Способ получения синтез-газа, ii

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2494958:

ГЕЛАТО КОРПОРЕЙШН Н.В. (NL)

Изобретение относится к способу получения синтез-газа. Способ включает стадии, в которых готовят парофазную смесь, состоящую из водного пара и распыленного углеводорода или окисленного углеводорода, и проводят каталитическую конверсию парофазной смеси в синтез-газ в установке для риформинга. Парофазную смесь готовят путем распыления углеводорода или окисленного углеводорода через форсунку таким образом, что углеводород или окисленный углеводород присутствует в виде капелек с размером капелек менее 500 мкм, и время до достижения его полного испарения не превышает 0,5 секунды, причем углеводород или окисленный углеводород имеет температуру кипения при атмосферном давлении в диапазоне от -50 до 370°C, и паровая фаза имеет молярное отношение «Н2О/С» по меньшей мере 2. Форсунка, которая генерирует капельки, является распылительной форсункой, в которую подается водяной пар. Углеводород или окисленный углеводород находится при температуре ниже 180°C и подается в форсунку через паровые камеры, после которых следует нагревательное устройство. Изобретение обеспечивает альтернативное и экономически выгодное получение синтез-газа. 11 з.п. ф-лы.

 

Настоящее изобретение относится к способу получения синтез-газа.

Патентный документ PCT/ЕР2007/007798 описывает способ получения синтез-газа из углеводородов или окисленных углеводородов, с последующим получением метанола или других продуктов, исходя из углеводородов или окисленных углеводородов в качестве сырьевого материала, по отдельности или в сочетании с природным газом. Перед поступлением в установку для риформинга должна проводиться подготовка углеводородов или окисленных углеводородов путем испарения подачей водяного пара. В этом описании указано, что мольное отношение водяного пара (Н2О) к углероду должно иметь значение по меньшей мере 2, предпочтительно по меньшей мере 2,5, и наиболее предпочтительно 3,2.

Настоящее изобретение относится к получению синтез-газа непосредственно из очищенных традиционным способом углеводородов или окисленных углеводородов, предпочтительно из глицерина. Углеводороды или окисленные углеводороды могут быть получены несколькими общеизвестными путями, такими как вакуумная дистилляция или экстракция, исходя, например, из неочищенного глицерина, получаемого при промышленной переработке растительных масел, животных жиров, отработанного кулинарного жира и тому подобных.

Как упомянуто в известном уровне техники, отношение водяного пара к углероду является очень важным для того, чтобы избежать образования сажи в трубах или трубопроводах, или на катализаторе. Выбранным так способом поддерживают углеводороды или окисленные углеводороды в окружении достаточного количества водяного пара во время испарения и нагревания до желательных температур для подачи в риформинг-установку. Поскольку водяной пар отсутствует при традиционной очистке, например, глицерина, выбирают вакуумную дистилляцию, тем самым избегая высоких температур.

Для риформинга требуются давления 10-20 бар (1-2 МПа), и температуры поддерживают на уровне 300°С-700°С. Поэтому очистка с использованием вакуумной дистилляции не будет экономически выгодным решением, в особенности тогда, когда должны быть обработаны большие количества. Поскольку глицерин при температурах выше 180°С довольно быстро разлагается, также весьма важными будут времена пребывания, в течение которых его подвергают воздействию высоких температур.

Цель настоящего изобретения состоит в представлении альтернативы известному из уровня способу получения синтез-газа. Такой способ может быть без труда применен и является экономически привлекательным в том смысле, что стадия испарения требует меньшего оборудования и тем самым будет более экономически выгодной в плане капиталовложений. Неожиданно оказалось, что эта цель может быть достигнута способом получения синтез-газа, который включает стадии, в которых:

а) готовят парофазную смесь, включающую водяной пар и по меньшей мере один углеводород или окисленный углеводород, путем распыления по меньшей мере одного углеводорода или окисленного углеводорода через форсунку таким образом, что по меньшей мере один углеводород или окисленный углеводород присутствует в виде капелек с размером капелек менее 500 мкм, и продолжительность полного испарения не превышает 0,5 секунды, причем указанный по меньшей мере один углеводород или окисленный углеводород имеет температуру кипения при атмосферном давлении в диапазоне от -50 до 370°С, указанная паровая фаза имеет молярное отношение «Н2О/С» по меньшей мере 2, и

b) проводят каталитическую конверсию парофазной смеси в синтез-газ в установке для риформинга.

