RU2158711C1 - Method of preparing synthesis gas - Google Patents

Method of preparing synthesis gas Download PDF

Info

Publication number
RU2158711C1
RU2158711C1 RU2000109459A RU2000109459A RU2158711C1 RU 2158711 C1 RU2158711 C1 RU 2158711C1 RU 2000109459 A RU2000109459 A RU 2000109459A RU 2000109459 A RU2000109459 A RU 2000109459A RU 2158711 C1 RU2158711 C1 RU 2158711C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
partial oxidation
oxidizing agent
combustion engine
internal combustion
initiators
Prior art date
Application number
RU2000109459A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Е. Пискунов
Д.А. Абаскулиев
В.Н. Писаренко
Original Assignee
Пискунов Семен Евсеевич
Абаскулиев Джангир Ахмедович
Писаренко Виталий Николаевич
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 Пискунов Семен Евсеевич, Абаскулиев Джангир Ахмедович, Писаренко Виталий Николаевич filed Critical Пискунов Семен Евсеевич
Priority to RU2000109459A priority Critical patent/RU2158711C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158711C1 publication Critical patent/RU2158711C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

FIELD: technology of preparing hydrocarbon stock, more particularly preparation of synthesis gas from hydrocarbon stock. SUBSTANCE: method comprises partial oxidation of hydrocarbon stock with oxidizing agent in compression type combustion engine. Working surfaces of internal combustion engine are manufactured from material or covered with material which activate partial pressure of hydrocarbon stock. Partial oxidation of hydrocarbon stock with oxidizing agent is carried out at oxidizing agent excessive amount coefficient of 0.5-1.6. Invention makes it possible to improve quality of synthesis gas and widen range of H2/CO, ratio and increased efficiency of production process. EFFECT: more efficient preparation method. 12 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа из углеводородного сырья, и может быть использовано в нефтегазодобывающих отраслях, в нефтяной и газовой промышленности и т.д. The invention relates to a technology for processing hydrocarbon raw materials, in particular to the production of synthesis gas from hydrocarbon raw materials, and can be used in the oil and gas industries, in the oil and gas industry, etc.

Известен способ получения синтез-газа в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа из смеси газообразного углеводородного сырья с окислителем и паром (патент РФ N 2136580, кл. C 01 B 3/36). A known method of producing synthesis gas in a compression-type internal combustion engine from a mixture of gaseous hydrocarbon feed with an oxidizing agent and steam (RF patent N 2136580, class C 01 B 3/36).

Наиболее близким предлагаемому способу является способ получения синтез-газа путем парциального окисления смеси углеводородного сырья с воздухом при отношении количества кислорода в смеси к количеству углеводородного сырья альфа = 0,5- 0,8 или коэффициент избытка окислителя 1-1,6. Смесь сжимают поршнем в объеме цилиндра двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа до возникновения самовоспламенения и получения температуры 1300-2300oC на период 10-3-10-2 с. Процесс окисления активизируют подачей продуктов парциального окисления в количестве 10-20 об.% к исходному сырью, введенному в количестве 90-80 об.% (патент РФ N 2119888, кл. C 01 В 03/36).The closest to the proposed method is a method for producing synthesis gas by partial oxidation of a mixture of hydrocarbon materials with air with a ratio of the amount of oxygen in the mixture to the amount of hydrocarbon materials alpha = 0.5- 0.8 or an excess coefficient of the oxidizing agent 1-1.6. The mixture is compressed by a piston in the cylinder volume of a compression type internal combustion engine until self-ignition occurs and a temperature of 1300-2300 o C is obtained for a period of 10 -3 -10 -2 -2 sec. The oxidation process is activated by the supply of partial oxidation products in an amount of 10-20 vol.% To the feedstock introduced in an amount of 90-80 vol.% (RF patent N 2119888, class C 01 B 03/36).

Основным недостатком прототипа является большое количество продуктов парциального окисления (10-20 об.% к исходному сырью), направляемых на активацию технологического процесса, при этом повышается удельная себестоимость синтез-газа. The main disadvantage of the prototype is a large number of products of partial oxidation (10-20 vol.% To the feedstock), directed to the activation of the process, while increasing the specific cost of synthesis gas.

В изобретении решаются следующие задачи. The invention solves the following tasks.

