產(chǎn)物流；(k)單一二氧化碳回收裝置，所述二氧化碳回收裝置用于分離和回收通過單一酸性氣 體去除器裝置去除的二氧化碳；(1)單一硫回收裝置，所述硫回收裝置用于從單一酸性氣體去除器裝置去除的硫化氫 提取和回收硫；(m) (1)單一催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三氣化 反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一部 分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；或(2)第一和第二催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和第三氣 化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使至少一 部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；或(3)第一、第二和第三催化劑回收裝置，所述催化劑回收裝置用于從來自第一、第二和 第三氣化反應(yīng)器裝置的至少一部分固體焦產(chǎn)物提取和回收至少一部分夾帶的催化劑，并使 至少一部分回收的催化劑循環(huán)到單一催化劑裝載裝置；(η)氣體循環(huán)回路，所述氣體循環(huán)回路用于使至少一部分單一甲烷貧化氣流循環(huán)到第 一、第二和第三氣化反應(yīng)器裝置；(ο)廢水處理裝置，所述廢水處理裝置用于處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水； (P)過熱器，所述過熱器用于使在或自單一蒸汽源的蒸汽過熱； (q)蒸汽渦輪機，所述蒸汽渦輪機用于從單一蒸汽源提供的一部分蒸汽發(fā)電；和 (r) (1)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的單一酸性 物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流中的至少 一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(2)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一和第二 酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流中的 至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳；或(3)在第一、第二和第三熱交換器裝置和單一酸性氣體去除器裝置之間的第一、第二和 第三酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置，所述酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置用于使第一、第二和第三經(jīng)冷卻第一氣流 中的至少一部分一氧化碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳。
9.權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)至少包括(k)、(1)和(m)。
10.權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(k)，并且所述系統(tǒng)還 包括用于壓縮經(jīng)回收二氧化碳的二氧化碳壓縮機裝置。
11.權(quán)利要求7或權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括(r)和在酸性氣體去除 器裝置和甲烷去除裝置之間的整理甲烷轉(zhuǎn)化器。
12.權(quán)利要求1至11中任一項的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)制備管道品質(zhì)天然氣的產(chǎn) 物流。
全文摘要
本發(fā)明描述用于使碳質(zhì)原料轉(zhuǎn)化成多種氣體產(chǎn)物的系統(tǒng)。除了其他裝置以外，系統(tǒng)包括用于在堿金屬催化劑存在下使碳質(zhì)原料氣化成至少包含甲烷的多種氣體產(chǎn)物的三個單獨氣化反應(yīng)器?？捎脕碜詥我换騿为毚呋瘎┭b載和/或原料制備裝置操作的原料向各氣化反應(yīng)器供料。類似地，可在熱交換器、酸性氣體去除或甲烷去除裝置操作通過組合純化來自各氣化反應(yīng)器的熱氣流。產(chǎn)物純化可包括微量污染物去除裝置、氨去除和回收裝置和酸性物質(zhì)轉(zhuǎn)換裝置。
文檔編號C07C1/00GK102112585SQ200980125047
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者D·多德森, E·T·羅賓遜, F·S·劉 申請人:格雷特波因特能源公司