RU2522443C2 - Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода - Google Patents

Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода Download PDF

Info

Publication number
RU2522443C2
RU2522443C2 RU2011153109/04A RU2011153109A RU2522443C2 RU 2522443 C2 RU2522443 C2 RU 2522443C2 RU 2011153109/04 A RU2011153109/04 A RU 2011153109/04A RU 2011153109 A RU2011153109 A RU 2011153109A RU 2522443 C2 RU2522443 C2 RU 2522443C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
reaction
gas
natural gas
products
Prior art date
Application number
RU2011153109/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011153109A (ru
Inventor
Анджелис Альберто Де
Паоло Поллесель
Original Assignee
Эни С.П.А.
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 Эни С.П.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of RU2011153109A publication Critical patent/RU2011153109A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2522443C2 publication Critical patent/RU2522443C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/48—Sulfur dioxide; Sulfurous acid
    • C01B17/50—Preparation of sulfur dioxide
    • C01B17/508—Preparation of sulfur dioxide by oxidation of sulfur compounds
    • 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
    • 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
    • C01B2203/0211—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic 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
    • 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
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • 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
    • C01B2203/0455—Purification by non-catalytic desulfurisation
    • 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
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0485—Composition of the impurity the impurity being a sulfur compound
    • 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
    • C01B2203/06—Integration with other chemical 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
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061—Methanol production
    • 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
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C01B2203/1058—Nickel catalysts
    • 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
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • 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
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относится к способу обработки природного газа с высоким содержанием сероводорода. Способ проведения доработки сверхкислого природного газа с содержанием сероводорода, выше или равным 60 об.%, с получением водорода включает: а) подачу сверхкислого природного газа в реактор реформинга, функционирующий при температуре от 900 до 1500°C и атмосферном давлении или давлении немного ниже атмосферного, для получения смеси, по существу состоящей из дисульфида углерода (CS2) и водорода (H2), б) охлаждение продуктов реакции, отделение дисульфида углерода от остающейся реакционной смеси, содержащей водород, и извлечение водорода, в) сжигание при высокой температуре дисульфида углерода с кислородсодержащим газом для получения газовой смеси, по существу состоящей из CO2 и SO2, г) подачу по меньшей мере части горячих газов от сжигания дисульфида углерода на стадию реформинга в качестве источника тепла для поддержания эндотермической реакции стадии (а) и д) предоставление газообразных продуктов сгорания дисульфида углерода, также поступающих со стадии (г), в качестве промежуточных продуктов для химических синтезов ниже по потоку или для их удаления путем закачивания в конкретные геологические структуры. Технический результат - получение полезных продуктов, в частности водорода, из природного газа сверхкислых газовых месторождений. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу повышения качества природного газа, содержащего сероводород в концентрациях, выше или равных 60 об.%.
Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к способу повышения качества природного газа, содержащего сероводород в концентрациях, выше или равных 60 об.%, путем извлечения водорода как из сульфурированного соединения, так и из присутствующей углеводородной фазы.
Как известно, природный газ по существу состоит из метана, однако помимо значительных следов более высоких углеводородов C2-С7+ он также может содержать переменные количества инертных газов или загрязнителей, например диоксида углерода или азота, чье присутствие необходимо устранить или уменьшить для удовлетворения технологических условий применения.
Среди загрязнителей природного газа также присутствует сероводород, который в отличие от азота и диоксида углерода необходимо полностью устранить до введения газа в систему подачи, так как он является чрезвычайно ядовитым продуктом.
Месторождения природного газа с высоким содержанием сероводорода можно найти во всем мире, например Bearberry fields или Panther River в Канаде представляют собой месторождения природного газа, содержащие приблизительно 90 об.% и 68 об.% H2S соответственно. В Соединенных Штатах существуют такие месторождения, как Black Creek и Сох (Миссисипи), которые содержат приблизительно 78% и 65% H2S, соответственно. Также существуют «сверхсернистые» газовые месторождения, имеющие большие размеры, такие как месторождение Жаолажуанг-Хэбэй в Китае, которое включает 19 скважин, которые производят природный газ, концентрация H2S в котором варьируется от 60 до 90 об.%.
Эти сверхкислые газовые месторождения, также известные как «сверхсернистые» газовые месторождения либо остаются неиспользованными, так как добыча природного газа (метана) является слишком обременительной, либо, как в случае месторождения Жаолажуанг, их используют для производства серы посредством способа Клауса (Claus), посылая газовый поток по существу таким, как он выходит из эксплуатационной скважины, непосредственно в реактор сжигания, где происходит частичное окисление сероводорода в SO2. При таком способе сжигают присутствующий метан, и это представляет собой экономический ущерб, значительность которого возрастает с увеличением содержания метана в природном газе.
Так как мировая потребность в сере является постоянной и не ожидается ее увеличения, большая часть «сверхсернистых» месторождений природного газа в настоящее время остается неиспользованной.
Заявители обнаружили способ повышения качества «сверхсернистого» природного газа, содержащего концентрации H2S, выше или равные 60 об.%, который позволяет извлекать водород, содержащийся как в молекуле метана, так и в сероводороде.
Водород является сырьем, которое чрезвычайно востребовано на нефтеперегонных заводах, например, для всех способов гидроочистки, таких как гидрокрекинг и гидродесульфурирование, и поэтому существует значительная потребность в возможности получения его из источника с нулевой стоимостью, такого как существующие в настоящее время месторождения «сверхсернистого» природного газа.
Способ извлечения водорода из природного газа, сильно кислого из-за сероводорода, представляет собой реакцию реформинга метана:
Figure 00000001
где молярные соотношения, необходимые для удовлетворения стехиометрии реакции, по существу обеспечены самим составом природного газа.
Эту реакцию можно выполнять с высокой степенью конверсии только при высоких температурах (например, выше 900°С) и она является сильно эндотермической (ΔH298=232 кДж/моль), следовательно, необходимо подавать энергию извне путем сжигания топлива с заметным увеличением производственных затрат.
Заявители также обнаружили, что возможно использовать CS2, образующийся в реакции реформинга метана и H2S, в качестве топлива для поддержания реакции (1). При практическом применении фактически большая часть тепла реакции, которая образуется при сжигании CS2 (ΔН298=-1032 кДж/моль), может поддерживать предыдущую эндотермическую реакцию реформинга метана и H2S без необходимости сжигать какое-либо другое топливо высокого качества. Качество SO2, полученного путем сжигания, можно улучшить ниже по потоку, чтобы получить промежуточное вещество для конкретных реакций синтеза, например для получения серной кислоты, или его можно удалить путем закачивания в недра.
Возможное присутствие диоксида углерода в сверхсернистом газе не является недостатком. При условиях реакции по настоящему изобретению равновесие фактически устанавливается между присутствующим диоксидом углерода и водородом, образованным согласно реакции:
CO2+Н2=СО+H2O
Дополнительным предпочтительным аспектом этой реакции является использование после отделения воды образующейся таким образом смеси моноксида углерода и водорода для получения метанола согласно реакции:
СО+2Н2=СН3ОН
Если диоксид углерода присутствует в сверхсернистом газе, возможно непосредственно получать синтез-газ без дополнительного устройства реформинга.
Цель настоящего изобретения поэтому относится к способу повышения качества сверхкислого природного газа с содержанием сероводорода, выше или равным 60 об.%, с получением водорода, который включает:
а) подачу сверхкислого природного газа в реактор реформинга, функционирующий при температуре от 900 до 1500°С и атмосферном давлении или давлении немного ниже атмосферного, например от 0,08 до 0,1 МПа, для получения смеси, по существу состоящей из дисульфида углерода (CS2) и водорода (N2),
б) охлаждение продуктов реакции, отделение дисульфида углерода от остающейся реакционной смеси, содержащей водород, и извлечение водорода,
в) сжигание при высокой температуре дисульфида углерода с кислородсодержащим газом для получения газовой смеси, по существу состоящей из СО2 и SO2,
г) подачу по меньшей мере части горячих газов от сжигания дисульфида углерода на стадию реформинга в качестве источника тепла для поддержания эндотермической реакции стадии (а) и
д) предоставление газообразных продуктов сгорания дисульфида углерода, также поступающих со стадии (г), в качестве промежуточных продуктов для химических синтезов ниже по потоку или для их удаления путем закачивания в конкретные геологические структуры.
В конце реформинга продукты реакции можно охладить до температуры, которая является оптимальной для последующих операций, например до температуры ниже 50°С, для извлечения дисульфида углерода, который находится в жидком состоянии при этих температурах, из газовой фазы, по существу состоящей из водорода, остаточного H2S и необязательных побочных продуктов реакции и/или углеводородов. Газовую фазу можно затем обработать традиционными способами, например посредством технологии селективной адсорбции типа PSA (адсорбция с перепадом давления) или обработки мембранами, для извлечения водорода. Возможный избыточный H2S можно извлечь с помощью традиционных технологий, например путем абсорбции аминами.
Охлаждение фазы предпочтительно происходит в теплообменниках, в которых охлаждающая жидкость является водой, которая может превращаться в пар при температуре 100-150°С и давлении 0,2-10 МПа. Пар затем можно использовать для получения электрической энергии или в качестве источника тепла, предназначенного для перекачки на другие установки. Альтернативно, до охлаждения в теплообменниках продукты реакции могут предварительно нагревать реагенты, которые подлежат подаче в реактор реформинга.
Извлеченный в жидкой форме дисульфид углерода сжигают в специальном реакторе с воздухом или обогащенным кислородом воздухом в качестве горючего.
Газообразные продукты сгорания, выходящие из реактора при температуре 1000-2500°С, подают полностью или частично в следующую систему теплообменников для доведения реагентов, при необходимости предварительно нагретых, до нужной температуры перед введением в реактор реформинга.
Таким образом, из описанного в данном способе объединенного цикла по настоящему изобретению производство водорода можно получить из потока, содержащего сероводород, без необходимости использования какого-либо внешнего высококачественного топлива, и также в качестве побочного продукта получают содержащий SO2 поток, который можно выгодно использовать в качестве сырья для таких химических синтезов, как, например, получение серной кислоты. Альтернативно, если это удобно, содержащий SO2 поток можно закачать в подходящие геологические структуры.
В альтернативном воплощении способа по настоящему изобретению предусматривают, что только часть полученного CS2 сжигают в качестве источника энергии, в то время, как остающуюся часть отделяют и предназначают для продажи.
Баланс между долями сжигаемого CS2 и CS2, отделяемого и предназначенного для продажи, зависит от количества тепла, которое нужно получить для поддержания эндотермической реакции реформинга метана с H2S. Достаточное количество CS2, предназначенного для сжигания для поддержания реформинга метана с H2S, равно по меньшей мере 55 масс.% от всего полученного CS2. В зависимости от требований остающуюся часть CS2 можно отделить и продать или сжечь для предоставления тепловой энергии для поддержания также другого оборудования способа, например для получения пара высокого давления, который можно использовать на этой или на других установках.
Другой инновационный аспект способа по настоящему изобретению состоит в том, что присутствующую в молекуле H2S серу преобразуют непосредственно в SO2, который можно, в свою очередь, преобразовать с помощью хорошо известных в литературе реакций и способов, например, в серную кислоту, востребованную в химической промышленности, вместо преобразования в элементарную серу, как в традиционном способе Клауса. Элементарная сера фактически имеет заметные экологические проблемы при хранении и многие страны, в которых находятся месторождения природного газа, накладывают тяжелые экономические санкции на хранение серы. С другой стороны, путем преобразования серы в серную кислоту получают жидкий продукт, который можно легко транспортировать и продавать как таковой.
Способ повышения качества сверхкислого природного газа с получением водорода по настоящему изобретению можно лучше понять из схемы на приложенном чертеже, который представляет иллюстративное и не ограничивающее воплощение.
Что касается чертежа, А является традиционной установкой, использующей амины для извлечения избытка сероводорода по отношению к стехиометрическому значению реакции реформинга, В является теплообменной системой для извлечения тепла, С является теплообменной системой, которую можно использовать для предоставления энергии, необходимой для реформинга, R1 является реактором реформинга метан/H2S и может быть, например, реактором с неподвижным или псевдоожиженным каталитическим слоем, Е является системой конденсации и сбора CS2, полученного в реакторе R1, R2 является реактором сжигания CS2.
Предоставляют поток сверхкислого газа (1), по существу состоящего из метана и доли H2S, равной, например, 60-65 об.%. Поток (1) предварительно нагревают в В, доводят до температуры реакции реформинга в С и затем подают в реактор R1.
Горячие реакционные продукты (2) извлекают из реактора R1 с температурой примерно 900-1500°С. Эти горячие газы подают в В для предварительного нагрева реагентов и затем подают в конденсатор Е, в котором дисульфид углерода CS2 в жидком состоянии, поток (3) отделяют от газовой фазы, по существу состоящей из N2, непрореагировавшего H2S в избытке, и необязательно метана, и/или других углеводородов, и/или побочных продуктов реакции, потока (4). Часть полученного дисульфида углерода, поток (5), можно отвести из цикла по настоящему изобретению и предназначить для других целей.
Дисульфид углерода (3) и поддерживающий горение воздух (6) подают в реактор R2 сжигания. Газообразные продукты горения, поток (7), которые содержат CO2 и SO2, выходят из реактора при температуре примерно 1000-2500°С и их подают непосредственно в теплообменник С, в котором они нагревают газовые реагенты (СН4 и N2S), доводя их до температуры примерно 900-1500°С или немного выше. Поток нагретых газовых реагентов (8) подают в реактор R1, в котором расположен катализатор, состоящий, например, из одного или более сульфидов металлов групп VIB, VIIB и VIIIB Периодической системы. Среди этих сульфидов металлов особенно предпочтительными являются сульфиды хрома, вольфрама, молибдена, железа, кобальта и никеля, используемые по одиночке или в смеси друг с другом. Температуру внутри R1 поддерживают равномерной на уровне примерно 900-1500°С.
После доведения реагентов реакции реформинга до температуры реакции, газообразные продукты горения дисульфида углерода можно дополнительно охладить в специальном оборудовании, не показанном на схеме на приложенном чертеже, и затем использовать для последующих химических способов, например для синтеза серной кислоты, или их можно удалить путем закачивания в недра или глубоко в морскую воду.
Продукты реакции реформинга, которые после охлаждения в Е, находятся в газовой фазе, поток (4), подают в установку А для извлечения сероводорода. На завершающей стадии из установки А выгружают поток (9), по существу состоящий из водорода.
Для лучшего понимания настоящего изобретения и его практического воплощения представлен иллюстративный и неограничивающий пример.
Пример
Подают поток 1000 норм. куб. м/час смеси метана и сероводорода с концентрацией H2S, равной 65 мольн. %, на 35% состоящий из метана.
Полученную таким образом смесь после нагревания (до Т=1050°С) в системе двух соединенных последовательно теплообменников подают с общим расходом 780 норм. куб. м/час в реактор реформинга, состоящий в этом примере из реактора с неподвижным слоем с катализатором, состоящим из Cr2S3, нанесенным на диоксид кремния, функционирующий при Т=950°С.
Удаляемые испарения, по существу состоящие из CS2, водорода и не прореагировавшего H2S, направляют в конденсатор, из которого CS2 отделяют в жидком виде, в то время как газовый поток, содержащий водород и H2S, направляют в аминовую установку.
Полученный CS2 (149,6 л/ч) подают в установку для сжигания вместе с воздухом, получая поток, состоящий из CO2 и SO2 (при Т=1100°С). Этот поток используют для нагревания реагентов, подлежащих подаче в реактор реформинга. После передачи его тепла реагентам реакции реформинга его затем можно подавать в установку для получения серной кислоты или удалять путем закачивания в недра.

Claims (7)

1. Способ проведения доработки сверхкислого природного газа с содержанием сероводорода выше или равным 60 об.% с получением водорода, который включает:
а) подачу сверхкислого природного газа в реактор реформинга, функционирующий при температуре от 900 до 1500°C и атмосферном давлении или давлении немного ниже атмосферного, для получения смеси, по существу состоящей из дисульфида углерода (CS2) и водорода (H2),
б) охлаждение продуктов реакции, отделение дисульфида углерода от остающейся реакционной смеси, содержащей водород, и извлечение водорода,
в) сжигание при высокой температуре дисульфида углерода с кислородсодержащим газом для получения газовой смеси, по существу состоящей из CO2 и SO2,
г) подачу по меньшей мере части горячих газов от сжигания дисульфида углерода на стадию реформинга в качестве источника тепла для поддержания эндотермической реакции стадии (а) и
д) предоставление газообразных продуктов сгорания дисульфида углерода, также поступающих со стадии (г), в качестве промежуточных продуктов для химических синтезов ниже по потоку или для их удаления путем закачивания в конкретные геологические структуры.
2. Способ по п.1, в котором реакцию реформинга выполняют в присутствии катализатора, выбранного из сульфидов металлов групп VIB, VIIB и VIIIB Периодической системы.
3. Способ по п.1, в котором продукты реакции реформинга охлаждают до температуры ниже 50°C.
4. Способ по п.1, в котором сжигаемый дисульфид углерода составляет по меньшей мере 55 масс.% от всего полученного CS2.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором сверхкислый газ помимо H2S, содержание которого составляет по меньшей мере 60%, также содержит CO2 в количестве, равном или ниже 10%.
6. Способ по п.5, в котором CO2 преобразуют при условиях реакции в присутствии избытка H2 в моноксид углерода.
7. Способ по п.6, дополнительно включающий проведение реакции моноксида углерода и H2 для получения метанола.
RU2011153109/04A 2009-06-24 2010-06-02 Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода RU2522443C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITMI2009A001115 2009-06-24
ITMI2009A001115A IT1394568B1 (it) 2009-06-24 2009-06-24 Procedimento per la valorizzazione di gas naturale ad alto contenuto di idrogeno solforato
PCT/IB2010/001344 WO2010150063A1 (en) 2009-06-24 2010-06-02 Process for upgrading natural gas with a high hydrogen sulfide content

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011153109A RU2011153109A (ru) 2013-07-27
RU2522443C2 true RU2522443C2 (ru) 2014-07-10

Family

ID=41693527

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153109/04A RU2522443C2 (ru) 2009-06-24 2010-06-02 Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода

Country Status (4)

Country Link
CA (1) CA2766037A1 (ru)
IT (1) IT1394568B1 (ru)
RU (1) RU2522443C2 (ru)
WO (1) WO2010150063A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109721028B (zh) * 2017-10-27 2020-09-11 中国石油化工股份有限公司 甲烷硫化氢重整制氢的方法
WO2022023365A1 (en) * 2020-07-28 2022-02-03 Totalenergies Se Process to conduct an endothermic thio-reforming reaction of hydrocarbons in an installation comprising electrified fluidized bed reactor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB293172A (en) * 1927-05-26 1928-07-05 Ig Farbenindustrie Ag Improvements in the manufacture and production of carbon disulphide
US3388971A (en) * 1965-06-07 1968-06-18 Seymour C. Schuman Production of hydrogen
GB1126465A (en) * 1964-09-14 1968-09-05 Ivor Gray Nixon Manufacture of hydrogen and carbon disulphide
US4695443A (en) * 1985-02-14 1987-09-22 Stauffer Chemical Company Autothermal process for the production of carbon disulfide and hydrogen sulfide
RU2216506C1 (ru) * 2002-02-26 2003-11-20 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Способ получения водорода и элементарной серы из сероводорода
DE102004013283A1 (de) * 2004-03-18 2005-10-13 Guennadi, Berner Das Verfahren der gemeinsamen Schwefelkohlenstoff und Schwefelsäureproduktion ohne Treibstoffverwendung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2788262A (en) * 1953-05-01 1957-04-09 Pan American Petroleum Corp Process for preparation of carbon disulfide
EA011939B1 (ru) * 2005-04-21 2009-06-30 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способы получения нефти и/или газа и системы для их осуществления
WO2010102653A1 (en) * 2009-03-13 2010-09-16 Eni S.P.A. Process for the abatement of hydrogen sulphide from compositions containing it with simultaneous production of hydrogen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB293172A (en) * 1927-05-26 1928-07-05 Ig Farbenindustrie Ag Improvements in the manufacture and production of carbon disulphide
GB1126465A (en) * 1964-09-14 1968-09-05 Ivor Gray Nixon Manufacture of hydrogen and carbon disulphide
US3388971A (en) * 1965-06-07 1968-06-18 Seymour C. Schuman Production of hydrogen
US4695443A (en) * 1985-02-14 1987-09-22 Stauffer Chemical Company Autothermal process for the production of carbon disulfide and hydrogen sulfide
RU2216506C1 (ru) * 2002-02-26 2003-11-20 Институт катализа им. Г.К.Борескова СО РАН Способ получения водорода и элементарной серы из сероводорода
DE102004013283A1 (de) * 2004-03-18 2005-10-13 Guennadi, Berner Das Verfahren der gemeinsamen Schwefelkohlenstoff und Schwefelsäureproduktion ohne Treibstoffverwendung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.L.POUTSMA et.al. "Selective Formation of Methanol from Synthesis Gas over Palladium Catalysts" JOURNAL OF CATALYSIS, vol.52 1 May 1978, pages 157-168. *
US 2788262 A,.) 09.04.1957. *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2766037A1 (en) 2010-12-29
WO2010150063A1 (en) 2010-12-29
RU2011153109A (ru) 2013-07-27
ITMI20091115A1 (it) 2010-12-25
IT1394568B1 (it) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9340494B2 (en) Process for producing ammonia and urea
DK2723676T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING AMMONIAK AND UREA
WO2013131916A1 (en) Process for the production of hydrogen
EP3027552B1 (en) Syngas production by co2 reduction process
EP2944606A1 (en) Process for generating hydrogen from a fischer-tropsch off-gas
WO2010102653A1 (en) Process for the abatement of hydrogen sulphide from compositions containing it with simultaneous production of hydrogen
WO2016016256A1 (en) Integrated sct-cpo/atr process for the production of synthesis gas
CN107032954A (zh) 利用煤炭地下气化产品气生产甲醇及其衍生物的方法
US20170137345A1 (en) System for manufacturing aromatic compound and method for manufacturing same
RU2522443C2 (ru) Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода
US9856141B2 (en) Method for avoiding expensive sour water stripper metallurgy in a gasification plant
WO2020234708A1 (en) Furnace and process for synthesis gas production
WO2016016253A1 (en) Integrated short contact time catalytic partial oxidation/gas heated reforming process for the production of synthesis gas
CN107099348A (zh) 利用煤炭地下气化产品气生产合成天然气的方法
AU2013280850B2 (en) Carbon oxides removal
JP2022533692A (ja) 合成ガス製造用の炉及び製法
HUE025202T2 (en) Use of oxygen in Claus units with additional charge, especially from adsorbent regeneration and containing SO2 flue gas stream
EP2867188B1 (en) Converting carbon oxides in gas phase fluids
JP2019509964A (ja) 水素富化合成ガスの製造方法
CN101372626A (zh) 以煤层气为原料生产清洁燃料油及高纯度化工产品的方法
CN113226980A (zh) 用于制备氢气、一氧化碳和含碳产物的方法和设备
EP4430141A1 (en) Fuel generation system and process
EA043398B1 (ru) Печь и способ получения синтез-газа
ITMI20071929A1 (it) Procedimento per l'abbattimento di idrogeno solforato da composizioni che lo contengono con contemporanea produzione di idrogeno
CN107099321A (zh) 利用煤炭地下气化产品气生产费拓合成燃料产品的方法

Legal Events

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

Effective date: 20150603