Способ получения синтез-газа для производства аммиака


 


Владельцы патента RU 2565321:

КАСАЛЕ СА (CH)

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов для получения синтез-газа для производства аммиака. Способ получения сингаза из углеводородсодержащего исходного сырья включает стадии первичной конверсии, вторичной конверсии с окислительным потоком и дополнительной обработки сингаза, включающей шифт-конверсию (УТШ) при умеренной температуре от 200 до 350°C, причем установка первичной конверсии работает при соотношении пар/углерод меньше 2. Способ реконструкции установки для производства аммиака включает по меньшей мере стадии замены реактора ВТШ на новый шифт-реактор (19), работающий при умеренной температуре, или модификацию реактора ВТШ для работы при умеренной температуре, которая составляет от 200 до 350°C; модификацию подачи углеводорода (10) и пара (11) в установку первичной конверсии, обеспечивающую работу установки (12) первичной конверсии при соотношении пар/углерод ниже 2, и добавление секции (12a) предварительной конверсии выше по потоку от установки первичной конверсии. Изобретение позволяет увеличить производительность и снизить удельный расход энергии и объемную скорость потока при производстве синтез-газа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу конверсии (риформинга) углеводородов для получения синтез-газа, также называемого сингаз, для производства аммиака.

Уровень техники

В синтезе аммиака (NH3) требуется сингаз, содержащий водород (H2) и азот (N2) в соответствующем соотношении, около 3:1. Термин сингаз для производства аммиака будет использоваться со ссылкой на сингаз вышеуказанного состава.

Известно получение сингаза конверсией углеводородного (УВ) исходного сырья, содержащего метан. Конверсию проводят в установке первичной конверсии и затем в установке вторичной конверсии. Обычно исходное сырье и соответствующее количество пара вводят в установку первичной конверсии, где метан конвертируется в смесь монооксида углерода, диоксид углерода и водород при пропуске над соответствующим катализатором; в установку вторичной конверсии подают газообразный продукт из установки первичной конверсии и воздушный поток. Конвертированный газ, выходящий из установки вторичной конверсии, затем очищают, главным образом, для удаления оксидов углерода CO, CO2 и остаточного метана и получения состава газа, требуемого для синтеза аммиака с молярным соотношением H2/N2 (HN соотношение), близким к 3:1. В типичной схеме уровня техники газ обрабатывают в последовательности оборудования, включающей высокотемпературный шифт-конвертер (реактор конверсии CO) (ВТШ), обычно работающий при 350-500°C, низкотемпературный шифт-конвертер (НТШ), колонну промывки CO2 и реактор метанирования.

US 4910007 раскрывает способ производства аммиака, включающий получение сингаза для производства аммиака реакцией углеродистого исходного сырья с паром и газом, содержащим кислород и азот, в соответствии с уровнем техники. В установке первичной конверсии конвертируют метан (CH4) и пар (H2O) в CO и H2. Для проведения химической реакции требуется один моль пара на каждый моль метана. На практике, установка первичной конверсии всегда работает с более высоким соотношением пар/углерод (П/У), выше 2,6 и обычно в диапазоне 2,8-3,5. Причина выбора соотношения П/У всегда больше чем 2,6 заключается в том, что ВТШ конвертер требует соотношения пар/газ больше 0,4 для исключения избыточного восстановления и образования углеводородов по синтезу Фишера-Тропша. Соотношение пар/газ около 0,4 в ВТШ конвертере соответствует соотношению П/У около 2,6 на впуске установки первичной конверсии. Поэтому подача пара и метана в установку первичной конверсии должна обеспечить более высокое соотношение П/У, или равное пороговому значению 2,6.

Избыток пара в сравнении с теоретическим стехиометрическим значением благоприятно влияет на сдвиг равновесия конверсии в нужную сторону, т.е. способствует конверсии метана. Однако большое количество пара имеет следующие недостатки: избыток пара приводит к более высокой объемной скорости потока, что требует большего по размерам и более дорогого оборудования, кроме того, избыток пара инертен в отношении конверсии и, таким образом, негативно влияет на эффективность самой конверсии. Часть подачи тепла в установку конверсии фактически расходуется на нагрев инертного пара.

