RU2631290C1 - Low-temperature hydrogen plant - Google Patents
Low-temperature hydrogen plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631290C1 RU2631290C1 RU2016130542A RU2016130542A RU2631290C1 RU 2631290 C1 RU2631290 C1 RU 2631290C1 RU 2016130542 A RU2016130542 A RU 2016130542A RU 2016130542 A RU2016130542 A RU 2016130542A RU 2631290 C1 RU2631290 C1 RU 2631290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- hydrogen
- supply line
- unit
- burner
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности.The invention relates to installations for producing hydrogen by the method of steam reforming of hydrocarbon feedstocks and can be used in various industries.
Известен способ получения водорода из углеводородного газа [RU 2078518, опубл. 27.08.97 г., МПК С01В 3/32, С01В 3/36], осуществляемый на установке, включающей теплообменник, аппарат сероочистки газа с линией подачи водорода, сатуратор с линией подачи воды, конвертор метана с теплообменником, конвертор окиси углерода с теплообменником и конденсатором, компрессор, аппарат очистки от углекислого газа и блок короткоцикловой адсорбции с газодувкой и линией вывода водорода.A known method of producing hydrogen from hydrocarbon gas [RU 2078518, publ. 08.27.97, MPK С01В 3/32, С01В 3/36], carried out at a plant including a heat exchanger, a gas desulfurization apparatus with a hydrogen supply line, a saturator with a water supply line, a methane converter with a heat exchanger, a carbon monoxide converter with a heat exchanger and a condenser, a compressor, a carbon dioxide purification apparatus and a short cycle adsorption unit with a gas blower and a hydrogen output line.
Недостатком установки является использование дорогостоящего высокотемпературного конвертора, наличие компрессора и отсутствие оборудования для рекуперации тепла отходящих дымовых газов.The disadvantage of the installation is the use of an expensive high-temperature converter, the presence of a compressor and the absence of equipment for the recovery of heat from the flue gases.
Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки и реактор паровой каталитической конверсии (конвертор) с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, в том числе содержащего углеводороды С3+, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья и вывода избыточного водяного пара, охладители-осушители водородсодержащего газа и дымовых газов, соединенные линиями подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором окиси углерода, и блок выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную линией подачи части сырья в качестве топлива.Closest to the technical nature of the claimed invention, a method of producing hydrogen from hydrocarbon raw materials [RU 2394754, publ. 07/20/2010, MPK С01В 3/34, С01В 3/12], carried out at the facility, which includes a desulfurization unit and a steam catalytic conversion reactor (converter) with a burner located on the feed line, including those containing C 3 hydrocarbons + , steam recovery boiler and carbon monoxide converter, equipped with water vapor supply lines to the raw material supply line and excess water vapor output line, hydrogen-gas and flue gas cooler-driers connected by water condensate supply lines to the water treatment unit, which also connects water supply lines with a steam recovery boiler and a carbon monoxide converter, and a hydrogen evolution unit equipped with a purge gas supply line to the burner, equipped with a feed part of the feedstock as fuel.
Недостатками данной установки являются большие энергозатраты из-за использования высокотемпературного конвертора и высокий расход сырья из-за использования его части на получение избыточного водяного пара.The disadvantages of this installation are the high energy consumption due to the use of a high temperature converter and the high consumption of raw materials due to the use of its part to obtain excess water vapor.
Задача изобретения - снижение энергозатрат и расхода сырья.The objective of the invention is the reduction of energy consumption and consumption of raw materials.
Техническим результатом является снижение энергозатрат за счет оборудования установки низкотемпературным конвертором углеводородного сырья и устройством для очистки синтез-газа от метана, снижение расхода сырья за счет исключения получения избыточного водяного пара путем соединения блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя, а также установки рекуперационных теплообменников с конденсатоотводчиком на линии подачи синтез-газа.The technical result is to reduce energy consumption due to the installation of a low-temperature hydrocarbon converter and a device for purifying methane from the synthesis gas, reducing the consumption of raw materials by eliminating the production of excess water vapor by connecting the desulfurization unit to the carbon monoxide converter with a feed line of purified raw materials as a heat carrier, and also installation of heat recovery heat exchangers with a steam trap on the synthesis gas supply line.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, содержащего углеводороды С3+, конвертор углеводородного сырья с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладоагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией вывода водорода и линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную также линией подачи топлива, особенностью является то, что в качестве конвертора сырья установлен низкотемпературный конвертор, блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента в конвертор окиси углерода, а на линии подачи синтез-газа установлены два рекуперационных теплообменника "синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой" и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком подготовки воды линией вывода продувочной воды, а также устройство для выделения метана, связанное линией подачи конденсата с конвертором и оснащенное линиями вывода метана и подачи по меньшей мере его части в горелку.The specified technical result is achieved by the fact that in a known installation, including a desulfurization unit installed on a feed line containing C 3+ hydrocarbons, a hydrocarbon feed converter with a burner connected by a synthesis gas supply line to a carbon monoxide converter, which is connected by a water supply line to as a refrigerant with a water treatment unit, and a hydrogen-containing gas supply line - with a hydrogen evolution unit equipped with a hydrogen outlet line and a purge gas supply line to the burner, also equipped with a fuel supply, the peculiarity is that a low temperature converter is installed as a raw material converter, the desulfurization unit is equipped with a feed line of purified raw materials as a coolant to a carbon monoxide converter, and two synthesis gas / heated mixture heat exchangers are installed on the synthesis gas supply line raw materials with water "and a steam trap located between them and connected to the water treatment unit with a purge water outlet line, as well as a methane extraction device connected by a condensate supply line to vertorom and output lines equipped methane and passing at least a portion thereof to the burner.
В качестве низкотемпературного конвертора используют, например, известный из уровня техники реактор предварительной паровой конверсии углеводородного сырья, осуществляемой при 450-500°С. В качестве устройства для выделения метана может быть использованы, например, холодильник с сепаратором для предварительного охлаждения и осушки газа с выделением конденсата и установка масляной абсорбции метана, также известные из уровня техники.As a low-temperature converter, for example, a reactor for preliminary steam conversion of hydrocarbon feedstock, carried out at 450-500 ° C., known from the prior art, is used. As a device for the separation of methane, for example, a refrigerator with a separator for pre-cooling and drying gas with condensate and an oil methane absorption unit, also known from the prior art, can be used.
На линии вывода дымовых газов из горелки может быть размещен охладитель-осушитель, соединенный с блоком водоподготовки линией подачи водного конденсата, что снижает расход воды, а на линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен блок выделения углекислого газа, что упрощает последующее выделение водорода.A cooler-dryer can be placed on the flue gas exhaust line from the burner, connected to the water treatment unit with a water condensate supply line, which reduces water consumption, and a carbon dioxide emission unit can be located on the hydrogen-containing gas supply line, which simplifies subsequent hydrogen evolution.
Установка низкотемпературного конвертора для конверсии сырья за счет уменьшения расхода энергии на нагрев сырья и подогрев конвертора позволяет снизить энергозатраты. Соединение блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя позволяет полностью рекуперировать тепло, выделяющееся при конверсии окиси углерода, исключить выработку водяного пара, в том числе избыточного, за счет чего снизить расход сырья.The installation of a low-temperature converter for the conversion of raw materials by reducing the energy consumption for heating the raw materials and heating the converter reduces energy costs. The connection of the desulfurization unit with the carbon monoxide converter by the supply line of purified raw materials as a heat carrier allows us to completely recover the heat released during the conversion of carbon monoxide, to exclude the generation of water vapor, including excess, thereby reducing the consumption of raw materials.
Установка на линии подачи синтез-газа двух теплообменников синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой позволяет рекуперировать тепло синтез-газа, а размещение между ними конденсатоотводчика позволяет удалить в составе продувочной воды минеральные соли из сырьевой смеси, за счет чего предотвратить снижение активности катализатора конверсии. Установка на линии подачи синтез-газа устройства для выделения метана позволяет повысить конверсию окиси углерода за счет увеличения его парциального давления, а также получить топливо для горелки конвертора сырья.The installation of two synthesis gas / heated mixture of raw materials with water on the synthesis gas supply line allows the heat of synthesis gas to be recovered, and the placement of a steam trap between them allows removing mineral salts from the raw mixture in the purge water, thereby preventing a decrease in the activity of the conversion catalyst . The installation of a methane separation device on the synthesis gas supply line makes it possible to increase the conversion of carbon monoxide by increasing its partial pressure, as well as to obtain fuel for the burner of the feedstock converter.
Предлагаемая установка включает блок сероочистки 1, конвертор окиси углерода 2, устройство для выделения метана 3, рекуперационные теплообменники 4 и 5 с конденсатоотводчиком 6, конвертор углеводородного сырья 7 с горелкой 8, блок водоподготовки 9 и блок выделения водорода 10.The proposed installation includes a
При работе установки сырье, содержащее углеводороды С3+, подают по линии 11 в блок 1 и затем, в качестве хладоагента, в конвертор 2 совместно с подготовленной водой, подаваемой по линии 12 из блока 9, затем сырьевую смесь, подаваемую по линии 13, последовательно нагревают в рекуперационных теплообменниках 4 и 5, отделив между ними продувочную воду в конденсатоотводчике 6 и подав ее по линии 14 в блок 9, и направляют в конвертор 7 с горелкой 8, в которую по линии 15 подают воздух, по линии 16 из блока 10 - продувочный газ, а также часть метана из линии 17 в качестве топлива, а дымовой газ выводят по линии 18. Полученный синтез-газ по линии 19 подают через рекуперационные теплообменники 5 и 4 в устройство 3, где его дополнительно охлаждают, сепарируют конденсат, подаваемый по линии 20 в конвертор 2, и, например, путем масляной абсорбции выделяют метан, по меньшей мере часть которого подают в качестве топлива в горелку 8, а балансовую часть выводят по линии 17. Очищенный от метана синтез-газ далее направляют в конвертор 2, из которого водородсодержащий газ по линии 21 подают в блок 10, из которого по линии 22 с установки выводят водород, а полученный водный конденсат по линии 23 направляют в блок 9, в который также по линии 24 подают воду. При необходимости на линии вывода дымовых газов из горелки размещают охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи водного конденсата с блоком 9, а на линии подачи водородсодержащего газа располагают блок выделения углекислого газа (на схеме не показано).During operation of the installation, raw materials containing C 3+ hydrocarbons are fed through
Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить энергозатраты и уменьшить расход сырья и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation allows to reduce energy consumption and reduce the consumption of raw materials and can be used in industry.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130542A RU2631290C1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Low-temperature hydrogen plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016130542A RU2631290C1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Low-temperature hydrogen plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2631290C1 true RU2631290C1 (en) | 2017-09-20 |
Family
ID=59894051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016130542A RU2631290C1 (en) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Low-temperature hydrogen plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631290C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685105C1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-04-16 | Андрей Владиславович Курочкин | Hydrogen plant (versions) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB831263A (en) * | 1955-05-23 | 1960-03-23 | Power Gas Ltd | Improvements in or relating to the production of synthesis gas rich in hydrogen |
GB993973A (en) * | 1955-02-22 | 1965-06-02 | Azote Office Nat Ind | Process for the production of gases containing hydrogen by conversion of hydrocarbons |
RU2088518C1 (en) * | 1994-08-03 | 1997-08-27 | Акционерное общество Первоуральский новотрубный завод "Уралтрубсталь" | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas |
RU2124928C1 (en) * | 1998-02-10 | 1999-01-20 | Сосна Михаил Хаймович | Device for hydrogen generation |
RU2520482C1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of obtaining hydrogen and hydrogen-methane mixture |
JP2015030655A (en) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | Hydrogen production apparatus and hydrogen production method |
CA2947386A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | CCP Technology GmbH | Method and apparatus for producing h2-rich synthesis gas |
CN204958383U (en) * | 2015-08-05 | 2016-01-13 | 陕西延长石油兴化化工有限公司 | Recycle system of tail gas is retrieved to methanol synthesis hydrogen |
