Водородная установка

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья. При этом на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором. Технический результат заключается в повышении выхода водорода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известен способ получения водорода из углеводородного газа [RU 2088518, опубл. 27.08.97 г., МПК C01B 3/32, C01B 3/36], осуществляемый на установке, включающей теплообменник, аппарат сероочистки газа с линией подачи водорода, сатуратор с линией подачи воды, конвертор метана с теплообменником, конвертор окиси углерода с теплообменником и конденсатором, компрессор, аппарат очистки от углекислого газа и блок короткоцикловой адсорбции с газодувкой и линией вывода водорода.

Недостатком установки является наличие компрессора и отсутствие оборудования для рекуперации тепла отходящих дымовых газов.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК C01B 3/34, C01B 3/12], осуществляемый на установке, которая включает узел сероочистки и реактор паровой каталитической конверсии (конвертор) с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, паровой котел-утилизатор и конвертор оксида углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья и вывода избыточного водяного пара, охладители-осушители водородсодержащего газа и дымовых газов, соединенные линиями подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, и узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья после узла сероочистки.

Основным недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за расходования части сырья в качестве топлива для получения избыточного водяного пара.

Задача изобретения - повышение выхода водорода.

Техническим результатом является повышение выхода водорода за счет исключения получения избыточного водяного пара путем размещения охладителя синтез-газа на линии подачи сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья, особенностью является то, что на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором.

На линии вывода дымовых газов из горелки может быть размещен охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, а на линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен узел выделения углекислого газа.

Размещение на линии подачи сырья охладителя синтез-газа позволяет регулировать его температуру перед котлом-утилизатором, за счет чего получать водяной пар в количестве, необходимом для конверсии сырья, исключить вывод избыточного пара и повысить выход водорода.

Предлагаемая установка включает узел сероочистки 1, охладитель синтез-газа 2, конвертор углеводородного сырья 3 с горелкой 4, паровой котел-утилизатор 5, конвертор оксида углерода 6, охладитель-осушитель водородсодержащего газа 7, узел водоподготовки 8, узел выделения водорода 9, оснащенные линиями подачи сырья 10, воды 11 и воздуха 12, вывода дымовых газов 13 и водорода 14, а также технологическими линиями 15-23.

При работе установки сырье по линии 10 подают в узел сероочистки 1, при этом по линии 15 из линии подачи сырья до узла сероочистки или после него (показано пунктиром) часть сырья подают в качестве первого компонента топлива в горелку 4, а оставшуюся часть смешивают с водяным паром, подаваемым по линиям 16 и 17, и через охладитель 2 (условно показано его расположение после узла сероочистки и примыкания линий 16 и 17) направляют в конвертор 3 с горелкой 4, в которую по линии 12 подают воздух, по линии 18, в качестве второго компонента топлива, из узла 9 подают продувочный газ, а дымовой газ выводят по линии 13. Полученный синтез-газ по линии 19 через котел-утилизатор 5 подают в конвертор 6, при этом по меньшей мере часть синтез-газа по линии 20 направляют в охладитель 2, снижая выработку пара в котле-утилизаторе до необходимой. Водородсодержащий газ из конвертора 6 по линии 21 через охладитель-осушитель 7 подают в узел 9, из которого по линии 14 выводят водород. Конденсат по линии 22 и воду по линии 11 подают в узел 8, из которого подготовленную воду по линии 23 подают в конвертор 6 и котел-утилизатор 5. Охладитель-осушитель дымовых газов и узел выделения углекислого газа на схеме не показаны.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить выход водорода и может быть использована в промышленности.

1. Водородная установка, включающая расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья, отличающаяся тем, что на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии вывода дымовых газов из горелки размещен охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи конденсата с узлом водоподготовки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии подачи водородсодержащего газа расположен узел выделения углекислого газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтехимии и может быть использовано для получения моторных топлив. Внутреннюю полость реактора загружают сырьём фракцией до 50 мм: биотопливом, твердыми бытовыми или сельскохозяйственными отходами, угольными шламами посредством узла загрузки 3.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Генератор синтез-газа содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого с кольцевым зазором установлена камера сгорания 2.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к реактору переработки газового углеводородного сырья для получения синтез-газа, который может быть использован в газохимии для получения метилового спирта, диметилового эфира, альдегидов и спиртов, углеводородов и синтетического моторного топлива.