1. Улучшение качества синтез-газа и расширение диапазона отношения H2/CO.1. Improving the quality of the synthesis gas and expanding the range of the ratio of H 2 / CO.

2. Увеличение производительности технологического процесса. 2. Increase the productivity of the process.

3. Расширения ряда оборудования ДВС. 3. Expansion of a number of ICE equipment.

Эти задачи решаются в способе получения синтез-газа, включающем парциальное окисление углеводородного сырья с окислителем при коэффициенте избытка окислителя от 0,5 до 1,6 путем сжатия ее рабочим органом (поршнем, ротором и т. д.) в рабочем объеме (например, цилиндре, корпусе и т.д.) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) компрессионного типа до самовоспламенения рабочей смеси, завершение технологического процесса, расширение, охлаждение и вывод продуктов процесса, содержащих синтез-газ, из рабочего объема с повторением этих операций в последующих циклах. Рабочие поверхности двигателя внутреннего сгорания изготавливают из материалов или покрывают материалами, которые активизируют парциальное окисление углеводородного сырья. These problems are solved in a method for producing synthesis gas, which includes the partial oxidation of hydrocarbon feed with an oxidizing agent with an oxidizer excess coefficient of 0.5 to 1.6 by compressing it with a working body (piston, rotor, etc.) in the working volume (for example, cylinder, housing, etc.) of an internal combustion engine (ICE) of the compression type until the mixture is self-igniting, completion of the process, expansion, cooling and removal of the process products containing synthesis gas from the working volume with the repetition of these operations in the following general cycles. The working surfaces of the internal combustion engine are made of materials or coated with materials that activate the partial oxidation of hydrocarbons.

Коэффициент избытка окислителя - это мольное отношение фактически затраченного количества кислорода к стехиометрическому - для процессов неполного окисления он равен единице (α = 1), например,
CH4+0,5O2 = CO+2H2 α = 1
C2H6+O2 = 2CO+3H2 α = 1 и т.п.The oxidizer excess coefficient is the molar ratio of the actually consumed amount of oxygen to the stoichiometric - for processes of incomplete oxidation it is equal to unity (α = 1), for example,
CH 4 + 0.5O 2 = CO + 2H 2 α = 1
C 2 H 6 + O 2 = 2CO + 3H 2 α = 1, etc.

В качестве окислителя используют воздух, воздух, обогащенный кислородом, или кислород. As an oxidizing agent, air, oxygen enriched air, or oxygen is used.

В прототипе отношение количества кислорода в смеси к количеству углеводородного сырья альфа = 0,5-0,8 или коэффициент избытка окислителя 1-1,6, одновременно для активизации процесса парциального окисления подают продукты парциального окисления в количестве 10-20 об.%. In the prototype, the ratio of the amount of oxygen in the mixture to the amount of hydrocarbon feed alpha = 0.5-0.8 or the excess ratio of the oxidizing agent 1-1.6, at the same time to activate the partial oxidation process, partial oxidation products in the amount of 10-20 vol.% Are fed.

В рабочий объем двигателя внутреннего сгорания можно подавать инициаторы парциального окисления. Partial oxidation initiators can be fed into the working volume of an internal combustion engine.

В рабочий объем двигателя внутреннего сгорания можно подавать инициаторы парциального окисления, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода. И/или углеводородное сырье, и/или инициаторы парциального окисления, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель подают в рабочий объем в цикле сжатия рабочей смеси. Partial oxidation initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide can be fed into the working volume of the internal combustion engine. And / or hydrocarbon feedstock and / or partial oxidation initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide and / or oxidizing agent are supplied to the working volume in the compression cycle of the working mixture.

И/или окислитель, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье подают в линию подачи инициаторов парциального окисления. And / or an oxidizing agent and / or water vapor and / or carbon dioxide and / or partial oxidation initiators and / or hydrocarbon feeds are supplied to the partial oxidation initiator feed line.

Рабочую смесь подогревают до температуры, обеспечивающей проведение процесса парциального окисления. Для инициирования процесса парциального окисления используют остающиеся в рабочем объеме двигателя внутреннего сгорания продукты парциального окисления. The working mixture is heated to a temperature that ensures the partial oxidation process. The partial oxidation products remaining in the working volume of the internal combustion engine are used to initiate the partial oxidation process.

