EA039828B1 - Способ охлаждения синтез-газа - Google Patents

Способ охлаждения синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
EA039828B1
EA039828B1 EA201890092A EA201890092A EA039828B1 EA 039828 B1 EA039828 B1 EA 039828B1 EA 201890092 A EA201890092 A EA 201890092A EA 201890092 A EA201890092 A EA 201890092A EA 039828 B1 EA039828 B1 EA 039828B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
synthesis gas
cooling
heat exchange
boiler feed
feed water
Prior art date
Application number
EA201890092A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201890092A1 (ru
Inventor
Жан-Филипп Тадьелло
Юэ Чэнь
Original Assignee
Л'Эр Ликвид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд И Лексплотасйон Де Просид Жорж Клод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=54056152&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA039828(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Л'Эр Ликвид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд И Лексплотасйон Де Просид Жорж Клод filed Critical Л'Эр Ликвид Сосьете Аноним Пур Л'Этюд И Лексплотасйон Де Просид Жорж Клод
Publication of EA201890092A1 publication Critical patent/EA201890092A1/ru
Publication of EA039828B1 publication Critical patent/EA039828B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/506—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification at low temperatures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1288—Evaporation of one or more of the different feed components
    • C01B2203/1294—Evaporation by heat exchange with hot process stream

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Способ и установка для охлаждения синтез-газа, полученного каталитическим паровым риформингом углеводородсодержащего сырьевого газа, который охлаждается за счет теплообмена с котловой питательной водой для ее преобразования в водяной пар, путем отделения полученного в результате водного конденсата, при этом дальнейшее охлаждение осуществляется таким образом, что газ проходит через несколько последовательно соединенных ступеней охлаждения и включает теплообмен с сырьевым газом, с дегазированной и недегазированной котловой питательной водой для генерирования водяного пара, требуемого для парового риформинга, и с окружающим воздухом, и при этом конденсат, полученный после последней ступени охлаждения, отделяется от газа, и газ выпускается для дальнейшей обработки, при этом, по меньшей мере, после следующей ступени охлаждения, предшествующей по ходу технологического процесса последней ступени охлаждения, от газа отделяется горячий водный конденсат.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу и установке для охлаждения синтез-газа, получаемого каталитическим паровым риформингом углеводородсодержащего сырьевого газа и последующей каталитической конверсией монооксида углерода путем отделения полученного в результате водного конденсата, при этом охлаждение осуществляют таким образом, что газ проходит через несколько последовательно соединенных ступеней охлаждения, при этом охлаждение включает теплообмен с сырьевым газом, с дегазированной и недегазированной котловой питательной водой для генерирования водяного пара, требуемого для парового риформинга, и с окружающим воздухом, и при этом конденсат, полученный после последней ступени охлаждения, отделяется от газа, и газ выпускается для дальнейшей обработки.
Изобретение, кроме того, относится к применению конденсата.
Известный уровень техники
Способы получения синтез-газа, содержащего водород и монооксид углерода, посредством каталитического парового риформинга известны и описаны, например, в Энциклопедии Уллмана по промышленной химии, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, Vol. 15, Gas Production, Chapter 2. Сырьевые газы, углеводородсодержащий газ, такой как природный газ и водяной пар, пропускают через реакторные трубы с внешним обогревом, заполненные катализатором при повышенном давлении, например 20-35 бар, и высокой температуре, например 800-950°C. Сырьевые газы конвертируют в синтез-газ с высоким содержанием водорода и монооксида углерода. Такой реактор часто называется SMR, и процесс называется процессом SMR, что является сокращенным наименованием соответственно установки для парового риформинга метана. Для обеспечения экономичности процесса очень важно осуществлять достаточно эффективный теплообмен между синтез-газом, выходящим из SMR, и сырьевыми газами.
После выхода сгенерированного синтез-газа из SMR, он охлаждается за счет теплообмена с котловой питательной водой. Вследствие этого котловая питательная вода испаряется. Водяной пар применяют в качестве питательного пара для процесса SMR и избыточный пар выпускают в качестве так называемого отводимого пара, предназначенного для применения вне процесса SMR. Когда в качестве конечного продукта процесса SMR должен генерироваться синтез-газ, состоящий только из водорода, синтезгаз в дальнейшем подвергают обработке в установке для каталитической конверсии, в которой монооксид углерода подвергают конверсии водяным паром с получением в результате водорода и диоксида углерода. Эта конверсия описана в вышеупомянутом томе Энциклопедии Уллмана на стр. 382 и последующих страницах.