Изобретение относится к области добычи и переработки полезных ископаемых. Установка для извлечения водорода из воды Черного моря содержит реактор, соединенный трубопроводами с воздухозаборником и емкостью с серной кислотой, поступающей из окислителя.

Изобретение относится к получению синтетического газа и может быть использовано в химической промышленности. Способ получения синтетического газа включает введение метана и углекислого газа в реакционную камеру.

Изобретение относится к области получения аммиака на основе риформинга углеводородов, в частности к способу повышения производительности установки для получения аммиака.

Изобретение относится к обработке отходящего газа из синтеза Фишера-Тропша, приводящей к понижению выделения углерода. Нециркуляционный остаточный газ, вырабатываемый после реакции синтеза Фишера-Тропша подвергается реформингу паром и превращается в обогащенный водородом синтез-газ.

Изобретение может быть использовано в водородной энергетике и сталелитейной промышленности. В реакционное пространство помещают обогащенный углеродом гранулят с размером частиц от 0,1-100 мм, содержащий по меньшей мере 80 мас.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве азота, кислорода и аргона из атмосферного воздуха. Способ включает использование нескольких адсорбционных колонн.

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении водорода. Устройство конверсии окиси углерода включает охладитель-сепаратор 1, оснащённый линией вывода водного конденсата 12, несколько охлаждаемых реакторов 2, 3, 4 каталитической конверсии окиси углерода, между которыми на линиях подачи частично конвертированного газа расположены сатураторы 5 и 6, соединённые с линией вывода водного конденсата 12, с линией подачи смеси части синтез-газа 13 и части водного конденсата 14. Устройство также оснащено линиями подачи синтез-газа 7 и вывода водородсодержащего газа 8. Изобретение позволяет получить водородсодержащий газ высокого давления за счёт проведения процесса конверсии при пониженной температуре и повышенном давлении. 1 ил.

Установка получения синтетического жидкого топлива относится к химической промышленности и может быть использовано, в частности, для проведения химического процесса получения синтетического жидкого топлива. Установка получения синтетического жидкого топлива, в состав которой входят блок адсорбционной очистки сырьевого газа от соединений серы, блок конверсии метана в синтез-газ, блок очистки синтез-газа от CO2, блок синтеза жидких углеводородов, блок стабилизации синтетических жидких углеводородов (СЖУ), блок гидроочистки СЖУ, блок гидрооблагораживания СЖУ, блок фракционирования синтетического жидкого топлива (СЖТ), блок водооборота и блок циркуляции водорода. Блоки связаны между собой функционально. Обеспечивается упрощение технологического процесса получения синтетических жидких топлив за счет организации самообеспечения отдельных технологических стадий водородсодержащим газом (очистки сырьевого газа от соединений серы, гидроочистки и гидрооблагораживания синтетических жидких углеводородов (СЖУ)), исключения стадии извлечения целевых продуктов синтеза из отходящих газов (за счет подачи отходящих газов в секцию стабилизации СЖУ), а также за счет проведения гидроочистки и гидрооблагораживания СЖУ без предварительного фракционирования. 1 ил.