Сущность изобретения

Авторы установили, что соотношение пар/углерод (П/У) можно изменить до неожиданно низких значений, а именно менее 2 и предпочтительно до 1,5-1,7, если сингаз, полученный вторичной конверсией, подвергнуть шифт-реакции (реакции конверсии СО) при умеренной температуре в присутствии соответствующего катализатора вместо высокотемпературной шифт-реакции. Подобная умеренная температура находится в диапазоне от 200 до 350°C, предпочтительно от 220 до 310°C и более предпочтительно около 260-270°C. Подходящим катализатором может быть Cu-Zn катализатор.

Преимущество подобного низкого соотношения П/У заключается в том, что объемная скорость потока в установках первичной и вторичной конверсии значительно снижается. Теоретически, снижение соотношения П/У с 3 до около 1,5 означает, что скорость газового потока снижается на 60%.

Таким образом, аспектом изобретения является способ получения сингаза для производства аммиака из углеводородсодержащего исходного сырья, включающий стадии первичной паровой конверсии углеводородсодержащего исходного сырья и вторичной конверсии с окислительным потоком; способ характеризуется тем, что:

сингаз, полученный вторичной конверсией, подвергают шифт-конверсии при умеренной температуре от 200 до 350°C,

установка первичной конверсии работает при соотношении пар/углерод менее 2.

Предпочтительно перед стадией первичной конверсии, в частности, с низкими соотношениями П/У, близкими к 1,5, проводить предварительную конверсию. Задача предварительной конверсии заключается в обеспечении проведения первичной конверсии в присутствии определенного количества водорода (H2) для исключения крекинга метана.

В качестве окислительного потока, подаваемого в установку вторичной конверсии, используют воздух, воздух, обогащенный O2, или по существу чистый кислород. Если в установку вторичной конверсии подают воздух, обычно получают избыток азота в сингазе в сравнении со стехиометрическим соотношением 3:1. Питание установки вторичной конверсии воздухом, обогащенным O2, или по существу чистым кислородом, имеет преимущество в снижении упомянутого избытка азота в конвертированном газе. При необходимости к очищенному сингазу добавляют азот, а именно после очистки сингаза для получения требуемого соотношения HN для синтеза аммиака.

Предпочтительным диапазоном для соотношения П/У в установке первичной конверсии является 1,5-2 и более предпочтительным 1,5-1,7.

Работа при низком соотношении П/У обусловливает содержание в сингазе некоторого количества непрореагировавшего углеводорода, в частности непрореагировавшего CH4. В соответствии с другими аспектами предлагаемого изобретения, этот непрореагировавший углеводород по меньшей мере частично удаляют из сингаза любым из способов:

криогенным разделением, или

адсорбцией, например PSA (от англ. Pressure Swing Adsorption - адсорбция со сдвигом давления или краткосрочная адсорбция), или

увеличением количества продувочного газа, отбираемого из контура синтеза аммиака, где реагирует сингаз, полученный в соответствии с предлагаемым изобретением. Инертные газы и метан удаляют из продувочного газа с помощью известной обработки, например криогенного процесса, работающего, по существу, при давлении контура синтеза.

Упомянутое криогенное разделение можно использовать для удаления непрореагировавшего метана, а также избытка азота при подаче воздуха в установку вторичной конверсии. Увеличение количества продувочного газа предпочтительно, когда окислителем, подаваемым в установку вторичной конверсии, является обогащенный воздух или чистый кислород.

Аспектом изобретения является также аппарат (установка) для получения сингаза для производства аммиака, приспособленный для работы в соответствии с вышеупомянутым способом.

Предлагаемое изобретение также пригодно для реконструкции действующей установки для производства аммиака и, в частности, для реконструкции головной секции установки. Предлагаемое изобретение обеспечивает способ реконструкции установки для производства аммиака, включающей головную секцию для получения сингаза для производства аммиака и контур синтеза для проведения реакции сингаза с получением аммиака; головная фракция включает по меньшей мере установки первичной и вторичной конверсии, высокотемпературный шифт-реактор и низкотемпературный шифт-реактор, расположенный ниже по потоку от установки вторичной конверсии, для удаления оксидов углерода из сингаза для производства аммиака, причем установка первичной конверсии обеспечена линиями подачи углеводорода и пара. Способ реконструкции включает по меньшей мере стадии:

замены реактора ВТШ шифт-реактором, работающим при умеренной температуре, или модификации реактора ВТШ для работы при умеренной температуре, которая находится в диапазоне от 200 до 350°C;

модификации подачи углеводорода и пара в установку первичной конверсии для работы этой установки при соотношении пар/углерод меньше 2 и предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 2.

