RU2343109C2 - Способ получения потока, обогащенного водородом, способ генерирования электрического тока, способ гидроочистки, устройство для получения потока, обогащенного водородом - Google Patents

Способ получения потока, обогащенного водородом, способ генерирования электрического тока, способ гидроочистки, устройство для получения потока, обогащенного водородом Download PDF

Info

Publication number
RU2343109C2
RU2343109C2 RU2005132171/15A RU2005132171A RU2343109C2 RU 2343109 C2 RU2343109 C2 RU 2343109C2 RU 2005132171/15 A RU2005132171/15 A RU 2005132171/15A RU 2005132171 A RU2005132171 A RU 2005132171A RU 2343109 C2 RU2343109 C2 RU 2343109C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
hydrogen
gas stream
synthesis gas
reformer
Prior art date
Application number
RU2005132171/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005132171A (ru
Inventor
Авинаш МАЛХОТРА (US)
Авинаш МАЛХОТРА
Джеймс Ханлан ГОСНЕЛЛ (US)
Джеймс Ханлан ГОСНЕЛЛ
Original Assignee
КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи
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 КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи filed Critical КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи
Publication of RU2005132171A publication Critical patent/RU2005132171A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2343109C2 publication Critical patent/RU2343109C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0476—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds
    • B01J8/0488—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds the beds being placed in separate reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/065—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • 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
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • 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
    • C01B3/384—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 the catalyst being continuously externally heated
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0618—Reforming processes, e.g. autothermal, partial oxidation or steam reforming
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • H01M8/0668—Removal of carbon monoxide or carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00309—Controlling the temperature by indirect heat exchange with two or more reactions in heat exchange with each other, such as an endothermic reaction in heat exchange with an exothermic reaction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00004—Scale aspects
    • B01J2219/00006—Large-scale industrial plants
    • 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
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming 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
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • 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
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • 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
    • C01B2203/141—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • 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
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation 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
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/82—Several process steps of C01B2203/02 - C01B2203/08 integrated into a single apparatus
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • 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
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к производству потока, обогащенного водородом, с применением автотермического устройства. Устройство содержит автотермический реактор для каталитического реформинга первой части углеводорода с водяным паром и воздухом для получения первого потока синтез-газа с температурой от 650 до 1050°С, средство для подвода первого потока синтез-газа к впускному отверстию теплообменника-реформера, средство для прогона второй части углеводорода с водяным паром через зону катализатора в теплообменнике-реформере для образования второго потока синтез-газа, средство для выпуска второго потока синтез-газа из зоны катализатора, непосредственно примыкающей к впускному отверстию, для образования общей смеси синтез-газа с первым потоком синтез-газа, средство для прогона общей смеси с другой стороны зоны катализатора, при косвенном теплообмене с которой происходит охлаждение общей смеси и нагревание зоны катализатора, средство для сбора охлажденной общей смеси из выпускного отверстия теплообменника-реформера, средство для конвертирования со сдвигом общей смеси для получения газового потока, обогащенного диоксидом углерода и обедненного монооксидом углерода, и средство для разделения, обогащенного диоксидом углерода газового потока для образования обедненного водородом смешанного газового потока, содержащего азот и диоксид, и обогащенного водородом потока. Полученный поток, обогащенный водородом, используют в топливом элементе для генерирования электрического тока, а также в способе гидроочистки. Изобретения позволяют снизить капитальные затраты. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