Изобретение относится к физике, химии, биофизике, медицине, биологии, электронике, оптоэлектронике. В смесителе-газоформирователе 8 готовят смесь путём подачи в него углерода и/или углеродсодержащих веществ из блока 15, порошка катализатора из блока 16, инертного газа из системы 6 через расходомер 7 и подогретого в устройстве 17 водорода из источника 18. Подключение указанных элементов осуществляют при помощи программно-коммутирующего устройства (ПКУ) 14. Полученную смесь подают в систему нагревания 2, включающую разрядную камеру 1, помещённую внутрь радиопрозрачной трубки 3, находящейся в индукторе 4, выполненном в виде спирали, соединённом с высокочастотным генератором 5. ПКУ 14 включает импульсный лазер 19, луч 20 которого, сфокусированный на поверхности металлического стержня 21, инициирует разряд в полученной смеси. Продукты индукционного нагрева направляют в накопительную емкость 9 через сопловой блок, содержащий сопло Лаваля 13 с числами Маха 1,5÷5. В накопительной ёмкости 9, герметично соединенной с системой нагревания 2 и системой отвода инертного газа 12, размещён охлаждаемый с помощью системы 11 сажеуловитель 10. Изобретение позволяет значительно увеличить содержание углеродных нанотрубок в полученной саже. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении композиционных материалов, синтезе мономеров и высокомолекулярных полиорганических соединений. Сначала герметичную камеру 1 заполняют водой 4. Затем при отрицательном давлении в присутствии паров этанола, подаваемых из емкости 9, формируют плазмотроном 2 плазменную струю 3, входящую в объем воды 4, образуя область плазмохимической реакции, на которую воздействуют индукционным полем, создаваемым конусным индуктором 5 при силе тока 100 А и частоте 1300 Гц. Выделенный газообразный водород компрессируют компрессором 6, сушат в адсорбционном осушителе 7 и собирают в газовом баллоне 8. Повышаются производительность и безопасность способа. 3 ил.