Шифт-реактор, работающий при умеренной температуре, оснащен соответствующим катализатором для работы при этой умеренной температуре. Подобный реактор предпочтительно представляет собой изотермический реактор, включающий теплообменник, погруженный в катализатор.

Реконструкция включает одну из двух стадий:

i) сохранение действующего реактора ВТШ, замена высокотемпературного катализатора на катализатор, действующий при умеренной температуре, такой как Cu-Zn катализатор, и обеспечение реактора внутренним теплообменником, погруженным в катализатор, или

ii) монтаж нового реактора УТШ с соответствующим катализатором и внутренним теплообменником.

В обоих вышеуказанных вариантах предпочтительно используют пластинчатый теплообменник.

Предпочтительно также добавить секцию предварительной конверсии выше по потоку от установки первичной паровой конверсии.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, способ, кроме того, включает увеличение подачи кислорода в установку вторичной конверсии с помощью любого из следующих средств: а) подача избытка воздуха в установку вторичной конверсии, б) обогащение воздуха, подаваемого в установку вторичной конверсии, в) подача по существу чистого кислорода в установку вторичной конверсии. Для успешного использования вышеупомянутых средств реконструкция установки обеспечивает: а) модификацию существующей подачи воздуха в установку вторичной конверсии для увеличения ввода воздуха, б) монтаж соответствующего оборудования для обогащения воздуха или в) монтаж надлежащего источника по существу чистого кислорода, если он отсутствует. Упомянутые стадии включают модификацию или замену трубопроводов, клапанов, вспомогательного оборудования и т.п., в соответствии с известной областью техники.

В соответствии с другими вариантами осуществления настоящего изобретения, устанавливают дополнительное оборудование для очистки сингаза для выполнения любой из следующих задач: криогенного отделения избытка метана и/или азота из сингаза для производства аммиака, отделения избытка азота, если он имеется, с помощью процесса адсорбции, такого как PSA, увеличения контура продувки для удаления инертных газов и остаточного метана из контура синтеза.

В соответствии с вышеуказанным, важное преимущество патентоспособной реконструкции заключается в том, что снижение соотношения П/У в установке первичной конверсии уменьшает общую объемную скорость потока для данного производства сингаза. Объемная скорость потока ограничена размерами имеющегося оборудования, включая, например, трубы установки первичной конверсии, систему удаления CO2 и т.п. Снижая соотношение П/У, а значит, количество инертного пара в газе, подаваемом из установки первичной конверсии, предлагаемый в изобретении способ способствует тому, что имеющееся оборудование, первоначально спроектированное на работу с соотношением П/У, близким к 3, теперь имеет значительный запас для увеличения скорости потока полезного газа. Другими словами, предлагаемое изобретение позволяет снизить скорость потока по существу инертного пара в установках конверсии, теплообменниках и другом оборудовании установки.

Например, снижение рабочего соотношения П/У с 3 до около 1,5 теоретически позволит на 60% увеличить скорость потока газа. На каждый моль метана, подаваемого в установку первичной конверсии, общая скорость потока уменьшится с 4 молей до 2,5 молей. Отсюда следует, что производительность установки можно будет увеличить приблизительно на 60%. На практике, оснащение новым или модифицированным реактором УТШ при сохранении других главных устройств головной секции установки для производства аммиака обеспечивает меньшее увеличение, так как установка первичной конверсии становится узким местом в отношении максимальной скорости потока. Например, в вышеприведенном примере при изменении соотношения П/У с 3 до 1,5 фактическая производительность увеличивается, как правило, примерно на 25%.

Однако более высокого увеличения производительности можно достичь без модификации внутрикорпусного устройства установки первичной конверсии, если в дополнение к обеспечению реактором УТШ вместо исходного реактора ВТШ предпринять одну или несколько из следующих мер:

увеличение подачи кислорода в установку первичной конверсии путем подачи избытка воздуха, обогащенного воздуха или чистого кислорода в эту установку,

улучшение степени очистки сингаза с помощью одного или нескольких вышеперечисленных технических методов, т.е. криогенного отделения избытка метана и/или азота из сингаза для производства аммиака, отделения избытка азота посредством адсорбции, увеличения продувки контура синтеза.