В качестве сырьевого материала предпочтительно используют один или более окисленных углеводородов, еще более предпочтительно окисленным углеводородом является глицерин.

Для соответствующего изобретению способа глицерин в качестве сырьевого материала может представлять собой чистый глицерин или глицерин, содержащий некоторое количество воды, и/или имеющий слегка желтоватый/коричневатый цвет.

Молярное отношение «Н2О/С» в парофазной смеси предпочтительно варьирует в диапазоне от 2,5 до 4.

Предпочтительно, чтобы парофазную смесь смешивали с природным газом до ее каталитической конверсии в синтез-газ.

Капельки формируют распылением по меньшей мере одного углеводорода или окисленного углеводорода через форсунку так, что они имеют размер менее 500 мкм, предпочтительно менее 200 мкм, и наиболее предпочтительно менее 100 мкм.

Предпочтительно капельки формируют с помощью распылительной форсунки, которая действует с подведением водяного пара.

Еще более предпочтительно отношение водяного пара к углероду в форсунке составляет по меньшей мере 2,0, и наиболее предпочтительно весь водяной пар подают через форсунку.

В способе согласно настоящему изобретению углеводород или окисленный углеводород, например, глицерин, испаряют в сочетании с распылением через форсунку, которое обеспечивают подачей водяного пара. Холодный или предварительно умеренно нагретый до температуры менее 180°С углеводород или окисленный углеводород, например, глицерин, подают в форсунку с паровыми камерами, после которой следует нагревательное устройство. Неожиданно было обнаружено, что размер капелек не может превышать 500 мкм, предпочтительно не может превышать 200 мкм, и наиболее предпочтительно не может превышать 100 мкм, и продолжительность полного испарения не должна превышать 0,5 секунды, и предпочтительно не должна превышать 0,3 секунды. Неожиданно было найдено, что если размер капелек выбирают меньшим, чем 500 мкм, и если продолжительность испарения выбирают не превышающим 0,5 секунды, то разложение углеводорода или окисленного углеводорода, например, глицерина, и образование сажи не происходит.

Однако было найдено, что если размер капелек превышает 500 мкм, и если продолжительность испарения превышает 0,5 секунды, то происходит разложение углеводорода или окисленного углеводорода, например, глицерина, и образование сажи.

Общее отношение водяного пара к углероду поддерживают таким же, как в прототипе, таким как раскрытое в патентном документе PCT/ЕР2007/007798. Весь водяной пар предпочтительно подают в указанную распылительную форсунку. Если же все-таки вместе с глицерином в установку для риформинга подают природный газ, то водяной пар может быть разделен на оба потока, но молярное отношение водяного пара к углероду в форсунке должно быть по меньшей мере 2,0. При этих обстоятельствах метан и глицерин могут быть поданы в установку для риформинга в любом соотношении. Также может быть подведен только глицерин.

Все другие условия, катализаторы и оборудование остаются такими же, как в прототипном патентном документе PCT/ЕР2007/007798, который включен сюда ссылкой во всей своей полноте. Синтез-газ главным образом предназначен для получения метанола, где он также пригоден для получения диметилового простого эфира (DME), олефинов, алканов, топливных продуктов и тому подобных.

1. Способ получения синтез-газа, который включает стадии, в которых:
a) готовят парофазную смесь, состоящую из водного пара и, по меньшей мере, одного распыленного углеводорода или окисленного углеводорода, и
b) проводят каталитическую конверсию парофазной смеси в синтез-газ в установке для риформинга,
причем парофазную смесь готовят путем распыления по меньшей мере одного углеводорода или окисленного углеводорода через форсунку таким образом, что по меньшей мере один углеводород или окисленный углеводород присутствует в виде капелек с размером капелек менее 500 мкм, и время до достижения полного испарения не превышает 0,5 с, причем указанный по меньшей мере один углеводород или окисленный углеводород имеет температуру кипения при атмосферном давлении в диапазоне от -50 до 370°C, указанная паровая фаза имеет молярное отношение «Н2О/С» по меньшей мере 2, а форсунка, которая генерирует капельки, является распылительной форсункой, в которую подается водяной пар, и указанный, по меньшей мере, один углеводород или окисленный углеводород находится при температуре ниже 180°C и подается в форсунку через паровые камеры, после которых следует нагревательное устройство.

