Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы



Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы
Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы

 


Владельцы патента RU 2606508:

УХАНЬ КАЙДИ ИНДЖИНИРИНГ ТЕКНОЛОДЖИ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ КО., ЛТД. (CN)

Изобретение относится к способу получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы. В способе осуществляют стадии: 1) смешивание сырого синтез-газа, полученного в газификаторе биомассы, с насыщенным водородом газом, где объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7 и 2,1; 2) подачу газообразной смеси, полученной на стадии 1), на установку дегидратации для удаления влаги, углекислого газа и других вредных примесей, содержащихся в газе, получение синтез-газа, удовлетворяющего требованиям реакции синтеза Фишера-Тропша; 3) реагирование синтез-газа, полученного на стадии 2) в реакторе синтеза Фишера-Тропша, где синтез осуществляют в присутствии катализатора с целью производства жидкого углеводородного продукта при температуре от 150°C до 300°C и давлении от 2 до 4 МПа, осуществляют отведение воды, произведенной в синтезе, 4) возвращают от 70 об.% до 95 об.% отработанных газов, произведенных на стадии 3), на стадию 3) для смешивания с синтез-газом и подачу газовой смеси в реактор синтеза Фишера-Тропша. Технический результат – уменьшение количества углекислого газа по сравнению с известными способами. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил., 7 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к способу получения жидких углеводородных продуктов из синтез-газа биомассы, а более конкретно к улучшенному способу синтеза Фишера-Тропша для получения жидких углеводородных продуктов из синтез-газа биомассы, который относится к области приготовления жидких углеводородных продуктов с использованием синтеза Фишера-Тропша.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Синтез Фишера-Тропша является процессом преобразования горючих ископаемых, таких как уголь и природный газ, или возобновляемых источников энергии, таких как биомасса, в синтез-газ, после чего производят жидкие углеводородные продукты с использованием синтез-газа в присутствии катализатора. Процесс играет важную роль в снижении зависимости от энергии нефти и производства химических веществ.

[0003] В установке для синтеза Фишера-Тропша сырой синтез-газ сначала подвергают риформингу посредством реакции конверсии водяного газа, а затем углекислый газ удаляют из сырого синтез-газа.

[0004] Китайская заявка на патент № CN 1354779 A и CN 1761734 A обе раскрывают способ синтеза Фишера-Тропша производства жидких углеводородов, однако в данном случае сырой синтез-газ имеет низкое отношение водорода к углероду.

[0005] Китайская заявка на патент CN 200610140020.4 раскрывает двухстадийный способ синтеза Фишера-Тропша. Углекислый газ в отработанных газах сначала удаляют с помощью способа щелочной промывки. Обработанные отработанные газы смешивают с сырым газом, подвергают риформингу посредством реакции конверсии водяного газа, обезуглероживают и транспортируют к установке синтеза Фишера-Тропша.

[0006] Китайская заявка на патент № CN 200310108146.X раскрывает двухстадийный способ синтеза Фишера-Тропша. Инертный газ, произведенный в первичной установке синтеза Фишера-Тропша, накапливается во вторичной установке синтеза Фишера-Тропша, так что выход отработанных газов из вторичной установки синтеза Фишера-Тропша должен быть увеличен, тем самым снижается экономическая эффективность всей системы. Кроме того, сырой синтез-газ имеет низкое отношение водорода к углероду.

[0007] Китайская заявка на патент № CN 101979468 A раскрывает то, что отработанные газы сначала обрабатывают с помощью установки риформинга углекислого газа. Насыщенные метаном неконденсируемые отработанные газы смешиваются и вступают в реакцию с углекислым газом с образованием синтез-газа. Синтез-газ транспортируется обратно и смешивается с необработанным газом, подвергается риформингу посредством реакции конверсии водяного газа для регулирования отношения водорода к углероду, а затем углекислый газ удаляется.

[0008] В общем, процедура риформинга является общепринятой стадией в способе синтеза Фишера-Тропша. Если объем обработки в процедуре риформинга может быть снижен, экономическая эффективность системы будет увеличиваться, а выбросы углекислого газа будут значительно сокращены. Кроме того, биомасса имеет низкую энергетическую плотность и ограниченный диапазон по сбору. Процедура риформинга приводит к потере углерода, который ограничивает производственную мощность установок по производству топлива из биомассы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] С учетом приведенных выше проблем, одна задача изобретения - предоставить способ приготовления жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы, который отличается высокой эффективностью, простотой и низкой себестоимостью. Способ не предполагает реакцию конверсии водяного газа, поэтому он имеет упрощенный процесс, и выбросы углекислого газа значительно снижаются.

[0010] Для достижения вышеуказанной задачи, в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, предложен способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы, причем способ содержит:

[0011] 1) смешивание сырого синтез-газа из газификатора биомассы и газа, насыщенного (обогащенного) водородом, с целью производства смешанного газа, в котором объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7 и 2,1;

[0012] 2) дегидратацию и обезуглероживание (декарбонизация) смешанного газа для удаления влаги, углекислого газа и примесей с целью производства синтез-газа высокого качества;

[0013] 3) подачу синтез-газа высокого качества на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят из установки синтеза Фишера-Тропша; и

[0014] 4) возвращение 70-95% об. отработанных газов из установки синтеза Фишера-Тропша на стадию 3) для смешивания с синтез-газом высокого качества и подачу конечного смешанного газа на установку синтеза Фишера-Тропша.

[0015] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 1) насыщенный водородом газ содержит 60-99% об. водорода.

[0016] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение Н2/СО между 1,8 и 3,0 и содержит 50-99% об. эффективных компонентов H2+CO.

[0017] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение Н2/СО между 2 и 2,5 и содержит 80-99% об. эффективных компонентов H2+CO.

[0018] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 1) объемное соотношение обогащенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7:1 и 1,34:1, и обогащенный водородом газ содержит 70-99% об. водорода.

[0019] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 1) объемное соотношение обогащенного водородом газа к необработанному синтез-газу находится между 0,96:1 и 1,1:1, и обогащенный водородом газ содержит 80-90% об. водорода.

[0020] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша находится между 180 и 230°С, а давление реакции находится между 2 и 2,5 МПа (А).

[0021] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 3) часть отработанных газов используют для сжигания с целью производства электроэнергии или с целью обеспечения нагревания.

[0022] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 1) объемное отношение обогащенного водородом газа к сырому синтез-газу составляет 0,96:1, и обогащенный водородом газ содержит 90% об. водорода; на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 200°С и давление реакции составляет 2,5 МПа (А); синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,15, и содержит 90% об. эффективных компонентов H2+CO.

[0023] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 1) объемное соотношение обогащенного водородом газа к сырому синтез-газу составляет 1,1:1 и обогащенный водородом газ содержит 80% об. водорода; на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 190°С и давление реакции составляет 2,2 МПа (А); сырой синтез-газ имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,2, и содержит 84% об. эффективных компонентов Н2+СО.

[0024] Преимущества в соответствии с вариантами осуществления изобретения заключаются в следующем:

[0025] 1. Изобретение использует богатый водородом газ, чтобы улучшить низкое соотношение водород/углерод синтез-газа биомассы, при этом нет необходимости использования реакции конверсии водяного газа. Углекислый газ удаляют из конечного смешанного газа, тем самым получая синтез-газ высокого качества. Таким образом, эффективность биомассы по углероду улучшается, а эффективность производства системы повышается.

[0026] 2. Производственный процесс упрощается, тем самым экономя капиталовложения и потребление энергии.

[0027] 3. Отработанные газы используются для сжигания с целью производства электроэнергии или обеспечения нагрева, что обеспечивает высокую эффективность использования ресурсов биомассы и сокращает выбросы CO2.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0028] Фиг. 1 является блок-схемой операций способа приготовления жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0029] Фиг. 1 является блок-схемой операций способа приготовления жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы.

[0030] Способ приготовления жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы содержит:

[0031] 1) смешивание сырого синтез-газа из газификатора биомассы и богатого водородом газа с целью производства смешанного газа, где объемное отношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7 и 2,1, предпочтительно между 1,1 и 1,7;

[0032] 2) дегидратацию и обезуглероживание смешанного газа для удаления влаги, углекислого газа и примесей с целью производства синтез-газа высокого качества;

[0033] 3) подачу синтез-газа высокого качества на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша; и

[0034] 4) возвращение 70-95% об. отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на стадию 3) для смешивания с сырым синтез-газом и подачу конечного смешанного газа на установку синтеза Фишера-Тропша.

