RU2020103223A - Способы и устройства для производства водорода - Google Patents

Способы и устройства для производства водорода Download PDF

Info

Publication number
RU2020103223A
RU2020103223A RU2020103223A RU2020103223A RU2020103223A RU 2020103223 A RU2020103223 A RU 2020103223A RU 2020103223 A RU2020103223 A RU 2020103223A RU 2020103223 A RU2020103223 A RU 2020103223A RU 2020103223 A RU2020103223 A RU 2020103223A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
percent
stream
unit
purified
Prior art date
Application number
RU2020103223A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2779804C2 (ru
RU2020103223A3 (ru
Inventor
Шаоцзюнь Джеймс ЧЖОУ
Раджхубир П. ГУПТА
Джон Ривес КАРПЕНТЕР III
Брайан С. ТУРК
Original Assignee
Рисерч Трайэнгл Инститьют
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
Application filed by Рисерч Трайэнгл Инститьют filed Critical Рисерч Трайэнгл Инститьют
Publication of RU2020103223A publication Critical patent/RU2020103223A/ru
Publication of RU2020103223A3 publication Critical patent/RU2020103223A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2779804C2 publication Critical patent/RU2779804C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • 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
    • C01B3/36—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 oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • 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
    • C01B3/36—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 oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C01B3/366—Partial combustion in internal-combustion engines
    • 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
    • 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
    • C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
    • 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
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/007—Removal of contaminants of metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/32—Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • 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
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation 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
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation 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
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • 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
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • 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
    • 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
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • 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
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Claims (50)

1. Способ производства потока очищенного газообразного водорода, включающий стадии, на которых подают сырьевой газ, содержащий газообразный азот (N2) в качестве основного компонента, газообразный водород (Н2) и монооксид углерода (СО) и характеризующийся начальным отношением Н2 к СО, в блок обработки для получения облагороженного газа, содержащего диоксид углерода (СО2) и характеризующегося вторым отношением Н2 к СО, большим, чем начальное отношение Н2 к СО; подают облагороженный газ в очистной блок, включающий блок удаления N2 для удаления N2 и блок удаления СО2 для удаления СО2, при этом, в очистном блоке образуется поток очищенного газообразного водорода и остаточный газ; и рециркулируют, по меньшей мере, часть остаточного газа в точку выше по потоку блока удаления N2.
2. Способ по п. 1, в котором подача облагороженного газа в очистной блок включает подачу облагороженного газа в блок удаления N2 с образованием потока пермеата и потока ретентата и подачу потока пермеата в блок удаления СО2 с образованием потока очищенного газообразного водорода и остаточного газа.
3. Способ по п. 1, дополнительно включающий подачу топлива и окислителя в реакционный блок синтеза-газа с образованием сырьевого газа.
4. Способ по п. 3, в котором топливо включает один или несколько углеводородов, и окислитель включает воздух.
5. Способ по п. 4, в котором один или несколько углеводородов включают метан.
6. Способ по п. 3, в котором топливо в реакционном блоке синтеза-газа частично окисляется с образованием сырьевого газа.
7. Способ по п. 3, в котором реакционный блок синтеза-газа представляет собой двигатель внутреннего сгорания.
8. Способ по п. 7, дополнительно включающий работу двигателя внутреннего сгорания в условиях обогащенной топливом смеси.
9. Способ по п. 1, в котором начальное отношение Н2 к СО выбрано из группы, состоящей из: от примерно 1 до примерно 3; и от примерно 1,5 до примерно 2,5.
10. Способ по п. 1, в котором второе отношение Н2 к СО выбрано из группы, состоящей из: от примерно 10 до примерно, 150; от примерно 10 до примерно 120; и от примерно, 10 до примерно 50.
11. Способ по п. 1, в котором блок обработки включает блок конверсии водяного газа и предназначен для конверсии сырьевого газа с получением Н2 и СО2.
12. Способ по п. 11, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления высокотемпературной конверсии.
13. Способ по п. 11, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления низкотемпературной конверсии.