2. Способ по п.1, в котором используют один или более окисленных углеводородов.

3. Способ по п.2, в котором окисленный углеводород представляет собой глицерин.

4. Способ по п.3, в котором глицерин в качестве сырьевого материала представляет собой чистый глицерин или глицерин, содержащий некоторое количество воды и/или имеющий слегка желтоватый/коричневатый цвет.

5. Способ по п.1, в котором молярное отношение «Н2О/С» в парофазной смеси предпочтительно варьирует в диапазоне от 2,5 до 4.

6. Способ по п.1, в котором парофазную смесь смешивают с природным газом до ее каталитической конверсии в синтез-газ.

7. Способ по п.1, в котором капельки имеют размер менее 200 мкм.

8. Способ по п.7, в котором капельки имеют размер менее 100 мкм.

9. Способ по п.1, в котором капельки формируют с помощью распылительной форсунки, которая действует с подведением водяного пара.

10. Способ по п.9, в котором отношение водяного пара к углероду в форсунке составляет по меньшей мере 2,0.

11. Способ по п.10, в котором весь водяной пар подают через форсунку.

12. Способ по п.1, в котором синтез-газ используют для получения метанола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к катализаторам сжигания водорода. Описан катализатор сжигания водорода, включающий каталитически активный металл, нанесенный на носитель катализатора, образованный неорганическим оксидом, при этом носитель включает органический силан по меньшей мере с одной алкильной группой из трех или менее атомов углерода, путем замещения присоединенной к концу каждой из определенной части или ко всем гидроксильным группам на поверхности носителя; и каталитически активный металл нанесен на носитель катализатора, включающий присоединенный к нему органический силан.

Изобретение относится к устройству для получения водорода. Устройство содержит окруженную трубой реакционную камеру, в которой смесь веществ из водяного пара и углеродсодержащего сырья преобразуется паровым риформингом, и перегородку, частично селективно проницаемую для водорода, через которую образованный при паровом риформинге водород может непрерывно отводиться из реакцинной камеры с высокой чистотой и при давлении, которое меньше давления в реакционной камере и больше давления окружающей среды.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к способу получения катализатора для процесса получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например метана, природного газа или попутных нефтяных газов.

Изобретение относится к интегрированному способу получения дизельного топлива или добавок к топливу из биологического материала посредством получения парафинов в реакции Фишера-Тропша, с одной стороны, и посредством каталитической гидродеоксигенации масел и жиров биологического происхождения, с другой стороны.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например, метана, природного газа или попутных нефтяных газов с использованием высокоэффективного катализатора.

Изобретение относится к технике утилизации углеводородного газа и производства мелкодисперсного углерода. .
Изобретение относится к области электрохимии. .