И/или окислитель, и/или инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода подают через каталитический реактор в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания. And / or an oxidizing agent and / or partial oxidation initiators and / or hydrocarbon feedstock and / or water vapor and / or carbon dioxide are fed through a catalytic reactor to the working volume of an internal combustion engine.

В процессе парциального окисления углеводородов используют систему зажигания. In the process of partial oxidation of hydrocarbons, an ignition system is used.

В качестве инициаторов используют продукты парциального окисления, как выработанные в двигателе внутреннего сгорания, так и от внешнего источника, водород, соединения азота, металлоорганические соединения, оксигенаты и их смеси и т.д. Partial oxidation products used in the internal combustion engine, as well as from an external source, hydrogen, nitrogen compounds, organometallic compounds, oxygenates and mixtures thereof, etc. are used as initiators.

Технологический процесс проводится в двигателях внутреннего сгорания различных типов (поршневых, Ванкеля и т.д.) Рабочие поверхности ДВС могут изготавливаться из каталитически активных материалов или на рабочие поверхности наносятся каталитически активные композиции или элементы, способствующие проведению процесса парциального окисления, в частности, за счет снижения общих тепловых потерь, повышения температуры стенки рабочего объема (цилиндра и т.п.) и рабочего органа (поршня, ротора и т.п.). The technological process is carried out in various types of internal combustion engines (piston, Wankel, etc.). ICE working surfaces can be made of catalytically active materials or catalytically active compositions or elements that contribute to the partial oxidation process are applied to working surfaces, in particular, due to reduce the total heat loss, increase the temperature of the wall of the working volume (cylinder, etc.) and the working body (piston, rotor, etc.)

Такая совокупность признаков не известна в литературе. Such a collection of features is not known in the literature.

Способ осуществляется следующим образом (чертеж). В смеситель 1 подают окислитель и углеводородное сырье с коэффициентом избытка окислителя от 0,5 до 1,6. Далее рабочая смесь поступает в рабочий объем 2, в частности цилиндр(ы) ДВС компрессионного типа, где сжимается рабочим органом 3, в частности поршнем до самовоспламенения и осуществления реакций парциального окисления, с последующим расширением, охлаждением и выводом синтез-газа из рабочего объема. Затем процесс повторяется. The method is as follows (drawing). In the mixer 1 serves the oxidizing agent and hydrocarbon feed with an excess ratio of the oxidizing agent from 0.5 to 1.6. Next, the working mixture enters the working volume 2, in particular, the cylinder (s) of the internal combustion engine of the compression type, where it is compressed by the working body 3, in particular by a piston, until self-ignition and partial oxidation reactions are carried out, followed by expansion, cooling and removal of the synthesis gas from the working volume. Then the process is repeated.

В качестве окислителя используется воздух или воздух, обогащенный кислородом, или "чистый" кислород. Для активизации процесса в рабочий объем ДВС могут подаваться инициаторы парциального окисления. В качестве инициаторов парциального окисления используют продукты парциального окисления, как выработанные в ДВС, так и от внешнего источника, а также водород, углеводороды, соединения азота, металлоорганические соединения, оксигенаты и их смеси и т. д. As an oxidizing agent, air or oxygen enriched air, or “pure” oxygen, is used. To activate the process, partial oxidation initiators may be supplied to the internal combustion engine volume. Partial oxidation initiators use partial oxidation products, both generated in the internal combustion engine and from an external source, as well as hydrogen, hydrocarbons, nitrogen compounds, organometallic compounds, oxygenates and their mixtures, etc.

Для изменения качественного состава синтез-газа в ДВС подают водяной пар (H2O) или диоксид углерода, в результате, например, для метана получают соотношение H2/CO в синтез-газе в интервале от единицы до трех. В этом случае рабочую смесь (углеводородное сырье, например метан, окислитель, водяной пар или диоксид углерода) нагревают до температуры, необходимой для проведения технологического процесса. Нагрев рабочей смеси может быть необходим при других технологических операциях. Качественный состав синтез-газа может изменяться при применении различных видов углеводородного сырья. Так при наличии этана
C2H6 + O2=2CO + 3H2
мольное соотношение H2/CO= 1,5 и т.д.To change the qualitative composition of the synthesis gas, water vapor (H 2 O) or carbon dioxide is supplied to the internal combustion engine, as a result, for example, for methane, the ratio of H 2 / CO in the synthesis gas is in the range from one to three. In this case, the working mixture (hydrocarbon feed, for example methane, an oxidizing agent, water vapor or carbon dioxide) is heated to the temperature necessary for carrying out the process. Heating of the working mixture may be necessary for other technological operations. The qualitative composition of the synthesis gas may vary with the use of various types of hydrocarbon feedstocks. So in the presence of ethane
C 2 H 6 + O 2 = 2CO + 3H 2
the molar ratio of H 2 / CO = 1.5, etc.