Изобретение относится к тонкому и основному органическому синтезу и касается, в частности, способа двухстадийного получения пропионовой кислоты, которая находит применение как ценный полупродукт органического синтеза. Предложен двухстадийный непрерывный способ получения пропионовой кислоты, включающий стадию гидрогенизации диоксида углерода в синтез-газ в присутствии катализатора, содержащего металлический кобальт на носителе в виде металлорганической каркасной структуры MIL-53(Al), и стадию гидроксикарбонилирования этилена монооксидом углерода и водой в присутствии катализатора гидроксикарбонилирования, представляющего собой металлический родий на носителе в виде металлорганической каркасной структуры MIL-53(Al), и процесс проводят в проточном 2- полочном реакторе при давлении 40-80 атм путем контактирования стационарного слоя катализатора, расположенного на верхней полке реактора и нагретого до температуры 500°C, с сырьевой смесью Н2 и CO2 при объемной скорости подачи газового сырья 500-1000 ч-1 последующим смешением образовавшихся и нагретых до температуры 500-520°C акционных газов, содержащих смесь СО-H2-CO-H2O, с холодным этиленом, подаваемым в межполочное пространство, и полученную газовую смесь при соотношении СО:H2O:С2Н4, близком к 1:1:1, подают на нижнюю полку реактора и подвергают контактированию при температуре 140-200°C с находящимся там катализатором гидроксикарбонилирования. Процесс проводят при объемном соотношении Н2:CO2 в газовом сырье, равном 0,8-1,2, и используют катализаторы с размером металлических частиц 2-4 нм при содержании кобальта 10 мас.% и родия 5-15 мас.%. Техническим результатом изобретения является повышение выхода пропионовой кислоты до 47,5% и селективности ее образования при одновременном упрощении технологии процесса и снижении энергетических затрат. Предлагаемый способ обеспечивает утилизацию парникового газа (CO2). 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает узел сероочистки и конвертор сырья с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, конвертор оксида углерода, соединенный линией подачи части подготовленной воды с узлом водоподготовки, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку. Причем линия подачи по меньшей мере части подготовленной воды примыкает к линии подачи сырья, на которой затем размещен теплообменник нагрева смеси сырья с водяным паром и водой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором сырья и конвертором оксида углерода, который оснащен линиями ввода части сырья и вывода ее смеси с водяным паром в линию подачи сырья перед теплообменником. Узел выделения водорода соединен линией подачи конденсата с узлом водоподготовки. Технический результат изобретения заключается в повышении давления водорода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения парафинового продукта из углеродсодержащего сырья. Способ включает частичное окисление углеродсодержащего сырья для получения смеси, содержащей водород и монооксид углерода, осуществление синтеза Фишера-Тропша с использованием полученной смеси и извлечение парафинового продукта и отходящего газа, гидрогенизацию по меньшей мере части отходящего газа из синтеза Фишера-Тропша, необязательно после удаления углеводородов, используя молярное отношение пар/отходящий газ в диапазоне от 0,5 до 1,5, и катализатор, содержащий медь и цинк, или катализатор, содержащий медь, цинк и марганец, превращение по меньшей мере части образовавшегося газа, используя катализатор на основе никеля, который содержит не более 0,2 масс. % кобальта, не более 0,2 масс. % железа и не более 0,2 масс. % рутения, в расчете на общую массу катализатора, и получение водородсодержащего газа из по меньшей мере части полученного газа, используя процесс риформинга, процесс парового риформинга, процесс риформинга метана с водяным паром, процесс адиабатического парового риформинга, процесс парового риформинга с огневым нагревателем или автотермический процесс парового риформинга. Изобретение обеспечивает оптимизированный способ получения парафинового продукта, а также увеличение срока службы катализатора. 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к установке для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, конвертор с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией подачи продувочного газа в горелку, оборудованную линиями подачи топлива и вывода дымовых газов. При этом блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя в конвертор окиси углерода, соединенный линией подачи воды с блоком водоподготовки, а на линии подачи синтез-газа установлены два теплообменника синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды. Технический результат заключается в снижении расхода сырья. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к риформингу углеводородов. Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака включает конверсию источника углеводородов в сырой синтез-газ, которую проводят с использованием каталитического автотермического парового риформинга или с использованием некаталитического частичного окисления паром без стадии первичного риформинга в присутствии окислителя, такого как кислород или обогащенный кислородом воздух, обработку сырого синтез-газа методом конверсии водяного газа, которая включает среднетемпературную конверсию при температуре 200-300°C, при этом получают конвертированный синтез-газ, очистку конвертированного синтез-газа, которая включает стадию адсорбции со сдвигом давления для удаления остаточных оксидов углерода и метана из синтез-газа, при этом получают очищенный синтез-газ, необязательное добавление азота в очищенный синтез-газ, при этом получают синтез-газ для синтеза аммиака с требуемым соотношением водорода и азота, и конверсию источника углеводородов в сырой синтез-газ, которую проводят в реакторе для автотермического парового риформинга или в реакторе для частичного окисления, при этом соотношение пар/углерод в питающем потоке реактора составляет менее 2. Изобретение обеспечивает высокорентабельное и крупномасштабное производство аммиака. 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу модернизации существующих установок для получения аммиака, использующих природный газ. Способ заключается в том, что в установку, содержащую головную секцию для конверсии природного газа в подпиточный газ для синтеза аммиака, состоящую из первичного и вторичного риформеров, при этом первичный риформер включает радиационную секцию и конвективную секцию, при этом в радиационной секции выполняется каталитическая конверсия технологического газа и передача этому газу тепловой энергии, называемой тепловой нагрузкой риформера, а во вторичный риформер подается воздух, поддерживающий горение, и частично конвертированный технологический газ, выходящий из первичного риформера, причем общее количество подводимого к установке природного газа разделается на технологическую часть, используемую для каталитической конверсии метана в водород и топливную часть, вводят следующие изменения: уменьшают тепловую нагрузку первичного риформера относительно количества вырабатываемого аммиака и, как следствие, снижают выходную температуру частично конвертированного газа, выходящего из первичного риформера, добавляют подающую линию по существу чистого кислорода, направляемого ко вторичному риформеру по меньшей мере частично заменяющего воздух, поддерживающий горение, добавляют линию нагнетания азота в количестве, необходимом для получения подпиточного газа, пригодного для синтеза аммиака, и уменьшают топливную часть и, как следствие, увеличивают технологическую часть, при данном общем количестве подводимого природного газа. Изобретение обеспечивает увеличение производительности существующих установок получения аммиака. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья. При этом на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором. Технический результат заключается в повышении выхода водорода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх