Установка получения водорода из углеводородного газа

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровой конверсией углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок сероочистки, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа. При этом блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем. Конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки. Технический результат заключается в снижении эксплуатационных расходов и металлоемкости установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровой конверсией углеводородов и может быть использовано в промышленности.

Известна установка производства аммиака [Производство аммиака. Под ред. В.П. Семенова. - М.: Химия, 1985, с. 21], включающая блок получения водорода с секцией сероочистки, состоящей из турбокомпрессора природного газа, узла его смешения с водородсодержащим газом, огневого подогревателя, реактора гидрирования сернистых соединений и двух адсорберов, заполненных поглотителем (хемосорбентом) сероводорода.

Недостатками известной установки являются большие металлоемкость секции сероочистки и эксплуатационные расходы при сероочистке газа.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки, оборудованный адсорберами с хемосорбентом, конвертор углеводородного сырья с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара и вывода его избытка, охладители-осушители, соединенные линиями подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором окиси углерода, и блок выделения водорода, соединенный линией подачи отходящего газа с горелкой, оснащенной линией подачи части сырья в качестве топлива, при этом конверторы углеводородного сырья и окиси углерода соединены линией подачи синтез-газа.

Недостатками данной установки являются высокие эксплуатационные расходы и большая металлоемкость из-за оснащения блока сероочистки адсорберами с не регенерируемым хемосорбентом. Кроме того, сжигание части сырья для получения избыточного водяного пара приводит к уменьшению выхода водорода.

Задача изобретения – снижение эксплуатационных расходов и металлоемкости установки.

Техническим результатом является снижение эксплуатационных расходов и металлоемкости установки за счет оснащения блока сероочистки адсорберами с регенерируемым адсорбентом и оборудования его линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок сероочистки с адсорберами, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, особенностью является то, что блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку, и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки.

На линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен блок выделения углекислого газа, что упрощает последующее выделение водорода. Для защиты конверторов от случайного попадания сернистых соединений на линии подачи очищенного сырья может быть установлен адсорбер с хемосорбентом.

Рекуперационный блок может состоять, например, из двух теплообменников с промежуточным сепаратором продувочной воды.

Оборудование блока сероочистки адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку позволяет регенерировать адсорбент продувкой частью очищенного сырья и утилизировать сернистые соединения, удаленные из сырья, за счет чего исключить использование не регенерируемого хемосорбента, уменьшить эксплуатационные расходы и металлоемкость установки. Установка рекуперационного блока, соединенного с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, позволяет полностью рекуперировать тепло синтез-газа и исключить получение избыточного пара.

Предлагаемая установка включает блок адсорбционной сероочистки 1, нагреватель 2, конвертор окиси углерода 3, рекуперационный блок 4, конвертор углеводородного сырья 5 с горелкой 6, блоки водоподготовки 7 и выделения водорода 8. При ее работе сырьевой газ, подаваемый по линии 9, очищают от сернистых соединений в блоке 1, нагревают в нагревателе 2, например, дымовым газом, затем одной его частью, подаваемой по линии 10 в блок 1, регенерируют адсорбент, а другой частью, подаваемой по линии 11, совместно с подготовленной водой, подаваемой по линии 12 из блока 7, охлаждают конвертор 3. Нагретую сырьевую смесь по линии 13 после нагрева в блоке 4 направляют в конвертор 5, в горелку 6 которого по линии 15 подают воздух, по линии 16 из блока 8 - отходящий газ, по линии 17 из блока 1 - газ регенерации, содержащий концентрат сернистых соединений, а дымовой газ выводят по линии 18. Полученный синтез-газ по линии 19 после охлаждения в блоке 4 подают в конвертор 3, полученный водородсодержащий газ по линии 20 направляют в блок 8, из которого по линии 21 выводят водород, а по линии 22 водный конденсат направляют в блок 7, куда также по линии 23 подают воду, а по линии 14 из блока 4 - продувочную воду. На линии 9 после нагревателя 2 может быть размещен адсорбер 24 с хемосорбентом (показано пунктиром), а на линии 20 - блок выделения углекислого газа (не показан).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить эксплуатационные затраты и металлоемкость установки и может быть использована в промышленности.

1. Водородная установка, включающая блок сероочистки с адсорберами, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, отличающаяся тем, что блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки.

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

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии подачи очищенного сырья установлен адсорбер с хемосорбентом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области физической химии, вакуумной технике, управляемого термоядерного синтеза и предназначено для поддержания требуемого вакуума в вакуумном объеме термоядерных установок и удаления из них остатков топлива: изотопов водорода дейтерия и трития, а также для откачки вакуумных систем, в которых изотопы водорода служат рабочим газом.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано в авиационной, космической и электротехнической промышленности. Алюминий, магний или алюмо-магниевый сплав, содержащий, мас.%: алюминий 99,9-0,1; магний 0,1-99,9, расплавляют в расплаве галогенидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, содержащем 0,1 - 20 мас.% углеродсодержащей добавки из ряда, включающего карбиды металлов или неметаллов либо твердые органические вещества, такие как углеводороды, углеводы, карбоновые кислоты, в течение 1-5 ч при температуре 700-750°C.

Изобретение относится к группе изобретений, включающей катализатор и способ получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например природного газа или попутных нефтяных газов.

Изобретение относится к области переработки природного газа, а именно к способу получения синтез-газа для производства метанола, а также может быть использовано на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, производящих метанол.

Изобретение относится к электропроводящим покрытиям, которые могут быть использованы в электротехнике, электронике и химической промышленности. Композиция электропроводящего покрытия содержит пленкообразующую смолу и 0,1-95 мас.% полученных термическим способом частиц графенового углерода в расчете на общее содержание твердых веществ в комбинации с другим типом графеновых частиц, например полученных из терморасширенного графита.

Изобретение относится к каталитической химии, в частности к приготовлению катализаторов для парового риформинга углеводородного сырья, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Изобретение может быть использовано в электронике при получении прозрачных электродов, дисплеев, беспроводных электронных устройств, элементов памяти, микропроцессоров, электронных паспортов, карточек, сенсоров, биосовместимых электронных имплантов.

Изобретение относится к двухстадийному способу получения пропионового альдегида, который является ценным полупродуктом органического синтеза. Способ включает стадию гидроформилирования этилена монооксидом углерода при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора - металлического родия на носителе.

Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения синтез-газа из газообразного углеводородного сырья, например природного газа или попутных нефтяных газов.
Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении нанокомпозитов. Углеродный наноматериал - нанотрубки или графен, частицы которых содержат на поверхности кислородсодержащие группы, обрабатывают раствором водорастворимого резольного фенолформальдегидного полимера при воздействии механической энергии.

Изобретение относится к установкам для получения синтез-газа из углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка получения синтез-газа регулируемого состава включает каталитический конвертор конвекционного типа с горелкой, оснащена линиями подачи очищенного от серы углеводородного сырья и топлива, линиями вывода синтез-газа и дымового газа, блоком водоподготовки, соединенным линией подачи деионизата с линией подачи сырья. В качестве конвертора установлен низкотемпературный конвертор углеводородного сырья, соединенный линиями ввода/вывода синтез-газа и смеси сырья и деионизата с устройством для рекуперационного нагрева и сепарации, оснащенным линией подачи продувочной воды в узел водоподготовки. На линии вывода синтез-газа из конвертора установлено устройство для выделения метана, оснащенное линиями подачи водного конденсата в узел водоподготовки и линией вывода метана, соединенной с конвертором. Технический результат - получение синтез-газа заданного состава и снижение расхода топлива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при получении нанокомпозитов. В реактор подают подложку, на которую нанесено соединение никеля, и/или кобальта, и/или железа, полученное смешиванием и реакцией формиатов указанных металлов с азотсодержащим соединением, таким как монодентантный лиганд из ряда, включающего аммиак, и/или метиламин, и/или моноэтаноламин в количестве 18-42 г⋅экв на 1 г⋅экв формиата металла или бидентантный лиганд из ряда, включающего гидразин, и/или этилендиамин, и/или диэтаноламин в количестве 9-21 г⋅экв на 1 г⋅экв формиата металла. Подложка представляет собой ткань из минеральных или углеродных волокон, например из углерод-углеродного композиционного материала с пористостью 2-20 %; из металла, например титана, меди, тантала, поверхность которого предварительно обработана плазменно-электрохимическим или гидротермальным оксидированием; из углерод-керамического композиционного материала с пористостью 0,5-10 %. Подложка может обладать сложной геометрией поверхности. В реакторе указанное соединение разлагается при высокой температуре с образованием каталитически активной формы частиц без применения восстановительной газовой среды. На полученных частицах происходит синтез углеродных нанотрубок при последующей подаче соединений углерода через подложку, служащую для ориентации углеродных нанотрубок. Изобретение позволяет синтезировать углеродные нанотрубки на подложках любого состава и геометрии, повысить удельный выход нанотрубок. 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 8 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и нанотехнологии. Кристаллический фуллерен С60 термообрабатывают при 160-170°C в потоке инертного газа для перевода оксидной примеси С60O в диоксидную примесь C120O. Затем растворяют обработанный кристаллический продукт в слабополярном ароматическом растворителе, например орто-ксилоле. Для переведения C120O в осаждаемую фазу добавляют сильнополярный растворитель, молекула которого не содержит двойные связи и атом азота, например изопропиловый спирт. Объемное соотношение орто-ксилол:изопропиловый спирт 1:(0,35-0,75) соответственно. После этого C120O отделяют фильтрованием, а целевой продукт – фуллерен С60, оставшийся в растворе смеси растворителей, выделяют упариванием. Упрощается способ, уменьшаются необратимые потери дорогостоящего C60. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к способу получения продукта метанола, продукта H2 и продукта CO из синтез-газа, содержащего H2 и CO, в частности из отходящего газа производства ацетилена. Способ включает разделение потока синтез-газа на первый и второй частичный потоки синтез-газа, где только СО, присутствующий в первом частичном потоке синтез-газа превращается в CO2 и Н2 при использовании водяного пара, промывание первого частичного потока синтез-газа и части второго частичного потока синтез-газа, каждый в отдельной колонне аминосодержащим промывочным средством, в частности, для отмывки от CO2, где, в частности, промывочное средство регенерируется в общей колонне, где поток продукта метанола формируется из одной части промытого превращенного первого частичного потока синтез-газа и/или другой части непревращенного второго потока синтез-газа таким образом, что соотношение (Н2-CO2)/(СО+CO2), которое требуется для синтеза метанола, регулируется в потоке продукта метанола, в частности в диапазоне от 2,0 до 2,1, где промытая одна часть второго непревращенного частичного потока синтез-газа используется для получения потока продукта СО и потока продукта Н2 и где другая часть промытого превращенного первого частичного потока синтез-газа используется для получения потока продукта Н2. Изобретение обеспечивает эффективное и экономичное получение трех продуктов метанола, H2 и CO из синтез-газа, содержащего H2 и CO. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при изготовлении конструкционных, электротехнических, электронных материалов, а также восстановителей металлов. Сначала беззольный уголь окисляют, например, воздухом, при температуре от 150°С до температуры, не превышающей температуру воспламенения беззольного угля. Содержание кислорода в оксидированном беззольном угле увеличивается от 2,0 до 10,0%. Оксидированный беззольный уголь смешивают с неоксидированным беззольным углем в соотношении 60-95 мас.ч. оксидированного беззольного угля на 100 мас.ч. смеси. Полученную смесь формуют и карбонизируют. Полученный углеродный материал имеет высокую чистоту, плотность не менее 1,5 г/мл, не деформирован и не содержит трещин. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нанотехнологии алмазных частиц, необходимых для финишной шлифовки и полировки различных изделий и для создания биометок. Способ получения кристаллических алмазных частиц включает добавление к порошку наноалмазов, полученных детонационным синтезом, циклоалкана (циклического насыщенного углеводорода) или многоосновного спирта в количестве 5-85 мас. % от веса детонационных наноалмазов, выдержку полученного состава при статическом давлении 5-8 ГПа и температуре 1000-1800°С в течение 5-120 секунд и отделение полученных частиц от графита седиментацией в жидкости. Изобретение позволяет непосредственно получать кристаллические алмазные частицы нужного для финишной обработки и биометок размера в диапазоне 50-500 нм, тем самым исключая необходимость дополнительного их измельчения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 25 пр.
Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к получению сорбентов-катализаторов путем пропитки активного угля (АУ) растворами каталитических добавок для использования их в индивидуальных и коллективных средствах защиты органов дыхания фильтрующего типа с целью удаления токсичных химикатов (ТХ) из воздуха, а также защиты окружающей среды от промышленных выбросов. Предложенный способ включает приготовление пропиточного раствора каталитических добавок, содержащего медь, цинк, молибден, серебро и ТЭДА, пропитку зерен активированного угля раствором, их вылеживание и термообработку, при этом в качестве активированного угля используют активированный уголь на основе косточек плодов персика и абрикоса с объемом микропор 0,61-0,75 см3/г и объемом мезопор 0,20-0,30 см3/г, вылеживание осуществляют в течение 2,1-2,5 ч с последующей сушкой продукта при температуре 60-70°С. Технический результат заключается в повышении времени защитного действия (ВЗД) по плохосорбирующимся ТХ арсину (H3As) и фосфину (РН3). 3 пр.

Изобретение относится к технологии комплексной переработки различных видов углеводородсодержащего сырья в расплаве металлов с получением в качестве промежуточного продукта смеси водорода и монооксида углерода (синтез-газа). Способ заключается в процессе газификации, где получают поток синтез-газа и поток оксида углерода с заданным соотношением Н2:СО путем ввода в расплав металла вместе с сырьем окислителя в качестве которого используют смесь водяного пара и кислородсодержащего газа. Соотношение вводимого в расплав металла сырья и окислителя и соотношение водяного пара и кислородсодержащего газа в окислителе выбирают в зависимости от соотношения Н:С в составе сырья. Поддержание в получаемом синтез-газе заданного соотношения Н2:СО обеспечивают путем регулировки расхода водяного пара, подаваемого в составе окислителя. Технический результат заключается в возможности переработки отходов, в том числе влажных, с целенаправленным получением двух раздельных потоков газообразных продуктов: потока синтез-газа и потока оксида углерода, которые используют, без коррекции состава, для синтеза химических продуктов с высокой добавленной стоимостью. 9 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и электротехнике и может быть использовано при изготовлении электродных материалов в химических источниках тока. Для получения композита триоксид молибдена/углерод состава MoO3/С порошок молибдена добавляют к пероксиду водорода в соотношении (1÷2):(30÷32) соответственно и проводят гидротермальную обработку в присутствии углеродсодержащего реагента - муравьиной кислоты - в количестве, достаточном для установления 1≤рН≤3. Гидротермальнотермальную обработку осуществляют путем использования микроволнового излучения мощностью 17-19 Вт под давлением 10-12 бар при постоянном перемешивании со скоростью 100-300 об/мин. Полученный продукт фильтруют, промывают и сушат. Способ прост и технологичен, исключено использование вредных или ядовитых ингредиентов. Частицы компонентов в полученном композите равномерно распределены, что исключает их агломерацию и, как следствие, повышает качество целевого продукта. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к нефте- и газохимии, а именно к способам получения углеводородов путем каталитической конверсии смеси, преимущественно содержащий СО, Н2. Получаемые при этом жидкие углеводородные фракции могут быть использованы в качестве топлив, в том числе автомобильных, характеризующихся высокой экологической чистотой. Описан способ получения высокооктановой синтетической бензиновой фракции из природного или попутного газов с использованием бифункционального катализатора, включающий подачу углеводородного газа на установку, его разделение на два потока - технологический и энергетический, направление энергетического потока на сжигание, подогрев дымовыми газами узлов реакторного блока получения синтез-газа, очистку технологического потока углеводородного газа от сернистых соединений, получение синтез-газа высокотемпературным паровым риформингом углеводородного газа водяным паром, получение смеси жидких углеводородов и воды с последующим разделением на высокооктановую синтетическую бензиновую фракцию и воду, причем обессеренный углеводородный газ поступает последовательно в два реактора предриформинга, где в присутствии водяного пара образуется водородсодержащий газ, а затем в реактор риформинга, где на никелевом катализаторе образуется синтез-газ, избыток водорода из синтез-газа удаляют с помощью аппарата газоразделения и направляют на смешение с энергетическим потоком углеводородного газа, жидкие углеводороды получают из синтез-газа в реакторах, содержащих бифункциональный катализатор. Установка для получения высокооктановой синтетической бензиновой фракции содержит блок паровой конверсии природного газа, включающий узел теплоиспользующей аппаратуры с камерой сгорания, узел очистки углеводородного газа от сернистых соединений, узел смешивания углеводородного газа и воды, реакционный узел, узел удаления дымовых газов, теплообменники, сепаратор, блок выделения избытка водорода из синтез-газа, теплообменники, сепараторы, блок получения синтетической бензиновой фракции, включающий каскад реакторов синтеза бензиновой фракции с теплообменниками реакционных потоков, компрессор, буферные емкости, смеситель газовых потоков, теплообменники, сепараторы, фильтры, сборники воды, насосы, продуктовую емкость, при этом узел синтеза бензиновой фракции блока получения синтетической бензиновой фракции выполнен в виде каскада реакторов и теплообменников реакционных потоков, при этом все блоки установки гидравлически и пневматически соединены между собой и с промежуточными емкостями, а выход синтез-газа из блока мембранного газоразделения пневматически соединен с входом в реакторы синтеза бензиновой фракции. Технический результат - повышение эффективности использования углеводородных газов малых месторождений и попутных нефтяных газов за счет их переработки в высокооктановую бензиновую фракцию - основу автобензина класса 5. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровой конверсией углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок сероочистки, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа. При этом блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем. Конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды и оснащенный линиями вводавывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки. Технический результат заключается в снижении эксплуатационных расходов и металлоемкости установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Наверх