RU2679241C1 - Hydrogen recovery plant - Google Patents
Hydrogen recovery plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679241C1 RU2679241C1 RU2018108733A RU2018108733A RU2679241C1 RU 2679241 C1 RU2679241 C1 RU 2679241C1 RU 2018108733 A RU2018108733 A RU 2018108733A RU 2018108733 A RU2018108733 A RU 2018108733A RU 2679241 C1 RU2679241 C1 RU 2679241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- supply line
- line
- reformer
- hydrogen
- compressed air
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 16
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 7
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/12—Purification; Separation; Use of additives by adsorption, i.e. purification or separation of hydrocarbons with the aid of solids, e.g. with ion-exchangers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности.The invention relates to plants for producing hydrogen by steam reforming of hydrocarbons and can be used in industry.
Известен 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 углеводородного сырья с адсорберами, заполненными хемосорбентом, риформер с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, охладители-осушители, блок водоподготовки и блок выделения водорода.A known method of producing hydrogen from hydrocarbons [RU 2394754, publ. July 20, 2010,
Недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за сжигания части сырья для получения избыточного водяного пара.The disadvantage of this installation is the low yield of hydrogen due to the burning of part of the feedstock to produce excess water vapor.
Наиболее близок к заявляемому изобретению установка получения водорода из углеводородного газа [RU 2624708, опубл. 05.07.2017 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], включающая блок адсорбционной сероочистки, конвертор углеводородного сырья (риформер), оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, при этом блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку, и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки.Closest to the claimed invention, a plant for producing hydrogen from hydrocarbon gas [RU 2624708, publ. 07/05/2017,
Недостатками данной установки является потребление электроэнергии со стороны для подачи технологических потоков: углеводородного сырья, воды и воздуха на установку, деионизированной воды из блока водоподготовки, а также, при необходимости, водорода потребителю.The disadvantages of this installation is the consumption of electricity from the outside for the supply of technological flows: hydrocarbon raw materials, water and air to the installation, deionized water from the water treatment unit, and also, if necessary, hydrogen to the consumer.
Задача изобретения - исключение потребления электроэнергии со стороны.The objective of the invention is the exclusion of electricity consumption from the outside.
Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии за счет интеграции установки с газотурбинным агрегатом, оснащения ее реактором парциального окисления и размещения риформера на линии подачи продуктов окисления, а также за счет размещения на линии вывода отработанного газа нагревателя смеси сырьевого газа с водой.The technical result is the elimination of electricity consumption due to the integration of the installation with a gas turbine unit, equipping it with a partial oxidation reactor and placing the reformer on the oxidation products supply line, as well as by placing a heater of a mixture of raw gas and water on the exhaust gas outlet line.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водород содержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, особенностью является то, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи первой части сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа с нагревателем, а также электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для электроприводов устройств для подачи технологических потоков, при этом на линии подачи второй части сжатого воздуха установлен реактор парциального окисления с линиями подачи отходящего газа и газа регенерации в качестве сырья, оснащенный линией подачи продуктов окисления в камеру сгорания, на которой расположен риформер, а на линииThe specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, which includes an adsorption desulfurization unit with a regenerable adsorbent, equipped with a regeneration gas supply line, a reformer, a carbon monoxide converter connected to the reformer with a synthesis gas supply line, and a hydrogen evolution unit with a hydrogen-containing gas supply line and with the adsorption desulfurization unit and with the reformer - the feed line of the purified raw materials on which the heater is installed, while the hydrogen evolution unit is equipped with waste feed lines gas and hydrogen outlet and is connected by a water condensate supply line to a water treatment unit equipped with water and deionized water supply lines, the feature is that the installation is equipped with a gas turbine unit including a compressor with an air supply line connected by a supply line of the first part of the compressed air to the combustion chamber, which is connected by a supply line of combustion products to a turbine equipped with an exhaust gas output line with a heater, as well as an electric generator generating electricity for electric drives of devices for supplying process flows, while a partial oxidation reactor with exhaust gas and regeneration gas supply lines is installed on the supply line of the second part of the compressed air as a raw material, equipped with a line for supplying oxidation products to the combustion chamber on which the reformer is located, and on the line
подачи сжатого воздуха расположено ответвление для подачи третьей части сжатого воздуха в пневматические приводы устройств для подачи технологических потоков.a compressed air branch is located for supplying a third part of compressed air to pneumatic drives of devices for supplying process flows.
Реактор парциального окисления при необходимости может быть оснащен линией подачи топливного газа со стороны. На линии подачи воздуха из компрессора может быть установлен рекуперационный теплообменник для более глубокой рекуперации тепла отработанного газа.The partial oxidation reactor, if necessary, can be equipped with a supply line of fuel gas from the side. A recuperative heat exchanger can be installed on the air supply line from the compressor for deeper heat recovery of the exhaust gas.
В качестве узлов и блоков установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники, например, в качестве блока водоподготовки может быть установлено устройство обратного осмоса, в качестве реактора парциального окисления может быть использован каталитический реактор и т.п.As units and units of the installation, any devices of the corresponding purpose known from the prior art can be used, for example, a reverse osmosis device can be installed as a water treatment unit, a catalytic reactor, etc. can be used as a partial oxidation reactor.
Оборудование водородной установки газотурбинным агрегатом позволяет использовать вырабатываемую электроэнергию или отбираемый сжатый воздух из компрессора для питания, соответственно, электро- или пневмоприводов устройств подачи технологических потоков, за счет чего исключить использование электроэнергии со стороны. При этом размещение риформера на линии подачи продуктов окисления в камеру сгорания позволяет использовать тепло продуктов окисления для нагрева риформера, а установка нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа позволяет рекуперировать тепло отработанного газа, за счет чего повысить энергоэффективность установки в целом.The equipment of a hydrogen installation with a gas turbine unit allows the use of generated electricity or selected compressed air from a compressor to supply, respectively, electric or pneumatic drives of process flow devices, thereby eliminating the use of electricity from the outside. At the same time, the placement of the reformer on the line for supplying oxidation products to the combustion chamber allows the heat of the oxidation products to be used to heat the reformer, and the installation of a feed gas / water mixture heater on the exhaust gas outlet line allows the heat of the exhaust gas to be recovered, thereby increasing the energy efficiency of the entire installation.
Предлагаемая установка включает блоки адсорбционной сероочистки 1 и водоподготовки 2, конвертор окиси углерода 3, нагреватель 4, риформер 5, блок выделения водорода 6, реактор парциального окисления 7 и газотурбинный агрегат с камерой сгорания 8, компрессором 9 и турбиной 10, которая может быть оснащена электрогенератором 11 (показано пунктиром). Электро- или пневмоприводные устройства для подачи технологических потоков условно не показаны.The proposed installation includes adsorption desulfurization units 1 and
При работе установки сырьевой газ, подаваемый по линии 12, очищают от сернистых соединений в блоке 1, газ регенерации адсорбента выводят по линии 13 в качестве сырья в реактор 7, а очищенный сырьевой газ по линии 14 после смешения с деионизированной водой, подаваемой по линии 15 из блока 2, направляют в качестве хладоагента в конвертор 3, а затем в качестве сырьевой смеси - в нагреватель 4 и риформер 5. Полученный синтез-газ по линии 16 направляют в конвертор 3, из которого водородсодержащий газ по линии 17 подают в блок 6, где разделяют на водород, выводимый по линии 18, водный конденсат, подаваемый в блок 2 по линии 19, и отходящий газ, который по линии 20 совместно с газом регенерации и первой частью сжатого воздуха, подаваемой по линии 21 из компрессора 9, в который он поступает по линии 22, направляют в реактор 7, где подвергают парциальному окислению с получением продуктов окисления, направляемых по линии 23 сначала в риформер 5, а затем в камеру сгорания 8 в качестве топлива. Продукты сгорания по линии 24 подают в качестве рабочего тела в турбину 10, из которой отработанный газ выводят по линии 25 после охлаждения в нагревателе 4. Вторую часть сжатого воздуха из компрессора 9 по линии 26 направляют непосредственно в камеру сгорания 8. В блок 2 для компенсации химического расхода воды по линии 27 подают балансовую воду. Питание приводов устройств для подачи технологических потоков осуществляется или электроэнергией, вырабатываемой электрогенератором 11, или третьей частью сжатого воздуха, отбираемой по линии 28 (показано пунктиром). В камеру сгорания при необходимости может подаваться дополнительное топливо по линии 29, а после компрессора может быть установлен рекуперационный теплообменник 30 (показано пунктиром).During operation of the installation, the feed gas supplied through
Таким образом, предлагаемая установка исключает потребление электроэнергии со стороны и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation eliminates the consumption of electricity from the outside and can be used in industry.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108733A RU2679241C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Hydrogen recovery plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108733A RU2679241C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Hydrogen recovery plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679241C1 true RU2679241C1 (en) | 2019-02-06 |
Family
ID=65273534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108733A RU2679241C1 (en) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Hydrogen recovery plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679241C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5932181A (en) * | 1996-12-23 | 1999-08-03 | Yukong Limited | Natural gas-using hydrogen generator |
RU2394754C1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-07-20 | Дмитрий Львович Астановский | Method of obtaining hydrogen from hydrocarbon material |
RU2467187C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-20 | ООО "Центр КОРТЭС" | Method of operating gas turbine unit |
RU2516527C2 (en) * | 2008-08-21 | 2014-05-20 | ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи | Systems and methods of producing superpure hydrogen under high pressure |
RU2614669C1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-03-28 | Андрей Владиславович Курочкин | Carbon monoxide conversion device |
RU2624708C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018108733A patent/RU2679241C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5932181A (en) * | 1996-12-23 | 1999-08-03 | Yukong Limited | Natural gas-using hydrogen generator |
RU2516527C2 (en) * | 2008-08-21 | 2014-05-20 | ДжиТиЭлПЕТРОЛ ЭлЭлСи | Systems and methods of producing superpure hydrogen under high pressure |
RU2394754C1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-07-20 | Дмитрий Львович Астановский | Method of obtaining hydrogen from hydrocarbon material |
RU2467187C2 (en) * | 2010-11-03 | 2012-11-20 | ООО "Центр КОРТЭС" | Method of operating gas turbine unit |
RU2614669C1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-03-28 | Андрей Владиславович Курочкин | Carbon monoxide conversion device |
RU2624708C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2394754C1 (en) | Method of obtaining hydrogen from hydrocarbon material | |
US6790430B1 (en) | Hydrogen production from carbonaceous material | |
JP5020575B2 (en) | Biogas purification method | |
CN108138060B (en) | Method and apparatus for adiabatic calcium cycling | |
KR20070100962A (en) | Method for producing syngas with low carbon dioxide emission | |
RU2011143514A (en) | METHOD FOR HYDROGEN PRODUCTION BY STEAM REFORMING OF OIL Fraction WITH OPTIMIZED STEAM PRODUCTION | |
RU2015108053A (en) | METHOD AND DEVICE FOR GASIFICATION OF BIOMASS BY RECIRCULATION OF CARBON DIOXIDE WITHOUT OXYGEN | |
RU2624708C1 (en) | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas | |
DK2963107T3 (en) | PROCESS OF REFINING A BIOMETHAN BIOGAS CIRCUIT AND ACCOMPANYING IMPLEMENTATION THEREOF | |
US6740258B1 (en) | Process for the production of synthesis gas in conjunction with a pressure swing adsorption unit | |
JP5826066B2 (en) | CO shift reactor and gasification gas purification system | |
RU2679241C1 (en) | Hydrogen recovery plant | |
KR101472767B1 (en) | Carbon monoxide gas generation apparatus and method | |
WO2019073722A1 (en) | Methane production system and methane production method | |
RU2617754C1 (en) | Hydrogen plant | |
RU2672415C1 (en) | Hydrogen recovery plant (embodiments) | |
RU2672416C1 (en) | Hydrogen recovery plant (options) | |
RU2685105C1 (en) | Hydrogen plant (versions) | |
RU2631290C1 (en) | Low-temperature hydrogen plant | |
JP5348938B2 (en) | Carbon monoxide gas generator and method | |
RU2666876C1 (en) | Autonomous hydrogen plant | |
RU2657494C1 (en) | Energy efficient hydrogen plant | |
CN109609221B (en) | Semi-coke furnace tail gas fine desulfurization and isothermal methanation process | |
RU2614668C1 (en) | Hydrogen plant | |
RU2653825C1 (en) | Autonomous hydrogen plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210708 |