RU2420561C2 - Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2420561C2
RU2420561C2 RU2008128463/05A RU2008128463A RU2420561C2 RU 2420561 C2 RU2420561 C2 RU 2420561C2 RU 2008128463/05 A RU2008128463/05 A RU 2008128463/05A RU 2008128463 A RU2008128463 A RU 2008128463A RU 2420561 C2 RU2420561 C2 RU 2420561C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
content
carbon
oxygen
ratio
Prior art date
Application number
RU2008128463/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008128463A (ru
Inventor
Якобус Хендрикус СХЕРМАН (NL)
Якобус Хендрикус СХЕРМАН
Йоханнес Эвердинус Геррит ПЛОЕГ (NL)
Йоханнес Эвердинус Геррит Плоег
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
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 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Publication of RU2008128463A publication Critical patent/RU2008128463A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2420561C2 publication Critical patent/RU2420561C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/723—Controlling or regulating the gasification process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0959—Oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1618—Modification of synthesis gas composition, e.g. to meet some criteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения синтез-газа. Способ включает стадии: (а) подачу потока, содержащего углерод, и кислородсодержащего потока в реактор газификации при заданном соотношении О/С, (b) по меньшей мере, частичное окисление потока, содержащего углерод, в реакторе газификации с образованием газообразного потока продукта, содержащего, по меньшей мере, синтез-газ, CO2 и СН4, (с) определение содержания СО2 в потоке продукта, полученном на стадии (b), (d) сравнение содержания СО2, обнаруженного на стадии (с), с предварительно заданным содержанием СО2 в результате чего может быть получена величина разности между содержанием, обнаруженным на стадии (с), и предварительно заданным содержанием, (е) регулирование соотношения О/С на стадии (а), основываясь на величине разности, полученной на стадии (d), где 'О' означает массовый расход молекулярного кислорода, О2, который присутствует в кислородсодержащем потоке, и 'С' означает массовый расход сырья, содержащего углерод, за исключением любого необязательного газа-носителя или воды. Изобретения позволяют улучшить точность регулирования качества продукта. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение. Настоящее изобретение относится к способу получения синтез-газа путем парциального окисления потока, содержащего углерод.
Способы получения синтез-газ путем парциального окисления хорошо известны на практике.
Обычно поток, содержащий углерод (углеводород), такой как уголь, бурый уголь, торф, древесину, кокс, сажу или другие виды газообразного, жидкого или твердого топлива, или их смеси, частично сжигают в реакторе газификации (или иначе, парциально окисляют) с использованием кислородсодержащего газа, такого как практически чистый кислород или (необязательно обогащенный кислородом) воздух или тому подобное, и таким образом, получают поток продукта, содержащий в том числе синтез-газ (т.е. СО и Н2) и CO2.
Обычно поток продукта дополнительно обрабатывают, например, с целью охлаждения потока продукта в секции закаливания и с целью удаления нежелательных компонентов. Кроме того, поток продукта можно вовлечь в реакцию водяного газа, мокрую очистку газа и тому подобное, в зависимости от окончательного использования потока продукта или его частей.
Уровень техники
Проблема известного способа получения синтез-газ заключается в том, что качество полученного потока продукта может изменяться, например, из-за возмущений или изменений потока, содержащего углерод, и кислородсодержащего потока, подаваемых в реактор газификации, количества золы в потоке, содержащем углерод, и т.д. Если, например, в качестве потока, содержащего углерод, используется уголь, то изменения содержания воды в угле может привести к изменениям условий процесса в реакторе газификации, в результате чего также будет изменяться состав потока продукта. Известны различные способы регулирования процесса парциального окисления. Например, в документе GB-A-837074 описан способ, в котором измеряют концентрацию диоксида углерода в газообразном продукте процесса парциального окисления с целью регулирования потока водяного пара.
В патенте США US-A-2941877 описан способ регулирования соотношения кислород/углерод в сырье, поступающем в реактор парциального окисления. Это соотношение кислород/углерод в сырье регулируется путем измерения концентрации метана в газообразном продукте с использованием техники инфракрасного (ИК) излучения. Недостатком использования метана в качестве параметра регулирования является то, что сигнал от метана не является резким, что снижает точность регулирования.
Указанная выше проблема является еще более значимой, если для конечного пользователя потока продукта (или его части) желательно постоянное качество продукта с весьма ограниченными вариациями показателей.
Целью настоящего изобретения является, по меньшей мере, минимизация указанной выше проблемы.
Раскрытие сущности изобретения
Дальнейшей целью является разработка альтернативного способа получения синтез-газа.
Одна или несколько из указанных выше или других целей может быть достигнута согласно настоящему изобретению путем обеспечения способа получения синтез-газа путем парциального окисления потока, содержащего углерод, в котором парциальное окисление регулируется с использованием соотношения кислорода к углероду (соотношение О/С), причем этот способ включает в себя, по меньшей мере, следующие стадии:
(a) подача потока, содержащего углерод, и кислородсодержащего потока в реактор газификации при заданном соотношении О/С;
(b) по меньшей мере, частичное окисление потока, содержащего углерод в реакторе газификации, и таким образом, образуется газообразный поток продукта, содержащий, по меньшей мере, синтез-газ, CO2 и СН4;
(c) определение содержания CO2 в потоке продукта, полученном на стадии (b);
(d) сопоставление содержания, найденного на стадии (с), с предварительно заданным содержанием, таким образом, может быть получена величина разности между содержанием, найденным на стадии (с), и предварительно заданным содержанием;
(e) регулирование соотношения О/С на стадии (а), основываясь на величине разности, полученной на стадии (d).
Неожиданно было обнаружено, что путем регулирования соотношения О/С на основе содержания CO2 в потоке продукта, можно весьма простым способом регулировать условия процесса в реакторе газификации (как, например, температура газификации) и, таким образом, качество потока продукта.
Кроме того, заявители обнаружили, что концентрация CO2 дает резкий сигнал, по сравнению с сигналом CH4 при измерении методом ИК, поэтому диоксид углерода более удобен для регулирования этого процесса. Заявители также обнаружили, что регулирование соотношения С/О гораздо более эффективно, чем регулирование потока водяного пара с целью достижения постоянного качества потока продукта при весьма ограниченной вариации показателей качества.
Согласно настоящему изобретению поток, содержащий углерод, может представлять собой любой подходящие жидкий, газообразный или твердый поток (в том числе суспензии), который может быть частично окислен, и таким образом, получается поток продукта, содержащий синтез-газ. Термин 'содержащий углерод' подразумевает, что также включает в себя 'содержащий углеводород'. Найдено, что способ согласно настоящему изобретению является особенно подходящим, если в качестве потока, содержащего углерод, предпочтительно используется мелкодисперсное сырье, с высоким содержанием углерода. Предпочтительным сырьем является твердое вещество, содержащее углерод. Примером такого сырья является уголь, биомасса, например древесина, и мусор, предпочтительно уголь. Более предпочтительно твердое сырье, содержащее углерод, состоит, главным образом, то есть > 90 мас.%, из угля естественного происхождения или синтетического (нефтяного) кокса. Подходящие угли включают лигнит, битуминозный уголь, полубитуминозный уголь, антрацитный уголь и бурый уголь. Это твердое сырье, содержащее углерод, можно подавать в процесс в виде водной суспензии или более предпочтительно в виде смеси сырья и подходящего газа носителя. Подходящим газом носителем является азот.
В качестве кислородсодержащего потока может быть использован любой подходящий поток. Обычно будет использоваться, главным образом, чистый кислород (например, полученный с использованием блока Air Separation Unit). Однако также может быть использован воздух или обогащенный кислородом воздух.
Специалист в этой области техники может легко понять, каким образом выбрать желательное соотношение О/С для конкретного потока, содержащего углерод, который будет подаваться на стадии (а). Для настоящего изобретения соотношение О/С имеет следующее значение, где 'О' означает массовый расход молекулярного кислорода, O2, который присутствует в кислородсодержащем потоке, и где 'С означает массовый расход сырья, содержащего углерод, за исключением любого необязательного газа-носителя или воды, в случае суспензии. Выбранное желательное соотношение О/С можно определить, например, с использованием известных данных содержания энергии для конкретного потока, содержащего углерод, например, величины теплосодержания сырья в Дж/кг. Обычно, после определения выбранного желательного соотношения О/С, можно определить содержание O2 в кислородсодержащем потоке, и будут установлены подходящие скорости потоков углеродсодержащего и кислородсодержащего сырья с целью получения желательного соотношения О/С.
Предпочтительно, содержание CO2 определяют методом ИК-спектроскопии, хотя также могут быть использованы другие методики измерения. Предпочтительно, содержание CO2 измеряют в газовом потоке, как можно ближе к стадии парциального окисления по причине очевидного контроля. Тем не менее, заявители установили, что процесс все же можно эффективно регулировать, когда содержание CO2 измеряется после скруббера влажной промывки газа. Это выгодно, поскольку в промытом газе будет содержаться гораздо меньше кислот, что упрощает проведение анализа. Кроме того, специалист в этой области техники может понять, каким образом, можно выполнить определение содержания диоксида углерода на стадии (с); поэтому это не будет рассматриваться в дальнейшем.
Сопоставление содержания CO2 в потоке продукта с предварительно заданным содержанием на стадии (d) может быть выполнено вручную. Однако обычно будет использоваться подходящая компьютерная программа. Обычно предварительно заданное содержание соответствует ожидаемой концентрации в композиции продукта (или ожидаемое содержание одного или нескольких компонентов композиции), которую можно было бы получить на основе выбранного соотношения О/С, если не будут происходить изменения или возмущения, если существует различие (то есть величина разности) между фактическим содержанием потока продукта и предварительно заданным содержанием, тогда устанавливается некоторая величина соотношения О/С, например, путем регулирования скоростей течения сырьевых потоков. В результате регулирования соотношения О/С условия процесса будут изменяться (стадии от (с) до (е) будут повторяться), пока фактическое содержание не примет заданное значение.
Специалист в этой области техники может понять, что по желанию, соотношение О/С будет регулироваться только в случае, когда величина разности является выше заданного значения. Кроме того, регулирование соотношения О/С будет зависеть от того, в какой степени состав потока продукта отклоняется от предварительно заданного состава.
В соответствии с настоящим изобретением обнаружено, что содержание CO2 в потоке продукта является особенно подходящим для целей сопоставления. Таким образом, предпочтительно величина разности, возможно достигнутая на стадии (с), получена на основе сопоставления между содержанием диоксида углерода в потоке продукта и предварительно заданным содержанием CO2.
В соответствии с настоящим изобретением является предпочтительным, если наблюдается величина разности (необязательно выше заданной величины), то на стадии (е) соотношение О/С устанавливается путем регулирования скорости течения одного из потоков, содержащих углерод и содержащих кислород, которые поступают на стадию (а) или их сочетания. Предпочтительно поток, содержащий углерод, регулируется на стадии (е).
В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает систему, подходящую для осуществления способа в соответствии с одним или несколькими предшествующими пунктами, причем эта система включает, по меньшей мере, следующее:
реактор газификации, имеющий входной патрубок для кислородсодержащего потока, входной патрубок для потока, содержащего углерод, и ниже (по потоку) реактора газификации имеется выходной патрубок для потока продукта, полученного в реакторе газификации;
первый регулятор потока для регулирования течения кислородсодержащего потока в реактор газификации;
второй регулятор потока для регулирования течения потока, содержащего углерод, в реактор газификации;
контроллер качества для определения состава потока продукта и его сопоставления с предварительно заданным составом, таким образом, возможно получение величины разности;
в которой контроллер качества функционально связан с первым и вторым регуляторами потоков и в которой контроллер качества может регулировать скорости течения в первом и втором регуляторах потока, на основе величины разности.
Теперь настоящее изобретение будет описано более подробно с помощью примера и со ссылкой на сопровождающий, не ограничивающий чертеж, где
изображена схема системы для осуществления способа согласно настоящему изобретению.
С целью описания отдельный номер позиции будет присвоен трубопроводу, а также потоку, который входит в этот трубопровод. Одинаковые номера позиций относятся к аналогичным структурным элементам.