CN205222681U (en) * | 2015-11-09 | 2016-05-11 | 广东合即得能源科技有限公司 | Methanol -water reformation hydrogen manufacturing machine |
JP2016124759A (en) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 大阪瓦斯株式会社 | Operation method of hydrogen production apparatus, and hydrogen production apparatus |
CN105820850A (en) * | 2015-01-05 | 2016-08-03 | 王连成 | Method for production of synthetic natural gas by utilization of methanol |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130542A patent/RU2631290C1/en active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB993973A (en) * | 1955-02-22 | 1965-06-02 | Azote Office Nat Ind | Process for the production of gases containing hydrogen by conversion of hydrocarbons |
GB831263A (en) * | 1955-05-23 | 1960-03-23 | Power Gas Ltd | Improvements in or relating to the production of synthesis gas rich in hydrogen |
RU2088518C1 (en) * | 1994-08-03 | 1997-08-27 | Акционерное общество Первоуральский новотрубный завод "Уралтрубсталь" | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas |
RU2124928C1 (en) * | 1998-02-10 | 1999-01-20 | Сосна Михаил Хаймович | Device for hydrogen generation |
RU2520482C1 (en) * | 2012-11-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of obtaining hydrogen and hydrogen-methane mixture |
JP2015030655A (en) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | Hydrogen production apparatus and hydrogen production method |
CA2947386A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | CCP Technology GmbH | Method and apparatus for producing h2-rich synthesis gas |
JP2016124759A (en) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 大阪瓦斯株式会社 | Operation method of hydrogen production apparatus, and hydrogen production apparatus |
CN105820850A (en) * | 2015-01-05 | 2016-08-03 | 王连成 | Method for production of synthetic natural gas by utilization of methanol |
CN204958383U (en) * | 2015-08-05 | 2016-01-13 | 陕西延长石油兴化化工有限公司 | Recycle system of tail gas is retrieved to methanol synthesis hydrogen |
CN205222681U (en) * | 2015-11-09 | 2016-05-11 | 广东合即得能源科技有限公司 | Methanol -water reformation hydrogen manufacturing machine |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2685105C1 (en) * | 2018-03-23 | 2019-04-16 | Андрей Владиславович Курочкин | Hydrogen plant (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7297775B2 (en) | Systems and methods for the production and separation of hydrogen and carbon dioxide | |
RU2394754C1 (en) | Method of obtaining hydrogen from hydrocarbon material | |
CN107021454B (en) | Method for producing hydrogen | |
CN102333723A (en) | Carbon dioxide emission reduction method | |
RU2013150992A (en) | METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN WITH HIGH CONTENT OF REMOVED VAPOR | |
RU2011140020A (en) | INSTALLATION FOR CO2 REMOVAL AND METHOD FOR CO2 REMOVAL | |
US20240084721A1 (en) | Power production with cogeneration of further products | |
JP5412232B2 (en) | Hydrogen separation type hydrogen production system with carbon dioxide separation and recovery equipment | |
CN105531222A (en) | Syngas production by CO2 reduction process | |
RU2624708C1 (en) | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas | |
RU2617754C1 (en) | Hydrogen plant | |
RU2631290C1 (en) | Low-temperature hydrogen plant | |
WO2019073722A1 (en) | Methane production system and methane production method | |
RU2621671C1 (en) | Installation of low-temperature production of methanol | |
RU2619101C1 (en) | Defining of methanol production from hydrocarbon raw material | |
WO2014136632A1 (en) | Gas purification device and gas purification method | |
RU2614668C1 (en) | Hydrogen plant | |
RU2010146405A (en) | METHOD OF PRODUCING METHANOL FROM NATURAL GAS AND INSTALLATION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2685105C1 (en) | Hydrogen plant (versions) | |
RU2625159C1 (en) | Sulfur hydrocarbon gas steam conversion plant | |
CN220393319U (en) | Low-energy-consumption natural gas steam reforming hydrogen production structure | |
RU2652191C1 (en) | Hydrogen plant (embodiments) | |
RU2781559C1 (en) | Method for hydrogen production by landfill gas conversion method | |
CN215516649U (en) | Natural gas hydrogen production device | |
RU2679241C1 (en) | Hydrogen recovery plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210709 |