RU2167808C1 - Способ получения синтез-газа - Google Patents

Способ получения синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
RU2167808C1
RU2167808C1 RU2000125343A RU2000125343A RU2167808C1 RU 2167808 C1 RU2167808 C1 RU 2167808C1 RU 2000125343 A RU2000125343 A RU 2000125343A RU 2000125343 A RU2000125343 A RU 2000125343A RU 2167808 C1 RU2167808 C1 RU 2167808C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
partial oxidation
internal combustion
combustion engine
compression type
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2000125343A
Other languages
English (en)
Inventor
С.Е. Пискунов
Original Assignee
Пискунов Семен Евсеевич
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 filed Critical Пискунов Семен Евсеевич
Priority to RU2000125343A priority Critical patent/RU2167808C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2167808C1 publication Critical patent/RU2167808C1/ru
Priority to PCT/RU2001/000401 priority patent/WO2002030811A1/ru
Priority to AU2002214424A priority patent/AU2002214424A1/en

Links

Images

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
    • C01B3/38—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
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

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. Способ получения синтез-газа включает окисление углеводородного сырья окислителем в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа при коэффициенте избытка окислителя менее 0,8, подачу для активизации процесса в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа инициаторов парциального окисления в количестве менее 10 об.% к углеводородному сырью. Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа выбирают и/или регулируют от 13 до 30 и рабочие поверхности двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа изготавливают из материалов и/или покрывают материалами, которые активизируют процесс парциального окисления. Изобретение позволяет улучшить качество синтез-газа, увеличить производительность. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа из углеводородного сырья в компрессионном химическом реакторе (КХР), и может быть использовано в нефтегазодобывающих отраслях, в нефтяной и газовой промышленности и т.д.
Известен способ получения синтез-газа в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа из смеси газообразного углеводородного сырья и воздуха (патент РФ N 2096313, кл. С 01 В 03/36).
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. 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. С 01 В 03/36).
Основным недостатком прототипа является большое количество продуктов парциального окисления (10- 20 об. % к исходному сырью), направляемых на активизацию технологического процесса, это приводит к уменьшению выхода продуктов парциального окисления и к повышению удельной себестоимости продуктов процесса, так как в качестве инициаторов используют продукты парциального окисления компрессионного химического реактора (КХР). Недостатком также является использование в качестве окислителя только воздуха.
В изобретении предлагается решение следующих задач:
1. Улучшение качества синтез-газа и расширение диапазона отношения H2/CO.
2. Увеличение производительности технологического процесса.
3. Снижение удельной себестоимости продуктов процесса.
4. Расширение ряда оборудования ДВС.
Эти задачи решаются в способе получения синтез-газа, включающем парциальное окисление углеводородного сырья окислителем в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа при коэффициенте избытка окислителя менее 0,8, подачу для активизации процесса в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа инициаторов парциального окисления в количестве менее 10 об.% к углеводородному сырью. Степень сжатия двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа выбирают и/или регулируют от 13 до 30 и рабочие поверхности двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа изготавливают из материалов и/или покрывают материалами, активизирующими процесс парциального окисления. Коэффициент избытка окислителя - это мольное отношение фактически затраченного количества кислорода к стехиометрическому.
В рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа подают водяной пар и/или диоксид углерода.
Углеводородное сырье, и/или инициаторы парциального окисления, и/или водной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель подают в рабочий объем в цикле сжатия рабочей смеси.
Инициаторы, и/или окислитель, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или углеводородное сырье подают в линию подачи инициаторов парциального окисления.
Рабочую смесь из углеводородного сырья окислителя подогревают до температуры, обеспечивающей проведение процесса парциального окисления.
Инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель подают через каталитический реактору в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа.
Для инициирования процесса парциального окисления используют остающиеся в рабочем объеме двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа продукты парциального окисления.
Дополнительно используют систему(ы) зажигания.
Процесс протекает при различных оборотах вращения двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа.
Выбирают и/или регулируют фазы газораспределения двигателя.
В предлагаемом способе для активизации процесса парциального окисления подают инициаторы парциального окисления в количестве менее 10 об.% к исходному сырью. В качестве инициаторов используются продукты парциального окисления как выработанные в ДВС, так и от внешнего источника, водород, углеводороды, соединения азота, металлоорганические соединения, оксигенаты и их смеси, эфиры, отходы химических процессов и производств, в которых содержатся инициирующие компоненты и т. д. И/или углеводородное сырье (в и/или паровой, и/или жидкой, и/или газообразной фазе(ах)), и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или инициаторы подают в линию подачи инициаторов парциального окисления и/или в рабочий объем ДВС в цикле сжатия рабочей смеси.
В рабочий объем ДВС подают и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, для проведения этих(ого) процессов(а) парциального окисления рабочую смесь подогревают до температуры, обеспечивающей проведение процесса, подогрев рабочей смеси осуществляют и в других технологических операциях. Подогрев рабочей смеси осуществляют до 350oC в зависимости от состава рабочей смеси (углеводородного сырья и др. компонентов) и требования к качеству продуктов парциального окисления, в частности соотношения H2/CO.
В линию подачи инициаторов подают и/или инициаторы, и/или окислитель, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, эти составляющие подают непосредственно и/или в рабочий объем ДВС, и/или в каталитический реактор, а затем в рабочий объем ДВС.
Технологический процесс проводят в двигателях внутреннего сгорания различных типов (поршневых, Ванкеля и т.д.). Рабочие поверхности ДВС изготавливают из каталитически активных материалов и/или на рабочие поверхности наносят каталитически активные композиции и/или элементы, способствующие проведению процесса парциального окисления, в частности, за счет снижения тепловых потерь, повышения температуры стенки рабочего объема (цилиндра, корпуса и т. п.), рабочего органа (поршня, ротора и т.п.) и т.д.
Технологический процесс протекает при различных оборотах двигателя в диапазоне от 100 до 10 000 об в мин, степенях сжатия от 13 до 30. Вентиляция рабочего(их) объема(ов) ДВС необходима для удаления продуктов сгорания воздухом. При процессе парциального окисления в ДВС (КХР) подают рабочую смесь, содержащую углеводородное сырье и другие ценные компоненты, которые вентилируются через рабочий объем. В связи с этим для каждого КХР и/или выбирают, и/или регулируют фазы газораспределения.
Способ осуществляется следующим образом (чертеж).
В смеситель 1 подают окислитель и углеводородное сырье с коэффициентом избытка окислителя менее 0,8. 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 продуктов парциального окисления, в частности синтез-газа, из рабочего объема. Для активизации процесса в рабочий объем ДВС подают инициаторы парциального окисления до 10 об.% к исходному сырью. В качестве инициаторов napциального окисления используются продукты парциального окисления как выработанные в ДВС, так и от внешнего источника, а также водород, углеводороды, соединения азота, металлоорганические соединения, оксигенаты и их смеси, эфиры, отходы химических процессов и производств, содержащие инициирующие компоненты, и тому подобное.
Затем процесс повторяется.
В качестве окислителя используют воздух, и/или воздух, обогащенный кислородом, и/или кислород.
Для изменения качественного состава синтез-газа в ДВС подают водяной пар (H2O) и/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 и/или диоксид углерода) нагревают до температуры, обеспечивающей проведение технологического процесса. Нагрев рабочей смеси может быть необходим при других технологических операциях. Качественный состав продуктов парциального окисления может изменяться при применении различных видов углеводородного сырья и других компонентов рабочей смеси. Так, например, для этана мольное соотношение и состав синтез-газа меняется в зависимости от подаваемых компонентов (водяной пар или диоксид углерода).
C2H6 + O2 = 2CO + 3H2
мольное соотношение H2/CO = 1,5
C2H6 + 2H2O = 2СО + 5H2
мольное соотношение H2/CO = 2,5
C2H6 + 2CO2 = 4CO + 3H2
мольное соотношение H2/CO = 0,75
Для других составов углеводородного сырья и компонентов рабочей смеси также меняются количество, качество и состав продуктов парциального окисления. Углеводородное сырье подают в газообразной, и/или в жидкой, и/или паровой фазах(е).
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 и/или смесь подают в рабочий объем через каталитический блок 5 (реактор).
И/или углеводородное сырье, и/или инициаторы, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода подают в рабочий объем под давлением в цикле сжатия рабочей смеси.
Рабочие поверхности ДВС и/или изготавливают из материалов, и/или покрывают материалами, которые активизируют процесс парциального окисления. Для активизации процесса парциального окисления используют оставшиеся в рабочем объеме продукты парциального окисления.
В технологическом процессе дополнительно могут использоваться системы зажигания двигателя внутреннего сгорания 4.
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.
Предлагаемый способ был осуществлен на одноцилиндровом ДВС (типа КАМАЗ-740). Примеры осуществления способа отражены в таблице.

Claims (10)

1. Способ получения синтез-газа, включающий парциальное окисление углеводородного сырья окислителем в двигателе внутреннего сгорания компрессионного типа при коэффициенте избытка окислителя менее 0,8, подачу для активизации процесса в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа инициаторов парциального окисления, отличающийся тем, что инициаторы подают в количестве менее 10 об.% к углеводородному сырью, степень сжатия двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа выбирают и/или регулируют от 13 до 30 и рабочие поверхности двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа изготавливают из материалов и/или покрывают материалами, которые активизируют процесс парциального окисления.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа подают водяной пар и/или диоксид углерода.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что 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.
4. Способ по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что инициаторы, и/или окислитель, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или углеводородное сырье подают в линию подачи инициаторов парциального окисления.
5. Способ по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что рабочую смесь из углеводородного сырья и окислителя подогревают до температуры, обеспечивающей проведение процесса парциального окисления.
6. Способ по любому из пп. 1 - 5, отличающийся тем, что инициаторы парциального окисления, и/или углеводородное сырье, и/или водяной пар, и/или диоксид углерода, и/или окислитель подают через каталитический реактор в рабочий объем двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа.
7. Способ по любому из пп. 1 - 6, отличающийся тем, что для инициирования процесса парциального окисления используют остающиеся в рабочем объеме двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа продукты парциального окисления.
8. Способ по любому из пп. 1 - 7, отличающийся тем, что дополнительно используют систему(ы) зажигания.
9. Способ по любому из пп. 1 - 8, отличающийся тем, что процесс протекает при различных оборотах вращения двигателя внутреннего сгорания компрессионного типа.
10. Способ по любому из пп. 1 - 9, отличающийся тем, что выбирают и/или регулируют фазы газораспределения двигателя.
RU2000125343A 2000-10-09 2000-10-09 Способ получения синтез-газа RU2167808C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125343A RU2167808C1 (ru) 2000-10-09 2000-10-09 Способ получения синтез-газа
PCT/RU2001/000401 WO2002030811A1 (fr) 2000-10-09 2001-10-08 Procede de production d'un gaz de synthese
AU2002214424A AU2002214424A1 (en) 2000-10-09 2001-10-08 Method for producing a synthesis gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125343A RU2167808C1 (ru) 2000-10-09 2000-10-09 Способ получения синтез-газа

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2167808C1 true RU2167808C1 (ru) 2001-05-27

Family

ID=20240739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000125343A RU2167808C1 (ru) 2000-10-09 2000-10-09 Способ получения синтез-газа

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002214424A1 (ru)
RU (1) RU2167808C1 (ru)
WO (1) WO2002030811A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007094702A1 (fr) * 2006-02-13 2007-08-23 Zakritoe Akcionernoe Obschestvo 'est-Invest' Procédé de production de gaz de synthèse dans une installation comprenant un moteur à combustion interne de type à compression

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303438A3 (en) * 1987-08-14 1989-12-27 DAVY McKEE CORPORATION Production of synthesis gas from hydrocarbonaceous feedstock
RU2096313C1 (ru) * 1996-08-13 1997-11-20 Экспериментальный комплекс "Новые энергетические технологии" Объединенного института высоких температур РАН Способ получения синтез-газа
DE69800734T2 (de) * 1997-01-22 2001-08-09 Haldor Topsoee As Lyngby Erzeugung eines Synthesegases durch Dampfreformierung unter Verwendung eines katalysierten Hardware
RU2119888C1 (ru) * 1998-02-10 1998-10-10 Тк Сибур Нн Способ получения синтез-газа

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007094702A1 (fr) * 2006-02-13 2007-08-23 Zakritoe Akcionernoe Obschestvo 'est-Invest' Procédé de production de gaz de synthèse dans une installation comprenant un moteur à combustion interne de type à compression
KR101206490B1 (ko) 2006-02-13 2012-11-30 오브스체스트보 에스 오그라니체노이 오트베츠트베노스튜 “에스트-인베스트” 압축타입 내연엔진으로 구성된 플랜트에서의 합성가스제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002214424A1 (en) 2002-04-22
WO2002030811A1 (fr) 2002-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1053394B1 (en) Method for energy fuel conversion systems
KR101716486B1 (ko) 저탄소 배출 피셔-트롭슈 합성 테일 가스의 포괄적 활용 방법
US2660521A (en) Process for the generation of carbon monoxide and hydrogen
CA2337394A1 (en) Process for generating electric energy, steam and carbon dioxide from hydrocarbon feedstock
GB1522407A (en) Fuel reformer for generating gaseous fuel containing hydrogen and/or carbon monoxide
Morsy Modeling study on the production of hydrogen/syngas via partial oxidation using a homogeneous charge compression ignition engine fueled with natural gas
US6205957B1 (en) Natural gas engine with in situ generation of an autoignition product
JPH0715104B2 (ja) 合成ガスの製造方法および装置
GB2039518A (en) A process and a plant for preparing a gas rich in methane
EP1996679A1 (en) A method of converting coal into fuels
KR101206490B1 (ko) 압축타입 내연엔진으로 구성된 플랜트에서의 합성가스제조방법
TW430870B (en) Method for generating water for semiconductor production
RU2120913C1 (ru) Способ получения синтез-газа
CA2184531A1 (en) Method for producing hydrogen-carbon monoxide mixed gas, and apparatus thereof
RU2167808C1 (ru) Способ получения синтез-газа
RU2096313C1 (ru) Способ получения синтез-газа
RU2158711C1 (ru) Способ получения синтез-газа
US6793910B1 (en) Process to accomplish autothermal or steam reforming via a reciprocating compression device
EP0089105B1 (en) Multi stage methanation
RU2154741C1 (ru) Способ работы газового двигателя внутреннего сгорания
RU2052641C1 (ru) Способ питания силовой энергетической установки
WO2019056119A1 (en) ROTARY REFORMER
US4758249A (en) Hydrogen reduction of carbonaceous source to form carbon monoxide
RU2119888C1 (ru) Способ получения синтез-газа
RU2136580C1 (ru) Способ получения синтез-газа

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061010