[0035] На стадии 1) обогащенный водородом газ содержит 60-99% об. водорода, предпочтительно, 77-84% об.

[0036] На стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение Н2/СО между 1,8 и 3,0 и содержит 50-99% об. эффективных компонентов Н2+СО.

[0037] Предпочтительно, когда на стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение Н2/СО между 2 и 2,5 и содержит 80-99% об. эффективных компонентов Н2+СО.

[0038] Температура реакции синтеза Фишера-Тропша находится между 150 и 300°С и давление реакции находится между 2 и 4 МПа (А). Катализатор является катализатором на основе Fe или на основе Со и реактор является реактором с неподвижным слоем, с псевдоожиженным слоем, с циркулирующим псевдоожиженным слоем или с трехфазным псевдоожиженным слоем.

[0039] На стадии 3) часть отработанных газов используется для сжигания с целью производства электроэнергии или с целью обеспечения нагревания. Тепловая энергия или произведенная электроэнергия направляется в локальные зоны или прилегающие зоны, чтобы обеспечить питание привода для турбин внутреннего сгорания или паровых турбин.

[0040] Обогащенный водородом газ - газ с заводов по производству удобрений, нефтехимических заводов, водно-электролитных установок или с других установок по производству водорода.

[0041] На стадии 1) объемное соотношение водород/окись углерода сырого синтез-газа составляет 0,1-2. Если в газификаторе отсутствует влага, объемное соотношение во многих случаях составляет 0,1-1.

[0042] На стадии 2) примеси содержат сульфиды, оксинитриды, соединения металлов или другие соединения, которые могут дезактивировать или понизить активность катализаторов.

[0043] Рециркулируемые отработанные газы представляют собой смесь, содержащую синтез-газ, инертный газ и углеводороды, которые отводят с установки синтеза Фишера-Тропша, и возвращают на синтез Фишера-Тропша посредством оборудования с наддувом.

[0044] Жидкий углеводородный продукт на стадии 3) содержит нафту, дизельное топливо, парафин Фишера-Тропша, который может быть дополнительно обработан с целью синтеза дизельного топлива, авиационного керосина, этилена, пропилена.

Пример 1

[0045] Газификатор биомассы производит сырой синтез-газ с производительностью 4000 нм3/ч. Компоненты сырого синтез-газа приведены в Таблице 1. Объемное соотношение водород/окись углерода составляет 0,39.

[0046] Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:

[0047] 1) Объемное отношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 1,7:1, и обогащенный водородом газ содержит 60% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0048] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 180°С.

[0049] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,0 МПа (А).

[0050] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0051] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,5, и содержит 65% об. эффективных компонентов Н2+СО;

78% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0052] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 805 кг в час;

[0053] 3) Углекислый газ в количестве 2,3 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 77% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 2

[0054] Применяемый сырой синтез-газ является таким же, как в Примере 1. Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:

[0055] 1) Объемное отношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 1,34:1 и обогащенный водородом газ содержит 70% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0056] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 220°С.

[0057] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 3,5 МПа (А).

[0058] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0059] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,3, и содержит 77% об. эффективных компонентов Н2+СО;

82% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0060] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 844 кг в час;

[0061] 3) Углекислый газ в количестве 2,2 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 80% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 3

[0062] 1) Объемное отношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 1,1:1, и обогащенный водородом газ содержит 8 0% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0063] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 190°С.

[0064] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,2 МПа (А).

[0065] На основании приведенных выше заданных условий реакции, основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0066] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,2, и содержит 8 4% об. эффективных компонентов Н2+СО;

87% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0067] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 880 кг в час.

[0068] 3) Углекислый газ в количестве 2,14 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 79% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 4

[0069] 1) Объемное соотношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 0,96:1, и обогащенный водородом газ содержит 90% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0070] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 200°С.

[0071] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,5 МПа (А).

[0072] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0073] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2,15, и содержит 90% об. эффективных компонентов Н2+СО.

90% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0074] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 914 кг в час.

[0075] 3) Углекислый газ в количестве 2,06 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 79% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 5

[0076] 1) Объемное соотношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 0,9:1, и обогащенный водородом газ содержит 99% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0077] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 230°С.

[0078] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 3,0 МПа (А).

