RU2180889C1 - Способ переработки природного газа - Google Patents
Способ переработки природного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180889C1 RU2180889C1 RU2001116630/12A RU2001116630A RU2180889C1 RU 2180889 C1 RU2180889 C1 RU 2180889C1 RU 2001116630/12 A RU2001116630/12 A RU 2001116630/12A RU 2001116630 A RU2001116630 A RU 2001116630A RU 2180889 C1 RU2180889 C1 RU 2180889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- synthesis
- methanol
- heat
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии переработки природного газа и может быть использовано на установках для получения синтез-газа для производства метанола. Способ переработки природного газа включает отбор природного газа, нагревание в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа, деление его на два потока в соотношении (75-85)/(25-15). Соответственно первый поток обессеривают, проводят каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа и утилизацией тепла последнего, компремируют, проводят синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и отводом продувочных газов, с рекуперацией тепла непрореагировавшего газа и дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды с отделением сконденсированного метанола. Второй поток после дросселирования используют в качестве топливного газа. После компремирования конвертированного газа его дополнительно пропускают через теплообменник-рекуператор и изотермический проточный реактор синтеза метанола, а продувочные газы дополнительно пропускают через детандер и рекуператор тепла продувочных газов. Изобретение позволяет снизить энергозатраты и повысить экономичность процесса. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии переработки природного газа и может быть использовано на установках для получения синтез-газа для производства метанола.
Известен способ переработки природного газа с получением метанола, включающий отбор исходного природного газа из магистрального трубопровода под давлением, дросселирование его, нагрев и разделение на два потока, один из которых используют в качестве топливного газа, а другой, основной поток, компремируют до давления 30 атм и подают на стадию сероочистки и затем подвергают процессу каталитической паровой конверсии с утилизацией тепла конвертированного газа с отделением от него сконденсировавшейся воды, а полученный синтез-газ подают на синтез метанола после компремирования до давлением 80 атм с последующими рекуперацией тепла циркуляционного газа, охлаждением его последовательно в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды, механическим отделением метанола-сырца от несконденсировавшихся газов, ректификацией метанола-сырца. (Постоянный технологический регламент М-750, 128516, Губаха, 1985 г.).
Недостатками способа являются низкий выход метанола с единицы объема катализатора, высокие энергозатраты на дросселирование и компремирование исходного природного газа, а также недостаточная конденсация метанола при охлаждении циркуляционного газа.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по сущности и достигаемому техническому результату является способ переработки природного газа, включающий отбор природного газа под давлением 30-45 атм, нагревание до 50oС в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа с температурой 105-110oС, деление его на два потока в объемном соотношении (75-85)/(25-15), соответственно первый из которых подают на обессеривание, каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа и утилизацией тепла последнего, компремирование, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и отводом продувочных газов, с рекуперацией тепла циркуляционного газа с дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды с отделением сконденсированного метанола, а второй поток после дросселирования - на сжигание. (Патент RU 2124387 С1, приор. 22.03.98 г., опубл. 10.01.99 г.)
Недостатками способа также являются низкий выход метанола с единицы объема катализатора и повышенный расход энергии.
Недостатками способа также являются низкий выход метанола с единицы объема катализатора и повышенный расход энергии.
Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат и повышение экономичности процесса.
Указанный технический результат достигается способом переработки природного газа, включающим отбор природного газа под давлением 30-45 атм, нагревание в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа, деление его на два потока в объемном соотношении (75-85)/(25-15), соответственно первый из которых подают на обессеривание, каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа и утилизацией тепла последнего, компремирование, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и отводом продувочных газов, с рекуперацией тепла непрореагировавшего газа и с дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды с отделением сконденсированного метанола, а второй поток после дросселирования - на сжигание, в котором после стадии компремирования конвертированный газ дополнительно пропускают через теплообменник-рекуператор и изотермический проточный реактор синтеза метанола, а продувочные газы со стадии синтеза метанола дополнительно пропускают через детандер и рекуператор тепла продувочных газов и нагнетатель детандера используют для увеличения давления синтез-газа.
Технический результат в оптимальной степени достигается при соблюдении следующих условий:
- проведении синтеза метанола в изотермическом проточном реакторе под давлением 55-60 кг/см2 и температуре 230-270oС;
- перепаде давления в детандере от 60-70 до 30-35 кг/см2;
- охлаждении продувочным газом из детандера циркуляционного газа перед сепаратором метанола-сырца до 15-25oС;
- использовании нагнетателя детандера для компремирования синтез-газа, выходящего из изотермического проточного реактора и рекуператора тепла синтеза, до давления 60-70 кг/см2;
- нагревании природного газа в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления до 75-85oС.
- проведении синтеза метанола в изотермическом проточном реакторе под давлением 55-60 кг/см2 и температуре 230-270oС;
- перепаде давления в детандере от 60-70 до 30-35 кг/см2;
- охлаждении продувочным газом из детандера циркуляционного газа перед сепаратором метанола-сырца до 15-25oС;
- использовании нагнетателя детандера для компремирования синтез-газа, выходящего из изотермического проточного реактора и рекуператора тепла синтеза, до давления 60-70 кг/см2;
- нагревании природного газа в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления до 75-85oС.
Способ осуществляется следующим образом.
На чертеже представлена блок-схема постадийного осуществления способа переработки природного газа.
Пример.
Природный газ из магистрального газопровода под давлением 35 кг/см2 поступает в трубное пространство рекуперационного теплообменника высокого давления 1, где нагревается до 80oС теплом циркуляционного газа, подаваемого в межтрубное пространство теплообменника. После теплообменника 1 газ делят на два потока при объемном соотношении 80:20. Соответственно первый поток очищают от серы и сернистых соединений, которые являются ядами для катализаторов конверсии и синтеза, в реакторе сероочистки 3 после предварительного подогрева в огневом подогревателе ПГ 2.
Очищенный от серы газ смешивается с перегретым водяным паром и подвергается паровой конверсии в двух параллельно работающих трубчатых печах 4, где в присутствии никелевого катализатора пар реагирует с газообразными углеводородами в условиях повышенных температур и давления, образуя конвертированный газ, состоящий из двуокиси углерода, окиси углерода, водорода и остаточного (не вступившего в реакцию) метана.
Конвертированный газ после реакционных труб печей конверсии 4 проходит стадию утилизации тепла 5, где происходит снижение его температуры и отделение сконденсировавшейся воды, введенной в избытке, на установке конверсии. Тепло конвертированного газа используется на производство пара, подогрева питательной воды котлов, в отделении ректификации и нагрева деминерализованной воды.
Сухой конвертированный газ сжимают центробежным компрессором синтез-газа 6 с приводом от паровой конденсационной турбины с промежуточным отбором пара и после последней ступени нагнетания подают в рекуператор тепла синтеза 7 для нагрева его потоком газа, выходящего из изотермического проточного реактора синтеза метанола 8, где на медном катализаторе под давлением 57 кг/см2 и температуре 250oС происходит образование метанола. За счет тепла синтеза в изотермическом проточном реакторе синтеза метанола 8 получают пар в количестве 20 т давлением 20 кг/см2 и нагревают синтез-газ, входящий в реактор 8.
Выходящий из реактора 8 синтез-газ через рекуператор 7 поступает в нагнетатель 9 детандера 10 и с давлением 65 кг/см2 входит в теплообменник высокого давления 1 для охлаждения до температуры 10oС. После теплообменника 1 прореагировавшая в изотермическом проточном реакторе 8 смесь смешивается с охлажденным циркуляционным газом из основного реактора синтеза 11, где осуществляется синтез метанола при температуре 280oС и давлении 65 кг/см2.
В циркуляционном газе имеется значительный избыток водорода, степень превращения окислов углерода за один проход над катализатором ректоров синтеза метанола мала, вследствие приближения к равновесным концентрациям метанола и исходных веществ. После отделения синтеза метанола в выходящем циркуляционном газе содержится большое количество непрореагировавших окислов углерода, которые возвращаются в цикл синтеза. Непрерывная циркуляция газов над слоем катализатора в реакторе 11 осуществляется с помощью циркуляционного компрессора 12 с приводом от паровой конденсационной турбины.
Газ, входящий в реактор синтеза метанола 11, нагревается в рекуператоре тепла синтеза 13 до температуры реакции теплом циркуляционного газа, выходящего из реактора синтеза 11, при этом выходящий циркуляционный газ из рекуператора 13 при 108oС охлаждается в аппаратах 14 до 40oС и далее смешивается с охлажденным до 10oС в теплообменнике 1 циркуляционным газом из изотермического проточного реактора 8. Смешанный поток циркуляционного газа из изотермического проточного реактора 8 и реактора с холодными байпасами 11 дополнительно охлаждается в рекуператоре тепла продувочных газов 15 до 20oС и поступает в сепаратор метанола-сырца 16.
В сепараторе 16 отделяется жидкий метанол-сырец, а циркуляционный газ после отделения из него метанола возвращается на всас циркуляционного компрессора 12, на нагревание в рекуператор 13 и на синтез в реактор 11. Часть циркуляционного газа после сепаратора отбирают в качестве продувочных газов, давление которых снижают с 62 до 30 кг/см2 в детандере 10, выходящие из детандера газы с температурой -5oС нагреваются в рекуператоре 15 и поступают на сжигание в трубчатые печи конверсии 4 и в реактор сероочистки 3.
Второй поток природного газа после магистрального трубопровода дросселируют до давления 8 атм и используют в качестве топливного газа.
За счет проведения реакции синтеза метанола в изотермическом проточном реакторе увеличивается выход метанола с единицы объема катализатора на 50%, сокращаются загрузки катализатора в существующем контуре синтеза на 40%, проведение реакций синтеза метанола при более низких давлениях и использование энергии продувочных газов цикла синтеза, а также уменьшение объема циркуляции в существующем корпусе за счет сработки части газа в изотермическом проточном реакторе уменьшают энергозатраты на компримирование исходного и циркуляционного газа на 30%, получение пара в изотермическом проточном реакторе снижает выработку пара на существующих котлах на 30%.
Claims (6)
1. Способ переработки природного газа, включающий отбор природного газа под давлением 30-45 атм, нагревание в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления теплом циркуляционного газа, деление его на два потока в объемном соотношении (75-85)/(25-15), соответственно первый из которых подают на обессеривание, каталитическую паровую конверсию с получением конвертированного газа и утилизацией тепла последнего, компремирование, синтез метанола с циркуляцией непрореагировавшего газа и отводом продувочных газов, с рекуперацией тепла непрореагировавшего газа и дальнейшим охлаждением в аппарате воздушного охлаждения и в холодильнике оборотной воды с отделением сконденсированного метанола, второй поток после дросселирования - на сжигание, отличающийся тем, что после стадии компремирования конвертированный газ дополнительно пропускают через теплообменник-рекуператор и изотермический проточный реактор синтеза метанола, а продувочные газы со стадии синтеза метанола дополнительно пропускают через детандер и рекуператор тепла продувочных газов и нагнетатель детандера используют для увеличения давления синтез-газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проведение синтеза метанола в изотермическом проточном реакторе осуществляют под давлением 55-60 кг/см2 и температуре 230-270oС.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перепад давления в детандере осуществляют от 60-70 до 30-35 кг/см2.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продувочным газом из детандера охлаждают циркуляционный газ перед сепаратором метанола-сырца до 15-25oС.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагнетатель детандера используют для компремирования синтез-газа, выходящего из изотермического проточного реактора и рекуператора тепла синтеза, до давления 60-70 кг/см2.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что природный газ нагревают в трубном пространстве рекуперационного теплообменника высокого давления до 75-85oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001116630/12A RU2180889C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Способ переработки природного газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001116630/12A RU2180889C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Способ переработки природного газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2180889C1 true RU2180889C1 (ru) | 2002-03-27 |
Family
ID=20250829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001116630/12A RU2180889C1 (ru) | 2001-06-20 | 2001-06-20 | Способ переработки природного газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180889C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519940C2 (ru) * | 2009-03-12 | 2014-06-20 | Метанол Касале С.А. | Способ синтеза метанола |
-
2001
- 2001-06-20 RU RU2001116630/12A patent/RU2180889C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519940C2 (ru) * | 2009-03-12 | 2014-06-20 | Метанол Касале С.А. | Способ синтеза метанола |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9810104B2 (en) | Waste heat recovery in a chemical process and plant, particularly for the synthesis of ammonia | |
KR20200078624A (ko) | 수소 및 이산화탄소의 생산 및 분리를 위한 시스템들 및 방법들 | |
RU2519940C2 (ru) | Способ синтеза метанола | |
US7739875B2 (en) | Syngas power systems and method for use thereof | |
JP2004530097A (ja) | Co2放出の少い発電機及び関連方法 | |
US4264567A (en) | Method for producing a hydrogen-containing gas | |
JPS593971B2 (ja) | メタノ−ルセイゾウホウ | |
US20090158701A1 (en) | Systems and methods for power generation with carbon dioxide isolation | |
EA005783B1 (ru) | Способ получения углеводородов | |
US10954187B2 (en) | Process for production of ammonia and derivatives, in particular urea | |
WO2023049574A1 (en) | Integration of hydrogen-rich fuel-gas production with olefins production plant | |
US4045960A (en) | Process for producing energy | |
CN101704714A (zh) | 甲醇合成回路弛放气经纯氧催化部分氧化后制合成气以增产甲醇的方法及装置 | |
RU2180889C1 (ru) | Способ переработки природного газа | |
US20230027743A1 (en) | Process and device for membrane separation of a mixture containing hydrogen and carbon dioxide as main components | |
RU2621671C1 (ru) | Установка низкотемпературного получения метанола | |
CN215288580U (zh) | 一种二氧化碳加氢制备甲醇的系统 | |
RU2134147C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением пара и метанола | |
RU2784219C1 (ru) | Установка производства аммиака с кислородным сжиганием топлива и улавливанием диоксида углерода | |
RU2805747C1 (ru) | Способ получения низкоуглеродного водорода из аммиака путем крекинга аммиака "Технология аммиачного крекинга-3000" и установка для его осуществления | |
RU2124387C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением метанола | |
RU2117520C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением метанола | |
SU327764A1 (ru) | Способ производства аммиака | |
RU2244133C1 (ru) | Способ генерирования пара при производстве аммиака | |
RU2404116C1 (ru) | Способ подготовки природного газа с получением метанола |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030621 |