На чертеже изображена схема системы для получения синтез-газа. В реактор газификации 2 поток 20, содержащий углерод, такой как уголь, и кислородсодержащий поток 10, такой как воздух, могут поступать по входным патрубкам 4 и 3, соответственно, при выбранном соотношении О/С. В варианте осуществления, показанном на чертеже, выбранное соотношение О/С достигается с помощью первого и второго регуляторов потоков 7 и 8. Первый и второй регуляторы потоков 7 и 8 эффективно связаны (как показано пунктирной линией 21). Более того, как первый, так и второй регуляторы потоков 7 и 8 содержат клапаны, схематически обозначенные позициями 11 и 12.
Уголь 20, по меньшей мере, частично окисляется в реакторе газификации 2, и таким образом, получается газообразный поток продукта 30, содержащий, по меньшей мере, синтез-газ (то есть СО+Н2), CH2 и CH4. С этой целью обычно в реакторе газификации 2 располагаются несколько горелок (не показаны). Поскольку в качестве потока 20, содержащего углерод, используется уголь, также образуется шлак, который удаляется по лини 50 для последующей обработки.
Обычно парциальное окисление в реакторе газификации 2 проводят при температуре в диапазоне от 1200 до 1800°С и под давлением в диапазоне от 1 до 200 бар, обычно при 40 бар(4МПа).
Как показано в варианте осуществления на чертеже, полученный поток продукта 30, содержащий синтез-газ, поступает в секцию закаливания 6; где поток 30 обычно охлаждается приблизительно до 350°С. Секция закаливания 6 может иметь любую подходящую, но обычно будет иметь форму трубки.
Специалист в этой области техники сможет легко понять, что поток продукта 30, покидающий секцию закаливания 6, может подвергаться последующей обработке. С этой целью этот поток может подаваться, например, в блок удаления твердых веществ (не показан), скруббер влажной промывки газа (не показан), в реактор конверсии водяного газа (не показан) и др.
Поток продукта 30, содержащий синтез-газ, покидающий секцию закаливания 6 и предпочтительно покидающий дополнительный, расположенный ниже скруббер влажной промывки газа, поступает в контроллер качества 9, где определяется содержание CO2 в потоке продукта 30 и сопоставляется с предварительно заданным содержанием CO2. Это предварительно заданное содержание CO2 может соответствовать ожидаемому содержанию CO2 в потоке продукта 30, которое могло бы быть получено на основе выбранного соотношения О/С, если не будут происходить изменения или возмущения.
Если состав поток продукта 30 отклоняется от предварительно заданного содержания CO2, соотношение О/С для потоков 10 и 20 регулируется таким образом, чтобы также повлиять на условия процесса в реакторе газификации 2. Специалист в этой области техники сможет понять, что, по желанию, соотношение О/С может регулироваться только в случае, когда отклонение (то есть величина разности) превышает заданное значение.
С целью достижения желательной установки соотношения О/С для потоков 10 и 20, контроллер качества 9 оказывает воздействие на регуляторы потоков 7 и 8 (как показано пунктирными линиями 22 и 23), и в результате соответственно установятся скорости потоков 10 и/или 20. Вследствие этого условия процесса (в частности температура газификации) в реакторе газификации 2 изменятся таким образом, что также приедет к изменению содержания CO2 в потоке продукта 30. Такое регулирование соотношения О/С предварительно заданного содержания CO2.
В дальнейшем рассматривается неограничивающий пример способа согласно изобретению.
Пример
Используя схему компоновки, обобщенно показанную на чертеже, получают синтез-газ путем парциального окисления твердого, мелкодисперсного потока угля, который сначала поступает в реактор газификации. В качестве кислородсодержащего потока используется, главным образом, чистый кислород (полученный в установке ASU).
Потоки угля и кислорода поступают таким образом, чтобы (экспериментально) получить выбранное соотношение О/С, равное приблизительно 0,713. После частичного окисления потока угля в реакторе газификации при температуре около 1500°С и давлении приблизительно 40 бар получают газообразный поток продукта. Определяют состав потока газообразного продукта, который приведен ниже в таблице (указан как фактический состав).