Углеводородное сырье подают в газообразной или в жидкой фазах. Hydrocarbon feeds are supplied in gaseous or liquid phases.

Углеводородное сырье, и/или инициаторы, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель могут подаваться в линию подачи инициаторов, затем смесь подают в рабочий объем 3 или смесь подают в рабочий объем через каталитический блок 5 (реактор). Hydrocarbon feedstock and / or initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide and / or an oxidizing agent can be fed to the initiator feed line, then the mixture is fed into the working volume 3 or the mixture is fed into the working volume through the catalytic unit 5 (reactor )

Углеводородное сырье, и/или инициаторы, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода могут подаваться в рабочий объем под давлением в цикле сжатия рабочей смеси. Hydrocarbon feedstock and / or initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide can be supplied to the working volume under pressure in the compression cycle of the working mixture.

Рабочие поверхности ДВС изготавливают из материалов или покрывают материалами, которые активизируют процесс парциального окисления. Для активизации процесса парциального окисления могут использоваться оставшиеся в рабочем объеме продукты парциального окисления. The working surfaces of the internal combustion engine are made of materials or coated with materials that activate the process of partial oxidation. To activate the process of partial oxidation, the products of partial oxidation remaining in the working volume can be used.

В технологическом процессе дополнительно могут использоваться системы зажигания двигателя внутреннего сгорания 4. In the technological process, ignition systems of the internal combustion engine 4 can additionally be used.

В ходе технологического процесса в ДВС генерируется механическая энергия, которую можно использовать для получения электроэнергии в генераторе, установленном на валу ДВС, или для привода других механизмов, в частности компрессора, и т.д. During the process, mechanical energy is generated in the internal combustion engine, which can be used to generate electricity in the generator mounted on the internal combustion engine shaft, or to drive other mechanisms, in particular a compressor, etc.

Предлагаемый способ был осуществлен на одноцилиндровом ДВС (типа КАМАЗ-740). Примеры осуществления способа отражены в таблице. The proposed method was carried out on a single-cylinder internal combustion engine (type KAMAZ-740). Examples of the method are shown in the table.

Claims (12)

1. Способ получения синтез-газа, включающий парциальное окисление углеводородного сырья окислителем в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа, отличающийся тем, что рабочие поверхности двигателя внутреннего сгорания изготавливают из материалов или покрывают материалами, которые активизируют парциальное окисление углеводородного сырья, а парциальное окисление углеводородного сырья окислителем ведут при коэффициенте избытка окислителя от 0,5 до 1,6. 1. A method of producing synthesis gas, comprising the partial oxidation of hydrocarbon feedstock by an oxidizing agent in a compression type internal combustion engine, characterized in that the working surfaces of the internal combustion engine are made of materials or coated with materials that activate the partial oxidation of the hydrocarbon feedstock, and the partial oxidation of the hydrocarbon feedstock by the oxidizing agent lead at a coefficient of excess oxidizer from 0.5 to 1.6. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют воздух, воздух, обогащенный кислородом, или кислород. 2. The method according to claim 1, characterized in that as the oxidizing agent use air, air enriched with oxygen, or oxygen. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания подают инициаторы парциального окисления. 3. The method according to claim 1, characterized in that partial oxidation initiators are fed into the working volume of the internal combustion engine. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания подают инициаторы парциального окисления, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода. 4. The method according to claim 1, characterized in that partial oxidation initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide are supplied to the working volume of the internal combustion engine. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что и/или углеводородное сырье, и/или инициаторы парциального окисления, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель подают в рабочий объем в цикле сжатия рабочей смеси. 5. The method according to p. 1, characterized in that and / or hydrocarbon feedstock and / or partial oxidation initiators and / or water vapor and / or carbon dioxide and / or oxidizing agent are supplied to the working volume in the compression cycle of the working mixture . 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что и/или окислитель, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье подают в линию подачи инициаторов парциального окисления. 6. The method according to claim 1, characterized in that and / or an oxidizing agent and / or water vapor and / or carbon dioxide and / or partial oxidation initiators and / or hydrocarbon feeds are fed to the partial oxidation initiator feed line. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочую смесь подогревают до температуры, обеспечивающей проведение процесса парциального окисления. 7. The method according to claim 1, characterized in that the working mixture is heated to a temperature that ensures the partial oxidation process. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что для инициирования процесса парциального окисления используют остающиеся в рабочем объеме двигателя внутреннего сгорания продукты парциального окисления. 8. The method according to claim 1, characterized in that the partial oxidation products remaining in the working volume of the internal combustion engine are used to initiate the partial oxidation process. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что и/или окислитель, и/или инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода подают через каталитический реактор в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания. 9. The method according to claim 1, characterized in that and / or an oxidizing agent and / or partial oxidation initiators and / or hydrocarbon feedstock and / or water vapor and / or carbon dioxide are fed through a catalytic reactor into the working volume of the internal engine combustion. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют систему зажигания. 10. The method according to claim 1, characterized in that they use the ignition system. 11. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что в качестве инициаторов используют продукты парциального окисления, как выработанные в двигателе внутреннего сгорания, так и от внешнего источника, водород, соединения азота, металлоорганические соединения, оксигенаты и их смеси. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the partial oxidation products produced in the internal combustion engine and from an external source, hydrogen, nitrogen compounds, organometallic compounds, oxygenates and mixtures thereof are used as initiators. 12. Способ по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что углеводородное сырье подают в жидкой или газообразной фазе. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the hydrocarbon feed is supplied in a liquid or gaseous phase.
RU2000109459A 2000-04-17 2000-04-17 Method of preparing synthesis gas RU2158711C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000109459A RU2158711C1 (en) 2000-04-17 2000-04-17 Method of preparing synthesis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000109459A RU2158711C1 (en) 2000-04-17 2000-04-17 Method of preparing synthesis gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2158711C1 true RU2158711C1 (en) 2000-11-10

Family

ID=20233367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000109459A RU2158711C1 (en) 2000-04-17 2000-04-17 Method of preparing synthesis gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2158711C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4618451A (en) Synthesis gas
ES437703A1 (en) Production of methane-rich gas
MX9805335A (en) Hydrocarbon gas conversion system and process for producing a synthetic hydrocarbon liquid.
EP2876080A1 (en) Process for comprehensively utilizing low carbon emission fischer-tropsch synthesis tail gas
ID28247A (en) PROCESS OF ELECTRICAL, Vapor, AND CARBON DIOXIDE ENERGY FROM HYDROCARBON FEED
Morsy Modeling study on the production of hydrogen/syngas via partial oxidation using a homogeneous charge compression ignition engine fueled with natural gas
JPS6253396A (en) Method and apparatus for producing synthetic gas
ATE252071T1 (en) PRODUCTION OF METHANOL
CN1178191A (en) Method for combined generation of synthesis gas and power
RU97116511A (en) METHOD FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA
KR101206490B1 (en) Method for producing synthesis gas in a plant consisting of a compression-type internal combustion engine
US4575383A (en) Process for producing acetylene using a heterogeneous mixture
RU2158711C1 (en) Method of preparing synthesis gas
RU2096313C1 (en) Method of generating synthesis gas
RU2167808C1 (en) Synthetic gas generation process
US6793910B1 (en) Process to accomplish autothermal or steam reforming via a reciprocating compression device
US3582296A (en) Gasifying process
TW200403218A (en) Production of olefins
WO2019056119A1 (en) Rotary reformer
RU2119888C1 (en) Method of producing synthesis gas
RU2136580C1 (en) Synthesis gas production process
RU2154741C1 (en) Method of operation of gas internal combustion engine
RU2052641C1 (en) Method of supplying power plant
RU2794914C1 (en) Method of obtaining thermal energy
SU331648A1 (en) Hydrogen production method