Таким образом, способ реконструкции при необходимости включает монтаж соответствующего оборудования, такого как устройство разделения воздуха для обогащения воздуха или подачи кислорода, криогенный сепаратор, секция разделения PSA. Способ также включает реконструкцию главного компрессора, реактора синтеза и другого оборудования для обработки сингаза с возросшей скоростью потока, подаваемого головной секцией.

Следует также отметить, что поток сингаза, подаваемый реконструированной головной секцией, может содержать меньше азота, чем требуется для обеспечения стехиометрического соотношения 3:1 для синтеза NH3. В этом случае недостающий азот может быть обеспечен как отдельный поток, который добавляют к сингазу предпочтительно на стороне всасывания или подачи главного компрессора сингаза. Этот поток азота можно получить с помощью устройства разделения воздуха.

Краткое описание чертежей

На чертеже показана блок-схема головной секции установки синтеза аммиака в соответствии с предлагаемым изобретением.

Подробное описание осуществления изобретения

Как видно на чертеже, подаваемый поток10 углеводорода, предпочтительно поток обессеренного метана, и пар 11 подогревают в теплообменнике 26 с последующей реакцией в установке 12 первичной конверсии и необязательно подвергают предварительной конверсии в установке предварительной конверсии 12а.

Подача природного газа 10 и пара 11 в установку 12 первичной конверсии обеспечивает соотношение пар/углерод ниже 2, как утверждается в вышеприведенном описании изобретения. Например, подача пара 11 обеспечивает 1,5 моля пара на каждый моль метана в подаче 10 углеводорода.

Частично конвертированный газовый поток 13, подаваемый установкой 12 первичной конверсии, далее обрабатывают в установке 14 вторичной конверсии. Окислитель подают с потоком 15, который обеспечивают избыток воздуха, обогащенный воздух или по существу чистый кислород, предпочтительно с чистотой >95°C, в соответствии с разными вариантами осуществления изобретения.

Газовый поток 16 из установки 14 вторичной конверсии, обычно при температуре около 1000°C, охлаждают в теплообменнике 17 до 220-320°C (поток 18) и направляют в шифт-реактор 19 (УТШ), работающий при умеренной температуре.

Реактор 19 УТШ представляет собой изотермический каталитический реактор, включающий каталитический слой на основе меди и пластинчатый теплообменник, погруженный в каталитический слой. Впуск и выпуск охлаждающей среды обозначены цифрами 30, 31.

Ниже по потоку от реактора 19 УТШ сингаз можно дополнительно обработать в необязательном низкотемпературном шифт-реакторе 21 (НТШ) для максимизации конверсии монооксида углерода в CO2.

Затем сингаз дополнительно охлаждают в теплообменнике 22 и поток 23 охлажденного сингаза направляют на стадии обработки, обозначенные в виде блока 24, которые включают удаление CO2, метанирование и необязательно криогенную очистку или удаление избытка метана с помощью процесса PSA.

Криогенная очистка или процесс PSA служат для удаления непрореагировавшего метана в потоке 23 из-за низкого соотношения П/У в установке 12 первичной конверсии. При необходимости можно добавить азот (поток 32) для достижения соотношения H/N, соответствующего синтезу аммиака, в частности, если подача 15 окислителя представляет собой высокообогащенный воздух или чистый кислород, т.е. содержание азота в потоке 23 невелико. Затем синтез-газ сжимают и направляют в контур синтеза аммиака.

Предпочтительно, всю подачу природного газа вводят в установку первичной конверсии; в другом варианте осуществления изобретения (не показан) часть исходного сырьевого природного газа направляют в установку вторичной конверсии.

Примеры

Традиционную установку для производства аммиака производительностью 1700 мтонн/сут (метрических тонн в сутки) аммиака реконструировали в соответствии со следующими вариантами осуществления изобретения:

а) снижение соотношения П/У в установке первичной конверсии примерно до 1,5 и монтаж установки предварительной конверсии 12а, как показано на фиг.1,

б) то же, как в пункте (а), с дополнительной стадией обеспечения избытка воздуха в установке вторичной конверсии,

в) то же, как в пункте (а), с дополнительной стадией обеспечения обогащенного воздуха в установке вторичной конверсии,

г) то же, как в пункте (а), с дополнительной стадией обеспечения чистым (>95%) кислородом установки вторичной конверсии.