В этом примере содержание CO2 в потоке продукта измеряют методом ИК-спектроскопии и сопоставляют (расчет) с предварительно заданным содержанием CO2 в потоке продукта (также показан в таблице), и в результате расчета получают величину разности между содержанием CO2 в фактическом составе и в предварительно заданном составе (в этом случае 0,74 мол. %). Поскольку величина разности концентраций CO2 кажется слишком высокой (превышает заранее выбранную величину приблизительно на 1% от заданного содержания), соотношение О/С в потоках угля и кислорода, которые поступают в реактор газификации, регулируется путем изменения скорости потока угля, при сохранении постоянной скорости течения кислородного потока. Это повторяется до тех пор, пока величина разности между фактическим содержанием CO2 и предварительно заданным содержанием CO2 в потоке продукта не станет меньше, чем выбранное значение 1%.
Само собой разумеется, что, по желанию, может быть выбрано предварительно заданное значение, отличающееся от 1% (как, например, 0,5%). Предпочтительно предварительно заданное значение выбирают между 0,5 и 5%.
Состав газообразного потока продукта
Компонент Фактический состав Заданный (расчетный) состав Величина разности
H2O [мол.%] 19,85 19,85  
Н2 [мол.%] 19,22 19,55  
СО [мол.%1 46,39 46,91  
H2S [мол.%] 0,38 0,38  
N2 [мол.%] 7,83 7,71  
Ar [мол.%] 0,07 0,06  
NH3 [мол.%] 0,01 0,01  
COS [мол.%] 0,05 0,05  
HCN [мол.%] 0,01 0,01  
CO2 [мол.%] 6,19 5,45 0,74 (*)
СН4 [мол.%] 0,0024 0,0047 0,0023
(*) Этот результат представляет собой величину разности около 13%, что превышает предварительно заданное значение 1%.
Специалист в этой области техники могут легко понять, что настоящее изобретение можно модифицировать различными способами, без отклонения от объема изобретения, который определен в формуле изобретения.

Claims (9)

1. Способ получения синтез-газа путем парциального окисления потока, содержащего углерод, в котором парциальное окисление регулируют с использованием соотношения кислорода к углероду (соотношение О/С), и содержит, по меньшей мере, стадии:
(a) подачу потока, содержащего углерод, и кислородсодержащего потока в реактор газификации при заданном соотношении О/С;
(b) по меньшей мере, частичное окисление потока, содержащего углерод, в реакторе газификации с образованием газообразного потока продукта, содержащего, по меньшей мере, синтез-газ, СО2 и CH4;
(c) определение содержания CO2 в потоке продукта, полученном на стадии (b);
(d) сравнение содержания CO2, обнаруженного на стадии (с), с предварительно заданным содержанием СО2, в результате чего может быть получена величина разности между содержанием, обнаруженным на стадии (с), и предварительно заданным содержанием;
(e) регулирование соотношения О/С на стадии (а), основываясь на величине разности, полученной на стадии (d),
где О означает массовый расход молекулярного кислорода, О2, который присутствует в кислородсодержащем потоке, и С означает массовый расход сырья, содержащего углерод, за исключением любого необязательного газа-носителя или воды.
2. Способ по п.1, в котором величина разности, возможно достигнутая на стадии (d), получена на основе сопоставления между содержанием диоксида углерода в потоке продукта и предварительно заданным содержанием СО2.
3. Способ по п.2, в котором величина разности выражена как процент от абсолютной разности между содержанием СО2 в потоке продукта и предварительно заданным содержанием СО2 относительно предварительно заданного содержания СО2, причем стадию (е) выполняют, когда величина разности превышает предварительно выбранное значение, которое находится между 0,5 и 5%.
4. Способ по пп.1-3, в котором поток, содержащий углерод и поступающий на стадию (а), содержит мелкодисперсный уголь.
5. Способ по п.1, в котором соотношение О/С устанавливается на стадии (е) путем регулирования скорости течения одного из углеродсодержащих потоков и кислородсодержащих потоков, поступающих на стадию (а) или их сочетание.
6. Способ по п.5, в котором соотношение О/С устанавливается путем регулирования скорости потока, содержащего углерод, в то время как кислородсодержащий поток остается постоянным.
7. Способ по п.1, в котором поток продукта, полученный на стадии (b), подвергается влажной промывке газа в скруббере до осуществления стадии (c).
8. Способ по п.1, в котором на стадии (с) содержание СО2 определяют методом ИК-спектроскопии.
9. Система (1) для осуществления способа, заявленного в пп.1-8, которая включает, по меньшей мере:
- реактор газификации (2), имеющий входной патрубок (3) для кислородсодержащего потока (10), выходной патрубок (4) для потока, содержащего углерод (20), и ниже по потоку выходной патрубок (5) для потока продукта (30), полученного в реакторе газификации (2);
- первый регулятор потока (7) для регулирования течения кислородсодержащего потока (10) в реактор газификации (2);
- второй регулятор потока (8) для регулирования течения потока (20), содержащего углерод, в реактор газификации (2);
- прибор контроля качества (9) для определения в потоке продукта (30) и его сопоставления с предварительно заданным содержанием CO2, таким образом, возможно получение величины разности;
в которой прибор контроля качества (9) функционально связан с первым и вторым регуляторами потоков и в которой прибор контроля качества (9) может регулировать, по меньшей мере, одну из скоростей течения в первом и втором регуляторах потока (7 и 8) на основе величины разности.
RU2008128463/05A 2005-12-14 2006-12-12 Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления RU2420561C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05112111.9 2005-12-14
EP05112111 2005-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008128463A RU2008128463A (ru) 2010-01-20
RU2420561C2 true RU2420561C2 (ru) 2011-06-10

Family

ID=36127320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128463/05A RU2420561C2 (ru) 2005-12-14 2006-12-12 Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления

Country Status (14)

Country Link
US (1) US8083818B2 (ru)
EP (1) EP1966353B1 (ru)
JP (1) JP5155180B2 (ru)
KR (1) KR101347025B1 (ru)
CN (2) CN101331213B (ru)
AU (1) AU2006325339B2 (ru)
BR (1) BRPI0619877B1 (ru)
CA (1) CA2632915C (ru)
MY (1) MY145411A (ru)
PL (1) PL1966353T3 (ru)
RU (1) RU2420561C2 (ru)
UA (1) UA92056C2 (ru)
WO (1) WO2007068684A2 (ru)
ZA (1) ZA200804154B (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695180C1 (ru) * 2016-03-04 2019-07-22 ЛАММУС ТЕКНОЛОДЖИ ЭлЭлСи Двухступенчатый газогенератор и способ газификации с универсальностью относительно перерабатываемого сырья

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2693680A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas
CN102333850A (zh) * 2008-12-30 2012-01-25 国际壳牌研究有限公司 供给合成气的方法和系统
EP2531573A4 (en) * 2010-02-05 2013-07-31 Texas A & M Univ Sys DEVICES AND METHOD FOR A PYROLYSIS AND GASIFICATION SYSTEM FOR A BIOMASS RAW MATERIAL
US8585789B2 (en) * 2010-04-13 2013-11-19 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8999021B2 (en) * 2010-04-13 2015-04-07 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US20130326954A1 (en) * 2010-12-21 2013-12-12 Sander Van Paasen Process for producing synthesis gas
US11447576B2 (en) 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas
US11312914B2 (en) 2019-02-04 2022-04-26 Eastman Chemical Company Gasification of plastics and solid fossil fuels to produce organic compounds
WO2020205404A1 (en) 2019-03-29 2020-10-08 Eastman Chemical Company Polymers, articles, and chemicals made from densified textile derived syngas

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2941877A (en) 1957-07-01 1960-06-21 Texaco Development Corp Hydrocarbon conversion process
GB837074A (en) 1958-06-20 1960-06-09 Sumitomo Chemical Co A process of automatic control for pulverised coal gasification
JPH0678529B2 (ja) * 1985-03-27 1994-10-05 株式会社日立製作所 石炭ガス化方法およびその装置
JPH0678534B2 (ja) * 1986-07-15 1994-10-05 株式会社日立製作所 石炭ガス化炉の制御装置
DD282142A7 (de) 1988-01-22 1990-09-05 Schwarze Pumpe Gas Veb Verfahren zur lastverteilung in einer gaserzeugungsanlage
US5534659A (en) * 1994-04-18 1996-07-09 Plasma Energy Applied Technology Incorporated Apparatus and method for treating hazardous waste
CN1057322C (zh) * 1996-12-30 2000-10-11 金群英 煤(焦)连续气化及精制合成气的方法
JPH11106760A (ja) * 1997-09-30 1999-04-20 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ウェットフィード方式ガス化炉
DE19747324C2 (de) * 1997-10-28 1999-11-04 Bodo Wolf Vorrichtung zur Erzeugung von Brenn-, Synthese- und Reduktionsgas aus nachwachsenden und fossilen Brennstoffen, Biomassen, Müll oder Schlämmen
US6269286B1 (en) 1998-09-17 2001-07-31 Texaco Inc. System and method for integrated gasification control
WO2003042334A1 (en) * 2001-11-12 2003-05-22 Lloyd Weaver Pulverized coal pressurized gasifier system
JP3993472B2 (ja) * 2002-06-18 2007-10-17 三菱重工業株式会社 石炭ガス化複合発電プラント用ガス化炉の運転制御方法
JP3997524B2 (ja) * 2003-02-04 2007-10-24 トヨタ自動車株式会社 有機性廃棄物のガス化方法およびガス変換装置
CN1207370C (zh) * 2003-05-06 2005-06-22 太原理工大学 一种煤气化的方法及装置
JP4131682B2 (ja) * 2003-06-30 2008-08-13 三菱重工業株式会社 ガス化装置の監視システム
WO2006081661A1 (en) 2005-02-04 2006-08-10 Plasco Energy Group Inc. Coal gasification process and apparatus
US20060204910A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Yu-Shan Teng High efficiency fuel injection system for gas appliances

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2695180C1 (ru) * 2016-03-04 2019-07-22 ЛАММУС ТЕКНОЛОДЖИ ЭлЭлСи Двухступенчатый газогенератор и способ газификации с универсальностью относительно перерабатываемого сырья

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0619877A2 (pt) 2011-10-25
EP1966353A2 (en) 2008-09-10
ZA200804154B (en) 2009-10-28
US8083818B2 (en) 2011-12-27
JP2009519370A (ja) 2009-05-14
UA92056C2 (ru) 2010-09-27
AU2006325339B2 (en) 2010-04-22
AU2006325339A1 (en) 2007-06-21
RU2008128463A (ru) 2010-01-20
KR20080075022A (ko) 2008-08-13
CA2632915C (en) 2014-09-30
WO2007068684A2 (en) 2007-06-21
KR101347025B1 (ko) 2014-01-03
CN101331213B (zh) 2015-05-13
PL1966353T3 (pl) 2014-11-28
CN101331213A (zh) 2008-12-24
CA2632915A1 (en) 2007-06-21
CN104194836A (zh) 2014-12-10
BRPI0619877B1 (pt) 2016-07-05
JP5155180B2 (ja) 2013-02-27
US20070151155A1 (en) 2007-07-05
MY145411A (en) 2012-02-15
EP1966353B1 (en) 2014-06-04
WO2007068684A3 (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2420561C2 (ru) Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления
AU2008237959B2 (en) Process for operating a partial oxidation process of a solid carbonaceous feed
US7879135B2 (en) Configurations and methods for claus plant operation with variable sulfur content
AU2007231719A1 (en) Solid carbonaceous feed to liquid process
US8419843B2 (en) System for integrating acid gas removal and carbon capture
EP1918352B1 (en) Solid carbonaceous feed to liquid process
JP4438791B2 (ja) アンモニア製造方法及び装置
CA2620734C (en) Method of producing a hydrocarbon stream from a subterranean zone
KR20170038458A (ko) 합성천연가스 제조장치 및 이를 이용한 합성천연가스 제조방법
AU2014236648A1 (en) Method and apparatus for recycling methane
JPH0360416A (ja) 炭素質燃料の部分酸化方法
TW202317742A (zh) 操作煉焦爐廠之方法
CA2787209A1 (en) Generation of synthetic gas
RU2006123090A (ru) Интегрированный способ производства уксусной кислоты и метанола
JPH04338102A (ja) 可燃性ガスの水素富化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20180913