Изобретения относятся к области химии. Синтез-газ из газогенератора 10 подают в реактор 64 для преобразования окиси углерода в диоксид углерода. Из реактора 64 синтез-газ направляют в блок 12 абсорбции, содержащий один или несколько мембранных контактных фильтров 72. Во внутреннем объеме 74 можно содержать синтез-газ, а во внутреннем объеме 76 - растворитель. Мембранные контактные фильтры расположены между двумя объемами 74 и 76. Облагороженный синтез-газ, выходящий из блока 12, состоящий в основном из водорода, подают в газовую турбину 6. Отходящий газ из газовой турбины 6 подают в систему 8, где газ улавливают и используют для выработки пара. Пар, получаемый в системе 8, подают в систему 66 для восстановления растворителя. Изобретения позволяют уменьшить производственные затраты за счет уменьшения размеров оборудования и количества растворителя. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу получения углеводородов, водорода и кислорода с использованием диоксида углерода и воды. Согласно способу насыщают воду диоксидом углерода с получением карбонизированной воды; пропускают карбонизированную воду, по меньшей мере, через один реактор, содержащий катализатор, с осуществлением реакции: n C O 2 + [ 4 n + 2 ( k + 1 ) ] H 2 O = C n H 2 n + 2 + [ 3 n + 2 k + 1 ] H 2 + [ 3 n + k + 1 ] O 2   , где k - целое число, большее или равное 0, n - целое число, большее или равное 1, с получением углеводородов, водорода и кислорода, поступающих далее, по меньшей мере, в один разделитель; по меньшей мере, в одном разделителе отделяют продукты реакции от исходной карбонизированной воды путем сепарации газообразной и жидкой фаз, при этом из жидкой и газообразной фаз выделяют углеводороды, а из газообразной фазы дополнительно выделяют водород и кислород. Предлагаемый способ позволяет одновременно получать углеводороды, водород и кислород с уменьшением энергетических затрат при одновременном сокращении экологически вредных продуктов производства. 9 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.

Изобретение относится к области химии. Устройство для получения водорода из воды, состоящее из корпуса, в котором размещен реактор, где закреплены электроды с приложенным к ним электрическим напряжением, отличающееся тем, что рабочие электроды выполнены сетчатыми цилиндрами из алюминиевых сплавов, вставленными друг в друга с зазором и образующими пакет, причем снизу пакета вставлена форсунка, подключенная к насосу высокого давления, связанного с нагревательной емкостью, установленной на выпускной коллектор автомобиля, которая вместе с пакетом подключена к источнику высокого прерывистого напряжения, а пакет сетчатых цилиндров-электродов установлен в разгонном высоковольтном электрическом поле между электродами, подключенными к источнику высоковольтного поля. Технический результат заключается в снижении затрат на получение водорода и повышении производительности. 1 ил.

Изобретение относится к разработке катализаторов для осуществления термохимической конверсии углеводородных и кислородсодержащих топлив за счет тепла отходящих газов двигателей внутреннего сгорания, являющихся составной частью гибридных силовых установок. Описан катализатор для термической рекуперации тепла отходящих газов двигателя внутреннего сгорания в гибридной силовой установке, содержащий активный компонент, нанесенный на носитель, представляющий собой теплопроводный структурированный материал, расположенный в плоских панелях, состоящих из экзотермических и эндотермических каналов, и состоит из чередующихся между собой плоских и гофрированных теплопроводных металлопористых каталитических лент, образующих каналы для прохождения реагирующей смеси. Технический результат - повышение использования тепла в гибридных энергоустановках. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химии. Для получения водорода проводят реакцию паровой каталитической конверсии углеродсодержащей жидкости с получением продуктов реакции, содержащих водород. Продукты реакции направляют на вход катодного пространства для электролиза в высокотемпературном электролизере, на выходе из катодного пространства выделяют реакционный поток, содержащий синтез-газ, который направляют на каталитический синтез углеродсодержащей жидкости. В анодном пространстве, отделенном от катодного пространства электролитическим слоем, выделяют кислород. Углеродсодержащую жидкость возвращают в начало процесса на конверсию, а полученный в процессе синтеза углеродсодержащей жидкости водород очищают от оксидов углерода. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области катализаторов. Описан катализатор, предназначенный для применения в реакции высокотемпературного сдвига, в своей активной форме содержащий смесь цинк-алюминиевой шпинели и оксида цинка в комбинации со щелочным металлом, выбранным из группы, включающей Na, K, Rb, Cs и их смеси, указанный катализатор обладает молярным отношением Zn/Al, находящимся в диапазоне от 0,5 до 1,0, и содержанием щелочного металла, находящимся в диапазоне от 0,4 до 8,0 мас.% в пересчете на массу окисленного катализатора. Описан способ обогащения смеси синтез-газа водородом или монооксидом углерода путем взаимодействия указанной смеси синтез-газа с описанным выше катализатором. Технический результат - увеличение активности катализатора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 8 табл., 31 пр.

Изобретение относится к способу производства синтез-газа. Способ производства синтез-газа включает: риформинг углеводорода в присутствии пара и одного или более первых катализаторов в первой реакционной зоне с получением выходящего потока, содержащего часть углеводорода, моноксид углерода, диоксид углерода и водород при первой температуре, при этом первая реакционная зона может включать одну или более содержащих катализатор трубок; непрямой нагрев выходящего потока от первой температуры до второй температуры; и риформинг выходящего потока при второй температуре в присутствии одного или более окислителей, и одного или более вторых катализаторов в условиях, достаточных для получения синтез-газа, имеющего температуру примерно 1030°C или выше, включающего водород, моноксид углерода, диоксид углерода и меньше чем примерно 5 моль.% метана на сухое вещество, при этом синтез-газ используют для нагрева выходящего потока непрямым образом от первой температуры до второй температуры. Заявлен вариант способа получения. Технический результат - снижение потребления энергии. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к отрасли переработки нефти и газа и может быть использовано для получения синтетических жидких углеводородов и метанола на установке, интегрированной в объекты промысловой подготовки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Способ включает нагрев исходного природного газа, смешение перегретого пара с исходным природным газом, одностадийную конверсию парогазовой смеси в печи риформинга в конвертированный газ, охлаждение конвертированного газа и разделение его на два потока, при этом первый поток подвергают одностадийному каталитическому превращению в метанол, а второй поток подвергают каталитическому синтезу с получением сжиженных углеводородных газов, которые направляют на конверсию совместно с исходным природным газом, и жидких углеводородов, которые подвергают стабилизации в ректификационной колонне. Также предложена установка для осуществления способа получения синтетических жидких углеводородов и метанола, интегрированная в объекты промысловой подготовки. Изобретение обеспечивает эффективное совместное получение метанола и синтетических жидких углеводородов в одной технологической схеме в процессе промысловой подготовки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологиям малотоннажной утилизации непромышленных газов в газовой промышленности. Изобретение касается малотоннажной установки по утилизации ресурсов малых месторождений природного газа, состоящей из последовательно соединенных очистительного модуля, теплообменника предварительного нагрева, теплообменника-рекуператора для тепловой обработки сырья, реактора плазмохимического синтеза для образования водородно-сажевой смеси, теплообменника-рекуператора для закалки, теплообменника-охладителя для охлаждения смеси, циклона для выделения и подачи в рукавный фильтр для сбора с последующей подачей в гранулятор и конденсатор, гранулятора для гранулирования частиц сажи при увлажнении водой из конденсатора и последующей подачи в сушильный барабан, конденсатора для подачи воды в гранулятор и конденсации воды с подачей водородной смеси в компрессор, сушильного барабана для осушки и выделения, компрессора для сжатия водорода и подачи в мембранный блок для обогащения и последующего выделения. Технический результат - обеспечение рационального использования сжигаемого газового сырья на месторождении с получением товарной газохимической продукции: технического углерода и водорода. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к получению водородсодержащего газа и может быть использовано в промышленности при переработке отходящих продуктов процесса Фишера-Тропша в присутствии пористой мембранно-каталитической системы. Пористая каталитическая мембрана представляет собой продукт вибропрессования высокодисперсной смеси, содержащей никель и кобальт, взятых в соотношении 1:1, термообработанный в муфельной печи до температуры самовоспламенения, выдержанный, а затем охлажденный. Также предложен способ переработки отходящих продуктов процесса Фишера-Тропша, который включает переработку газообразных продуктов - метана, углекислого газа и растворенных в воде примесей органических веществ (метанол, этанол, метилэтилкетон, уксусную кислоту и ацетон) путем углекислотно-паровой конверсии в присутствии указанного каталитического модуля и осуществляемой при температуре 680-780°C, давлении 1-1,5 атм и скорости подачи исходной парогазовой смеси совместно с парами воды, выделяемой в процессе, 16000-96000 ч-1 с получением продуктов конверсии - синтез-газа и воды, очищенной от примесей органических веществ. Технический результат - эффективная переработка отходящих продуктов в синтез-газ, что позволяет увеличить выход ценных углеводородов; и очистка больших количеств воды, выделяемой в процессе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 9 пр.
Наверх