RU2599629C2 - Система и способ для производства бензина - Google Patents

Система и способ для производства бензина Download PDF

Info

Publication number
RU2599629C2
RU2599629C2 RU2014152636/04A RU2014152636A RU2599629C2 RU 2599629 C2 RU2599629 C2 RU 2599629C2 RU 2014152636/04 A RU2014152636/04 A RU 2014152636/04A RU 2014152636 A RU2014152636 A RU 2014152636A RU 2599629 C2 RU2599629 C2 RU 2599629C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
methanol
steam reforming
natural gas
gasoline
Prior art date
Application number
RU2014152636/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014152636A (ru
Inventor
Масаки ИИДЗИМА
Риюдзи ЙОСИЯМА
Харуаки ХИРАЯМА
Ёсно СЕЙКИ
Original Assignee
Мицубиси Хеви Индастриз, 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 Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд. filed Critical Мицубиси Хеви Индастриз, Лтд.
Publication of RU2014152636A publication Critical patent/RU2014152636A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2599629C2 publication Critical patent/RU2599629C2/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G2/00Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/40Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with water vapor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production 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
    • C01B3/34Production 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
    • C01B3/38Production 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/42Catalytic treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/245Stationary reactors without moving elements inside placed in series
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • C07C1/10Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with water vapour
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516Multisteps
    • C07C29/1518Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G3/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons
    • C10L1/06Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons for spark ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0415Purification by absorption in liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • C01B2203/0475Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/061Methanol production
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205Composition of the feed
    • C01B2203/1211Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235Hydrocarbons
    • C01B2203/1241Natural gas or methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/02Gasoline
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2200/00Components of fuel compositions
    • C10L2200/04Organic compounds
    • C10L2200/0461Fractions defined by their origin
    • C10L2200/0469Renewables or materials of biological origin
    • C10L2200/0492Fischer-Tropsch products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2270/00Specifically adapted fuels
    • C10L2270/02Specifically adapted fuels for internal combustion engines
    • C10L2270/023Specifically adapted fuels for internal combustion engines for gasoline engines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/10Recycling of a stream within the process or apparatus to reuse elsewhere therein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L2290/00Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/42Fischer-Tropsch steps
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Abstract

Изобретение относится к системе и способу производства бензина из природного газа через метанол. Система для производства бензина из природного газа через метанол содержит: устройство парового риформинга, предназначенное для парового риформинга природного газа с использованием воды для производства риформированного газа; устройство получения метанола, предназначенное для получения метанола-сырца из риформированного газа, полученного с помощью устройства парового риформинга; дистилляционную колонну для дистилляции метанола-сырца, полученного с помощью устройства получения метанола; устройство получения бензина, предназначенное для получения бензина и воды из метанола, очищенного с помощью дистилляционной колонны; трубопроводную линию, предназначенную для подачи воды, полученной в устройстве получения бензина, в устройство парового риформинга с целью ее использования для парового риформинга природного газа; линию возврата водяного пара, предназначенную для возврата воды, в которую сконденсирована часть риформированного газа, в устройство парового риформинга для использования в качестве водяного пара в процессе парового риформинга; и линию отвода дистиллированной воды, предназначенную для подачи дистиллированной воды, отделенной с помощью дистилляционной колонны, в устройство парового риформинга для использования в процессе парового риформинга. Заявлен также способ производства бензина. Технический результат - повышение экономичности способа за счет повторного использования воды, полученной в колонне синтеза бензина, воды из риформированного газа и дистиллированной воды от дистилляции метанола-сырца. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе и способу производства бензина и, в частности, к способу производства бензина из природного газа через метанол.
Уровень техники
В публикации патента Японии (B2) No. S62-041276 раскрыт способ производства бензина из природного газа, в соответствии с которым путем обработки природного газа водяным паром получают синтез-газ, из синтез-газа получают метанол, а затем из метанола получают бензин. В процессе реакции получения бензина из метанола в дополнение к бензину получают большое количество воды. Однако в указанном документе не был проработан ни один из способов использования получаемой воды.
