Установка производства водорода

Авторы патента:

C07C7/12 - адсорбцией, т.е. очистка или разделение углеводородов с помощью твердых веществ, например ионообменников

C01B3/02 - Неметаллические элементы; их соединения

Владельцы патента RU 2679241:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель. При этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды. Кроме того, установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи первой части сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа с нагревателем, а также электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для электроприводов устройств для подачи технологических потоков. При этом на линии подачи второй части сжатого воздуха установлен реактор парциального окисления с линиями подачи отходящего газа и газа регенерации в качестве сырья, оснащенный линией подачи продуктов окисления в камеру сгорания, на которой расположен риформер, а на линии подачи сжатого воздуха расположено ответвление для подачи третьей части сжатого воздуха в пневматические приводы устройств для подачи технологических потоков. Технический результат заключается в исключении потребления электроэнергии со стороны. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности.

Известен 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 углеводородного сырья с адсорберами, заполненными хемосорбентом, риформер с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, охладители-осушители, блок водоподготовки и блок выделения водорода.

Недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за сжигания части сырья для получения избыточного водяного пара.

Наиболее близок к заявляемому изобретению установка получения водорода из углеводородного газа [RU 2624708, опубл. 05.07.2017 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], включающая блок адсорбционной сероочистки, конвертор углеводородного сырья (риформер), 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 хладоагента, 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.

Недостатками данной установки является потребление электроэнергии со стороны для подачи технологических потоков: углеводородного сырья, воды и воздуха на установку, деионизированной воды из блока водоподготовки, а также, при необходимости, водорода потребителю.

Задача изобретения - исключение потребления электроэнергии со стороны.

Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии за счет интеграции установки с газотурбинным агрегатом, оснащения ее реактором парциального окисления и размещения риформера на линии подачи продуктов окисления, а также за счет размещения на линии вывода отработанного газа нагревателя смеси сырьевого газа с водой.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водород содержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, особенностью является то, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи первой части сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа с нагревателем, а также электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для электроприводов устройств для подачи технологических потоков, при этом на линии подачи второй части сжатого воздуха установлен реактор парциального окисления с линиями подачи отходящего газа и газа регенерации в качестве сырья, оснащенный линией подачи продуктов окисления в камеру сгорания, на которой расположен риформер, а на линии

подачи сжатого воздуха расположено ответвление для подачи третьей части сжатого воздуха в пневматические приводы устройств для подачи технологических потоков.

Реактор парциального окисления при необходимости может быть оснащен линией подачи топливного газа со стороны. На линии подачи воздуха из компрессора может быть установлен рекуперационный теплообменник для более глубокой рекуперации тепла отработанного газа.

В качестве узлов и блоков установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники, например, в качестве блока водоподготовки может быть установлено устройство обратного осмоса, в качестве реактора парциального окисления может быть использован каталитический реактор и т.п.

Оборудование водородной установки газотурбинным агрегатом позволяет использовать вырабатываемую электроэнергию или отбираемый сжатый воздух из компрессора для питания, соответственно, электро- или пневмоприводов устройств подачи технологических потоков, за счет чего исключить использование электроэнергии со стороны. При этом размещение риформера на линии подачи продуктов окисления в камеру сгорания позволяет использовать тепло продуктов окисления для нагрева риформера, а установка нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа позволяет рекуперировать тепло отработанного газа, за счет чего повысить энергоэффективность установки в целом.

Предлагаемая установка включает блоки адсорбционной сероочистки 1 и водоподготовки 2, конвертор окиси углерода 3, нагреватель 4, риформер 5, блок выделения водорода 6, реактор парциального окисления 7 и газотурбинный агрегат с камерой сгорания 8, компрессором 9 и турбиной 10, которая может быть оснащена электрогенератором 11 (показано пунктиром). Электро- или пневмоприводные устройства для подачи технологических потоков условно не показаны.

При работе установки сырьевой газ, подаваемый по линии 12, очищают от сернистых соединений в блоке 1, газ регенерации адсорбента выводят по линии 13 в качестве сырья в реактор 7, а очищенный сырьевой газ по линии 14 после смешения с деионизированной водой, подаваемой по линии 15 из блока 2, направляют в качестве хладоагента в конвертор 3, а затем в качестве сырьевой смеси - в нагреватель 4 и риформер 5. Полученный синтез-газ по линии 16 направляют в конвертор 3, из которого водородсодержащий газ по линии 17 подают в блок 6, где разделяют на водород, выводимый по линии 18, водный конденсат, подаваемый в блок 2 по линии 19, и отходящий газ, который по линии 20 совместно с газом регенерации и первой частью сжатого воздуха, подаваемой по линии 21 из компрессора 9, в который он поступает по линии 22, направляют в реактор 7, где подвергают парциальному окислению с получением продуктов окисления, направляемых по линии 23 сначала в риформер 5, а затем в камеру сгорания 8 в качестве топлива. Продукты сгорания по линии 24 подают в качестве рабочего тела в турбину 10, из которой отработанный газ выводят по линии 25 после охлаждения в нагревателе 4. Вторую часть сжатого воздуха из компрессора 9 по линии 26 направляют непосредственно в камеру сгорания 8. В блок 2 для компенсации химического расхода воды по линии 27 подают балансовую воду. Питание приводов устройств для подачи технологических потоков осуществляется или электроэнергией, вырабатываемой электрогенератором 11, или третьей частью сжатого воздуха, отбираемой по линии 28 (показано пунктиром). В камеру сгорания при необходимости может подаваться дополнительное топливо по линии 29, а после компрессора может быть установлен рекуперационный теплообменник 30 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка исключает потребление электроэнергии со стороны и может быть использована в промышленности.

Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи первой части сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа с нагревателем, а также электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для электроприводов устройств для подачи технологических потоков, при этом на линии подачи второй части сжатого воздуха установлен реактор парциального окисления с линиями подачи отходящего газа и газа регенерации в качестве сырья, оснащенный линией подачи продуктов окисления в камеру сгорания, на которой расположен риформер, а на линии подачи сжатого воздуха расположено ответвление для подачи третьей части сжатого воздуха в пневматические приводы устройств для подачи технологических потоков.

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель.

Водородная установка (варианты) // 2672415

Способ высокотемпературного удаления следов хлоридных загрязнителей в способе каталитического дегидрирования // 2666365

Изобретение относится к способу удаления следов хлоридных загрязнителей в отходящем продукте, выходящем из реактора каталитического дегидрирования углеводородного сырьевого потока, который включает: компримирование выходящего из реактора продукта, содержащего полиядерные ароматические соединения, в компрессоре для получения компримированного отходящего продукта; введение компримированного отходящего продукта в установку удаления хлорида; адсорбирование хлоридов, присутствующих в компримированном отходящем продукте, в установке удаления хлорида с получением отходящего продукта, подвергнутого обработке.

Устройства и способы для разделения изомеров ксилола с использованием селективной адсорбции // 2656470

Изобретение относится кадсорбционному выделению изомеров ксилола. Способ включает разделение сырьевого потока, включающего множество ароматических углеводородов, на первый поток, содержащий толуол и изомеры ксилола, и второй поток, содержащий изомеры ксилола.

Адсорбция сернистых соединений из олефиновых смесей при помощи водорода // 2645159

Изобретение относится к способу очистки углеводородных смесей, при котором из загрязненной углеводородной смеси, содержащей олефины с тремя-восемью атомами углерода, по меньшей мере частично удаляют серосодержащие загрязнители с помощью приведения ее в контакт с твердым сорбентом.

Способ алкилирования ароматических соединений // 2640595

Изобретение относится к двум вариантам способа алкилирования ароматических соединений. Один из вариантов включает: (a) предоставление исходного ароматического углеводородного сырья, содержащего алкилируемый ароматический углеводород, по меньшей мере 150 ч./млн по массе воды и по меньшей мере одну органическую азотную примесь, причем алкилируемый ароматический углеводород представляет собой бензол; (b) удаление воды из исходного ароматического углеводородного сырья в зоне обезвоживания с получением обезвоженного исходного ароматического сырья, имеющего содержание воды не более чем 20 ч./млн по массе; (c) контактирование обезвоженного исходного ароматического сырья с адсорбентом из глины в условиях, включающих температуру менее чем 130°С, так что адсорбент удаляет по меньшей мере часть органической азотной примеси, содержащейся в исходном сырье, с получением обработанного ароматического исходного сырья; и (d) подачу обработанного ароматического исходного сырья в реакционную зону алкилирования и/или реакционную зону трансалкилирования.

Способ адсорбционной десульфуризации углеводородов и реакторное устройство для его осуществления // 2635560

Изобретение относится к реакторному устройству для проведения адсорбционной десульфуризации, которое включает реактор с псевдоожиженным слоем, регенератор катализатора, восстановитель катализатора, улавливатель мелкого порошка катализатора и классификатор мелкого порошка, где классификатор мелкого порошка включает разгрузочный трубопровод для приема частиц катализатора большего размера, фракционированных классификатором мелкого порошка, причем данный разгрузочный трубопровод герметично проходит через боковую стенку корпуса реактора и входит в реакционную зону.

Фильтрующий узел (варианты) и способ определения его срока службы // 2609795

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий узел для отделения высокомолекулярных соединений от сжиженного нефтяного газа содержит первый и второй пакеты из фильтрующей среды, выполненные с возможностью удаления высокомолекулярных соединений.

Способ и устройство для выделения метана из метановоздушных смесей // 2597699

Изобретение относится к способу выделения метана из метановоздушной смеси, заключающемуся в сжатии метановоздушной смеси, разделении ее на метан и воздух и отборе метана.

Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов // 2594723

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.

Черные пигменты, содержащие частицы графенового углерода // 2679240

Изобретение может быть использовано в покрытиях и массивных изделиях для получения насыщенного чёрного цвета и поглощения волн в видимой области спектра. Черное покрытие имеет толщину 1-50 мкм и включает полимерную пленку и от 0,01 до менее чем 5 мас.% в расчете на общую массу сухой пленки черного пигмента, содержащего термически полученные частицы графенового углерода.

Усиленный графеном эластомерный статор // 2678265

Изобретение относится к нанотехнологии и горной промышленности и может быть использовано при проведении буровых работ. Винтовая силовая секция для гидравлических забойных двигателей содержит ротор и статор, содержащий металлический наружный трубчатый элемент и усиленную графеном эластомерную внутреннюю обшивку, включающую графеновые частицы, гомогенно диспергированные в резине.

Способ эксплуатации установки для парового риформинга // 2678074

Изобретение касается способа эксплуатации установки (100) для парового риформинга. Способ осуществляют с помощью по меньшей мере одного реактора (2) для парового риформинга, где богатый углеводородом наполнитель (b) превращают с помощью водяного пара (с) в синтез-газ (k) с по меньшей мере одним подготовительным устройством (4-7), с помощью которого из синтез-газа (k) посредством отделения диоксида углерода (m, n) и монооксида углерода (t) получают богатую водородом фракцию (u), и с по меньшей мере одной адсорбционной установкой (9) с изменяющимся давлением, с помощью которой из богатой водородом фракции отделяют остаточный газ (h), причем используют по меньшей мере один рециркулирующий конденсатор (10), с помощью которого в первом режиме эксплуатации отделенный из синтез-газа (k) диоксид углерода (n, o) по меньшей мере частично примешивают к богатому углеводородом наполнителю (b).

Катализатор и способ получения обогащенной по водороду газовой смеси из диметилового эфира и воздуха // 2677875

Изобретение относится к каталитическому способу осуществления реакции парциального окисления диметилового эфира (ДМЭ). Описано применение медьсодержащей системы, нанесенной на оксид алюминия, в качестве катализатора для получения обогащенной по водороду газовой смеси парциальным окислением диметилового эфира, причем в состав катализатора входит оксид меди в количестве до 20 мас.%, исключая 10 мас.%, остальное Al2O3.

Способ получения катализатора для окисления фосфина // 2677480

Изобретение относится к способам получения катализаторов на основе активированных углей и каталитических добавок в виде водных растворов переходных металлов и может быть использовано в индивидуальных и коллективных устройствах защиты органов дыхания для удаления из отходящих газов токсичных химических веществ, преимущественно фосфина (РН3).

Установка для получения синтез-газа с каталитическим нагревателем // 2677146

Изобретение относится к установкам получения синтез-газа паровым риформингом и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Предложена установка, включающая риформер 1 с реакционной зоной 2, заполненной катализатором парового риформинга 4, в котором размещен каталитический нагреватель 3 с водородселективной теплопроводящей перегородкой и катализатором окисления 4, рекуперационный теплообменник 5, а также систему подачи кислородсодержащего газа с газодувкой 6, холодильником 7 и теплообменником 8.

Устройство нагрева реакционной зоны каталитического реактора // 2677142

Изобретение относится к устройствам для осуществления эндотермических каталитических процессов, протекающих с получением водородсодержащего катализата: риформинга, ароматизации легкого углеводородного сырья, паровой конверсии углеводородов, и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Способ функционализации поверхности детонационных наноалмазов // 2676975

Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при изготовлении наноматериалов. Однородную смесь порошков наноалмазов в количестве 20-35 вес.

Способ детонационного синтеза наноалмазов // 2676614

Изобретение относится к нанотехнологии. В герметичную взрывную камеру помещают заряд взрывчатого вещества, содержащего исходный материал синтеза, например смесь тротила и гексогена, в форме диска с толщиной, близкой к критическому диаметру заряда, в ледяной оболочке.

Труба риформера и устройство для получения синтез-газа // 2676613

Изобретение относится к устройству и трубе риформера для получения синтез-газа, в частности для получения водорода. Устройство имеет трубу (10) риформера для направления течения эдуктов и по меньшей мере одного продукта реакции в объемных потоках с целью получения синтез-газа.

Способ получения высококонцентрированного водного раствора фуллерена // 2679257

Изобретение относится к химии и медицине и может быть использовано при изготовлении лекарственных и косметических средств. Сначала кристаллический фуллерен, например С60, растворяют в N-метилпирролидоне. Полученный раствор смешивают с водой или водным раствором стабилизатора, в качестве которого используют биосовместимый неионогенный ПАВ, моносахарид и/или аминокислоту, плуроник F-127, L-аланин, рамнозу, глицерин, твин 20 и/или твин 80. Затем проводят тангенциальную поточную ультрафильтрацию полученного раствора с помощью полупроницаемой полисульфоновой мембраны или мембраны из регенерированной целлюлозы. Перед ультрафильтрацией можно провести исчерпывающий диализ. Изобретение обеспечивает высокую коллоидную стабильность полученного водного раствора фуллерена в присутствии солей в диапазоне концентраций фуллерена 50-3000 мг/л. 6 з.п. ф-лы, 8 ил., 8 пр.