Уровень техники
Данное изобретение относится к производству синтетического газа (синтез-газа) с применением автотермического реактора (ATR) и теплообменника-реформера.
Реформинг углеводородов представляет собой стандартный способ, в котором используют множество обычных эндотермических реакций для производства водородсодержащего синтез-газа, применяемого, например, для промышленного производства аммиака или метанола. Традиционный реактор автотермического реформинга (ATR) представляет собой разновидность парового реформера, включающего газогенератор с каталитическим слоем со специально сконструированной горелкой/турболизатором, к которой подводятся предварительно нагретый газообразный углеводород, воздух или кислород и водяной пар. Тепло, необходимое для реакций реформинга, протекающих в слое катализатора под горелкой с образованием смеси главным образом водяного пара, водорода, монооксида углерода (СО), диоксида углерода (СО2) и т.п., обеспечивается путем частичного сгорания углеводорода в горелке. Затем поток из парового реформера, как правило, дополнительно конвертируется в конвертерах, использующих реакцию со сдвигом, в которых СО и водяной пар взаимодействуют с образованием дополнительного водорода и СО2, в частности, для синтеза аммиака или других синтезов, где водород является главной необходимой составной частью синтез-газа.
Преимуществами ATR-реактора являются низкие капитальные затраты и удобное обслуживание по сравнению, например, с традиционным каталитическим паровым реформером. Недостатками способов с использованием коммерческих ATR-реакторов являются капитальные затраты, трудности обслуживания и требования к площади земельного участка, связанные с сепаратором воздуха (ASU), в частности, в условиях, когда обслуживающий персонал и площадь земельного участка ограничены, или в условиях, связанных с другими факторами, делающими применение ASU неприемлемым. Когда синтез-газ применяется для производства аммиака, чтобы получить уровень очистки 99,9%, для удаления избытка азота и других примесей применяется низкотемпературная перегонка.
Настоящее изобретение направлено на обеспечение получения водорода в ATR-реакторе без применения сепаратора ASU и/или низкотемпературной перегонки путем эксплуатации ATR с избытком воздуха, подвода потока из ATR-реактора к теплообменнику-реформеру для получения тепла для производства дополнительного количества синтез-газа и частичной очистки целевого потока полученного водорода без необходимости низкотемпературной переработки отходов азота. Теплообменники-реформеры, применяемые с автотермическими реформерами, известны, например, из патентов США 5011625, 5122299 и 5362454, которые включены здесь во всей полноте путем ссылки. Такие теплообменники-реформеры доступны для приобретения под торговой маркой Reforming Exchanger System KRES или Kellogg, Brown и Root (KBR).
Сущность изобретения
В настоящем изобретении применяется теплообменник-реформер, включенный параллельно с автотермическим реактором (ATR), либо в новой установке для получения водорода с низкими капитальными затратами, низким энергопотреблением, с более удобным обслуживанием и низкими выбросами NOx и СО2, либо в существующей установке для получения водорода, где выход водорода можно повысить вплоть до 40-60 процентов с уменьшением отвода водяного пара из установки для получения водорода. Предлагаемый способ характеризуется очень низкими энергозатратами.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ получения водорода. Способ включает: (а) 1 каталитический реформинг первой части углеводорода с водяным паром и воздухом в автотермическом реакторе с получением первого потока синтез-газа с температурой от 650 до 1050°С, предпочтительно от 650 до 1000°С; (b) подвод первого потока синтез-газа к теплообменнику-реформеру; (с) прогон второй части углеводорода с водяным паром через зону катализатора в теплообменнике-реформере с образованием второго потока синтез-газа; (d) выпуск второго потока синтез-газа из зоны катализатора, непосредственно примыкающей к впускному отверстию, с образованием общей смеси синтез-газа с первым потоком синтез-газа; (е) прогон общей смеси с другой стороны зоны катализатора, при косвенном теплообмене с которой происходит охлаждение смеси и нагревание зоны катализатора; (f) сбор охлажденной смеси из выпускного отверстия теплообменника-реформера; (g) сдвигающее конвертирование смеси с получением газового потока, обогащенного диоксидом углерода и обедненного монооксидом углерода; и (h) разделение газового потока, обогащенного диоксидом углерода, с образованием смешанного обедненного водородом газового потока, содержащего азот и диоксид углерода, и целевого потока, обогащенного водородом.
Если необходимо, реформинг, конверсию со сдвигом и разделение газовой смеси можно осуществлять при рабочем давлении от 10 до 200 бар, например выше 30 бар. Удаление азота и диоксида углерода можно осуществлять путем мембранного разделения или короткоцикловой безнагревной адсорбции, или путем подобной типовой технологической операции, с помощью которой из водорода при рабочем давлении можно одновременно удалять смесь газов и для которой предпочтительно не требуется отдельной последующей стадии удаления диоксида углерода и азота. Способ предпочтительно включает подачу воздуха для каталитического реформинга с помощью газотурбинного привода и регенерацию тепла отходящих из газовой турбины продуктов сгорания. Зона катализатора может включать трубки с катализатором, а способ может дополнительно включать: подвод первого потока синтез-газа к межтрубному пространству реформера; прогон второй части углеводорода с водяным паром через трубки с катализатором; и выпуск второго потока синтез-газа из трубок с катализатором, непосредственно примыкающих к впускному отверстию межтрубного пространства, для образования общей смеси синтез-газа. Автотермический реформер может работать с избытком воздуха. В обогащенном водородом газовом потоке после конверсии со сдвигом молярное отношение водорода к азоту может составлять менее 3. Для удаления азота и диоксида углерода криогенная перегонка предпочтительно не применяется, и в способе предпочтительно не применяется сепарация воздуха. Процентное отношение первой части углеводорода к суммарному объему первой и второй частей углеводорода составляет предпочтительно от 55 до 85 процентов. Более предпочтительно процентное отношение первой части углеводорода к суммарному объему первой и второй частей углеводорода составляет от 60 до 80 процентов. Целевой поток полученного водорода может иметь чистоту, по меньшей мере, от 70% и вплоть до 99,5% по объему, предпочтительно, по меньшей мере, 90%, более предпочтительно, по меньшей мере, 95%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 97%, и в частности, по меньшей мере, 98,5% по объему. Способ может включать подвод целевого потока полученного водорода к топливному элементу для генерации электрического тока, или к установке для гидроочистки, например, для обогащения сырой нефти, или к другим способам очистки.
В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается устройство для получения синтез-газа. Устройство содержит: (а) автотермический реактор для каталитического реформинга первой части углеводорода с водяным паром и воздухом для получения первого потока синтез-газа с температурой от 650 до 1050°С; (b) средство для подвода первого потока синтез-газа к впускному отверстию теплообменника-реформера; (с) средство для прогона второй части углеводорода с водяным паром через зону катализатора в теплообменнике-реформере для образования второго потока синтез-газа; (d) средство для выпуска второго потока синтез-газа из зоны катализатора, непосредственно примыкающей к впускному отверстию, для образования общей смеси синтез-газа с первым потоком синтез-газа; (е) средство для прогона общей смеси с другой стороны зоны катализатора, при косвенном теплообмене с которой общая смесь охлаждается и нагревает зону катализатора; (f) средство для сбора охлажденной общей смеси из выпускного отверстия теплообменника-реформера; (g) средство для конвертирования со сдвигом общей смеси для получения газового потока, обогащенного диоксидом углерода и обедненного монооксидом углерода; и (h) средство для разделения обогащенного диоксидом углерода газового потока для образования обедненного водородом смешанного газового потока, содержащего азот и диоксид углерода, и целевого потока, обогащенного водородом. Средство для разделения может содержать агрегат для короткоцикловой безнагревной адсорбции или мембранный сепаратор.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображена упрощенная схема производственного способа, включающая ATR-реактор и теплообменник-реформер, согласно одному из вариантов осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Один из вариантов осуществления способа согласно настоящему изобретению имеет общий вид, представленный на чертеже. Обессеренный природный газ или другой углеводород, подводимый по трубопроводу 2, смешивают с технологическим паром из трубопровода 4 и смесь предварительно нагревают в сырьевом теплообменнике 6 предварительного нагрева. Отношение пара к углеводороду в смеси составляет предпочтительно от 2,0 до 4,0, например приблизительно 3. Первую часть предварительно нагретой пароуглеводородной смеси по трубопроводу 8 подают к горелке автотермического реформера (ATR) 10, а вторую часть по трубопроводу 12 подводят к впускному отверстию в межтрубное пространство теплообменника-реформера 14. Если необходимо, по трубопроводу 36 в трубопровод 8 можно добавлять дополнительный пар.
Воздух подводят по трубопроводу 16 и смешивают с паром из трубопровода 18 и паровоздушную смесь предварительно нагревают в нагревателе 38, например, до температуры от 200°С до 650°С, и по трубопроводу 20 направляют к горелке, в которой с надлежащей тщательностью поддерживают температуру пламени ниже 1500°С. Воздух предпочтительно находится в избытке, под которым подразумевается, что полученное в синтез-газе молярное отношение водорода к азоту (после последующей конверсии со сдвигом) будет приблизительно меньше 3 (обычное стехиометрическое отношение в составе синтез-газа для получения аммиака). Применение воздуха вместо кислорода или воздуха, обогащенного кислородом, может быть экономически выгодно в тех случаях, когда содержание азота и/или чистота водорода в синтез-газе не является крайне необходимой, например в случае топливных элементов, гидроочистки сырой нефти или ее тяжелых фракций, или в тех случаях, когда азот является инертным и его присутствие существенно не влияет на экономические показатели способа, в котором применяется синтез-газ. Воздух можно применять в качестве заменителя чистого кислорода в тех случаях, когда применение традиционного сепаратора воздуха (ASU) ограничено экономическими или пространственными соображениями, в тех случаях когда система ATR/теплообменник-реформер применяется для производства водорода, используемого в оборудовании плавучей системы нефтедобычи, хранения и выгрузки (FPSO). Если необходимо, воздух можно подводить с помощью компрессора, который приводится в движение газовой турбиной, а тепло отходящих продуктов сгорания газовой турбины применять, например, для предварительного нагрева поступающих технологических потоков, для генерирования технологического пара или т.п.
Молярное отношение пара к молекулярному кислороду в паровоздушной смеси предпочтительно составляет приблизительно от 0,8 до приблизительно 1,8, более предпочтительно приблизительно от 1 до приблизительно 1,6, а молярное отношение кислорода к углероду в углеводороде, поступающем в ATR-реактор, может составлять приблизительно от 0,5 до приблизительно 0,8, предпочтительно приблизительно от 0,6 до 0,7. Объем углеводорода, поступающий в ATR-реактор 10 (трубопровод 8), относительно суммарного объема углеводорода, поступающего в ATR-реактор 10 и теплообменник-реформер 14 (трубопровод 2), предпочтительно составляет от 55 до 85 процентов, более предпочтительно от 60 до 80 процентов, и в частности, от 65 до 75 процентов, поступающих в ATR-реактор. Условия обслуживания и количество газа, протекающего в единицу времени, обычно оптимизируются под максимальный выход водорода.
Поток синтез-газа из ATR-реактора 10 по трубопроводу 22 можно подводить к впускному отверстию в межтрубное пространство теплообменника-реформера 14. Подвергнутый реформингу газ из выпускных концов трубок 24 с катализатором смешивают с потоком ATR-реактора, смесь проходит с внешней стороны трубок 24 с анализатором к выпускному отверстию из межтрубного пространства, где она собирается в трубопроводе 26. Синтез-газ, объединенный в трубопроводе 26, охлаждают в теплообменнике с перекрестным током 6 и паровом котле-утилизаторе 28 с получением водяного пара, предназначенного для отвода, и подводят для последующей обработки, которая включает секцию сдвига 30 (которая может включать высокотемпературные, среднетемпературные и/или низкотемпературные конвертеры сдвига), регенерацию тепла 32, разделение смеси газов 34, такое как удаление СО2 (например, короткоцикловой безнагревной адсорбцией (PSA) или мембранным разделением) и тому подобные отдельные операции, известные специалисту в данной области. Разделение 34 предпочтительно не включает способы низкотемпературной или криогенной сепарации, применяемые для удаления избытка азота из синтез-газа, идущего на производство аммиака, для которых требуется система разделения с предшествующим удалением диоксида углерода, который может отвердевать при низкой температуре, необходимой для удаления азота.
Потребность в нагреве теплообменника-реформера 14 находится в соответствии с величиной и температурой потока из ATR-реактора. Обычно чем больше в теплообменник-реформер подают материала, тем больше тепла должно подводиться с потоком из ATR-реактора. Температура потока, направляемого из ATR-реактора в трубопровод 22, должна составлять от 650 до 1000°С или 1050°С и предпочтительно может быть настолько высокой, насколько допускают материалы конструкции теплообменника-реформера 14. Если температура слишком низкая, в теплообменнике-реформере 14 будет проходить недостаточный реформинг, тогда как если температура слишком высокая, проблемы возникают по металлургическим соображениям. Также следует обеспечить обслуживание с гарантией, что условия обслуживания выбраны таким образом, чтобы минимизировать запыление металла. Рабочее давление составляет предпочтительно от 10 до 200 бар или более, в частности, по меньшей мере, 25 или 30 бар, и может быть удобно выбрано, чтобы обеспечить целевой поток полученного водорода с требуемым давлением, тем самым избегая необходимости применения водородного компрессора.
Настоящее изобретение иллюстрируется примером. Теплообменник-реформер, установленный с ATR-реактором, как показано на чертеже, в котором вместо кислорода применяется воздух 1 для производства водорода производительностью 50 MMSCFD (миллион нормальных кубических футов в сутки), имеет общий режим поглощения (тепла) в пламенном рабочем нагревателе 38,94 Гкал/час и имеет соответствующие параметры, указанные ниже в таблице 1:
Таблица 1
Способ с избытком воздуха, включающий в себя ATR-реактор и теплообменник-реформер
Поток ID На входе в трубку с катализатором, трубопровод 12 Поток, подаваемый в ATR, трубопровод 8 Поток из ATR, трубопровод 22 На выходе из межтрубного пространства, трубопровод 26 Поток воздуха к ATR, трубопровод 20
Моль сухой фракции
H2 0,0200 0,0200 0,3578 0,4492  
N2 0,0190 0,0190 0,4628 0,3561 0,7804
CH4 0,9118 0,9118 0,0013 0,0036  
AR 0,0000 0,0000 0,0055 0,0042 0,9400
CO 0,0000 0,0000 0,0835 0,1026  
CO2 0,0000 0,0000 0,0891 0,0843 0,0300
O2 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,2099
C2H6 0,0490 0,0490 0,0000 0,0000  
C3H8 0,0002 0,0002 0,0000 0,0000  
Суммарный поток кмоль/час (сухой) 312,6 713,9 4154,2 5414,7 2446,2
H2O кмоль/час 947,7 2164,0 2827,0 3380,6 728,9
Суммарный поток умоль/час 1260,3 2878,0 6981,2 8795,3 3175,1
Суммарный поток умоль/час 22288 50896 134887 156700 83990
Давление (кг/см2 абс.) 25,9 25,9 22,4 22,1 24,0
Температура (°С) 601 601 1011 747 621
Данные таблицы 1 представляют собой пример с низкими капитальными затратами, низким энергопотреблением, удобным обслуживанием и низкими выбросами NOx и СО2 (56 процентов, меньше, чем в установке для получения водорода паровым реформингом с таким же выходом). Такой способ представляет собой эффективное дополнение при создании новых устройств для производства водорода, где требуется или допускается избыток азота, или избыток азота можно удалять из синтез-газа экономически эффективно.
В качестве еще одного примера теплообменник-реформер устанавливают с ATR-реактором, как показано на фиг.1, где в качестве источника кислорода для производства водорода производительностью 50 MMSCFD (миллион нормальных кубических футов в сутки) применяется воздух. Типичные давления и температуры указаны для данного примера на чертеже, а другие соответствующие параметры приведены ниже в таблице 2:
Таблица 2
Способ с избытком окислителя из воздуха, включающий ATR-реактор и теплообменник-реформер
Поток ID На входе в трубку с катализатором, трубопровод 12 Поток, подаваемый в ATR, трубопровод 8 Поток из ATR, трубопровод 22 На выходе из межтрубного пространства, трубопровод 26 Поток воздуха к ATR, трубопровод 20
Моль сухой фракции  
H2 0,0200 0,0200 0,4115 0,4792  
N2 0,0023 0,0023 0,4020 0,3089 0,7804
CH4 0,9612 0,9612 0,0026 0,0227  
AR 0,0000 0,0000 0,0048 0,0037 0,0094
CO 0,0000 0,0000 0,0803 0,0875  
CO2 0,0150 0,0150 0,0987 0,0980 0,0003
O2 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,2099
C2H6 0,0013 0,0013 0,0000 0,0000  
C3H8 0,0002 0,0002 0,0000 0,0000  
Суммарный поток, кмоль/час (сухой) 371,5 754,3 4069,7 5299,5 2094,1
H2O, кмоль/час 1074,8 2182,2 2610,9 3325,1 656,2
Суммарный поток, кмоль/час (сухой) 1446,3 2936,5 6680,5 8624,6 2750,3
Суммарный поток кмоль/час 25395 51557 124039 149434 72482
Давление (кг/см2 абс.) 25,5 23,6 22,8 22,5 23,6
Температура (°С) 601 601 884 659 621
Данные таблицы 2 также представляют собой пример с низкими капитальными затратами, низким энергопотреблением, удобным обслуживанием и пониженными выбросами NOx и СО2. Поток, возвращаемый из теплообменника-реформера, содержит 47,9% H2, 30,9% N2, 8,8% CO и 9,9% CO2. Поток из теплообменника-реформера подвергается конверсии со сдвигом, как показано на чертеже, с получением потока, содержащего 51,9% H2, 28,6% N2, 0,5% CO и 16,6% CO2. Очистка путем PSA приводит к очищенному продукту, содержащему 98,0% Н2, 0,80% N2 и 1,0% СН4.
В приведенном выше описании проиллюстрировано и изложено настоящее изобретение. Специалисту в данной области понятно, что могут быть внесены различные изменения в используемых материалах, устройстве и способе. Предполагается, что все такие изменения включены в объем и сущность прилагаемой формулы изобретения.

Claims (23)

1. Способ получения потока, обогащенного водородом, содержащий каталитический реформинг первой части углеводорода в автотермическом реакторе с водяным паром и воздухом для получения первого потока синтез-газа с температурой от 650 до 1050°С, подвод первого потока синтез-газа к теплообменнику-реформеру,
прогон второй части углеводорода с водяным паром через зону катализатора в теплообменнике-реформере для образования второго потока синтез-газа, выпуск второго потока синтез-газа из зоны катализатора, непосредственно примыкающей к впускному отверстию для образования общей смеси синтез-газа с первым потоком синтез-газа, прогон общей смеси с другой стороны зоны катализатора, при косвенном теплообмене с которой происходит охлаждение общей смеси и нагревание зоны катализатора,
сбор охлажденной общей смеси из выпускного отверстия теплообменника-реформера,
конвертирование общей смеси для получения газового потока, обогащенного диоксидом углерода и обедненного монооксидом углерода, и
разделение обогащенного диоксидом углерода газового потока для образования обедненного водородом смешанного газового потока, содержащего азот и диоксид углерода, и потока, обогащенного водородом.
2. Способ по п.1, в котором разделение смешанного газового потока осуществляют мембранным разделением.
3. Способ по п.1, в котором разделение смешанного газового потока осуществляют короткоцикловой безнагревной адсорбцией.
4. Способ по п.1, в котором зона катализатора содержит трубки с катализатором и дополнительно содержащий подвод первого потока синтез-газа к межтрубному пространству реформера, прогон второй части углеводорода с водяным паром через трубки с катализатором, выпуск второго потока синтез-газа из трубок с катализатором, непосредственно примыкающих к впускному отверстию межтрубного пространства для образования общей смеси синтез-газа.
5. Способ по п.1, в котором автотермический реформе p работает с избытком воздуха.
6. Способ по п.1, в котором газовый поток, обогащенный диоксидом углерода, после конверсии содержит водород и азот в молярном отношении меньше 3.
7. Способ по п.1, в котором разделение газовой смеси осуществляют без криогенного разделения.
8. Способ по п.1, который осуществляют без разделения воздуха.
9. Способ по п.1, в котором процентное отношение первой части углеводорода относительно суммарного количества первой и второй частей углеводорода составляет от 55 до 85%.
10. Способ по п.1, в котором процентное отношение первой части углеводорода относительно суммарного количества первой и второй частей углеводорода составляет от 60 до 80%.
11. Способ по п.1, в котором поток полученного водорода имеет чистоту, по меньшей мере, 70 об.%.
12. Способ по п.11, в котором поток полученного водорода имеет чистоту от 90 до 99,5 об.%.
13. Способ по п.1, в котором поток полученного водорода имеет чистоту, по меньшей мере, 95 об.%.
14. Способ по п.1, в котором поток полученного водорода имеет чистоту, по меньшей мере, 97 об.%.
15. Способ по п.1, в котором поток полученного водорода имеет чистоту, по меньшей мере, 98,5 об.%.
16. Способ по п.1, в котором реформинг, конвертирование со сдвигом и разделение смешанного газового потока включают рабочее давление от 10 до 200 бар.
17. Способ по п.16, в котором реформинг, конвертирование со сдвигом и разделение смешанного газового потока включают рабочее давление, по меньшей мере, 30 бар.
18. Способ по п.1, дополнительно содержащий подачу сжатого воздуха для каталитического реформинга с помощью газотурбинного привода и регенерацию тепла отходящих из газовой турбины продуктов сгорания.
19. Способ генерирования электрического тока, содержащий подвод к топливному элементу потока, обогащенного водородом, полученного способом по п.1.
20. Способ гидроочистки, содержащий подвод к установке для гидроочистки потока, обогащенного водородом, полученного способом по п.1.
21. Устройство для получения потока, обогащенного водородом содержащее
автотермический реактор для каталитического реформинга первой части углеводорода с водяным паром и воздухом для получения первого потока синтез-газа с температурой от 650 до 1050°С, средство для подвода первого потока синтез-газа к впускному отверстию теплообменника-реформера, средство для прогона второй части углеводорода с водяным паром через зону катализатора в теплообменнике-реформере для образования второго потока синтез-газа, средство для выпуска второго потока синтез-газа из зоны катализатора, непосредственно примыкающей к впускному отверстию, для образования общей смеси синтез-газа с первым потоком синтез-газа, средство для прогона общей смеси с другой стороны зоны катализатора, при косвенном теплообмене с которой происходит охлаждение общей смеси и нагревание зоны катализатора, средство для сбора охлажденной общей смеси из выпускного отверстия теплообменника-реформера, средство для конвертирования со сдвигом общей смеси для получения газового потока, обогащенного диоксидом углерода и обедненного монооксидом углерода, и
средство для разделения обогащенного диоксидом углерода газового потока для образования обедненного водородом смешанного газового потока, содержащего азот и диоксид углерода, и обогащенного водородом потока.
22. Устройство по п.21, в котором средство для разделения содержит агрегат для короткоцикловой безнагревной адсорбции.
23. Устройство по п.21, в котором средство для разделения содержит мембранный сепаратор.
RU2005132171/15A 2003-03-18 2004-03-12 Способ получения потока, обогащенного водородом, способ генерирования электрического тока, способ гидроочистки, устройство для получения потока, обогащенного водородом RU2343109C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32001503P 2003-03-18 2003-03-18
US60/320,015 2003-03-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005132171A RU2005132171A (ru) 2006-02-10
RU2343109C2 true RU2343109C2 (ru) 2009-01-10

Family

ID=33029597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005132171/15A RU2343109C2 (ru) 2003-03-18 2004-03-12 Способ получения потока, обогащенного водородом, способ генерирования электрического тока, способ гидроочистки, устройство для получения потока, обогащенного водородом

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7220505B2 (ru)
EP (1) EP1603995B1 (ru)
JP (1) JP4745219B2 (ru)
CN (1) CN100564495C (ru)
AU (1) AU2004221826B2 (ru)
BR (1) BRPI0408349A (ru)
CA (1) CA2507922C (ru)
NZ (1) NZ540784A (ru)
RU (1) RU2343109C2 (ru)
WO (1) WO2004083114A2 (ru)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515967C2 (ru) * 2009-03-19 2014-05-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения богатой водородом газовой смеси
RU2570659C2 (ru) * 2010-05-26 2015-12-10 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Производство аммиака с использованием ультрачистого водорода высокого давления
RU2570458C2 (ru) * 2010-05-25 2015-12-10 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Получение метанола с использованием сверхчистого водорода высокого давления
RU2573877C2 (ru) * 2011-02-01 2016-01-27 КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи Устройство и способ для производства сингаза и продуктов из него
RU2599762C2 (ru) * 2010-10-28 2016-10-10 Ифп Энержи Нувелль Способ производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции с оптимизированным производством пара
RU2779804C2 (ru) * 2017-09-29 2022-09-13 Рисерч Трайэнгл Инститьют Способы и устройства для производства водорода
US11649777B2 (en) 2017-09-29 2023-05-16 Research Triangle Institute Internal combustion engine as a chemical reactor to produce synthesis gas from hydrocarbon feeds
US11724938B2 (en) 2017-09-29 2023-08-15 Research Triangle Institute Methods for production of hydrogen