Патентный документ
Патентный документ 1: публикация патента Японии (B2) No. S62-041276
Раскрытие изобретения
Техническая проблема, решаемая изобретением
Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении системы и способа производства бензина, в которых при производстве бензина из природного газа через метанол вода, полученная в результате получения бензина, может быть эффективно использована.
Средства решения проблемы
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения система для производства бензина из природного газа через метанол содержит устройство парового риформинга для проведения парового риформинга природного газа с использованием воды для получения риформированного газа; устройство получения метанола для получения метанола из риформированного газа, полученного с помощью устройства парового риформинга; устройство получения бензина, предназначенное для получения бензина и воды из метанола, полученного с помощью устройства получения метанола; и трубопроводную линию для подачи воды, полученной в устройстве получения бензина, в устройство парового риформинга для использования этой воды при проведении парового риформинга природного газа.
Система в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать устройство извлечения диоксида углерода из отработанных газов, полученных в устройстве парового риформинга, и линию для подачи диоксида углерода, извлеченного с помощью устройства извлечения диоксида углерода, в устройство парового риформинга.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ производства бензина из природного газа через метанол включает стадию парового риформинга природного газа с использованием воды для получения риформированного газа, стадию получения метанола из риформированного газа, стадию получения бензина и воды из метанола и стадию повторного использования воды, полученной при получении бензина, для парового риформинга природного газа.
Способ в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно включать стадию извлечения диоксида углерода из отходящего газа, полученного в процессе парового риформинга природного газа, и стадию ввода извлеченного диоксида углерода в процесс парового риформинга природного газа.
Полезные эффекты изобретения
Как отмечено выше, в соответствии с изобретением большое количество водяного пара, необходимого для проведения парового риформинга природного газа, может быть получено за счет повторного использования воды, полученной при получении бензина. В этой связи следует отметить, что районы добычи природного газа часто находятся в пустынной местности и в море, где возникают затруднения в обеспечении пресной водой, подходящей для парового риформинга, и, следовательно, весьма полезно и экономично иметь возможность получить необходимую и имеющуюся в наличии воду внутри системы.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - упрощенная схема, иллюстрирующая воплощение системы производства бензина из природного газа через метанол в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 - упрощенная схема, иллюстрирующая другое воплощение системы производства бензина из природного газа через метанол в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Ниже со ссылкой на сопровождающие фигуры будут рассмотрены воплощения системы и способа производства бензина из природного газа через метанол в соответствии с настоящим изобретением.
Как показано на фиг. 1, система в соответствии с настоящим изобретением содержит бойлер 10, который генерирует водяной пар, паровой риформер 20, в котором осуществляют паровой риформинг природного газа для получения риформированного газа, колонну 30 получения метанола, в которой получают метанол из риформированного газа, полученного в паровом риформере, колонну 50 получения бензина, в которой получают бензин из метанола, полученного в колонне получения метанола, и трубопроводную линию 61 рекуперации воды, которая направляет воду, полученную в колонне получения бензина, для ее повторного использования в паровом риформере.
Выбор типа бойлера 10 особо не ограничивается определенным устройством при условии, что он путем испарения превращает воду в водяной пар. Бойлер 10 снабжен линией 11 подачи воды для подачи воды в бойлер 10, линией 12 отвода воды для отвода отработавшей воды из бойлера и линией 13 подачи водяного пара для подачи водяного пара, генерируемого в бойлере 10, в паровой риформер 20.
Паровой риформер 20 содержит реакционные трубы (не показаны), заполненные катализатором парового риформинга, в которых получают водород, моноксид углерода и диоксид углерода из природного газа, содержащего в качестве основного компонента метан, при проведении реакции, выраженной приведенной ниже формулой. В качестве катализатора парового риформинга могут быть использованы хорошо известные в уровне техники катализаторы, в частности, катализатор на основе никеля.
Figure 00000001
Линия 21 подачи природного газа для подачи природного газа в паровой риформер 20, а также линия 13 подачи водяного пара из бойлера подключены к паровому риформеру со стороны входа реакционных труб парового риформера 20. Линия 22 подачи риформированного газа для подачи риформированного газа, который в качестве основных компонентов содержит водород, моноксид углерода и диоксид углерода, в колонну 30 получения метанола, подключена к паровому риформеру со стороны выхода реакционных труб парового риформера 20.
Линия 22 подачи риформированного газа снабжена линией 23 возврата водяного пара, которая служит для возврата воды, в которую конденсируется часть риформированного газа в трубопроводной линии 22, в паровой риформер 20 в качестве водяного пара. Кроме того, линия 22 подачи риформированного газа снабжена линией 61a отвода воды для непрерывного удаления сконденсированной воды (в виде жидкой фазы).
Колонна 30 получения метанола представляет собой устройство для получения метанола из риформированного газа, осуществляемого за счет протекания реакции, выраженной следующей ниже формулой:
Figure 00000002
Колонна 30 получения метанола заполнена внутри катализатором получения метанола. В качестве катализатора получения метанола могут быть использованы известные в уровне техники катализаторы, в частности, катализатор на основе меди. Линия 22 подачи риформированного газа подключена к колонне 30 получения метанола со стороны ее входа. Линия 31 подачи метанола-сырца для подачи метанола-сырца, полученного в колонне 30 получения метанола, в дистилляционную колонну 40 подключена к колонне 30 получения метанола со стороны ее выхода.
Метанол-сырец помимо метанола содержит воду. Дистилляционная колонна 40 является устройством, которое отделяет воду от метанола-сырца посредством дистилляции. К дистилляционной колонне 40 подключены линия 41 подачи метанола, предназначенная для подачи очищенного метанола в колонну 50 получения бензина, и линия 42 отвода дистиллированной воды для отвода дистиллированной воды, отделенной от метанола, и подачи отведенной дистиллированной воды в колонну 30 получения метанола.
Колонна 50 получения бензина представляет собой устройство, в котором из метанола получают бензин с помощью реакции, выраженной следующей ниже формулой:
Figure 00000003
В соответствии с формулой (3) из метанола получают бензин и воду при молярном отношении 1:1. Следует отметить, что в процессе получения бензина из метанола реакция получения бензина из диметилового эфира (DME) проходит после завершения реакции получения DME из метанола. Соответственно, в колонне 50 получения бензина обеспечивают два типа катализатора, включающих катализатор получения DME и катализатор получения бензина, в двух ступенях для последовательного протекания этих двух реакций. В качестве катализатора получения DME могут быть использованы известные в уровне техники катализаторы, в частности, алюмосиликатный цеолитный катализатор. Кроме того, в качестве катализатора получения бензина также могут быть использованы известные в уровне техники катализаторы, такие как алюмосиликатный цеолитный катализатор.
К колонне 50 получения бензина подключена линия 51 подачи бензина, предназначенная для подачи бензина, полученного в колонне получения бензина, в емкости для его хранения (не показаны). Следует отметить, что в колонне 50 получения бензина в дополнение к бензину в качестве побочного продукта получают сжиженный нефтяной газ (LPG), и соответственно к этой колонне может быть отдельно подключена линия 52 подачи LPG. Кроме того, поскольку в колонне 50 получения бензина в соответствии с вышеприведенной формулой (3) получают большое количество воды, к колонне подсоединена линия 61b отвода воды. Необходимо отметить, что в колонне 50 получения бензина получают смесь бензина и воды, которая вследствие разности их удельного веса образует две фазы, включающие водную фазу и нефтяную фазу. Соответственно, бензин и вода могут быть легко отделены друг от друга с помощью устройства для сепарации нефтепродукта от воды (не показано). Что касается параметров отработавшей воды, которая протекает через линию 61b отвода воды, то, например, содержание в ней метанола составляет 1 мас.% или менее, содержание этанола составляет 10 ppm масс. или менее, содержание других спиртов составляет 1 ppm масс. или менее, а концентрация нефтепродуктов составляет 1 мас.% или менее.
Линия 61b отвода воды из колонны 50 получения бензина, так же как и линия 61a отвода воды, которая предусмотрена за последней ступенью парового риформера 20, соединена с устройством 60 водоподготовки. Устройство 60 водоподготовки представляет собой устройство, которое удаляет из отведенной из колонны воды примеси для того, чтобы эта отведенная вода была подходящей для использования в бойлере 10. Вода для питания бойлеров предпочтительно имеет состав, который удовлетворяет нормам качества воды, указанным в JIS B 8223-2006 "Water Conditioning for Boiler Feed Water and Boiler Water".
В представленной ниже таблице 1 приведены нормы качества для составов воды.
Figure 00000004
Для соответствия вышеприведенным нормам качества воды устройство 60 водоподготовки может быть снабжено, например, активированным углем для удаления преимущественно органических примесей, ионообменной смолой для удаления преимущественно ионных примесей и цилиндрической емкостью для дегазирования, обеспечивающей удаление преимущественно газообразных компонентов, содержащихся в текучей среде, и тому подобными средствами. К устройству 60 водоподготовки подключена трубопроводная линия 62 повторного использования воды, предназначенная для подачи обработанной воды в линию 11 подачи воды в бойлер 10 с тем, чтобы повторно использовать воду, обработанную с помощью устройства водоподготовки, в качестве водяного пара для парового риформинга. Кроме того, к устройству 60 подключена линия 63 отвода воды, используемая для удаления отработанной воды, полученной в процессе обработки с помощью устройства водоподготовки.
В соответствии с описанной выше схемой системы, прежде всего, воду подают в бойлер 10 посредством линии 11 подачи воды. Водяной пар, полученный в бойлере 10, направляют в паровой риформер 20 через линию 13 подачи водяного пара, а природный газ подают в паровой риформер 20 через линию 21 подачи природного газа. В паровом риформере 20 природный газ подвергают риформингу водяным паром с проведением реакции согласно вышеприведенной формуле (1) при предварительно заданной высокой температуре, чтобы в результате конверсии получить риформированный газ, содержащий в качестве основных компонентов водород, моноксид углерода и диоксид углерода. Риформированный газ направляют в колонну 30 получения метанола через линию 22 подачи риформированного газа.
Часть риформированного газа, транспортируемого через линию 22 подачи риформированного газа, возвращают по линии 23 возврата водяного пара в паровой риформер 20 в качестве пара, который может быть использован в реакции парового риформинга. Отношение водяного пара, возвращаемого через линию 23 возврата водяного пара, к водяному пару, подаваемому в паровой риформер 20, предпочтительно, составляет, например, от 10 до 30%. Кроме того, молярное отношение водяного пара к метану, содержащемуся в природном газе, теоретически равно 1:1. Однако предпочтительно подавать избыточное количество пара для того, чтобы эффективно проводить реакцию парового риформинга. Например, можно подавать от 2,5 до 3,5 молей водяного пара на 1 моль углеродных компонентов, содержащихся в природном газе. Кроме того, часть риформированного газа, транспортируемого через линию 22 подачи риформированного газа, направляют в виде воды в устройство 60 водоподготовки через линию 61a отвода воды.
В колонне 30 получения метанола из риформированного газа получают метанол за счет реакции, протекающей в соответствии с формулой (2). Метанол, полученный с помощью колонны 30 получения метанола, подают в дистилляционную колонну 40 в виде метанола-сырца, содержащего воду, через линию 31 подачи метанола-сырца. Метанол, очищенный в дистилляционной колонне 40, направляют в колонну 50 получения бензина через линию 41 подачи метанола. Кроме того, дистиллированную воду, отделенную в дистилляционной колонне 40 от метанола-сырца, направляют в паровой риформер 20 с последовательным прохождением через линию 42 отвода дистиллированной воды и линию 23 возврата пара.
В колонне 50 получения бензина бензин получают из метанола с помощью реакции, протекающей в соответствии с формулой (3). Полученный бензин накапливают в предварительно выбранных емкостях для хранения посредством линии 51 подачи бензина, а LPG, полученный в качестве побочного продукта, накапливают в предварительно выбранных емкостях для хранения, в которые направляют LPG через линию 52 подачи LPG. Кроме того, воду, полученную в колонне 50 получения бензина, подают в устройство 60 водоподготовки через линию 61b отвода воды.
В устройстве 60 водоподготовки осуществляют обработку с целью удаления примесей из воды, отведенной через линию 61 отвода воды, до тех пор, пока вода не становится подходящей для использования в бойлере 10. Обработанную воду направляют в бойлер 10 через линию 11 подачи воды с предварительным прохождением через линию 62 повторного использования воды. Кроме того, отработанную воду, полученную в устройстве 60 водоподготовки, отводят через линию 63 отвода воды.
Как отмечено выше, в способе производства бензина из природного газа через метанол количество подаваемой воды равно количеству выходящей воды в соответствии с приведенными выше формулами (1) и (3), при этом баланс количества воды достигается за счет повторного использования воды, полученной в колонне 50 получения бензина, в качестве воды для парового риформинга, проводимого в паровом риформере 20. В пустынной местности или на море, где находятся месторождения природного газа, трудно получить пресную воду, которая может быть использована для проведения парового риформинга. Однако в соответствии с настоящим изобретением, вода, которая может быть использована при проведении парового риформинга, может быть легко обеспечена внутри системы.
Ниже будет рассмотрено другое воплощение изобретения, иллюстрируемое на фиг. 2. В этом воплощении элементы системы, одинаковые с элементами системы, представленной на фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными номерами позиции, и их подробное описание не будет повторено. В системе, соответствующей другому воплощению изобретения, в дополнение к принципиальной схеме системы, представленной на фиг. 1, используется компонент, предназначенный для повторного использования отходящих газов, отводимых из парового риформера 20.
Как показано на фиг. 2, паровой риформер 20 дополнительно содержит канал 71 отходящих газов для удаления отходящих газов из устройства сжигания топлива (не показано), которое обеспечивает нагревание парового риформера 20 до предварительно заданной температуры, необходимой для осуществления парового риформинга через дымовую трубу 72, линию 74 отвода отходящих газов, предназначенную для отвода части отходящих газов из канала 71 отходящих газов, устройство 73 извлечения CO2, в котором из отведенной части газов извлекают диоксид углерода, и линию 75 повторного использования CO2, из которой извлеченный диоксид углерода добавляют к газу, проходящему через линию 21 подачи природного газа.
Устройство 73 извлечения CO2 особо не ограничено конкретным типом устройства, при условии, что оно способно отделять диоксид углерода от продуктов сгорания и извлекать его. Например, в качестве устройства 73 извлечения CO2 может быть выбрано устройство, в котором используется жидкость, абсорбирующая диоксид углерода.
В соответствии с описанной выше схемой системы отходящие газы отводятся из устройства сжигания (не показано), обеспечивающего нагревание парового риформера 20 до предварительно заданной температуры, через канал 71 отходящих газов. Часть отходящих газов через линию 74 отвода отходящих газов направляется в устройство 73 извлечения CO2, в котором отделяется и из которого извлекается диоксид углерода. Кроме того, извлеченный диоксид углерода направляют в паровой риформер 20 через линию 75 повторного использования CO2 и затем через линию 21 подачи природного газа. Часть диоксида углерода, извлеченного вышеуказанным образом, конвертируют в моноксид углерода в паровом риформере 20, и полученный моноксид углерода направляют в колонну 30 получения метанола. В колонне 30 получения метанола благодаря присутствию диоксида углерода протекает реакция в соответствии с формулой (4), приведенной ниже, а также реакция в соответствии с формулой (2).
Figure 00000005
Figure 00000006
Как отмечено выше, в колонне 30 получения метанола избыточный водород реагирует с диоксидом углерода с получением метанола и воды. Более конкретно, вода может быть получена в количестве большем, чем в воплощении, иллюстрируемом на фиг. 1. Вода, подлежащая повторному использованию в паровом риформере 20, отделяется в дистилляционной колонне 40 от метанола-сырца и направляется в паровой риформер 20 через линию 42 отвода дистиллированной воды. Кроме того, поскольку количество выходящей воды больше, чем количество поступающей воды, в настоящем изобретении увеличенное количество воды может быть не только повторно использовано в паровом риформере 20, но может быть также использовано в бойлере 10 в качестве подпиточной воды.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными выше воплощениями. Например, на фиг. 1 и фиг. 2 дистилляционная колонна 40 размещена между колонной 30 получения метанола и колонной 50 получения бензина. Вместе с тем, в метаноле может содержаться вода, т.к. воду получают в процессе получения бензина в качестве побочного продукта в результате реакции, выраженной формулой (3), и, соответственно, полученный в колонне 30 получения метанола метанол-сырец может быть направлен в колонну 50 получения бензина через линию 22 подачи метанола-сырца без осуществления его дистилляции.
Примеры
Было проведено моделирование баланса воды для воплощения, иллюстрируемого на фиг. 1. Результаты приведены в Таблице 2. Следует отметить, что моделирование проведено для случая, в котором дневная выработка метанола составляла 2500 тонн. В качестве сырья был использован природный газ.
Figure 00000007
Согласно данным, приведенным в таблице 1, в паровой риформер было необходимо подавать избыточное количество водяного пара по отношению к количеству подаваемого природного газа, и водяной пар было необходимо подавать с расходом приблизительно 200 тонн/час (общий расход пара, подаваемого через линию подачи пара и линию возврата пара). При этом приблизительно 25% водяного пара приходится на водяной пар, отведенный из парового риформера и возвращенный в риформер, а остальной пар - вода, полученная в колонне получения бензина, которая была извлечена и использована. Таким образом, почти весь пар, необходимый для подачи в паровой риформер, был обеспечен в пределах системы. Следует отметить, что дневное производство бензина составляло 8135 баррелей, а дневное производство LPG составляло 122 тонн.
Далее, было проведено моделирование количественного увеличения воды в системе, оборудованной устройством извлечения CO2 Для воплощения, представленного на фиг. 2. В этом случае дневная выработка метанола составляла 2500 тонн, и в качестве сырья, как и в описанном выше моделировании, был использован природный газ. В результате расход диоксида углерода, добавляемого из устройства извлечения CO2, составил 42,6 тонн/час, а расход воды, полученной в колонне получения метанола, в ходе реакции, выраженной формулой (4), был равен 17,4 тонн/час. В колонне получения метанола произведено 31,0 тонн/час метанола вместе с водой и, соответственно, на эту величину увеличивается количество метанола, который является сырьевым материалом в колонне получения бензина. В результате увеличивается количество бензина и также увеличивается расход воды на 17,4 тонн/час. Соответственно, за счет добавления 42,6 тонн/час диоксида углерода количество воды увеличивается на 34,8 тонн/час. Это повышенное количество является достаточным в качестве подпиточной воды для бойлера.
Перечень ссылочных номеров позиции
10 - бойлер
11 - линия подачи воды
12 - линия удаления воды
13 - линия подачи водяного пара
20 - паровой риформер
21 - линия подачи природного газа
22 - линия подачи риформированного газа
23 - линия возврата водяного пара
30 - колонна получения метанола
31 - линия подачи метанола-сырца
40 - дистилляционная колонна
41 - линия подачи метанола
42 - линия отведения дистиллированной воды
50 - колонна получения бензина
51 - линия подачи бензина
52 - линия подачи LPG
60 - устройство водоподготовки
61 - линия отвода воды
62 - линия повторного использования воды
63 - линия удаления воды
71 - канал отходящих газов
72 - дымовая труба
73 - устройство извлечения CO2
74 - линия отвода отходящих газов
75 - линия повторного использования CO2

Claims (4)

1. Система для производства бензина из природного газа через метанол, содержащая:
устройство парового риформинга, предназначенное для парового риформинга природного газа с использованием воды для производства риформированного газа;
устройство получения метанола, предназначенное для получения метанола-сырца из риформированного газа, полученного с помощью устройства парового риформинга;
дистилляционную колонну для дистилляции метанола-сырца, полученного с помощью устройства получения метанола;
устройство получения бензина, предназначенное для получения бензина и воды из метанола, очищенного с помощью дистилляционной колонны;
трубопроводную линию, предназначенную для подачи воды, полученной в устройстве получения бензина, в устройство парового риформинга с целью ее использования для парового риформинга природного газа;
линию возврата водяного пара, предназначенную для возврата воды, в которую сконденсирована часть риформированного газа, в устройство парового риформинга для использования в качестве водяного пара в процессе парового риформинга; и
линию отвода дистиллированной воды, предназначенную для подачи дистиллированной воды, отделенной с помощью дистилляционной колонны, в устройство парового риформинга для использования в процессе парового риформинга.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая устройство извлечения диоксида углерода, предназначенное для извлечения диоксида углерода из отработанных газов, полученных в устройстве парового риформинга; и
линию, предназначенную для подачи диоксида углерода, извлеченного с помощью устройства извлечения диоксида углерода, в устройство парового риформинга.
3. Способ производства бензина из природного газа через метанол, включающий стадии:
парового риформинга природного газа с использованием воды для получения риформированного газа;
получения метанола-сырца из риформированного газа;
дистилляции метанола-сырца для получения очищенного метанола и дистиллированной воды;
получения бензина и воды из очищенного метанола;
повторного использования воды, полученной в процессе получения бензина, для парового риформинга природного газа;
возвращения воды, в которую сконденсирована часть риформированного газа, на стадию парового риформинга в качестве водяного пара для реакции парового риформинга; и
повторного использования дистиллированной воды для парового риформинга природного газа.
4. Способ по п. 3, дополнительно включающий стадии:
извлечения диоксида углерода из отходящего газа, полученного в процессе парового риформинга природного газа; и
ввода извлеченного диоксида углерода в процесс парового риформинга природного газа.
RU2014152636/04A 2012-07-06 2013-06-19 Система и способ для производства бензина RU2599629C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012152451A JP6016486B2 (ja) 2012-07-06 2012-07-06 ガソリンを製造するシステム又は方法
JP2012-152451 2012-07-06
PCT/JP2013/066813 WO2014007059A1 (ja) 2012-07-06 2013-06-19 ガソリンを製造するシステム又は方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014152636A RU2014152636A (ru) 2016-08-27
RU2599629C2 true RU2599629C2 (ru) 2016-10-10

Family

ID=49881819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014152636/04A RU2599629C2 (ru) 2012-07-06 2013-06-19 Система и способ для производства бензина

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20150184082A1 (ru)
JP (1) JP6016486B2 (ru)
AU (1) AU2013284667B2 (ru)
BR (1) BR112014031631A2 (ru)
CA (1) CA2876050C (ru)
DE (1) DE112013003409B4 (ru)
RU (1) RU2599629C2 (ru)
WO (1) WO2014007059A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999015483A1 (en) * 1997-09-25 1999-04-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the production of liquid hydrocarbons
RU2143417C1 (ru) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения моторных топлив из углеродсодержащего сырья
US20070010590A1 (en) * 2003-05-02 2007-01-11 Abbott Peter Edward J Production of hydrocarbons by steam reforming and fischer-tropsch reaction
JP2009179591A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Mitsubishi Chemicals Corp メタノールの製造方法
RU2008140161A (ru) * 2006-03-30 2010-05-10 Ниппон Стил Инджиниринг Ко., Лтд. (Jp) Система синтеза жидкого топлива
RU2010114521A (ru) * 2007-09-14 2011-10-20 Хальдор Топсеэ А/С (DK) Совмещенное производство углеводородов и электрической энергии

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4048250A (en) * 1975-04-08 1977-09-13 Mobil Oil Corporation Conversion of natural gas to gasoline and LPG
DE2846693A1 (de) * 1978-10-26 1980-05-08 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur erzeugung von benzin aus synthesegas
DK1008577T4 (da) * 1998-12-07 2006-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fremgangsmåde til fremstilling af methanol
JP2001097906A (ja) * 1998-12-07 2001-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd メタノールの製造方法
JP4959074B2 (ja) * 2001-07-19 2012-06-20 三菱重工業株式会社 メタノールの製造方法
JP2005336076A (ja) * 2004-05-25 2005-12-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液体燃料製造プラント

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999015483A1 (en) * 1997-09-25 1999-04-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for the production of liquid hydrocarbons
RU2143417C1 (ru) * 1998-07-27 1999-12-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Способ получения моторных топлив из углеродсодержащего сырья
US20070010590A1 (en) * 2003-05-02 2007-01-11 Abbott Peter Edward J Production of hydrocarbons by steam reforming and fischer-tropsch reaction
RU2008140161A (ru) * 2006-03-30 2010-05-10 Ниппон Стил Инджиниринг Ко., Лтд. (Jp) Система синтеза жидкого топлива
RU2010114521A (ru) * 2007-09-14 2011-10-20 Хальдор Топсеэ А/С (DK) Совмещенное производство углеводородов и электрической энергии
JP2009179591A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Mitsubishi Chemicals Corp メタノールの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014015508A (ja) 2014-01-30
DE112013003409T5 (de) 2015-04-09
DE112013003409B4 (de) 2018-03-15
WO2014007059A1 (ja) 2014-01-09
CA2876050A1 (en) 2014-01-09
RU2014152636A (ru) 2016-08-27
BR112014031631A2 (pt) 2021-08-24
AU2013284667B2 (en) 2016-03-17
AU2013284667A1 (en) 2015-01-22
US20150184082A1 (en) 2015-07-02
JP6016486B2 (ja) 2016-10-26
CA2876050C (en) 2017-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102333846B (zh) 从气体副产物回收烃化合物的方法及烃回收装置
RU2415904C2 (ru) Система синтеза жидкого топлива
JPH07145089A (ja) フーゼル油のストリッピング
JP2010083999A (ja) 精留塔のスタートアップ方法
RU2430141C2 (ru) Система синтеза жидкого топлива
RU2535219C2 (ru) Способ очистки технологического конденсата
TWI652257B (zh) 藉由分離技術處理二甲醚反應器之產物流的方法
RU2599629C2 (ru) Система и способ для производства бензина
RU2630308C1 (ru) Способ и установка для получения высокооктановой синтетической бензиновой фракции из углеводородсодержащего газа
CN103582610B (zh) 向合成气制造装置中的金属混入抑制方法
US7947747B2 (en) Joint process for preparing alcohol/ether mixtures alcohol/hydrocarbon mixtures, and synthesizing ammonia
JP5767497B2 (ja) 重質炭化水素の除去方法
KR101577800B1 (ko) Lng-fpso 또는 flng의 천연가스의 이산화탄소 제거 시스템 및 방법
RU2708049C2 (ru) Способ повышения производительности установки синтеза аммиака
US4426370A (en) Method for the preparation of deuterium-enriched water in the preparation of hydrogen
RU2254355C1 (ru) Способ переработки углеводородов (варианты)
ES2953388T3 (es) Planta y procedimiento de producción de combustibles sintéticos sin agua dulce
US20110003901A1 (en) Ft water treating and recovery
US8586640B2 (en) Hydrocarbon synthesis reaction apparatus, hydrocarbon synthesis reaction system, and hydrocarbon synthesizing method
JP2010202676A (ja) Ftガス成分からの炭化水素回収方法及び炭化水素回収装置
RU2544510C1 (ru) Способ очистки реакционной воды в процессе производства углеводородов
RU2629845C2 (ru) Способ подготовки углеводородного газа к транспорту
FR3000958A1 (fr) Procede de purification du co2 compris dans un flux ethylene issu de la deshydratation de l'ethanol
JP2007169324A (ja) 重質油改質システム、重質油改質方法及びガスタービンシステム

Legal Events

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

Effective date: 20180621