RU2594723C2 - Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов - Google Patents

Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов Download PDF

Info

Publication number
RU2594723C2
RU2594723C2 RU2015102091/04A RU2015102091A RU2594723C2 RU 2594723 C2 RU2594723 C2 RU 2594723C2 RU 2015102091/04 A RU2015102091/04 A RU 2015102091/04A RU 2015102091 A RU2015102091 A RU 2015102091A RU 2594723 C2 RU2594723 C2 RU 2594723C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
fischer
gas
tropsch synthesis
methane
Prior art date
Application number
RU2015102091/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015102091A (ru
Inventor
Илун ЧЭНЬ
Кан СУН
Пинюй КУАИ
Яньфын ЧЖАН
Цзяци ЦЗИНЬ
Original Assignee
Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд.
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 Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. filed Critical Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд.
Publication of RU2015102091A publication Critical patent/RU2015102091A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2594723C2 publication Critical patent/RU2594723C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/40—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with water vapor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/047—Pressure swing adsorption
    • 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
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • C10G2/32—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts
    • C10G2/33—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used
    • C10G2/331—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals
    • C10G2/332—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of catalysts characterised by the catalyst used containing group VIII-metals of the iron-group
    • 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
    • C10K1/32—Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
    • 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
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/108—Hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B01D2257/7025—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
    • C01B2203/02—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
    • C01B2203/042—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
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • 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
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/4081—Recycling aspects
    • 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
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • 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
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • Y02P20/156—Methane [CH4]

Abstract

Изобретение относится к способу синтеза Фишера-Тропша. Способ синтеза Фишера-Тропша и рециркулирования отработанных газов из этого синтеза содержит:1) транспортировку произведенного газификацией биомассы сырого синтез-газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша, 2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об., 3) подачу отработанных газов со стадии 2) на второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об., 4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша, и 5) подачу метана на стадии 3) на установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа для регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа. Технический результат - увеличение производительности жидкого углеводорода, уменьшение выбросов углекислого газа, что обеспечивает улучшенную эффективность производства. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Изобретение относится к способу улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза. В частности, водород и метан рециркулируются отдельно из отработанных газов, отводимых из установки синтеза Фишера-Тропша. Метан используется для производства синтез-газа, имеющего высокое отношение водорода к углероду посредством риформинга метана. После чего водород и синтез-газ, имеющий высокое отношение водорода к углероду, смешивают с сырым газом, подвергают процессу риформинга и транспортируют к установке синтеза Фишера-Тропша для производства жидкого углеводорода.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Синтез Фишера-Тропша является процессом преобразования горючих ископаемых, таких как уголь и природный газ, или возобновляемых источников энергии, таких как биомасса, в синтез-газ, после чего производят жидкие углеводородные продукты с использованием синтез-газа в присутствии катализатора. Процесс играет важную роль в снижении зависимости от энергии нефти и производства химических веществ.
[0003] В установке для синтеза Фишера-Тропша сырой синтез-газ сначала подвергают риформингу посредством реакции конверсии водяного газа, а затем углекислый газ удаляют из сырого синтез-газа.
[0004] Китайские заявки на патент № CN 1354779 A и CN 1761734 A обе раскрывают способ синтеза Фишера-Тропша производства жидких углеводородов, однако в данном случае сырой синтез-газ имеет низкое отношение водорода к углероду.
[0005] Китайская заявка на патент CN 200610140020.4 раскрывает двухстадийный способ синтеза Фишера-Тропша. Углекислый газ в отработанных газах сначала удаляют с помощью способа щелочной промывки. Обработанные отработанные газы смешивают с сырым газом, подвергают риформингу посредством реакции конверсии водяного газа, обезуглероживают и транспортируют к установке синтеза Фишера-Тропша.
[0006] Китайская заявка на патент № CN 200310108146.X раскрывает двухстадийный способ синтеза Фишера-Тропша. Инертный газ, произведенный в первичной установке синтеза Фишера-Тропша, накапливается во вторичной установке синтеза Фишера-Тропша, так что выход отработанных газов из вторичной установки синтеза Фишера-Тропша должен быть увеличен, тем самым, снижается экономическая эффективность всей системы. Кроме того, сырой синтез-газ имеет низкое отношение водорода к углероду.
[0007] Китайская заявка на патент № CN 101979468 A раскрывает то, что отработанные газы сначала обрабатывают с помощью установки риформинга углекислого газа. Насыщенные метаном неконденсируемые отработанные газы смешиваются и вступают в реакцию с углекислым газом с образованием синтез-газа. Синтез-газ транспортируется обратно и смешивается с сырым газом, подвергается риформингу посредством реакции конверсии водяного газа для регулирования отношения водорода к углероду, а затем углекислый газ удаляется.
[0008] В общем, процедура риформинга является общепринятой стадией в способе синтеза Фишера-Тропша. Если объем обработки в процедуре риформинга может быть снижен, экономическая эффективность системы будет увеличиваться, а выбросы углекислого газа будут значительно сокращены. Кроме того, биомасса имеет низкую энергетическую плотность и ограниченный диапазон по сбору. Процедура риформинга приводит к потере углерода, который ограничивает производственную мощность установок по производству топлива из биомассы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] С учетом вышеописанных проблем, одна задача изобретения - это предоставить способ улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза. Способ может возвращать в оборот водород и метан из установки синтеза Фишера-Тропша, уменьшать выбросы углекислого газа и уменьшать обрабатывающую нагрузку процедуры преобразования, тем самым, улучшая эффективность производства и экономичность всей системы. Способ является простым, высокоэффективным и имеет низкую себестоимость.
[0010] Для достижения вышеуказанной задачи, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, предложен способ улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза, причем способ содержит:
[0011] 1) преобразование сырого газа для синтеза Фишера-Тропша с использованием реакции конверсии водяного газа, транспортировку преобразованного сырого газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°C и давлении реакции между 2 и 4 МПа (A) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша;
[0012] 2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша в первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об.;
[0013] 3) подачу отработанных газов со стадии 2) во второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об.;
[0014] 4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1), чтобы смешать с сырым газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого газа для синтеза Фишера-Тропша; и
[0015] 5) подачу метана на стадии 3) в установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого газа.
[0016] В рамках этого варианта осуществления, 30-60% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) возвращают на стадию 1) с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого газа, 2-8% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) используют для активации и восстановления катализатора, а остальной водород используют для обработки жидкого углеводородного продукта.
[0017] В рамках этого варианта осуществления, отработанные газы, из которых удалили метан, на стадии 3) подают на установку углеводородного риформинга для использования в качестве топлива или для непосредственного сжигания с целью обеспечения нагревания или с целью производства электроэнергии.
[0018] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 2) чистота водорода составляет 85-95% об.
[0019] В рамках этого варианта осуществления чистота метана составляет 90-95% об.
[0020] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 2 и 5.
[0021] В рамках этого варианта осуществления, на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 3 и 4.
[0022] Преимущества в соответствии с вариантами осуществления изобретения заключаются в следующем:
[0023] 1. Водород и метан рециркулируются из отработанных газов установки синтеза Фишера-Тропша, тем самым, улучшая производственную эффективность и скорость использования углерода.
[0024] 2. Обрабатывающая нагрузка в процессе преобразования сырого газа уменьшается, и выбросы углекислого газа уменьшаются.
[0025] 3. Водород, рециркулируемый из отработанных газов, может быть использован для последующей обработки жидкого углеводородного продукта, которая является экономичной.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] Фиг. 1 является блок-схемой операций способа улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0027] Фиг. 1 является блок-схемой операций способа улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза.
[0028] Изобретение предоставляет способ улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркуляции отработанных газов посредством этого синтеза, при этом способ содержит:
[0001] 1) преобразование сырого газа для синтеза Фишера-Тропша с использованием реакции конверсии водяного газа, транспортировку преобразованного сырого газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°C и давления реакции между 2 и 4 МПа с целью образования жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша;
[0002] 2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша в первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об.;
[0003] 3) подачу отработанных газов со стадии 2) во второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об.;
[0004] 4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1) для смешивания с сырым газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого газа для синтеза Фишера-Тропша; и
[0005] 5) подачу метана на стадии 3) на установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым газом и преобразование конечного смешанного газа для регулирования соотношения водород/углерод сырого газа.
[0006] 30-60% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) возвращают на стадию 1) с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого газа, 2-8% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) используют для активации и восстановления катализатора, а остальной водород используют для обработки жидкого углеводородного продукта.
[0007] Отработанные газы, из которых удалили метан, на стадии 3) подают на установку углеводородного риформинга для использования в качестве топлива или для непосредственного сжигания с целью обеспечения нагревания или с целью производства электроэнергии.
[0008] На стадии 2) чистота водорода составляет 85-95% об.
[0009] Предпочтительно, когда чистота метана составляет 90-95% об.
[0010] Предпочтительно, когда на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 2 и 5.
[0011] Предпочтительно, когда на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 3 и 4.
[0012] Тепловая энергия или произведенная электроэнергия направляется в локальные зоны или прилегающие зоны, чтобы обеспечить питание привода для турбин внутреннего сгорания или паровых турбин.
Пример 1
[0013] Газификатор биомассы производит сырой синтез-газ со скоростью 4000 нм3/ч. Компоненты сырого синтез-газа приведены в Таблице 1. Объемное соотношение водород/окись углерода составляет 0,39.
Таблица 1
Компоненты сырого синтез-газа
Компоненты % об.
H2 19
CO 49
CO2 24
CH4 2
N2 6
[0014] Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:
[0015] 1. Чистота водорода из первого короткоциклового адсорбера составляет 80% об.
[0016] 2. Чистота метана из второго короткоциклового адсорбера составляет 95% об.
[0017] 3. Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 190°C.
[0018] 4. Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,1 МПа (А).
[0019] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и рабочие параметры способа формулируют следующим образом:
[0020] 1) объемное соотношение водород/окись углерода исходного синтез-газа, подаваемого на установку синтеза Фишера-Тропша, составляет 2,1, а эффективный синтез-газ (Н2+СО) составляет 90% об. от общего газа;
[0021] 2) производительность жидкого углеводорода составляет 523 кг в час, которая увеличивается на 27% по сравнению с традиционными способами при тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции;
[0022] 3) углекислый газ в количестве 7,4 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 24% по сравнению с традиционными способами в тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции.
Пример 2
[0023] Применяемый сырой синтез-газ является таким же, как в Примере 1. Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:
[0024] 1. Чистота водорода из первого короткоциклового адсорбера составляет 90% об.
[0025] 2. Чистота метана из второго короткоциклового адсорбера 90% об.
[0026] 3. Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 230°C.
[0027] 4. Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 3,0 МПа (А).
[0028] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и рабочие параметры способа формулируют следующим образом:
[0029] 1) объемное соотношение водород/окись углерода исходного синтез-газа, подаваемого на установку синтеза Фишера-Тропша, составляет 2,3, а эффективный синтез-газ (Н2+СО) составляет 91% об. от общего газа;
[0030] 2) производительность жидкого углеводорода составляет 500 кг в час, которая увеличивается на 33% по сравнению с традиционными способами при тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции;
[0031] 3) углекислый газ в количестве 7,8 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 29% по сравнению с традиционными способами в тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции.
Пример 3
[0032] Применяемый сырой синтез-газ является таким же, как в Примере 1. Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:
[0033]1. Чистота водорода из первого короткоциклового адсорбера составляет 95% об.
[0034] 2. Чистота метана из второго короткоциклового адсорбера 80% об.
[0035] 3. Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 250°C.
[0036] 4. Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 3,5 МПа (А).
[0037] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и рабочие параметры способа формулируют следующим образом:
[0038] 1) объемное соотношение водород/окись углерода исходного синтез-газа, подаваемого на установку синтеза Фишера-Тропша, составляет 2,5, а эффективный синтез-газ (Н2+СО) составляет 92% об. от общего газа;
[0039] 2) производительность жидкого углеводорода составляет 480 кг в час, которая увеличивается на 39% по сравнению с традиционными способами при тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции;
[0040] 3) углекислый газ в количестве 8,4 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 31% по сравнению с традиционными способами в тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции.
Пример 4
[0041] Применяемый сырой синтез-газ является таким же, как в Примере 1. Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:
[0042]1. Чистота водорода из первого короткоциклового адсорбера составляет 80% об.
[0043] 2. Чистота метана из второго короткоциклового адсорбера 80% об.
[0044] 3. Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 210°C.
[0045] 4. Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,5 МПа (А).
[0046] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и рабочие параметры способа формулируют следующим образом:
[0047] 1) объемное соотношение водород/окись углерода исходного синтез-газа, подаваемого на установку синтеза Фишера-Тропша, составляет 2,5, а эффективный синтез-газ (Н2+СО) составляет 89% об. от общего газа;
[0048] 2) производительность жидкого углеводорода составляет 474 кг в час, которая увеличивается на 37% по сравнению с традиционными способами при тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции;
[0049] 3) углекислый газ в количестве 8,3 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 32% по сравнению с традиционными способами в тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции.
Пример 5
[0050] Применяемый сырой синтез-газ является таким же, как в Примере 1. Условия реакции синтеза Фишера-Тропша заданы следующим образом:
[0051] 1. Чистота водорода из первого короткоциклового адсорбера составляет 99% об.
[0052] 2. Чистота метана из второго короткоциклового адсорбера 95% об.
[0053] 3. Температура реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 220°C.
[0054] 4. Давление реакции синтеза Фишера-Тропша составляет 2,3 МПа (А).
[0055] На основании приведенных выше заданных условий реакции основные материально-технические данные и рабочие параметры способа формулируют следующим образом:
[0056] 1) объемное соотношение водород/окись углерода исходного синтез-газа, чтобы быть поданным на установку синтеза Фишера-Тропша, составляет 2, а эффективный синтез-газ (Н2+СО) составляет 89% об. от общего газа;
[0057] 2) производительность жидкого углеводорода составляет 517 кг в час, которая увеличивается на 23% по сравнению с традиционными способами при тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции;
[0058] 3) углекислый газ в количестве 7,6 тонны подают для производства каждой тонны жидкого углеводорода, количество углекислого газа уменьшается на 20% по сравнению с традиционными способами в тех же рабочих условиях при отсутствии газовой рециркуляции.

Claims (10)

1. Способ улучшения синтеза Фишера-Тропша и рециркулирования отработанных газов посредством этого синтеза, способ содержит:
1) транспортировку произведенного газификацией биомассы сырого синтез-газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша;
2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об.;
3) подачу отработанных газов со стадии 2) на второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об.;
4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша; и
5) подачу метана на стадии 3) на установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа для регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 30-60% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) возвращают на стадию 1) с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа, 2-8% об. рециркулируемого водорода на стадии 2) используют для активации и восстановления катализатора, а остальной водород используют для обработки жидкого углеводородного продукта.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отработанные газы, из которых удалили метан, на стадии 3) подают на установку углеводородного риформинга для использования в качестве топлива или для непосредственного сжигания с целью обеспечения нагревания или с целью производства электроэнергии.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 2) чистота водорода составляет 85-95% об.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 3) чистота метана составляет 90-95% об.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 2 и 5.
7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 3 и 4.
8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии 3) чистота метана составляет 90-95% об.
9. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 3 и 4.
10. Способ по п. 5, отличающийся тем, что на стадии 5) объемное отношение водорода к окиси углерода синтез-газа после реакции риформинга метана находится между 3 и 4.
RU2015102091/04A 2012-06-26 2013-04-25 Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов RU2594723C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210213566.3A CN102703108B (zh) 2012-06-26 2012-06-26 一种费托合成及尾气利用的工艺方法
CN201210213566.3 2012-06-26
PCT/CN2013/074719 WO2014000502A1 (zh) 2012-06-26 2013-04-25 一种费托合成及尾气利用的工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015102091A RU2015102091A (ru) 2016-08-10
RU2594723C2 true RU2594723C2 (ru) 2016-08-20

Family

ID=46896168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015102091/04A RU2594723C2 (ru) 2012-06-26 2013-04-25 Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9255226B2 (ru)
EP (1) EP2865731B1 (ru)
JP (1) JP6040309B2 (ru)
CN (1) CN102703108B (ru)
DK (1) DK2865731T3 (ru)
RU (1) RU2594723C2 (ru)
WO (1) WO2014000502A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102703108B (zh) * 2012-06-26 2014-12-03 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种费托合成及尾气利用的工艺方法
CN104357078A (zh) * 2014-11-10 2015-02-18 华玉叶 一种固定床费托合成方法
CN105154125A (zh) * 2015-07-10 2015-12-16 北京宝塔三聚能源科技有限公司 一种由合成气联产甲烷、石蜡和高碳烯烃的转化工艺
CN106221720B (zh) * 2016-08-19 2018-03-13 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 选择性催化氧化转化费托合成尾气的综合利用工艺
CN108384572B (zh) * 2018-03-12 2020-04-24 国家能源投资集团有限责任公司 一种费托合成气联产氢气的氢碳比调节方法及系统
CN109762589B (zh) * 2019-03-21 2019-12-27 北京大学 利用co和水制备烃类产物的方法
GB2586867A (en) * 2019-09-06 2021-03-10 English Michael Process for producing one or more hydrocarbon products
CN110776941B (zh) * 2019-10-25 2020-07-31 菏泽学院 一种带有甲烷三重整的生物质制氢装置及方法
DE102020128868A1 (de) 2020-11-03 2022-05-05 Karlsruher Institut für Technologie Umwandlung von CO2 in chemische Energieträger und Produkte
CN115055028B (zh) * 2022-08-08 2022-11-29 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 碳捕集系统及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304913A (zh) * 2000-07-17 2001-07-25 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种由合成气合成烃的生产方法
RU2247701C2 (ru) * 1999-12-09 2005-03-10 Статоил Аса И Энд К Ир Пат Способ превращения природного газа в высшие углеводороды
RU2334780C2 (ru) * 2003-04-15 2008-09-27 Л` Эр Ликид Сосьете Аноним А Директуар Э Консей Де Сюрвейянс Пур Л`Этюд Э Л`Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Способ получения жидких углеводородов с применением процесса фишера-тропша
RU2412226C2 (ru) * 2005-06-14 2011-02-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6043288A (en) * 1998-02-13 2000-03-28 Exxon Research And Engineering Co. Gas conversion using synthesis gas produced hydrogen for catalyst rejuvenation and hydrocarbon conversion
EP1171551B1 (en) 1999-04-06 2004-04-07 Sasol Technology (Pty) Ltd Process for producing synthetic naphtha fuel
WO2005003067A2 (en) 2003-07-04 2005-01-13 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process to prepare base oils from a fisher-tropsch synthesis product
US6992114B2 (en) * 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a Fischer-Tropsch facility by use of multiple reactors
US7300642B1 (en) * 2003-12-03 2007-11-27 Rentech, Inc. Process for the production of ammonia and Fischer-Tropsch liquids
AU2005286113A1 (en) * 2004-02-05 2006-03-30 Sasol Technology (Proprietary) Limited Hydrocarbon synthesis
JP4908037B2 (ja) * 2006-03-30 2012-04-04 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 合成油の処理方法、灯油煙点向上剤用炭化水素油及びディーゼル燃料基材用炭化水素油
CN102015974B (zh) * 2008-02-20 2014-06-25 Gtl汽油有限公司 处理氢气和一氧化碳的系统和方法
US8354457B2 (en) * 2008-03-12 2013-01-15 Sasol Technology (Proprietary) Limited Hydrocarbon synthesis
CN101538483B (zh) * 2009-04-03 2013-04-17 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺
CN101979468A (zh) * 2010-11-11 2011-02-23 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种低碳排放的费托合成反应工艺
CA2751615C (en) * 2011-09-08 2014-06-03 Steve Kresnyak Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
CN102703108B (zh) * 2012-06-26 2014-12-03 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种费托合成及尾气利用的工艺方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247701C2 (ru) * 1999-12-09 2005-03-10 Статоил Аса И Энд К Ир Пат Способ превращения природного газа в высшие углеводороды
CN1304913A (zh) * 2000-07-17 2001-07-25 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种由合成气合成烃的生产方法
RU2334780C2 (ru) * 2003-04-15 2008-09-27 Л` Эр Ликид Сосьете Аноним А Директуар Э Консей Де Сюрвейянс Пур Л`Этюд Э Л`Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Способ получения жидких углеводородов с применением процесса фишера-тропша
RU2412226C2 (ru) * 2005-06-14 2011-02-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
CN102703108B (zh) 2014-12-03
JP6040309B2 (ja) 2016-12-07
RU2015102091A (ru) 2016-08-10
EP2865731A4 (en) 2016-03-09
EP2865731B1 (en) 2017-10-04
CN102703108A (zh) 2012-10-03
US9255226B2 (en) 2016-02-09
DK2865731T3 (en) 2018-01-15
JP2015522674A (ja) 2015-08-06
US20150099813A1 (en) 2015-04-09
EP2865731A1 (en) 2015-04-29
WO2014000502A1 (zh) 2014-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2594723C2 (ru) Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов
RU2608406C2 (ru) Процесс использования в полном объеме остаточного газа синтеза фишера-тропша с низким выделением углерода
RU2606508C2 (ru) Способ получения жидкого углеводородного продукта из синтез-газа, полученного из биомассы
RU2583785C1 (ru) Способ и система эффективной парогазовой когенерации, основанные на газификации и метанировании биомассы
US20190337876A1 (en) Integrated system and method for producing methanol product
CN103497840B (zh) 一种焦化行业废弃油综合利用的方法
Alamia et al. Efficiency comparison of large‐scale standalone, centralized, and distributed thermochemical biorefineries
US11840668B2 (en) Gasification process
CN103804138B (zh) 一种焦炉煤气制甲醇工艺
Yang et al. Optimal design and exergy analysis of biomass-to-ethylene glycol process
CN108795505B (zh) 一种煤粉加氢气化方法及系统
CN101993730A (zh) 基于化石燃料化学能适度转化的多功能能源系统
AU2010362092A1 (en) Method and apparatus for the integrated synthesis of methanol in a plant
Ajiwibowo et al. Co-production of hydrogen and power from black liquor via supercritical water gasification, chemical looping and power generation
CN111718757A (zh) 一种火电厂煤热解气制氢系统及方法
CN108059977B (zh) 一种近零排放、co2资源化利用的化石能源利用方法
CN103031154A (zh) Bgl气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化炉制取合成气或氢气的方法及装置
CN102191083B (zh) 一种煤化工串联型多联产工艺
CN209854067U (zh) 全流程整合提质并高效利用半焦尾气的联合装置
CN202322736U (zh) Bgl气化炉或碎煤加压熔渣气化炉直连非催化部分氧化转化炉制取合成气或氢气的装置
CN218478710U (zh) 基于高浓度氧气-水蒸气气化的中热值生物燃气生产装置
Landälv et al. Status report on Demonstration Plants for Advances Biofuels Production-Thermochemical Pathways
Jaison et al. Steam Gasification of Municipal Solid Waste for Hydrogen Production
Huai et al. Effects of Secondary Air Intake Position and Gasifying Agents on Grape Branches Gasification in an Improved Downdraft Gasifier
CN115109618A (zh) 一种低阶煤与光伏能源协同转化方法

Legal Events

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

Effective date: 20190426