Производительность в случае (а) была увеличена до 2150 мтонн/сут (+26%), 2200 мтонн/сут (+29%) в случае (б), 2500 мтонн/сут (+47%) в случае (в) и 2700 мтонн/сут (+59%) в случае (г). Удельный расход энергии (Гкал на мтонн/сут), включая расход энергии на разделение воздуха и производство кислорода для обогащения воздуха (случай в) или чистого кислорода (случай г), снизился примерно на 0,1 Гкал/мтонн/сут в случае (а), около 0,2 Гкал/мтонн/сут в случае (б) и около 0,5 Гкал/мтонн/сут в случаях (в) и (г).

1. Способ получения синтез-газа для производства аммиака из углеводородсодержащего исходного сырья, включающий стадии первичной паровой конверсии этого исходного сырья и вторичной конверсии с окислительным потоком, отличающийся тем, что:
синтез-газ, полученный вторичной конверсией, подвергают шифт-конверсии при умеренной температуре от 200 до 350°C,
обеспечивают работу установки первичной конверсии при соотношении пар/углерод ниже 2, и
проводят стадию предварительной конверсии исходного сырья перед стадией первичной конверсии.

2. Способ по п. 1, в котором соотношение пар/углерод составляет от 1,5 до 2 и предпочтительно от 1,5 до 1,7.

3. Способ по любому из п. 1 или 2, в котором поток окислителя представляет собой воздух, воздух, обогащенный O2, или по существу чистый кислород.

4. Способ по п. 1, в котором шифт-конверсию при умеренной температуре проводят по существу в изотермических условиях с отводом тепла при использовании соответствующей охлаждающей среды.

5. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию удаления непрореагировавшего метана из синтез-газа путем криогенного отделения метана или посредством адсорбции, предпочтительно адсорбции со сдвигом давления.

6. Способ реконструкции установки для производства аммиака, включающей головную секцию для получения синтез-газа для производства аммиака и контур синтеза для проведения реакции синтез-газа с получением аммиака, причем головная секция содержит по меньшей мере установку (12) первичной конверсии, установку (14) вторичной конверсии, высокотемпературный шифт-реактор (ВТШ), при этом установка первичной конверсии обеспечена линиями подачи углеводорода (10) и пара (11),
способ включает по меньшей мере следующие стадии, на которых осуществляют:
замену реактора ВТШ на новый шифт-реактор (19), работающий при умеренной температуре, или модификацию реактора ВТШ для работы при умеренной температуре, которая составляет от 200 до 350°C;
модификацию подачи углеводорода (10) и пара (11) в установку первичной конверсии, обеспечивающую работу установки (12) первичной конверсии при соотношении пар/углерод ниже 2;
добавление секции (12a) предварительной конверсии выше по потоку от установки первичной конверсии.

7. Способ по п. 6, включающий стадию модификации подачи углеводорода и пара в установку первичной конверсии, обеспечивающий работу этой установки (12) при соотношении пар/углерод в диапазоне 1,5-2 и предпочтительно 1,5-1,7.

8. Способ по п. 6 или 7, включающий одну из следующих стадий:
сохранение действующего корпуса реактора ВТШ, замена высокотемпературного катализатора подходящим катализатором, действующим при умеренной температуре, таким как Cu-Zn катализатор, и снабжение корпуса реактора внутренним теплообменником, погруженным в катализатор, или
монтаж нового шифт-реактора, работающего при умеренной температуре, заменяющего действующий реактор ВТШ, причем новый реактор содержит подходящий катализатор для работы при умеренной температуре и внутренний теплообменник, погруженный в этот катализатор.

9. Способ по п. 8, дополнительно включающий любую из следующих стадий: а) модификацию имеющейся подачи воздуха в установку вторичной конверсии для увеличения ввода воздуха, б) монтаж соответствующего оборудования для обогащения воздуха, подаваемого в установку вторичной конверсии, или в) монтаж соответствующего источника по существу чистого кислорода и подачу этого чистого кислорода в установку вторичной конверсии.

10. Способ по п. 8, дополнительно включающий любую из следующих стадий: монтаж оборудования для криогенного отделения избытка метана и/или азота из синтез-газа; монтаж оборудования, подходящего для отделения избытка азота из синтез-газа с помощью адсорбционного процесса, такого как адсорбция со сдвигом давления; увеличение контура продувки для удаления остаточного метана из контура синтеза.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химии и водородной энергетике и может быть использовано в транспортном машиностроении. Водород получают в генераторе 1, направляют в приёмник 2, разделяют на два потока 3 и воздействуют на них импульсным магнитным полем с амплитудой магнитной индукции В более 100 гаусс.