Способ, предлагаемый в соответствии с изобретением, относится к дальнейшему охлаждению синтез-газа вслед за этапами, которые уже описаны.
Синтез-газ первоначально охлаждают далее за счет теплообмена с углеводородсодержащим сырьевым газом. Затем осуществляют следующее охлаждение за счет теплообмена с котловой дегазированной питательной водой, которую после этого подают в испаритель, потом путем нагрева установки для дегазации котловой питательной воды и для предварительного нагрева пресной котловой питательной воды перед ее вводом в установку для дегазации. Дегазацию осуществляют только физически путем нагрева котловой питательной воды. Далее охлаждают синтез-газ с помощью воздухоохладителя и затем с помощью охладителя, работающего на охлаждающей воде, почти до температуры окружающей среды. В сепараторе конденсата конденсат, образовавшийся в предыдущих ступенях охлаждения, далее отделяют от синтез-газа и синтез-газ направляют на дальнейшую обработку. В этом способе конденсат применяют для генерирования водяного пара. В зависимости от чистоты конденсата и требований к чистоте отводимого пара его или содержат отдельно от пресной котловой питательной воды, выпаренной в отдельном испарителе для получения питательного пара, или пропускают в установку для дегазации котловой питательной воды и смешивают там с пресной котловой питательной водой.
Недостаток этого способа, соответствующего известному уровню техники, заключается в том, что конденсат отделяют от синтез-газа при температуре окружающей среды, и, соответственно, для его нагрева для осуществления испарения должно расходоваться много тепловой энергии.
Сущность изобретения
В связи с вышеуказанным целью изобретения является создание способа и установки, в которых для нагрева конденсата должно расходоваться меньше тепловой энергии.
Эта цель решается с помощью изобретения согласно признакам по пп.1-4 формулы изобретения.
В настоящем изобретении предлагается способ охлаждения синтез-газа, который получен каталитическим паровым риформингом углеводородсодержащего сырьевого газа и который охлаждают за счет теплообмена с котловой питательной водой для ее преобразования в водяной пар, путем отделения полученного в результате из синтез-газа водного конденсата, и синтез-газ обработан в установке для каталитической конверсии монооксида углерода водяным паром с получением водорода и диоксида углерода, при этом охлаждение осуществляют таким образом, что синтез-газ проходит через несколько последовательно соединенных ступеней охлаждения и включает теплообмен с сырьевым газом, с дегазированной и недегазированной котловой питательной водой для генерирования водяного пара, требуемого для парового риформинга, и с окружающим воздухом, и при этом охлажденный конденсат, полученный после
- 1 039828 последней ступени охлаждения, отделяют от синтез-газа и синтез-газ выпускают для дальнейшей обработки, отличающийся тем, что, по меньшей мере, после ступени охлаждения, предшествующей по ходу технологического процесса последней ступени охлаждения, от синтез-газа дополнительно отделяют горячий водный конденсат в дополнение к конденсату, полученному после последней ступени охлаждения, причем первая ступень охлаждения в направлении потока синтез-газа представлена теплообменом с сырьевым газом, вторая ступень - теплообменом с дегазированной котловой питательной водой, третья ступень - теплообменом с окружающим воздухом с помощью воздухоохладителя, и последняя ступень теплообменом с недегазированной котловой питательной водой, и горячий водный конденсат отделяют от синтез-газа после теплообмена с окружающим воздухом.
В частных вариантах осуществления способа все охлаждающие воды, применяемые для охлаждения синтез-газа, в дальнейшем применяют в качестве котловой питательной воды.
Оба конденсата, отделенные от синтез-газа, подают для дегазификации котловой питательной воды и объединяют в процессе нее с пресной котловой питательной водой, предварительно нагретой за счет теплообмена с синтез-газом.
Тепловую энергию для дегазификации котловой питательной воды, по меньшей мере частично, подводят за счет теплообмена котловой питательной воды, присутствующей в дегазаторе, с синтез-газом, подвергаемым охлаждению.
Для реализации способа может использоваться установка для охлаждения синтез-газа, полученного каталитическим паровым риформингом углеводородсодержащего сырьевого газа, который охлажден за счет теплообмена с котловой питательной водой для ее преобразования в водяной пар, путем отделения полученного в результате водного конденсата, и который обработан в установке для каталитической конверсии монооксида углерода водяным паром с получением водорода и диоксида углерода, содержащая несколько последовательно соединенных теплообменников, предназначенных для теплообмена с сырьевым газом, с дегазированной и недегазированной котловой питательной водой для генерирования водяного пара, требуемого для парового риформинга, и с окружающим воздухом, и при этом охлажденный конденсат, полученный после теплообменника последней ступени охлаждения, отделяется от газа с помощью сепаратора конденсата, и газ выпускается для дальнейшей обработки, характеризующаяся тем, что, по меньшей мере, после следующего теплообменника, предшествующего по ходу технологического процесса теплообменнику последней ступени охлаждения, установлен следующий сепаратор конденсата для отделения горячего водного конденсата от газа.
От части конденсата, который в соответствии с изобретением уже отделен от синтез-газа перед последней ступенью охлаждения, отводится меньше тепловой энергии и, соответственно, меньше тепловой энергии требуется для его нагрева.
Ниже для лучшего понимания концепции настоящего изобретения будут отдельно описаны и объяснены некоторые аспекты, относящиеся к настоящему изобретению.
Как описано выше, в общем, изобретение характеризуется тем, что все охлаждающие воды, применяемые для охлаждения синтез-газа, в дальнейшем применяют в качестве котловой питательной воды. Горячий конденсат, отделенный в соответствии с изобретением, не охлаждается. В результате этого можно исключить теплообменник, работающий на охлаждающей воде, который применяется согласно известному уровню техники для охлаждения синтез-газа до температуры окружающей среды. Может потребоваться небольшая адаптация предыдущих по ходу технологического процесса теплообменников. Отказ от применения охлаждающей воды, которая не применяется в качестве котловой питательной воды и поэтому служит для генерирования водяного пара, особо выгоден, в частности, в установках, размещенных в странах, испытывающих дефицит воды. Кроме того, это позволяет исключить стоимостные затраты и занимаемое пространство, требуемые для контура циркуляции охлаждающей воды, а также для насосов и градирни.
Другой аспект изобретения характеризуется тем, что первая ступень охлаждения в направлении потока синтез-газа представлена теплообменом с сырьевым газом, вторая ступень - теплообменом с дегазированной котловой питательной водой, третья ступень - теплообменом с окружающим воздухом с помощью воздухоохладителя, и последняя ступень - теплообменом с недегазированной котловой питательной водой. Вследствие такой последовательности действий тепловая энергия, заключенная в синтез-газе, эффективно передается к питающим потокам газа и воды.
Следующий аспект изобретения характеризуется тем, что первая ступень охлаждения в направлении потока синтез-газа представлена теплообменом с сырьевым газом, вторая ступень - теплообменом с дегазированной котловой питательной водой, третья ступень - теплообменом с недегазированной котловой питательной водой, и последняя ступень - теплообменом с окружающим воздухом с помощью воздухоохладителя. Вследствие такой последовательности действий тепловая энергия, заключенная в синтез-газе, аналогичным образом эффективно передается к питающим потокам газа и воды. В отдельном случае подлежащей проектированию и вводу в действие установки последовательность этапов охлаждения может быть адаптирована соответственно к существующим граничным условиям.
Другой аспект изобретения характеризуется тем, что горячий водный конденсат отделяется от синтез-газа после теплообмена с окружающим воздухом. На этой стадии конденсат охлажден в такой степе
- 2 039828 ни, что его повторное применение и перекачка могут осуществляться при отсутствии слишком больших затрат на технические средства. Кроме того, количество конденсата, которое получено, и его температура на этой стадии достаточно велики для того, чтобы сэкономить энергию для охлаждения и повторного нагрева конденсата в степени, целесообразной из экономических соображений.
Еще один аспект изобретения характеризуется тем, что оба конденсата, отделенные от синтез-газа, подают для дегазификации котловой питательной воды и объединяют в процессе нее с пресной котловой питательной водой, предварительно нагретой за счет теплообмена с синтез-газом. При этой процедуре допускается попадание примесей, которыми всегда загрязнен конденсат, в котловую питательную воду, а следовательно также и в генерируемый отводимый пар. Это возможно только тогда, когда разрешается применение такого отводимого пара. Преимущество этой процедуры заключается в том, что исключается отдельное генерирование водяного пара только из конденсата, а значит обеспечивается экономия стоимостных затрат и занимаемого пространства.
Следующий аспект изобретения характеризуется тем, что тепловую энергию для дегазации котловой питательной воды, по меньшей мере частично, подводят за счет теплообмена с синтез-газом, подвергаемым охлаждению. В этом варианте котловая питательная вода нагревается не только перед дегазацией синтез-газом и после нее, но также и во время дегазации. Это является альтернативой нагреву котловой питательной воды во время дегазации путем ввода водяного пара, сгенерированного в ходе технологического процесса.
Другой аспект изобретения заключается в применении дегазированной котловой питательной воды для генерирования отводимого пара и по меньшей мере части питательного пара, применяемого для каталитического парового риформинга, при котором котловую питательную воду предварительно нагревают в результате теплообмена с синтез-газом и затем испаряют в парогенераторе, нагреваемом также в результате теплообмена с синтез-газом. Во многих случаях тепловая энергия, подводимая синтез-газом, является недостаточной для нагрева парогенератора. Во многих случаях для этой цели дополнительно применяется тепловая энергия отходящих газов горелок, которые нагревают реактор для парового риформинга (SMR).
Еще один аспект изобретения заключается в применении конденсатов, генерируемых с помощью способа по изобретению, в качестве питающей воды для генерирования по меньшей мере части питательного пара, применяемого для каталитического парового риформинга, при котором оба конденсата объединяют, нагревают в подогревателе и затем испаряют в испарителе технологического конденсата. Испаритель во многих случаях нагревают водяным паром, генерируемым в ходе технологического процесса из пресной котловой питательной воды.
Иллюстративный вариант осуществления
Дополнительные признаки, преимущества и возможные виды применения изобретения также могут быть взяты из представленного ниже описания иллюстративного варианта осуществления и примера с числовыми значениями, а также из графического материала. Все описанные и/или проиллюстрированные признаки образуют сущность изобретения сами по себе или в любой комбинации независимо от их включения в формулу изобретения или обратных ссылок на них.
Способ в соответствии с изобретением поясняется ниже со ссылкой на фиг. 1-3 графического материала, в котором на фиг. 1 показана технологическая схема известного из уровня техники технического решения, на фиг. 2 и 3 показана технологическая схема иллюстративного варианта осуществления изобретения.
Фиг. 1.
Синтез-газ 1 охлаждают до температуры 360°C за счет теплообмена и испарения котловой питательной воды с получением питательного пара и отводимого пара (на фиг. 1 не показано) и вводят в теплообменник 2. Там он отдает тепло потоку 3 природного газа, который подают в качестве сырьевого газа на паровый риформинг (не показано). Затем синтез-газ пропускают через теплообменники 4, 5 и 6 и, тем самым, нагревают котловую питательную воду 7, полученную из пресной воды. Теплообменник 5, который служит для нагрева дегазатора 8, может обходить перепускное устройство 18. С помощью трубопровода 19 дегазатор 8 затем может нагреваться водяным паром из источника вне технологического процесса. Котловую питательную воду 7 дегазируют в дегазаторе 8 физически, а именно путем нагрева. Выделяемые газы 9 выпускаются из дегазатора 8 и подаются на дальнейшую обработку (не показано). После дополнительного прогрева дегазированной котловой питательной воды 7 в теплообменнике 4, ее подают для испарения (не показано), в процессе которого ее конвертируют в питающий пар для парового риформинга. Из теплообменника 6 синтез-газ 1 подают в воздухоохладитель 10, в котором происходит его дальнейшее охлаждение в результате отдачи тепла в окружающий воздух. В теплообменнике 11 синтез-газ 1 после этого дополнительно охлаждают охлаждающей водой 12 настолько, что его температура приближается к температуре окружающей среды, например становится равной 40°C. Затем синтез-газ 1 пропускают через сепаратор 13 конденсата. Конденсат 14, отделенный от синтез-газа 1, подают для дальнейшего применения (не показано). Дальнейшее применение во многих случаях заключается в том, что конденсат 14 применяют для генерирования питательного пара, предназначенного для парового ри
- 3 039828 форминга. После сепаратора 13 конденсата синтез-газ 1 подают для дальнейшей обработки (не показано).
Фиг. 2.
На фиг. 2 показано дополнительное отделение конденсата в соответствии с изобретением от синтезгаза 1 с помощью сепаратора 15 конденсата после того, как указанный синтез-газ был охлажден в теплообменнике 6 до температуры, приблизительно равной 95°C. Отделенный конденсат 16 аналогичным образом имеет температуру 95°C. После отделения конденсата в воздухоохладителе 10', синтез-газ 1 охлаждается настолько, что его температура приближается к температуре окружающей среды. В дальнейшем конденсат 14, полученный на этом последнем этапе охлаждения, отделяют от синтез-газа 1 в сепараторе 13 конденсата. Теплообменник, работающий на охлаждающей воде, исключен. Потоки холодного конденсата 14 и горячего конденсата 16 объединяют и подают в виде потока 17 конденсата для испарения с получением питательного пара (не показано).
Фиг. 3.
На фиг. 3 показан вариант охлаждения синтез-газа в соответствии с изобретением. По сравнению с конфигурацией по фиг. 2 изменен только на обратный порядок следования последних двух этапов охлаждения, т.е. после того, как синтез-газ нагрел дегазатор 8, его охлаждает воздухоохладитель 10, и затем на последнем этапе охлаждения осуществляется теплообмен с еще недегазированной котловой питательной водой, которая далее подается в дегазатор 8.
Согласно конкретному аспекту изобретения, который показан на фиг. 2 или 3, также может быть исключен теплообмен синтез-газа, подвергаемого охлаждению, с котловой питательной водой в дегазаторе (не показано). Это может осуществляться в результате срабатывания перепускного устройства 18 или даже в результате исключения теплообменника 5. Таким образом, может быть получен даже еще более горячий конденсат, тепловая энергия которого может быть восстановлена или, что еще лучше, повторно применена. Кроме того, когда исключается теплообменник 5, сокращаются капитальные затраты.
Промышленная применимость
Изобретение ведет к экономии энергии и капитальных затрат в технологическом процессе дальнейшего охлаждения синтез-газа при его широком применении в промышленных масштабах. Следовательно, оно является промышленно применимым.
Перечень ссылочных позиций.
- Синтез-газ,
- теплообменник,
- природный газ,
- теплообменник,
- теплообменник,
- теплообменник,
- котловая питательная вода, пресная,
- дегазатор,
- выделяемые газы,
- воздухоохладитель,
- теплообменник,
- охлаждающая вода,
- сепаратор конденсата
- конденсат,
- сепаратор конденсата,
- конденсат,
- конденсат,
- перепускное устройство с клапаном,
- водяной пар.

Claims (4)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ охлаждения синтез-газа, который получен каталитическим паровым риформингом углеводородсодержащего сырьевого газа и который охлаждают за счет теплообмена с котловой питательной водой для ее преобразования в водяной пар, путем отделения полученного в результате из синтез-газа водного конденсата, и синтез-газ обработан в установке для каталитической конверсии монооксида углерода водяным паром с получением водорода и диоксида углерода, при этом охлаждение осуществляют таким образом, что синтез-газ проходит через несколько последовательно соединенных ступеней охлаждения и включает теплообмен с сырьевым газом (3), с дегазированной и недегазированной котловой питательной водой (7) для генерирования водяного пара, требуемого для парового риформинга, и с окружающим воздухом, и при этом охлажденный конденсат (14), полученный после последней ступени охлаждения, отделяют от синтез-газа (1) и синтез-газ (1) выпускают для дальнейшей обработки, отличающийся тем, что, по меньшей мере, после ступени охлаждения, предшествующей по ходу технологическо
    - 4 039828 го процесса последней ступени охлаждения, от синтез-газа дополнительно отделяют горячий водный конденсат (16) в дополнение к конденсату, полученному после последней ступени охлаждения, причем первая ступень (2) охлаждения в направлении потока синтез-газа представлена теплообменом с сырьевым газом (3), вторая ступень (4) - теплообменом с дегазированной котловой питательной водой (7), третья ступень (10) - теплообменом с окружающим воздухом с помощью воздухоохладителя, и последняя ступень (6) - теплообменом с недегазированной котловой питательной водой (7), и горячий водный конденсат (16) отделяют от синтез-газа (1) после теплообмена с окружающим воздухом.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что все охлаждающие воды, применяемые для охлаждения синтез-газа, в дальнейшем применяют в качестве котловой питательной воды.
  3. 3. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что оба конденсата (14, 16), отделенные от синтез-газа (1), подают для дегазификации котловой питательной воды и объединяют в процессе нее с пресной котловой питательной водой, предварительно нагретой за счет теплообмена с синтезгазом.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что тепловую энергию для дегазификации котловой питательной воды, по меньшей мере частично, подводят за счет теплообмена котловой питательной воды (7), присутствующей в дегазаторе 8, с синтез-газом (1), подвергаемым охлаждению.
EA201890092A 2015-07-10 2016-07-04 Способ охлаждения синтез-газа EA039828B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15400030.1A EP3115336B2 (de) 2015-07-10 2015-07-10 Verfahren und anlage zur kühlung von synthesegas
PCT/EP2016/025070 WO2017008915A1 (en) 2015-07-10 2016-07-04 Process and plant for cooling synthesis gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201890092A1 EA201890092A1 (ru) 2018-04-30
EA039828B1 true EA039828B1 (ru) 2022-03-17

Family

ID=54056152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201890092A EA039828B1 (ru) 2015-07-10 2016-07-04 Способ охлаждения синтез-газа

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10875767B2 (ru)
EP (1) EP3115336B2 (ru)
CN (2) CN106335875B (ru)
CA (1) CA2992626C (ru)
DE (1) DE102015112533A1 (ru)
DK (1) DK3115336T4 (ru)
EA (1) EA039828B1 (ru)
ES (1) ES2669494T5 (ru)
PL (1) PL3115336T5 (ru)
WO (1) WO2017008915A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3418253B1 (de) * 2017-06-20 2020-11-25 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Verfahren zur kühlung von synthesegas
CN108178124A (zh) * 2018-03-09 2018-06-19 山西潞安煤基合成油有限公司 用于干重整工艺的节能装置
CN110986649A (zh) * 2019-12-20 2020-04-10 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 合成气热量回收系统
EP4324787A1 (de) * 2022-08-17 2024-02-21 Linde GmbH Verfahren und anlage zur gewinnung eines oder mehrerer verfahrens produkte

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297408A (en) * 1962-02-28 1967-01-10 Jr Walton H Marshall Process for production of hydrogen
US20030110694A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-19 Drnevich Raymond Francis Method for oxygen enhanced syngas production
US20090232729A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-Hydrocarbon Reforming Method with Limited Steam Export
EP2233433A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-29 Hydrogen Energy International Limited Process for generating electricity and for sequestering carbon dioxide
US20110146991A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated Hydrogen Production and Hydrocarbon Extraction
EP2865638A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen production process with high export steam

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4101645A (en) * 1976-11-08 1978-07-18 Friedrich Uhde Gmbh Process for the production of hydrogen/deuterium-containing gas
US7794689B2 (en) * 2005-01-18 2010-09-14 Enquest Power Corporation Method for steam reforming carbonaceous material
US7540893B2 (en) * 2005-12-06 2009-06-02 General Electric Company System and method for producing synthesis gas
DE102006019100A1 (de) * 2006-04-25 2007-10-31 Linde Ag Verfahren zur Produktion von Exportdampf in Dampfreformern
DE102010044939C5 (de) * 2010-09-10 2015-11-19 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Prozessdampf und Kesselspeisewasserdampf in einem beheizbaren Reformierreaktor zur Herstellung von Synthesegas
US20120148485A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Morrow Jeffrey M Steam methane reforming process
US9290422B2 (en) * 2012-11-27 2016-03-22 Praxair Technology, Inc. Hybrid plant for liquid fuel production
US20140319425A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Shrikar Chakravarti Method and system for producing a synthesis gas in an oxygen transport membrane based reforming system using a combined feed stream
WO2014176020A1 (en) * 2013-04-26 2014-10-30 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing a synthesis gas in an oxygen transport membrane based reforming system
FR3007510B1 (fr) * 2013-06-20 2015-06-26 Air Liquide Procede utilisant la chaleur fatale d’une installation de production d’hydrogene pour alimenter les reseaux de chaleur urbains en chaleur verte
US8956587B1 (en) * 2013-10-23 2015-02-17 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen production process with high export steam

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297408A (en) * 1962-02-28 1967-01-10 Jr Walton H Marshall Process for production of hydrogen
US20030110694A1 (en) * 2001-12-17 2003-06-19 Drnevich Raymond Francis Method for oxygen enhanced syngas production
US20090232729A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-Hydrocarbon Reforming Method with Limited Steam Export
EP2233433A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-29 Hydrogen Energy International Limited Process for generating electricity and for sequestering carbon dioxide
US20110146991A1 (en) * 2009-12-18 2011-06-23 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated Hydrogen Production and Hydrocarbon Extraction
EP2865638A1 (en) * 2013-10-23 2015-04-29 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen production process with high export steam

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015112533A1 (de) 2017-01-12
EP3115336A1 (de) 2017-01-11
EA201890092A1 (ru) 2018-04-30
CA2992626A1 (en) 2017-01-19
ES2669494T3 (es) 2018-05-28
EP3115336B1 (de) 2018-02-28
US10875767B2 (en) 2020-12-29
DK3115336T4 (da) 2022-03-28
EP3115336B2 (de) 2022-01-05
CA2992626C (en) 2023-05-16
PL3115336T3 (pl) 2018-07-31
ES2669494T5 (es) 2022-04-28
WO2017008915A1 (en) 2017-01-19
PL3115336T5 (pl) 2022-04-25
DK3115336T3 (en) 2018-06-06
CN205973771U (zh) 2017-02-22
CN106335875B (zh) 2021-11-09
US20180201506A1 (en) 2018-07-19
CN106335875A (zh) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013150992A (ru) Способ производства водорода с высоким содержанием отводимого пара
EA039828B1 (ru) Способ охлаждения синтез-газа
HRP20202045T1 (hr) Proces proizvodnje uree stabilizirane formaldehidom
US20140284199A1 (en) Water Purification Using Energy from a Steam-Hydrocarbon Reforming Process
MX2011004916A (es) Generacion de gas de proceso mediante recuperacion de calor de escape de baja temperatura.
CN112673124A (zh) 制备甲醇的方法
KR102354065B1 (ko) 탄화수소 공급 가스의 촉매적 스팀 개질에 의한 합성 가스 제조 공정 및 설비
RU2425796C2 (ru) Генерирование водяного пара в процессах реформинга с водяным паром
US20230114501A1 (en) Process and plant for the production of synthesis gas and generation of process condensate
US10358349B1 (en) Advanced heat integration in sulfur recovery unit—SafarClaus
CN110719890B (zh) 用于冷却合成气的方法和设备
RU2827145C1 (ru) Низкозатратная система производства метанола из природного газа с экономией воды
US9790154B2 (en) Methanol plant and gasoline synthesis plant
RU2786069C1 (ru) Способ получения водорода из природного газа
EP2865640B1 (en) Water purification using energy from a hydrocarbon steam reforming process
CN108147429A (zh) 一种用于变换工段低温冷凝液提氨的气化方法
US11925895B2 (en) Method and device for cooling a synthesis gas flow
WO2017186357A1 (en) Process and plant for the purification of process condensate from the catalytic steam reformation of a hydrocarbonaceous feed gas
RU2652191C1 (ru) Водородная установка (варианты)
KR20240012459A (ko) 합성 가스의 생성 및 공정 응축수의 발생을 위한 방법 및 플랜트
RU2404116C1 (ru) Способ подготовки природного газа с получением метанола