METHANE PYROLYSIS USING STACKED FLUIDIZED BEDS WITH ELECTRIC HEATING OF COKE

• Main Authors: DANKWORTH, DAVID C, GUPTA, RAMESH, JALAN, AMRIT, CARAM, HUGO S
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 21.04.2022
• Subjects: CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING

Systems and methods are provided for conversion of methane and/or other hydrocarbons to hydrogen by pyrolysis while reducing or minimizing production of carbon oxides. The heating of the pyrolysis environment can be performed at least in part by using electrical heating within a first stage to heat the coke particles to a desired pyrolysis temperature. This electrical heating can be performed in a hydrogen-rich environment in order to reduce, minimize, or eliminate formation of coke on the surfaces of the electrical heater. The heated coke particles can then be transferred to a second stage for contact with a methane-containing feed, such as a natural gas feed. Depending on the configuration, pyrolysis of methane can potentially occur in both the first stage and second stage. In some aspects, the hydrogen-rich environment in the first stage is formed by passing the partially converted effluent from the second stage into the first stage. In such aspects, the partially converted effluent from the second stage can have an H2 content of 60 vol% or more, or 70 vol% or more, or 80 vol% or more, such as up to 99 vol% or possibly still higher. L'invention concerne des systèmes et des procédés de conversion du méthane et/ou d'autres hydrocarbures en hydrogène par pyrolyse, tout en réduisant ou en limitant au maximum la production d'oxydes de carbone. Le chauffage de l'environnement de pyrolyse peut être réalisé au moins en partie en utilisant un chauffage électrique dans une première étape pour chauffer les particules de coke à une température de pyrolyse souhaitée. Ce chauffage électrique peut être effectué dans un environnement riche en hydrogène afin de réduire, de limiter au maximum ou d'empêcher la formation de coke sur les surfaces du dispositif de chauffage électrique. Les particules de coke chauffées peuvent ensuite être transférées vers une seconde étape pour être mises en contact avec une charge contenant du méthane, telle qu'une charge de gaz naturel. Selon la configuration, la pyrolyse du méthane peut potentiellement se produire à la fois dans ls première et la seconde étape. Dans certains aspects, l'environnement riche en hydrogène dans la première étape est formé en faisant passer l'effluent partiellement converti de la seconde étape dans la première étape. Dans de tels aspects, l'effluent partiellement converti dans la seconde étape peut avoir une teneur en H2 de 60 % en volume ou plus, ou 70 % en volume ou plus, ou 80 % en volume ou plus, par exemple jusqu'à 99 % en volume ou éventuellement encore plus.