Изобретение относится к способу переработки углеводородсодержащего сырья, включающему стадию плазменной конверсии сырья в плазмохимическом модуле с дуговым плазмотроном, снабженным полым катодом, основанному на взаимодействии потока сырья с пароводяной плазмой с получением синтез-газа, с осуществлением вспомогательных стадий - рекуперации тепла, производства электроэнергии, очистки и компрессии синтез-газа.

Изобретение относится к каталитической системе, подходящей для проведения частичного каталитического окисления при малой продолжительности контакта, для получения синтез-газа и, возможно, водорода.

Изобретение относится к области переработки и утилизации углеводородного сырья на основе метана в синтез-газ (смесь H2 и CO). В способе исходную смесь топлива и воздуха поочередно подают в два синхронизированных конверсионных блока, заполненных инертной пористой средой, где формируется и распространяется волна горения.

Изобретение относится к пористому металлорганическому скелетному материалу. Материал содержит по меньшей мере одно по меньшей мере двухкоординационное органическое соединение, координационно соединенное по меньшей мере с одним ионом металла и являющееся производным 2,5-фурандикарбоновой или 2,5-тиофендикарбоновой кислоты.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении водорода из углеводородов. Способ получения водорода по технологии двухстадийного окисления углеводородного сырья включает первую стадию - парциальное окисление углеводородов при недостатке окислителя, на которой происходит смешение сырья с кислородом и сжиганием его в камере сгорания проточного охлаждаемого высокотемпературного реактора при высокой температуре (до 3000°C) и на высоких скоростях с получением парогазовой смеси, содержащей водород, моно- и двуокись углерода, воду и побочные продукты реакции горения, затем полученную смесь увлажняют и одновременно охлаждают до температуры от 300 до 700°C путем впрыскивания и распыления воды в газовый поток, и очистка смеси пропусканием ее через фильтры; и вторую стадию - паровое каталитическое окисление монооксида углерода, на которой конверсию монооксида углерода проводят последовательно в два этапа на соответствующих конверторах: первом, предназначенном для среднетемпературной конверсии монооксида углерода при температурах 300-700°C на соответствующем среднетемпературном катализаторе, с последующим дополнительным увлажнением, а затем на втором, предназначенном для низкотемпературной паровой конверсии монооксида углерода при температурах от 200 до 300°C на соответствующем низкотемпературном катализаторе.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа из углеводородного сырья. Способ включает последовательное пропускание углеводородного сырья через радиационную печь, устройство теплообменного риформинга и устройство автотермического риформинга, при этом газ, выходящий из устройства автотермического риформинга, используют в качестве источника тепла для реакций риформинга, протекающих в устройстве теплообменного риформинга, а в устройство теплообменного риформинга подают охлаждающую среду.

Изобретение относится к катализатору парциального окисления метана, который представляет собой никель-алюминиевую шпинель. Данная шпинель имеет общую химическую формулу (Ni1-x(М2O3)x)y·γ-Аl2O3, где М - Сr, Мn или Fe, 0,01≤x≤0,99, 0,01≤y≤1.

Изобретение относится к способу получения водорода из сырьевого материала, содержащего углерод, и водяного пара. Способ включает газификацию сырьевого материала газовым потоком, включающим диоксид углерода при высокой температуре и кислород, для получения первого газового потока, содержащего молекулы монооксида углерода и молекулы молекулярного водорода, окисление первого газового потока носителями кислорода в окисленном состоянии и потоком кислорода для получения второго газового потока при высокой температуре, включающего диоксид углерода, носителей кислорода в восстановленном состоянии, и избытка тепловой энергии, активацию носителей кислорода в восстановленном состоянии газовым потоком активации, включающим водяной пар при высокой температуре, для получения носителей кислорода в окисленном состоянии, третьего газового потока, включающего водород, и избытка тепловой энергии.