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030162846A1 (en) * 2002-02-25 2003-08-28 Wang Shoou-L Process and apparatus for the production of synthesis gas
US7932296B2 (en) * 2003-03-16 2011-04-26 Kellogg Brown & Root Llc Catalytic partial oxidation reforming for syngas processing and products made therefrom
US8273139B2 (en) * 2003-03-16 2012-09-25 Kellogg Brown & Root Llc Catalytic partial oxidation reforming
CA2507922C (en) * 2003-03-18 2012-08-14 Kellogg Brown & Root, Inc. Autothermal reformer-reforming exchanger arrangement for hydrogen production
CA2565604C (en) 2004-05-28 2012-01-10 Hyradix Incorporated Hydrogen generation process using partial oxidation/steam reforming
WO2006037782A1 (en) * 2004-10-04 2006-04-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Integrated process for hydrocarbon synthesis
US7485767B2 (en) * 2005-06-29 2009-02-03 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of synthesis gas blends for conversion to methanol or Fischer-Tropsch liquids
US8216323B2 (en) 2005-06-30 2012-07-10 General Electric Company System and method for hydrogen production
KR100762685B1 (ko) * 2005-11-10 2007-10-04 삼성에스디아이 주식회사 개질기 및 이를 채용한 연료전지 시스템
CA2647653C (en) 2006-03-24 2014-11-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Method for producing bio-fuel that integrates heat from carbon-carbon bond-forming reactions to drive biomass gasification reactions
US20080016768A1 (en) 2006-07-18 2008-01-24 Togna Keith A Chemically-modified mixed fuels, methods of production and used thereof
US8282907B2 (en) * 2006-08-02 2012-10-09 Hyradix, Inc. Hydrogen generation processes and apparatus and control system
US7870717B2 (en) * 2006-09-14 2011-01-18 Honeywell International Inc. Advanced hydrogen auxiliary power unit
DE102006045379B4 (de) * 2006-09-26 2008-07-31 Lurgi Ag Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff
CN100406375C (zh) * 2006-10-24 2008-07-30 四川亚连科技有限责任公司 一种甲醇重整制氢方法
EP1926171A1 (en) 2006-11-22 2008-05-28 Technip KTI S.p.A. Method and apparatus for integrating a liquid fuel processor and a fuel cell through dual reforming and a gas turbine
JP5391522B2 (ja) * 2007-03-12 2014-01-15 株式会社Ｉｈｉ アンモニア合成方法
US7695708B2 (en) * 2007-03-26 2010-04-13 Air Products And Chemicals, Inc. Catalytic steam reforming with recycle
US7988948B2 (en) * 2008-03-17 2011-08-02 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-hydrocarbon reforming method with limited steam export
US7850944B2 (en) * 2008-03-17 2010-12-14 Air Products And Chemicals, Inc. Steam-hydrocarbon reforming method with limited steam export
EP2356068B1 (en) * 2008-08-21 2018-11-14 GTLpetrol Llc Process for producing ultrapure, high pressure hydrogen
EP2172417A1 (en) * 2008-10-02 2010-04-07 Ammonia Casale S.A. Process for the production of ammonia synthesis gas
US8617270B2 (en) * 2008-12-03 2013-12-31 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for improving ammonia synthesis efficiency
US9132402B2 (en) * 2009-08-20 2015-09-15 Kellogg Brown & Root Llc Apparatus, systems, and processes for producing syngas and products therefrom
US20110073809A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Air Liquide Process And Construction Inc. Reduction Of CO2 Emissions From A Steam Methane Reformer And/Or Autothermal Reformer Using H2 As A Fuel
US20110085967A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Troy Michael Raybold Hydrogen product method and apparatus
US20110223101A1 (en) * 2010-02-06 2011-09-15 William Timothy Williams Combustion chamber hydrogen converter accelerator
US8377154B2 (en) * 2010-05-18 2013-02-19 Kellogg Brown & Root Llc Gasification system and process for maximizing production of syngas and syngas-derived products
US8889093B2 (en) 2010-09-16 2014-11-18 Kellogg Brown & Root Llc High pressure cyrogenic process and system for producing ammonia products
GB201019940D0 (en) 2010-11-24 2011-01-05 Davy Process Techn Ltd Process
US8545775B2 (en) 2011-10-20 2013-10-01 Kellogg Brown & Root Llc Reforming exchanger system with intermediate shift conversion
US9101899B2 (en) 2011-10-20 2015-08-11 Kellogg Brown & Root Llc Reforming exchanger with integrated shift conversion
GB201219960D0 (en) * 2012-11-06 2012-12-19 Johnson Matthey Plc Process
US9643856B2 (en) 2013-08-07 2017-05-09 Kellogg Brown+Root LLC Methods and systems for making ammonia in a double ammonia converter system
US10093541B2 (en) 2014-02-28 2018-10-09 Haldor Topsoe A/S Process for producing synthesis gas
WO2015128395A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Haldor Topsøe A/S Process for the production of synthesis gas
DE102014209635A1 (de) 2014-05-21 2015-11-26 Thyssenkrupp Ag Herstellung von Synthesegas mit zwei autothermen Reformern
CN105727588B (zh) * 2014-08-10 2017-12-08 胡刘满 提取植物活性组分的提取装置
US10745624B2 (en) 2015-05-08 2020-08-18 Sabic Global Technologies B.V. Systems and methods related to syngas to olefin production
CN107580586A (zh) 2015-05-08 2018-01-12 赛贝克环球科技公司 与烯烃生产相关的系统和方法
US9843062B2 (en) 2016-03-23 2017-12-12 Energyield Llc Vortex tube reformer for hydrogen production, separation, and integrated use
US9840413B2 (en) 2015-05-18 2017-12-12 Energyield Llc Integrated reformer and syngas separator
KR102397390B1 (ko) 2016-11-09 2022-05-16 8 리버스 캐피탈, 엘엘씨 통합 수소 생산을 구비하는 동력 생산을 위한 시스템들 및 방법들
US10370248B2 (en) * 2017-01-27 2019-08-06 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Maximizing steam methane reformer combustion efficiency by pre-heating pre-reformed fuel gas
WO2019020513A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Haldor Topsøe A/S METHOD OF PREPARING A SYNTHESIS GAS
KR102599470B1 (ko) 2017-07-25 2023-11-08 토프쉐 에이/에스 메탄올과 암모니아의 동시 제조를 위한 과정
CA3069262A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Haldor Topsoe A/S Method for the preparation of synthesis gas
AU2018308587B2 (en) 2017-07-25 2023-12-07 Haldor Topsøe A/S Method for the preparation of ammonia synthesis gas
KR102651575B1 (ko) * 2017-11-09 2024-03-27 8 리버스 캐피탈, 엘엘씨 수소 및 이산화탄소의 생산 및 분리를 위한 시스템들 및 방법들
BR112020011429A2 (pt) * 2017-12-08 2020-11-24 Haldor Topsøe A/S sistema e processo para produção de gás de síntese
CN108557764B (zh) * 2018-05-30 2019-12-24 大连大学 一种无水制氢工艺
BG112796A (bg) * 2018-09-03 2020-04-15 Тодор ТОДОРОВ Получаване на сингаз за производство на водород, чрез паров реформинг на въглеводороди с прилагане на процес на пълно горене на поток горивни газове в автотермичен реформинг
US12071345B2 (en) * 2018-10-30 2024-08-27 Board Of Regents Of The University Of Texas System Systems and methods for producing synthesis gas
AU2020292848A1 (en) 2019-06-13 2022-02-03 8 Rivers Capital, Llc Power production with cogeneration of further products
WO2023089570A1 (en) 2021-11-18 2023-05-25 8 Rivers Capital, Llc Apparatus for hydrogen production
WO2024126258A1 (en) * 2022-12-12 2024-06-20 Casale Sa Hydrogen process and plant