[0079] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0080] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 2, и содержит 94% об. эффективных компонентов Н2+СО;

93% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша;

[0081] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 94 6 кг в час;

[0082] 3) Углекислый газ в количестве 1,99 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 80% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 6

[0083] 1) Объемное соотношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 0,7:1, и обогащенный водородом газ содержит 99% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0084] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 250°С.

[0085] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 3, 2 МПа (А).

[0086] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа формулируют следующим образом:

[0087] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 1,8, и содержит 96% об. эффективных компонентов Н2+СО;

95% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0088] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 963 кг в час.

[0089] 3) Углекислый газ в количестве 1,9 тонн подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 82% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

Пример 7

[0090] 1) Объемное соотношение богатого водородом газа к сырому синтез-газу составляет 2,1:1, и обогащенный водородом газ содержит 60% об. водорода.

Сырой синтез-газ подвергают дегидратации вплоть до 0% посредством установки для дегидратации.

Также, сырой газ синтез-газ подвергают обезуглероживанию в установке обезуглероживания, причем эффективность удаления достигает 99% после того, как синтез-газ был обработан в установке обезуглероживания.

[0091] 2) Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 190°С.

[0092] 3) Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,3 МПа (А).

[0093] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и параметры работы способа резюмируют следующим образом:

[0094] 1) Синтез-газ высокого качества для синтеза Фишера-Тропша имеет объемное соотношение Н2/СО, равное 3,0, и содержит 66% об. эффективных компонентов Н2+СО;

75% отработанных газов с реакции Фишера-Тропша используют в качестве рециркулируемого газа и возвращают в реактор для синтеза Фишера-Тропша.

[0095] 2) Производительность жидкого углеводорода составляет 780 кг в час.

[0096] 3) Углекислый газ в количестве 2,4 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 84% по сравнению с обычными способами, внедряющими реакцию конверсии водяного газа при тех же рабочих условиях.

1. Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа биомассы, включающий:

1) смешивание сырого синтез-газа из газификатора биомассы и насыщенного водородом газа с целью производства смешанного газа, в котором объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7 и 2,1;

2) дегидратацию и обезуглероживание смешанного газа для удаления влаги, углекислого газа и примесей с целью производства синтез-газа высокого качества;

3) подачу синтез-газа высокого качества на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300˚С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша; и

4) возвращение 70-95 об.% отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на стадию 3) для смешивания с синтез-газом высокого качества и подачу конечного смешанного газа на установку синтеза Фишера-Тропша.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 1) насыщенный водородом газ содержит 60-99 об.% водорода.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение H2/CO между 1,8 и 3,0 и содержит 50-99 об.% эффективных компонентов H2+CO.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 3) синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение H2/CO между 2 и 2,5 и содержит 80-99 об.% эффективных компонентов H2+CO.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 1) объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,7:1 и 1,34:1, и насыщенный водородом газ содержит 70-99 об.% водорода.

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 1) объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу находится между 0,96:1 и 1,1:1, и насыщенный водородом газ содержит 80-90 об.% водорода.

7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша находится между 180 и 230˚С, а давление реакции находится между 2 и 2,5 МПа (А).

8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 3) часть отработанных газов используется для сжигания с целью производства электроэнергии или обеспечения нагревания.

9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 1) объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу составляет 0,96:1, и насыщенный водородом газ содержит 90 об.% водорода; на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 200˚C и давление реакции составляет 2,5 МПа (А); синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение H2/CO, равное 2,15, и содержит 90 об.% эффективных компонентов H2+CO.

10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 1) объемное отношение насыщенного водородом газа к сырому синтез-газу составляет 1,1:1, и насыщенный водородом газ содержит 80 об.% водорода; на стадии 3) температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 190˚С и давление реакции составляет 2,2 МПа (А); синтез-газ высокого качества имеет объемное соотношение H2/CO, равное 2,2, и содержит 84 об.% эффективных компонентов H2+CO.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения предшественника катализатора. Способ включает приведение в контакт материала подложки катализатора с предшественником модифицирующего компонента в жидкой среде для пропитки, необязательно прокаливание содержащего модифицирующий компонент материала подложки катализатора при температуре выше 100°С с получением модифицированной подложки катализатора и введение соединения предшественника кобальта (Со) в качестве активного компонента катализатора на и/или в (i) материал подложки катализатора перед приведением в контакт материала подложки катализатора с предшественником модифицирующего компонента, (ii) содержащий модифицирующий компонент материал подложки катализатора и/или (iii) модифицированную подложку катализатора, посредством чего получают предшественник катализатора.