Изобретение относится к устройству для извлечения трития путем изотопного обмена из таких вещей, как, например, перчатки, бумага и других подобных объектов, называемых «мягкими бытовыми отходами», имеющихся в лабораториях и заводах, обрабатывающих загрязненные тритием материалы.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Установка синтеза химического продукта, в частности аммиака, включает секцию (10) синтеза высокого давления для проведения реакции и секцию (50) рекуперации энергии, содержащую теплообменник (17), выполненный с возможностью теплообмена между частью (16) жидкого продукта, полученного в секции (10) синтеза, и потоком (18) источника сбросного тепла с получением расширяемого потока (20) в паровом или сверхкритическом состоянии, детандер (13) для выработки механической энергии за счёт расширения этого потока, конденсатор (22) для конденсации потока из детандера (13). Техническим результатом является рекуперация тепла потока синтез-газа, выходящего из установки низкотемпературной конверсии. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов, содержащему оксид никеля и оксид магния, нанесенные на пористый никель при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид никеля - 3,5-5,1, оксид магния - 8,6-10,4, металлический пористый никель - остальное. Изобретение также относится к способу приготовления катализатора, включающему пропитку пористого никелевого носителя в виде ленты толщиной не менее 0,1 мм раствором азотнокислого магния с последующими стадиями сушки и прокаливания в токе водорода, пропитку смесью растворов азотнокислых солей магния и никеля с последующей сушкой и прокаливанием в токе азота. Также изобретение относится к способу получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов при температуре 600-900°C в присутствии описанного выше катализатора. Технический результат заключается в создании устойчивого к зауглероживанию, стабильного по активности и высокотеплопроводного катализатора для получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода. Устройство для получения атомарного водорода содержит реактор 1, работающий на разложении воды твердым реагентом, анод 3, катод 4 и магистрали 8 с арматурой для ввода исходного сырья в реактор 1 и вывода из него водорода и продуктов реакции. В качестве твердого реагента выбран нанодисперсный углерод, размещенный на поверхности анода 3 в воде между анодом 3 и катодом 4. На магистрали вывода водорода из реактора 1 установлены приемник водорода, электромагнит 10 с блоком управления магнитной индукцией 11 и аккумулятор водорода 12 с углеродными нанотрубками. Кроме того, устройство содержит регулятор 6 подводимой к реактору 1 электрической мощности в зависимости от температуры нанодисперсного углерода 5 в прианодном пространстве и заданного программой темпа получения водорода. Изобретение позволяет радикально увеличить срок хранения атомарного водорода для последующего использования в технологических процессах. 1 ил.

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. Предложена композитная мембрана для выделения водорода из газовых смесей на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом с защитно-каталитическим покрытием на поверхности мембраны из палладия или сплавов палладия, при этом в качестве материала мембраны выбран материал с растворимостью водорода такой же, как у материала покрытия, либо отличающейся не более чем на 15%. При этом материал мембраны может быть выполнен из сплава V-18.8Pd, а защитно-каталитическое покрытие на поверхности мембраны будет при этом выполнено из чистого палладия, или материал мембраны может быть выполнен из сплава V-19Ni, а защитно-каталитическое покрытие на поверхности мембраны будет при этом выполнено из чистого палладия. Технический результат - увеличение термической стабильности работы покрытия. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ. Вторая стадия состоит из первой проточной ступени синтеза метанола, в которой используют третью смесь, хотя бы одно теплообменное устройство, хотя бы один реактор синтеза метанола, метанольный сепаратор, подают третью смесь в реактор синтеза метанола, проводят в реакторе синтеза метанола реакцию образования метанола с использованием катализатора, выводят из реактора синтеза метанола метанолсодержащую смесь, отводят из нее тепло, подают ее в метанольный сепаратор, из метанольного сепаратора выводят смесь сконденсированного метанола-сырца и смесь отходящих газов; и осуществляют охлаждение третьей смеси при ее подаче с первой стадии на вторую. При этом на первой стадии дополнительно осуществляют нагрев первой смеси, а в качестве риформера используют реактор автотермического риформинга, на второй стадии дополнительно используют хотя бы одну дополнительную проточную ступень синтеза метанола, в которой синтез метанола проводят аналогично синтезу метанола в первой проточной ступени синтеза метанола, причем в реактор синтеза метанола подают смесь отходящих газов с предыдущей ступени, кроме того, при подаче третьей смеси с первой стадии на вторую дополнительно используют водяной сепаратор, осуществляют конденсацию воды, выделение воды из третьей смеси в водяном сепараторе, третью смесь дополнительно пропускают через блок сероочистки с твердым адсорбентом. Также изобретение относится к комплексу для осуществления предлагаемого способа. Предлагаемое изобретение позволяет при использовании простой и экономичной технологии получить метанол-сырец с концентрацией не ниже 90%. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области химии и водородной энергетики и может быть использовано в энергетике и транспортном машиностроении. Способ получения и хранения атомарного водорода включает электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током, воздействие на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускание атомарного водорода через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки. Изобретение позволяет увеличить срок хранения атомарного водорода, а также повысить топливную эффективность и экологичность получения и хранения водорода. 1 ил.