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE68909979D1 (de) * 1988-03-24 1993-11-25 Ici Plc Zweistufiges Dampfreformierungsverfahren.
US5122299A (en) * 1989-12-11 1992-06-16 The M. W. Kellogg Company Autothermal steam reforming process
US5011625A (en) * 1989-12-11 1991-04-30 The M. W. Kellogg Company Autothermal steam reforming process
JPH04310501A (ja) * 1991-04-03 1992-11-02 Mw Kellogg Co 自己熱式スチーム改質プロセス
US5362454A (en) 1993-06-28 1994-11-08 The M. W. Kellogg Company High temperature heat exchanger
EP0834465B1 (en) * 1996-10-04 2000-07-19 Haldor Topsoe A/S Steam reforming process
DK173742B1 (da) * 1998-09-01 2001-08-27 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde og reaktorsystem til fremstilling af syntesegas
NO314691B1 (no) * 2000-05-05 2003-05-05 Statoil Asa I & K Ir Pat Fremgangsmåte og reaktor for fremstilling av hydrogen og syntesegass
JP2002020102A (ja) * 2000-06-30 2002-01-23 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 水素製造装置の起動方法およびその停止方法
JP2005500966A (ja) * 2001-05-02 2005-01-13 ハイドロジェン バーナー テクノロジイ，インク． 水素の生成
US6855272B2 (en) * 2001-07-18 2005-02-15 Kellogg Brown & Root, Inc. Low pressure drop reforming exchanger
US6936238B2 (en) * 2002-09-06 2005-08-30 General Motors Corporation Compact partial oxidation/steam reactor with integrated air preheater, fuel and water vaporizer
ATE502894T1 (de) * 2002-09-26 2011-04-15 Haldor Topsoe As Verfahren zur herstellung von synthesegas
CA2507922C (en) * 2003-03-18 2012-08-14 Kellogg Brown & Root, Inc. Autothermal reformer-reforming exchanger arrangement for hydrogen production

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515967C2 (ru) * 2009-03-19 2014-05-20 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ получения богатой водородом газовой смеси
RU2570458C2 (ru) * 2010-05-25 2015-12-10 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Получение метанола с использованием сверхчистого водорода высокого давления
US9283536B2 (en) 2010-05-25 2016-03-15 Gtlpetrol Llc Generating methanol using ultrapure, high pressure hydrogen
RU2570659C2 (ru) * 2010-05-26 2015-12-10 ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи Производство аммиака с использованием ультрачистого водорода высокого давления
RU2599762C2 (ru) * 2010-10-28 2016-10-10 Ифп Энержи Нувелль Способ производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции с оптимизированным производством пара
RU2573877C2 (ru) * 2011-02-01 2016-01-27 КЕЛЛОГГ БРАУН ЭНД РУТ ЭлЭлСи Устройство и способ для производства сингаза и продуктов из него
RU2779804C2 (ru) * 2017-09-29 2022-09-13 Рисерч Трайэнгл Инститьют Способы и устройства для производства водорода
US11649777B2 (en) 2017-09-29 2023-05-16 Research Triangle Institute Internal combustion engine as a chemical reactor to produce synthesis gas from hydrocarbon feeds
US11724938B2 (en) 2017-09-29 2023-08-15 Research Triangle Institute Methods for production of hydrogen

Also Published As

Publication number Publication date
CA2507922C (en) 2012-08-14
US20070217989A1 (en) 2007-09-20
EP1603995A2 (en) 2005-12-14
WO2004083114A3 (en) 2005-04-21
AU2004221826A1 (en) 2004-09-30
US7550215B2 (en) 2009-06-23
NZ540784A (en) 2007-02-23
JP2006520739A (ja) 2006-09-14
AU2004221826B2 (en) 2009-12-17
CA2507922A1 (en) 2004-09-30
EP1603995B1 (en) 2018-05-30
US20040182002A1 (en) 2004-09-23
CN1860207A (zh) 2006-11-08
JP4745219B2 (ja) 2011-08-10
BRPI0408349A (pt) 2006-03-21
CN100564495C (zh) 2009-12-02
US7220505B2 (en) 2007-05-22
EP1603995A4 (en) 2008-07-02
WO2004083114A2 (en) 2004-09-30
RU2005132171A (ru) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2343109C2 (ru) Способ получения потока, обогащенного водородом, способ генерирования электрического тока, способ гидроочистки, устройство для получения потока, обогащенного водородом
US20220194789A1 (en) Atr-based hydrogen process and plant
KR102599461B1 (ko) 암모니아 합성 가스 제조 방법
US9969666B1 (en) Method and apparatus for co-production of methanol and hydrogen
US9067850B2 (en) Synthesis gas and Fischer Tropsch integrated process
US8088185B2 (en) System for producing hydrogen and carbon dioxide
US20080047197A1 (en) Partial oxidation reformer-reforming exchanger arrangement for hydrogen production
US7569085B2 (en) System and method for hydrogen production
CN105820036B (zh) 使用部分氧化生产甲醇的方法和系统
CA3178048A1 (en) Process for producing hydrogen
GB2602695A (en) Process for producing a gas stream comprising carbon monoxide
EP1441981B1 (en) Reactor for reformation of natural gas and simultaneous production of hydrogen

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170808

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211217

Effective date: 20211217