14. Способ по п. 11, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления высокотемпературной конверсии и низкотемпературной конверсии.
15. Способ по п. 11, в котором блок конверсии водяного газа включает, по меньшей мере, один катализатор.
16. Способ по п. 2, в котором блок удаления N2 включает блок мембранного разделения, предназначенный для получения облагороженного газа.
17. Способ по п. 16, в котором блок мембранного разделения включает Н2-селективную мембрану.
18. Способ по п. 17, в котором Н2-селективная мембрана включает один или несколько компонентов из следующих: полимер, керамический материал, соединение углерода, активированный уголь, соединение металла.
19. Способ по п. 2, в котором подача потока пермеата в блок удаления СО2 включает охлаждение потока пермеата с целью удаления воды.
20. Способ по п. 2, в котором подача потока пермеата в блок удаления СО2 включает увеличение давления потока пермеата.
21. Способ по п. 1, в котором подачу сырьевого газа в блок обработки осуществляют при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 80°F до примерно 900ºF (от примерно 27°C до примерно 482°C).
22. Способ по п. 1, в котором подачу сырьевого газа в блок обработки осуществляют при давлении, лежащем в диапазоне от примерно 1 атм до примерно 10 атм (от примерно 100 кПа до примерно 1000 кПа).
23. Способ по п. 2, в котором подачу потока пермеата в блок удаления СО2 осуществляют при температуре, лежащей в диапазоне от примерно 32°F до примерно 122°F (от примерно 0°C до примерно 50°C).
24. Способ по п. 2, в котором подачу потока пермеата в блок удаления СО2 осуществляют при давлении, лежащем в диапазоне от примерно 3,4 атм до примерно 34 атм (от примерно 344 кПа до примерно 3400 кПа).
25. Способ по п. 2, в котором блок удаления СО2 включает блок адсорбции со сдвигом давления (PSA).
26. Способ по п. 25, в котором блок PSA включает одну или несколько адсорбционных колонн, и остаточный газ содержит десорбированный газ, полученный при регенерации одной или нескольких адсорбционных колонн.
27. Способ по п. 26, в котором доля остаточного газа, рециркулируемая в точку выше по потоку блока удаления N2, находится в диапазоне от примерно 50 процентов до примерно 100 процентов остаточного газа.
28. Способ по п. 26, в котором рециркуляция, по меньшей мере, части остаточного газа в точку выше по потоку блока удаления N2 включает увеличение давления остаточного газа.
29. Способ по п. 28, в котором увеличение давления остаточного газа включает увеличение давления остаточного газа до величины в диапазоне от примерно 1 атм до примерно 10 атм (от примерно 100 кПа до примерно 1000 кПа).
30. Способ по п. 1, в котором рециркуляция, по меньшей мере, части остаточного газа в точку выше по потоку блока удаления N2 включает рециркуляцию такого количества остаточного газа, которое эквивалентно примерно от 5 процентов до примерно 10 процентов по объему потока очищенного газообразного Н2.
31. Способ по п. 1, в котором рециркуляция, по меньшей мере, части остаточного газа в точку выше по потоку блока удаления N2 включает рециркуляцию такого количества остаточного газа, которое эквивалентно примерно от 15 процентов до примерно 25 процентов по объему сырьевого газа.
32. Способ по п. 1, в котором концентрация Н2 в потоке очищенного газообразного Н2 выбрана из группы, состоящей из: более чем примерно 75 процентов; более чем примерно 90 процентов; более чем примерно 95 процентов; более чем примерно 99 процентов.
33. Способ по п. 1, в котором количество Н2, присутствующее в облагороженном газе и извлекаемое в поток очищенного газообразного Н2, выбрано из группы, состоящей из: более чем примерно 80 процентов; более чем примерно 90 процентов; более чем примерно 95 процентов; более чем примерно 99 процентов.
34. Способ производства потока очищенного газообразного водорода, включающий стадии, на которых подают сырьевой газ, содержащий газообразный азот (N2) в качестве основного компонента, газообразный водород (Н2) и монооксид углерода (СО) и характеризующийся начальным отношением Н2 к СО, в блок обработки для получения облагороженного газа, содержащего диоксид углерода (СО2) и характеризующегося вторым отношением Н2 к СО, большим, чем начальное отношение Н2 к СО; приводят облагороженный газ в контакт с мембраной в мембранном модуле с образованием потока пермеата и потока ретентата, при этом мембрана имеет Н2-селективный состав, концентрация Н2 в потоке пермеата больше концентрации Н2 в облагороженном газе, и поток ретентата содержит N2, удаленный из облагороженного газа; приводят поток пермеата в контакт с сорбирующим материалом в одной или нескольких адсорбционных колоннах с получением потока очищенного газообразного Н2, при этом сорбирующий материал включает сорбирующее соединение, эффективное в отношении удаления СО2 из потока пермеата; и регенерируют сорбирующий материал, по меньшей мере, в одной или нескольких адсорбционных колоннах с получением остаточного газа и рециркулируют, по меньшей мере, часть остаточного газа в поток облагороженного газа в точке выше по потоку мембранного блока.
35. Способ по п. 34, в котором блок обработки включает блок конверсии водяного газа.
36. Способ по п. 35, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления высокотемпературной конверсии.
37. Способ по п. 35, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления низкотемпературной конверсии.
38. Способ по п. 35, в котором блок конверсии водяного газа предназначен для осуществления высокотемпературной конверсии и низкотемпературной конверсии.
39. Способ по п. 34, в котором доля остаточного газа, рециркулируемая в поток облагороженного газа в точке выше по потоку мембранного модуля, лежит в диапазоне от примерно 50 процентов до примерно 100 процентов остаточного газа.
40. Способ по п. 34, в котором молярная доля Н2 в потоке очищенного газообразного Н2 больше примерно 99 процентов.
41. Способ по п. 34, в котором количество Н2, присутствующее в облагороженном газе и извлекаемое в поток очищенного газообразного Н2, выбрано из группы, состоящей из: более чем примерно 80 процентов; более чем примерно 90 процентов; более чем примерно 95 процентов; более чем примерно 99 процентов.
42. Система обработки газа, предназначенная для осуществления способа по любому из предшествующих пунктов.
43. Система обработки газа, предназначенная для производства потока очищенного газообразного водорода, включающая блок обработки, предназначенный для повышения отношения водорода (Н2) к монооксиду углерода (СО) в сырьевом газе с получением облагороженного газа; первый блок отделения, предназначенный для удаления из облагороженного газа значительной части газообразного азота (N2) с получением деазотированного газа; второй блок отделения, предназначенный для удаления из деазотированного газа значительной части диоксида углерода (СО2) с получением потока очищенного газообразного Н2, при этом во втором блоке отделения также образуется остаточный газ, содержащий удаленный СО2; и систему рециркуляции для направления, по меньшей мере, части остаточного газа на смешивание с облагороженным газом в точке выше по потоку первого блока отделения.
44. Система обработки газа по п. 43, в которой блок обработки включает блок конверсии водяного газа и предназначен для конверсии сырьевого газа с получением Н2 и СО2.
45. Система обработки газа по п. 43, в которой первый блок отделения включает Н2-селективную мембрану.
46. Система обработки газа по п. 43, в которой второй блок отделения включает блок адсорбции со сдвигом давления (PSA).
47. Система обработки газа по п. 46, в которой блок PSA включает сорбирующее соединение, эффективное в отношении удаления СО2 из деазотированного газа.
48. Система обработки газа по п. 43, в которой система рециркуляции предназначена для рециркуляции до 100 процентов, включительно, остаточного газа.
49. Система обработки газа по п. 46, где данная система обработки газа предназначена для производства потока очищенного газообразного Н2 с молярной долей Н2 более примерно 99 процентов.
50. Система обработки газа по п. 43, где данная система обработки газа предназначена для извлечения Н2, присутствующего в облагороженном газе и извлекаемого в поток очищенного газообразного Н2, в количестве, выбранном из группы, состоящей из: более чем примерно 80 процентов; более чем примерно 90 процентов; более чем примерно 95 процентов; более чем примерно 99 процентов.
RU2020103223A 2017-09-29 2018-09-24 Способы и устройства для производства водорода RU2779804C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762565873P 2017-09-29 2017-09-29
US62/565,873 2017-09-29
PCT/US2018/052394 WO2019067349A1 (en) 2017-09-29 2018-09-24 METHODS AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF HYDROGEN

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020103223A true RU2020103223A (ru) 2021-10-29
RU2020103223A3 RU2020103223A3 (ru) 2022-02-28
RU2779804C2 RU2779804C2 (ru) 2022-09-13

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200049768A (ko) 2020-05-08
AU2018341260A1 (en) 2020-02-13
US20200231435A1 (en) 2020-07-23
IL273219B2 (en) 2024-01-01
WO2019067349A1 (en) 2019-04-04
BR112020006088A2 (pt) 2020-09-29
JP7296362B2 (ja) 2023-06-22
IL273219A (en) 2020-04-30
IL273219B1 (en) 2023-09-01
AU2018341260B2 (en) 2024-01-04
MX2020002533A (es) 2020-07-20
CN111065716A (zh) 2020-04-24
CA3070981A1 (en) 2019-04-04
BR112020006088B1 (pt) 2023-12-19
KR102589171B1 (ko) 2023-10-12
RU2020103223A3 (ru) 2022-02-28
US11724938B2 (en) 2023-08-15
WO2019067349A8 (en) 2019-05-16
EP3688123A4 (en) 2021-06-02
EP3688123A1 (en) 2020-08-05
JP2020535094A (ja) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2366447B1 (en) Method and apparatus for producing hydrogen and recovering carbon dioxide
KR101529129B1 (ko) 고순도 메탄가스의 분리를 위한 다단계 막분리 정제공정 및 장치
CA3069240C (en) Method for the preparation of ammonia synthesis gas
JP5039408B2 (ja) 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置
EA027424B1 (ru) Комплексный способ извлечения природного coиз кислого газа, содержащего hs и co
JP5039426B2 (ja) 水素製造および二酸化炭素回収方法
MX2009001742A (es) Proceso integrado de separacion y purificacion.
CZ299724B6 (cs) Zpusob získávání vysoce cistého vysokotlakého proudu vodíkového plynu ze syntézního plynu
JP2008247632A (ja) 水素製造および二酸化炭素回収方法ならびに装置
US20130319231A1 (en) Integrated system for acid gas removal
US11420155B2 (en) Process of improved sulfur capture from a syngas mixture
US20170320728A1 (en) A process for the elimination of volatile organic compounds and hazardous air pollutants in ammonia plants
RU2020103223A (ru) Способы и устройства для производства водорода
US20110064641A1 (en) Ammonia generating method and apparatus therefor
CN113891850B (zh) 用于分离一氧化碳、氢气和至少一种酸性气体的混合物的方法和装置
WO2020237563A1 (en) Process and apparatus for the separation of two gaseous streams each containing carbon monoxide, hydrogen and at least one acid gas
US8241603B1 (en) Process and system for removing sulfur from sulfur-containing gaseous streams
US9682343B2 (en) Sour syngas treatment apparatuses and processes for treating sour syngas comprising sulfur components and carbon dioxide
KR102684782B1 (ko) 흡수 및 멤브레인 확산 단계를 포함하는 합성가스 혼합물로부터 개선된 황 포집 공정
KR101458677B1 (ko) 배기가스 중 이산화탄소의 포집 및 전환 방법과 장치
JP2022176139A (ja) 気体分離プロセス
US20220119254A1 (en) Method for synthesising a hydrogen-containing compound
KR20160068169A (ko) 분리막을 사용하여 수반가스로부터의 디메틸에테르 제조방법
JP6293472B2 (ja) 水素製造装置および水素製造方法
KR20220010550A (ko) 황화 수소-이산화 탄소 막 분리 시스템 및 분리