Изобретение относится к способу получения метанола. Способ включает получение кислорода на установке разделения воздуха с воздушными компрессорами, приводимыми в действие газовой турбиной, нагревание потока углеводородного сырья с использованием отработанного в газовой турбине газа, экзотермическое взаимодействие первой части потока нагретого углеводородного сырья с паром или газообразным окислителем, включающим молекулярный кислород, с получением сингаза с экзотермическим выделением тепла, эндотермический риформинг второй части потока углеводородного сырья паром над катализатором в риформинг-установке с теплообменником с получением сингаза эндотермического риформинга, причем часть тепла, использованного при получении сингаза эндотермического риформинга, образуется при извлечении экзотермического тепла от образовавшегося сингаза и образовавшегося сингаза эндотермического риформинга, объединение образовавшегося с экзотермическим выделением тепла сингаза и образовавшегося сингаза эндотермического риформинга с получением потока объединенного сингаза, получение пара в котле, использующем тепло отходящего газа, охлаждением потока объединенного сингаза, отделение воды от охлажденного объединенного сингаза с получением сырья для установки по производству метанола, после отделения воды подачу охлажденного объединенного сингаза в установку по производству метанола и объединение горючего потока, выходящего из установки по производству метанола, с метановым топливом в газовой турбине. Изобретение обеспечивает эффективное получение метанола. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу производства аммиака. Способ включает осуществление экзотермической реакции первой части потока углеводородного сырья с газообразным окислителем, содержащим молекулярный кислород, для образования синтез-газа, осуществление эндотермического реформинга второй части потока углеводородного сырья паром на катализаторе в реакторе-теплообменнике для образования синтез-газа, объединение образующихся продуктов с получением объединенного потока синтез-газа, охлаждение объединенного потока с получением пара в утилизационном паровом котле, осуществление каталитической реакции объединенного потока в реакторе каталитического сдвига монооксида углерода для производства потока, содержащего дополнительное количество Н2 и CO2, охлаждение полученного потока для получения пара, удаление CO2 из потока с получением потока, обедненного CO2, удаление потока, по существу, чистого Н2 высокого давления из потока, обедненного CO2, используя многослойные системы адсорбции со сдвигом давления, и объединение потока, по существу, чистого Н2 высокого давления с потоком, по существу, чистого N2 высокого давления для производства аммиака, при этом аммиак производят независимо от продувки контура. Изобретение обеспечивает эффективное получение аммиака. 4 з.п. ф-лы, 17 ил.
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения водорода. Сплав для получения водорода на основе алюминия и добавки, разрушающей окисную пленку алюминия при взаимодействии с водой, содержит в качестве добавки лантан при следующем соотношении компонентов: лантан- 1,5÷3,0 мас.%, алюминий - остальное. Изобретение позволяет получить сплав, характеризующийся простым составом наряду с высокой полнотой газовыделения. 3 пр.

Изобретение относится к способу получения водорода, водород-метановой смеси, синтез-газа, содержащего в основном H2 и CO, для производства водорода, спиртов, аммиака, диметилового эфира, этилена, для процессов Фишера-Тропша и может быть использовано в химической промышленности для переработки углеводородных газов, а также в технологиях применения водород-метановой смеси. Способ конверсии метана с получением водородсодержащего газа, в котором в качестве источника сырья используют метансодержащий газ, проводят его адиабатическое окисление в каталитической реакции парциального окисления водяным паром и кислородсодержащим газом, перед смешением с метансодержащим газом и кислородсодержащим газом проводят электрический перегрев водяного пара до температуры 750-950°С. Получение водяного пара производят в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от продуктов парциального окисления метансодержащего газа к конденсату, образующемуся при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа. Изобретение позволяет повысить эффективность конверсии метана и других низжих алканов и термодинамическую эффективность способа, снизить металлоемкость, а также уменьшить содержание балластных газов (азот, аргон) в продуцируемом газе. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх