EA045792B1 - Способ получения синтез-газа - Google Patents
Способ получения синтез-газа Download PDFInfo
- Publication number
- EA045792B1 EA045792B1 EA202292369 EA045792B1 EA 045792 B1 EA045792 B1 EA 045792B1 EA 202292369 EA202292369 EA 202292369 EA 045792 B1 EA045792 B1 EA 045792B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- synthesis gas
- steam
- stripper
- condensate
- hydrocarbon
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 32
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 25
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 22
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 18
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 9
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Description
Изобретение относится к способу получения синтез-газа.
Синтез-газ обычно получают посредством риформинга углеводородного сырья либо паровым риформингом (SMR), вторичным риформингом, таким как автотермический риформинг (ATR), и двухстадийный риформинг с последовательным применением стадий SMR и ATR.
Синтез-газ, выходящий из процесса риформинга, содержит водород, монооксид углерода и диоксид углерода вместе с неконвертированными углеводородами, как правило, с метаном.
Кроме того, синтез-газ содержит небольшое количество азота, происходящего из углеводородного сырья или воздуха, используемого в установке вторичного или автотермического риформинга.
Азот вызывает образование аммиака в секции риформинга, что соответствует условиям последней стадии риформинга. Образование аммиака является равновесной реакцией.
В ряде технологических областей применения монооксид углерода и диоксид углерода, содержащиеся в синтез-газе, полученном в результате процесса риформинга, необходимо удалить до того, как синтез-газ будет введен в процесс. Это, в частности, относится и к получению аммиака и водорода.
Для данной цели монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода, который может быть удален с помощью известных химических или физических процессов с участием диоксида углерода.
Монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода посредством пропускания синтез-газа через секцию сдвига, где монооксид углерода преобразуют в диоксид углерода с использованием процесса конверсии водяного газа.
Известно, что реакция конверсии не может осуществляться без образования побочных продуктов. Большинство катализаторов реакции конверсии содержат медь. Для этих катализаторов одним важным побочным продуктом, образующимся в ходе реакции конверсии, является метанол. Метанол вступает в реакцию с аминами вместе с аммиаком, образующимся в процессе риформинга из азота, который, как упоминалось выше, присутствует в углеводородном сырье и/или в воздухе.
Синтез-газ, прошедший конверсию, охлаждают после секции сдвига и направляют в конденсатор, где технологический конденсат отделяют от синтез-газа, прошедшего конверсию.
Аммиак и амины, содержащиеся в синтез-газе, прошедшем конверсию, после секции сдвига конденсируют вместе с технологическим конденсатом.
Как правило, технологический конденсат направляют в отпарную колонну среднего давления (СД), где растворенные газы, содержащие аммиак и амины, отгоняют паром, чтобы обеспечить возможность направления отпарного конденсата на очистку подпиточной воды для котла (ПВК).
Под средним давлением понимается давление, которое на 0,5 бар, предпочтительно на 1 бар, выше, чем давление на входе в секцию риформинга.
Пар на выходе из отпарной колонны содержит растворенные газы и побочные продукты аммиака и аминов. Согласно изобретению часть этого так называемого потока отпарной колонны добавляют к углеводородному сырью и/или к синтез-газу по ходу процесса после секции риформинга и перед последним реактором конверсии. Оставшуюся часть пара из отпарной колонны продувают.
В секции риформинга амины вступают в реакцию с N2, CO2, CO, H2 и H2O.
Аммиак и амины, которые добавляют по ходу процесса после секции риформинга и перед последним реактором конверсии, будут накапливаться в секции, и за счет этого в технологическом конденсате будет фиксироваться повышенный уровень аммиака и аминов. Образованный таким образом новый аммиак из секции риформинга непрерывно поступает в секцию сдвига. Образованные амины и остаточный аммиак удаляют только паром из отпарной колонны, который поступает в секцию риформинга. Пар из отпарной колонны, добавляемый по ходу процесса после секции риформинга, не способствует удалению аминов. Усовершенствование на данном этапе касается только контроля пара/сухого газа на входе в секцию сдвига.
Проблема возникает при высоком содержании аминов в паре, который подают в секцию риформинга, поскольку это приводит к нагарообразованию в секции риформинга либо в оборудовании для предварительного нагрева, либо в слое катализатора.
Изобретение решает эту проблему путем продувки необходимой части пара отпарной колонны, за счет чего до приемлемого уровня снижается количество амина на входе в секцию риформинга.
Таким образом, изобретением предусмотрен способ получения синтез-газа, включающий следующие этапы:
a) риформинг углеводородного сырья в секции риформинга, в результате чего получают синтез-газ, содержащий CH4, CO, CO2, H2 и H2O, а также примеси, содержащие аммиак;
b) конверсию синтез-газа в секции сдвига, включающей один или более последовательных этапов сдвига с получением синтез-газа, прошедшего конверсию;
c) отделение от синтез-газа, прошедшего конверсию, технологического конденсата, образующегося при охлаждении и, при необходимости, промывка синтез-газа, прошедшего конверсию;
d) направление технологического конденсата в отпарную колонну для конденсата, в которой растворенные побочные продукты конверсии включающие аммиак, метанол и амины, образованные во время конверсии синтез-газа, отгоняют из технологического конденсата при помощи пара, в результате чего получают поток пара отпарной колонны;
- 1 045792
е) добавление части потока пара отпарной колонны из отпарной колонны технологического конденсата в углеводородное сырье и/или синтез-газ по ходу процесса после секции риформинга и перед последним этапом сдвига, причем оставшуюся часть пара из отпарной колонны продувают.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, в качестве отпарной колонны для продувки конденсата выступает отпарная колонна среднего давления. Под средним давлением понимается давление, которое на 0,5 бар, предпочтительно на 1 бар, выше, чем давление на входе в секцию риформинга. Это позволяет использовать пар из отпарной колонны в качестве технологического пара.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения весь пар из отпарной колонны может подаваться по ходу процесса после секции риформинга, перед последним реактором конверсии. Накопление аммиака и аминов в секции сдвига в этом случае будет регулироваться расходом продувки пара отпарной колонны.
С продуктом продувки пара из отпарной колонны можно поступать по-разному.
В соответствии с вариантом осуществления изобретения, продуваемый пар отпарной колонны направляют на этап сжигания углеводородов.
В этом варианте осуществления изобретения предпочтительно, что этап сжигания углеводородов представляет собой топливную сторону установки парового риформинга, или что этап сжигания углеводородов представляет собой топливную сторону огневого нагревателя.
Кроме того, предпочтительно, что продуваемый пар отпарной колонны смешивают с воздухом для горения или с углеводородным топливом перед его подачей на этап сжигания углеводородов.
Количество продуваемого пара отпарной колонны можно регулировать для удаления всех или части аминов из потока отпарной колонны, который добавляют к углеводородному сырью и/или к синтез-газу на этапе (е). В случае лишь частичного удаления оставшиеся амины могут быть удалены путем подачи приемлемого количества аминов в секцию риформинга через пар отпарной колонны из отпарной колонны для конденсата.
Отпарной конденсат выходит из нижней части отпарной колонны для конденсата и направляется на водообработку.
Пример.
Ссылка приведена на фигуре.
Номера потоков, указанные в таблицах ниже, относятся к ссылочным номерам на фигуре.
В табл. 1 показан случай удаления образовавшегося аммиака и аминов путем их конверсии в секции риформинга посредством добавления в эту установку 8,4% отогнанного пара. В табл. 2 показан случай удаления образовавшегося аммиака и аминов путем их конверсии в секции риформинга посредством добавления в эту установку 8% отогнанного пара.
В обоих случаях в секции сдвига отмечаются одинаковые объемы накопления аммиака и аминов. Это накопление может быть уменьшено или полностью устранено путем направления всего отогнанного пара в секцию риформинга или в секцию продувки технологического конденсата.
Таблица 1
| Поток | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | И | |
| Поток тн/ч | 92 | 100 | 168 | 255 | 255 | 125 | 0 | 95 | 87 | 8 | |
| Аммиак кг/г | 0 | 40 | 42 | 482 | 480 | 480 | 0 | 480 | 440 | 40 | |
| Амины кг/ч | 0 | 3 | 0 | 33 | 36 | 36 | 0 | 36 | 33 | 3 |
Таблица 2
| Поток | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | И | |
| Поток тн/ч | 100 | 100 | 168 | 255 | 255 | 125 | 8 | 87 | 87 | 0 | |
| Аммиак кг/г | 0 | 0 | 42 | 480 | 478 | 478 | 40 | 438 | 438 | 0 | |
| Амины кг/ч | 0 | 0 | 0 | 33 | 36 | 36 | 3 | 33 | 33 | 0 |
Claims (7)
1. Способ получения синтез-газа, включающий следующие этапы:
а) риформинг исходного углеводородного сырья в секции риформинга с получением синтез-газа, содержащего СН4, СО, СО2, Н2 и Н2О, а также примеси, содержащие аммиак;
Ь) конверсию синтез-газа в секции сдвига, включающей один или более последовательных этапов сдвига с получением синтез-газа, прошедшего конверсию;
с) отделение от синтез-газа, прошедшего конверсию, технологического конденсата, образующегося при охлаждении;
d) направление технологического конденсата в отпарную колонну для конденсата, в которой растворенные побочные продукты конверсии, включающие аммиак, метанол и амины, образованные во время конверсии синтез-газа, отгоняют из технологического конденсата при помощи пара с получением потока пара отпарной колонны,
е) добавление части потока пара отпарной колонны из отпарной колонны технологического конденсата в исходное углеводородное сырье, причем оставшуюся часть пара из отпарной колонны продувают.
2. Способ по п.1, где этап с) дополнительно включает промывку синтез-газа, прошедшего конверсию, после его охлаждения.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве отпарной колонны для конденсата выступает отпарная колонна среднего давления.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что продуваемый пар отпарной колонны направляют на этап сжигания углеводородов.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что этап сжигания углеводородов представляет собой топливную сторону установки парового риформинга.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что этап сжигания углеводородов представляет собой топливную сторону огневого нагревателя.
7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что продуваемый пар отпарной колонны смешивают с воздухом для горения или с углеводородным топливом перед его подачей на этап сжигания углеводородов.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA202000270 | 2020-03-03 | ||
| IN202011055200 | 2020-12-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA045792B1 true EA045792B1 (ru) | 2023-12-27 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2707088C2 (ru) | Способ и система для производства метанола с использованием частичного окисления | |
| US11597691B2 (en) | Process for synthesising methanol | |
| KR102662931B1 (ko) | 메탄올 합성을 위한 새로운 방법 | |
| US9353022B2 (en) | Process for conversion of natural gas to hydrocarbon products and a plant for carrying out the process | |
| US20230098920A1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| WO1992015524A1 (en) | Method for manufacture of high purity carbon monoxide | |
| EA045792B1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| EA044269B1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| EP4114793B1 (en) | Process for the production of synthesis gas | |
| CN117049475A (zh) | 制氢方法和设备 | |
| WO2023187314A1 (en) | Method of producing liquid hydrocarbons from a syngas | |
| JP2023515192A (ja) | メタノール、アンモニア、および尿素の併産 | |
| EA042839B1 (ru) | Способ получения аммиака с использованием улучшенного процесса сдвига | |
| EA039172B1 (ru) | Способ совместного производства метанола и аммиака | |
| JPWO2021175784A5 (ru) |