Изобретение относится к способу и установке для получения жидкого топлива из углеводородного газа. Заявлен способ получения жидкого топлива из углеводородного газа и выработки энергии, в котором осуществляют риформинг углеводородного газа для получения газа риформинга путем реакции парового риформинга углеводородного газа; осуществляют синтез бензина, диметилового эфира или дизельного топлива из газа риформинга через метанол; извлекают тепло термической энергии газа риформинга для получения насыщенного водяного пара, имеющего температуру не более 180°C, до использования указанного газа риформинга на стадии синтеза; осуществляют перегревание указанного насыщенного водяного пара с использованием теплового источника, имеющего температуру по меньшей мере 200°C, образовавшегося в указанном способе, чтобы получить перегретый водяной пар; и осуществляют выработку энергии с использованием указанного перегретого водяного пара, причем в качестве теплового источника для перегревания на стадии перегревания используют водяной пар, образовавшийся за счет экзотермической реакции на стадии синтеза.

Изобретение относится к предшественникам катализаторов Фишера-Тропша, содержащим носитель и кобальт на данном носителе, к катализаторам Фишера-Тропша, способу получения предшественников катализаторов и к применению карбоновой кислоты в указанном способе.

Настоящее изобретение относится к способу переработки тяжелой нефти или битума с получением синтетических углеводородных продуктов, включающему: (а) обеспечение источника исходного сырья, содержащего тяжелую нефть или битум, (б) обработку указанного исходного сырья с образованием одной или большего количества перегнанных фракций и неперегоняемой низшей фракции, (в) подачу указанной низшей фракции в контур получения сингаза для получения потока сингаза, обедненного водородом, за счет реакции некаталитического частичного окисления, при этом в упомянутом потоке сингаза, обедненного водородом, отношение Н2:СО составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 1:1, и взаимодействие указанного сингаза в реакторе Фишера-Тропша с синтезированием углеводородных продуктов, (г) добавление внешнего источника водорода к указанному обедненному водородом сингазу для оптимизации синтеза упомянутых синтетических углеводородных продуктов, по меньшей мере один из которых представляет собой синтетическое нефтяное сырье (варианты) и к способу переработки неперегнанной низшей фракции битума или тяжелой нефти с получением синтетических углеводородных продуктов.

Изобретение относится к системе и способу производства бензина из природного газа через метанол. Система для производства бензина из природного газа через метанол содержит: устройство парового риформинга, предназначенное для парового риформинга природного газа с использованием воды для производства риформированного газа; устройство получения метанола, предназначенное для получения метанола-сырца из риформированного газа, полученного с помощью устройства парового риформинга; дистилляционную колонну для дистилляции метанола-сырца, полученного с помощью устройства получения метанола; устройство получения бензина, предназначенное для получения бензина и воды из метанола, очищенного с помощью дистилляционной колонны; трубопроводную линию, предназначенную для подачи воды, полученной в устройстве получения бензина, в устройство парового риформинга с целью ее использования для парового риформинга природного газа; линию возврата водяного пара, предназначенную для возврата воды, в которую сконденсирована часть риформированного газа, в устройство парового риформинга для использования в качестве водяного пара в процессе парового риформинга; и линию отвода дистиллированной воды, предназначенную для подачи дистиллированной воды, отделенной с помощью дистилляционной колонны, в устройство парового риформинга для использования в процессе парового риформинга.

Настоящее изобретение относится к каталитической композиции для производства спиртов синтезом Фишера-Тропша, включающей кобальт (Со) и молибден (Мо) на подложке активированного угля (С), причем относительные молярные соотношения элементов, входящих в состав указанной композиции, представлены формулой: CoaMobMcC, причем М представляет собой один или несколько элементов, выбранных из группы, состоящей из щелочных металлов и щелочно-земельных металлов; а равен 1Е-3 - 0,3; b равен 1Е-3 - 0,9; с равен 0 - 1Е-2.

Изобретение относится к улучшению в производстве жидких топлив из твердого сырья. Способ производства топлива из углеродистого сырьевого материала включает: (A) получение ископаемого углеводородного топливного исходного сырья, выбранного из группы, включающей природный газ, метан, нафту, жидкие нефтяные газы (LPG), (B) формирование из указанного углеводородного топливного исходного сырья потока газообразного продукта, включающего водород и моноксид углерода в мольном соотношении Н2:СО по меньшей мере в 2,0:1, (C) добавление потока газообразного продукта, сформированного на стадии (В), к потоку синтез-газа, содержащему водород и СО, который получают из углеродистого сырьевого материала, выбранного из биомассы, угля, кокса или битума путем газификации в достаточном количестве для образования смешанного потока синтез-газа, имеющего мольное соотношение Н2:СО, большее, чем у указанного потока синтез-газа, полученного из углеродистого сырьевого материала, (D) превращение указанного смешанного потока синтез-газа с образованием топлива-продукта и извлечения из указанного превращения потока побочных продуктов, включающего один или более из водорода, СО, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атома кислорода, и включает стадию (E), где поток побочных продуктов делят-осуществляют реакцию до менее 100% указанного потока побочных продуктов в образовании указанного газообразного потока продукта на стадии (В) и также до менее 100% потока побочных продуктов, полученного на стадии (D), подают на стадию (В) и сжигают для производства тепла, которое потребляется в формировании указанного газообразного потока продукта на стадии (В), при этом далее способ включает испарение сырьевого потока воды при помощи тепла, полученного путем превращения указанного смешанного потока синтез-газа на стадии (D), с получением пара, введение этого потока пара в реакцию с углеводородным сырьем на основе ископаемого топлива на стадии (В) и в газификацию углеродистого сырьевого материала.

Изобретение относится к способу синтеза Фишера-Тропша. Способ синтеза Фишера-Тропша и рециркулирования отработанных газов из этого синтеза содержит:1) транспортировку произведенного газификацией биомассы сырого синтез-газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша, 2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об., 3) подачу отработанных газов со стадии 2) на второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об., 4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша, и 5) подачу метана на стадии 3) на установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа для регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа.

Изобретение относится к химической, нефтехимической и энергетической промышленности и может быть использовано для проведения каталитических процессов со значительными тепловыми эффектами при частичном превращении углеводородов.

Изобретение относится к химической промышленности и используется для исследования химического процесса получения синтетической нефти. Установка для исследования процесса получения синтетической нефти, включающая в себя реактор, загруженный катализатором, накопительную емкость, средства контроля температуры и давления, запорно-регулирующую арматуру, отличается тем, что она дополнительно содержит ресивер, конденсатор-сепаратор, регистрирующие индикаторные устройства для измерения расхода газообразных потоков и отходящего газа, индикаторное устройство для измерения уровня жидкости, при этом на линии подачи газообразных потоков установлены последовательно регистрирующее индикаторное устройство для измерения расхода газообразных потоков, ресивер, каталитический реактор, выход которого соединен с последовательно установленными конденсатором-сепаратором и накопительной емкостью, причем каталитический реактор выполнен с возможностью электроподогрева слоя катализатора и имеет систему внешнего водяного охлаждения, состоящую из последовательно установленных водяного холодильника, сборника парового конденсата, дозирующего насоса и водонагревателя, при этом средства контроля температуры выполнены в виде индикаторного регистрирующего регулирующего устройства, установленного в водонагревателе, первого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в каталитическом реакторе, второго индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в водяном холодильнике, третьего индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в конденсаторе-сепараторе, четвертого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в накопительной емкости, средства контроля давления выполнены в виде первого индикаторного устройства для измерения давления, установленного перед водяным холодильником, и второго индикаторного устройства для измерения давления, установленного в конденсаторе-сепараторе, запорно-регулирующая арматура выполнена в виде регулирующего клапана, установленного на трубопроводе подачи газообразных потоков и связанного с регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода газообразных потоков, первого регулирующего вентиля, установленного между первым индикаторным устройство для измерения давления и водяным холодильником, второго регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в водяной холодильник, третьего регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе отвода отходящего газа из конденсатора-сепаратора между конденсатором-сепаратором и регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода отходящего газа, четвертого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в конденсатор-сепаратор, пятого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи синтетической нефти потребителю и связанного с индикаторным устройством для измерения уровня жидкости.

Изобретение относится к способу получения предшественника катализатора. Способ включает приведение в контакт материала подложки катализатора с предшественником модифицирующего компонента в жидкой среде для пропитки, необязательно прокаливание содержащего модифицирующий компонент материала подложки катализатора при температуре выше 100°С с получением модифицированной подложки катализатора и введение соединения предшественника кобальта (Со) в качестве активного компонента катализатора на и/или в (i) материал подложки катализатора перед приведением в контакт материала подложки катализатора с предшественником модифицирующего компонента, (ii) содержащий модифицирующий компонент материал подложки катализатора и/или (iii) модифицированную подложку катализатора, посредством чего получают предшественник катализатора.
Изобретение относится к способу приготовления предшественника кобальтсодержащего катализатора синтеза углеводородов, который включает прокаливание загруженного катализатором носителя, представляющего собой носитель катализатора для нанесения на него соли кобальта, нанесение на носитель соли кобальта и последующее разложение соли кобальта и/или реакцию соли кобальта с кислородом; таким образом, что при прокаливании соль кобальта превращается в оксид кобальта, причем прокаливание включает нагревание носителя катализатора с нанесенной солью в интервале температур 90-220°С, с использованием одного или нескольких периодов быстрого нагревания в определенном интервале температур, причем нагревание носителя катализатора с нанесенной солью протекает со скоростью по меньшей мере 10°С/мин при скорости потока газа через носитель катализатора с нанесенной солью по меньшей мере 5 м3 н/кг соли кобальта/час; одного или нескольких периодов медленного нагревания в определенном интервале температур, причем нагревание носителя катализатора с нанесенной солью протекает со скоростью менее 6°С/мин для прокаливания соли кобальта и приготовления предшественника кобальтсодержащих катализаторов синтеза углеводородов.

Изобретение раскрывает способ получения предшественника кобальтсодержащего катализатора для синтеза углеводородов, где способ включает прокаливание нагруженной катализатором подложки, содержащей подложку катализатора с нанесенной солью кобальта, при этом прокаливание включает разложение соли кобальта и/или осуществление взаимодействия соли кобальта с кислородом, причем прокаливание превращает соль кобальта в оксид кобальта и прокаливание включает предоставление нагруженной катализатором подложки для тепловой обработки путем нагревания нагруженной катализатором подложки до температуры Т по меньшей мере 220°С при скорости нагревания ниже 10°С/минуту, и пропускание потока газа при объемной скорости по меньшей мере 19 м3 n/кг соли кобальта/час через нагруженную катализатором подложку в течение, по меньшей мере, части нагревания до температуры Т 220 ºС с получением таким образом предшественника кобальтсодержащего катализатора.

Изобретение относится к химической промышленности, в том числе нефтехимии и газохимии, и может быть использовано при приготовлении катализаторов для процесса получения углеводородов из СО и H2 по методу Фишера-Тропша.
Изобретение относится к способу приготовления предшественника катализатора, который включает приведение в контакт материала носителя катализатора с соединением вольфрама с получением вольфрамсодержащего материала носителя катализатора; прокаливание вольфрамсодержащего материала носителя катализатора при температуре выше 900°C с получением модифицированного носителя катализатора, в котором достаточное количество соединения вольфрама используют таким образом, что соединение вольфрама присутствует в массе и на поверхности материала носителя катализатора в количестве не больше чем 12 мас.% W в расчете на общую массу модифицированного носителя катализатора; и введение соединения предшественника активного компонента катализатора, выбранного из группы, состоящей из кобальта (Со), железа (Fe) и никеля (Ni) на поверхность и/или в массу модифицированного носителя катализатора с получением предшественника катализатора.

Изобретение предлагает систему и способ парогазовой конверсии. Способ парогазовой когенерации на основе газификации и метанирования биомассы включает: 1) газификацию биомассы путем смешивания кислорода и водяного пара, полученных из воздухоразделительной установки, с биомассой, транспортировку образующейся в результате смеси через сопло в газификатор, газификацию биомассы при температуре 1500-1800°С и давлении 1-3 МПа с получением неочищенного газифицированного газа и транспортировку перегретого пара, имеющего давление 5-6 МПа, полученного в результате целесообразной утилизации тепла, к паровой турбине; 2) конверсию и очистку: в соответствии с требованиями реакции метанирования корректировку отношения водород/углерод неочищенного газифицированного газа, образованного на стадии 1), до 3:1 с использованием реакции конверсии и извлечение при низкой температуре неочищенного газифицированного газа с использованием метанола для десульфуризации и декарбонизации, в результате чего получают очищенный сингаз; 3) проведение метанирования: введение очищенного сингаза стадии 2) в секцию метанирования, состоящую из секции первичного метанирования и секции вторичного метанирования, причем секция первичного метанирования содержит первый реактор первичного метанирования и второй реактор первичного метанирования, соединенные последовательно; предоставление возможности части технологического газа из второго реактора первичного метанирования вернуться к входу первого реактора первичного метанирования для смешивания со свежим подаваемым газом и далее возможности войти в первый реактор первичного метанирования, так что концентрация реагентов на входе первого реактора первичного метанирования уменьшается и температура слоя катализатора регулируется технологическим газом; введение сингаза после первичного метанирования в секцию вторичного метанирования, содержащую первый реактор вторичного метанирования и второй реактор вторичного метанирования, соединенные последовательно, где небольшое количество непрореагировавшего СО и большое количество CO2 превращается в CH4, и транспортировку перегретого пара промежуточного давления, образованного в секции метанирования, к паровой турбине; и 4) концентрирование метана: концентрирование метана синтетического природного газа, содержащего следовые количества азота и водяного пара, полученного на стадии 3), с помощью адсорбции при переменном давлении, так что молярная концентрация метана достигает 96% и теплотворная способность синтетического природного газа достигает 8256 ккал/Nм3.

Изобретение относится к способу синтеза углеводородов. Способ включает следующие стадии: (a) получение потока синтез-газа, обогащенного водородом, в генераторе синтез-газа, содержащем установку парового риформинга метана (SMR) и (или) установку автотермического риформинга (ATR), (b) каталитическое превращение указанного потока синтез-газа, обогащенного водородом, с получением указанных углеводородов, содержащих по меньшей мере нафту, (c) возврат по меньшей мере части указанной нафты в указанный генератор синтез-газа с получением улучшенного потока синтез-газа, обогащенного водородом, и (d) подача указанного улучшенного потока синтез-газа, обогащенного водородом, полученного на стадии (с), для превращения согласно стадии (b) для увеличения количества синтетического дизельного топлива в упомянутых углеводородах.

Изобретение относится к системе, включающей: систему получения заменителя природного газа (ЗПГ), включающую: газификатор для производства синтез-газа, радиационный охладитель синтез-газа (РОС) для охлаждения синтез-газа посредством передачи тепла от синтез-газа текучей среде в пути потока, где РОС имеет длину от приблизительно 21,3 м (70 футов) до приблизительно 30,5 м (100 футов), и устройство метанирования для производства ЗПГ из синтез-газа.

Изобретение относится к способу получения продукта из газообразного реагента в суспензии. Способ включает подачу газообразного реагента в качестве газообразного сырья или части газообразного сырья при приведенной скорости газа на входе по меньшей мере 0.5 м/с в сосуд, содержащий расширенный суспензионный слой твердых частиц катализатора, суспендированных в суспензионной жидкости, так что газообразный реагент может барботировать наверх через суспензионный слой, причем суспензионный слой содержит загрузку катализатора, составляющую по меньшей мере 20 об.% от откачанной суспензии, каталитическую реакцию газообразного реагента при давлении выше атмосферного по мере того, как пузырьки газообразного реагента барботируют наверх через суспензионный слой с образованием продукта, и отвод из сосуда продукта и непрореагировавшего газообразного реагента.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ ферментации газообразного субстрата.

Изобретение относится к способу получения и использования углеводородного топлива. Способ включает либо добычу СO2 из дымового газа объекта, сжигающего покупное углеводородное топливо, либо CO2 со стороны, либо добычу СО2 из воздуха, либо одновременное или частичное использование всех трех указанных источников СО2, и включающего добычу Н2 из воды способом ее электролиза с использованием электроэнергии ветровой энергетической установки (ВЭУ), с последующим соединением СО2 и Н2, реакция которых дает углеводородное топливо. При этом способ характеризуется тем, что ВЭУ выполняют с ветротурбиной (ветротурбинами), имеющей вертикальную ось вращения, и эта ВЭУ функционирует в единой технологической схеме на общей производственной площадке с объектом, сжигающим углеводородное топливо, а комплексная технология прототипа получения углеводородного топлива осуществляется внутри строительного объема опорной башни ВЭУ. Использование предлагаемого изобретения позволяет снизить шумовое, тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, а также получать углеводороды, используя компактную компоновку оборудования. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх