RU2679909C1 - Способ согласованного комплексного использования хлорщелочного процесса и синтеза фишера-тропша и соответствующее оборудование - Google Patents

Способ согласованного комплексного использования хлорщелочного процесса и синтеза фишера-тропша и соответствующее оборудование Download PDF

Info

Publication number
RU2679909C1
RU2679909C1 RU2017146403A RU2017146403A RU2679909C1 RU 2679909 C1 RU2679909 C1 RU 2679909C1 RU 2017146403 A RU2017146403 A RU 2017146403A RU 2017146403 A RU2017146403 A RU 2017146403A RU 2679909 C1 RU2679909 C1 RU 2679909C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
synthesis
fischer
inlet
synthesis gas
Prior art date
Application number
RU2017146403A
Other languages
English (en)
Inventor
Дасян ВАН
Пинюй КУАИ
Мэн ЛИ
Яньфэн Чжан
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.
Application granted granted Critical
Publication of RU2679909C1 publication Critical patent/RU2679909C1/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
    • C10G2/30—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
    • C10G2/34—Apparatus, reactors
    • 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
    • C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
    • 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
    • C01B3/52—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with liquids; Regeneration of used liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
    • 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
    • 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
    • C10G2/35—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen with the use of another activation, e.g. radiation, vibration, electrical or electromagnetic means
    • 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
    • C10G2/50—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon dioxide with hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • 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
    • C10K1/002—Removal of contaminants
    • C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
    • C10K1/005—Carbon dioxide
    • 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
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • 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
    • C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/12—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors
    • C10K1/122—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids alkaline-reacting including the revival of the used wash liquors containing only carbonates, bicarbonates, hydroxides or oxides of alkali-metals (including Mg)
    • 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
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/14—Alkali metal compounds
    • C25B1/16—Hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к синтезу Фишера-Тропша. Способ проведения синтеза Фишера-Тропша включает хлорщелочной процесс, при этом в целом способ включает: 1) газификацию исходного материала с целью получения сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша, содержащего Н, СО и СО; 2) электролиз насыщенного раствора NaCl с использованием промышленного хлорщелочного процесса с целью получения раствора NaOH, Clи H; 3) удаление СОиз сырого синтез-газа с использованием раствора NaOH, полученного на стадии 2), с целью получения чистого синтез-газа или на стадии 3) СОсначала отделяют от сырого синтез-газа с получением чистого синтез-газа, а затем СОабсорбируют водным раствором NaOH, полученным на стадии 2); 4) вдувание Н, полученного на стадии 2), в чистый синтез-газ с целью регулирования молярного отношения СО/Нв чистом синтез-газе так, чтобы оно удовлетворяло требованиям реакции синтеза Фишера-Тропша, и затем осуществляют производство соответствующих жидких углеводородов и парафиновых продуктов. Заявлены варианты устройств проведения синтеза Фишера-Тропша. Технический результат – снижение сложности и стоимости процесса конверсии водяного пара, используемого в процессе, уменьшение выбросов углекислого газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 пр.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к технологии синтеза Фишера-Тропша, более конкретно, к способу и устройству для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Синтез Фишера-Тропша представляет собой процесс преобразования угля, природного газа и других ископаемых источников энергии, биомассы и других возобновляемых источников энергии или бытовых отходов в синтез-газ с последующим производством из синтез-газа в присутствии катализатора жидких и парафиновых углеводородов. Благодаря синтезу Фишера-Тропша снижается зависимость от нефтяных источников энергии и химических продуктов, развивается использование чистой энергии. Соотношение водород/углерод в синтез-газе, полученном из угля или биомассы в качестве исходных материалов, как правило, слишком низкое для непосредственного использования в синтезе Фишера-Тропша. В то же время, на предприятиях, реализующих синтез Фишера-Тропша, все еще существует проблема нехватки водорода для обработки продукта и восстановления катализатора.
Обычно, только после проведения реакции конверсии водяного газа и регулирования соотношения водород/углерод путем декарбонизации исходный газ может быть подан в процесс синтеза углеводородного топлива или химических продуктов, например, производства углеводородных топлив способом синтеза Фишера-Тропша или синтеза метанола в присутствии катализатора. В настоящее время проблема низкого соотношения водород/углерод в исходном синтез-газе не находит эффективного решения в процессе синтеза Фишера-Тропша. Например, В патенте Китая CN200610140020.4 описан двухстадийный способ синтеза Фишера-Тропша, который представляет собой, по существу, процесс преобразования отходящего газа синтеза Фишера-Тропша после удаления СО2 путем щелочной промывки в синтез-газ, смешивания синтез-газа с исходным газом и использования полученного смешанного газа в качестве исходного синтез-газа для реакции синтеза Фишера-Тропша после проведения реакции конверсии водяного газа и декарбонизации. Этот способ представляет собой длительный процесс, включающий сложную реакцию конверсии водяного газа, требующую высоких затрат. Другой пример: в патенте Китая CN200310108146.Х описан способ производства жидких углеводородных продуктов из синтез-газа посредством синтеза Фишера-Тропша с использованием двухстадийного устройства; инертный газ, образующийся в устройстве синтеза Фишера-Тропша первой стадии, накапливается в устройстве второй стадии. При реализации этого способа на практике, концентрацию инертного газа в газе, циркулирующем в устройстве второй стадии, необходимо снижать путем увеличения количества газа, отводимого из устройства второй стадии, для поддержания его функционирования, тем самым, снижается экономическая эффективность системы в целом, и не удается эффективно решить проблему низкого соотношения водород/углерод в исходном синтез-газе. Кроме того, в патенте Китая CN101979468А описан способ, заключающийся в направлении отводимого отходящего газа в устройство реформинга диоксида углерода, в котором посредством реакции реформинга между обогащенным метаном неконденсирующимся отходящим газом и диоксидом углерода процесса декарбонизации образуется синтез-газ, смешивании полученного синтез-газа с исходным синтез-газом, регулировании отношения водород/углерод при помощи реакции конверсии водяного газа, отделении диоксида углерода путем декарбонизации и, затем, использовании полученного газа в качестве исходного синтез-газа для реакции синтеза Фишера-Тропша. Недостатком этого способа является не только сложный процесс конверсии водяного газа, но и значительные выбросы СО2.
Кроме этого, в промышленности насыщенный раствор NaCl подвергают электролизу с целью получения NaOH, Cl2 и Н2, которые используют в качестве исходных материалов для производства ряда химических продуктов. Эта отрасль промышленности называется хлорщелочной и является одной из основ химической промышлености. Механизм указанного процесса следующий:
Реакция на аноде: 2Cl--2e-=Cl2↑(реакция окисления)
Реакция на катоде: 2H++2e-=H2↑(реакция восстановления)
В промышленности этот механизм реакции обычно используют для производства NaOH, Cl2 и Н2 в электролизере.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной из целей настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс. Эти способ и устройство позволяют значительно снизить сложность и стоимость процесса конверсии водяного газа и уменьшить выбросы СО2, являющегося парниковым газом.
Для достижения указанной цели, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, им обеспечивается способ проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, при этом, способ включает:
1) газификацию исходного материала с целью получения сырого синтез-газа, содержащего Н2, СО и СО2 для синтеза Фишера-Тропша;
2) электролиз насыщенного раствора NaCl с использованием промышленного хлорщелочного процесса с целью получения раствора NaOH, Cl2 и H2;
3) удаление СО2 из сырого синтез-газа с использованием раствора NaOH, полученного на стадии 2), с целью получения чистого синтез-газа; и
4) вдувание Н2, полученного на стадии 2), в чистый синтез-газ с целью регулирования молярного отношения СО/Н2 в чистом синтез-газе так, чтобы оно удовлетворяло требованиям реакции синтеза Фишера-Тропша, и, затем, производство соответствующих жидких и парафиновых углеводородов.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 3) СО2, диспергированный в сыром синтез-газе, промывают путем непосредственного газожидкостного контакта между раствором NaOH и сырым синтез-газом с получением чистого синтез-газа.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 3) СО2 сначала отделяют от сырого синтез газа с получением чистого синтез-газа, а затем СО2 абсорбируют раствором NaOH.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 3) полученный и оставшийся, если есть, после абсорбирования СО2 из сырого синтез-газа раствор NaOH конденсируют и кристаллизуют в качестве побочного продукта.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 3) полученный и оставшийся, если есть, после абсорбирования СО2 из сырого синтез-газа раствор NaOH используют для удаления СО2 из отходящего промышленного газа или газов, образовавшихся в других процессах.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 4) молярное отношение СО/Н2 в чистом синтез-газе регулируют в диапазоне от 1:1,5 до 2,5.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 1) концентрацию компонентов полученного сырого синтез-газа регулируют в диапазонах СО: 5-60%, Н2: 5-45%, СО2: 5-30% в пересчете на сухое вещество, остальное - неизбежные газообразные примеси.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, на стадии 1) исходным материалом является уголь, биомасса, тяжелая нефть, природный газ, отходы агролесоводства, бытовые отходы или их смесь.
Устройство для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, предназначено для реализации описанного выше способа и включает устройство газификации, хлорщелочной электролизер, первое устройство промывки газа, реактор синтеза Фишера-Тропша, при этом, выходной для синтез-газа конец устройства газификации соединен со впуском газа первого устройства промывки газа системой трубопроводов, выпуск газа первого устройства промывки газа соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов; выпуск водорода хлорщелочного электролизера также соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора первого устройства промывки газа системой трубопроводов.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера дополнительно соединен со впуском промывочного раствора второго устройства промывки газа системой трубопроводов, впуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом отходящего газа или других содержащих СО2 газов, выпуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом последующего процесса или с атмосферой.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, устройство промывки газа представляет собой насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну.
Другое устройство для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, предназначенное для реализации описанного выше способа, включает устройство газификации, хлорщелочной электролизер, устройство декарбонизации, первое устройство промывки газа и реактор синтеза Фишера-Тропша, при этом, выходной для синтез-газа конец устройства газификации соединен со впуском сырого синтез-газа устройства декарбонизации системой трубопроводов, выпуск чистого синтез-газа устройства декарбонизации соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск диоксида углерода устройства декарбонизации соединен со впуском газа первого устройства промывки газа системой трубопроводов; выпуск водорода хлорщелочного электролизера также соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора первого устройства промывки газа системой трубопроводов.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера дополнительно соединен со впуском промывочного раствора второго устройства промывки газа системой трубопроводов, впуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом отходящего газа или других содержащих СО2 газов, выпуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом последующего процесса или с атмосферой.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, устройство промывки газа представляет собой насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну.
В одном из типов этого варианта осуществления изобретения, устройство декарбонизации представляет собой устройство адсорбции со сдвигом давления или устройство низкотемпературной промывки метанолом.
Способу и устройству для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, соответствующим вариантам осуществления настоящего изобретения, свойственны следующие преимущества.
Во-первых, благодаря настоящему изобретению хлорщелочной процесс вводится в синтез Фишера-Тропша, хлорщелочная отрасль промышленности органически сочетается с синтезом Фишера-Тропша, позволяет регулировать состав чистого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша с использованием водорода, который является продуктом хлорщелочного процесса, чтобы синтез-газ отвечал требованиям по молярному отношению углерод/водород (СО/Н2), предъявляемым к исходному газу реакции синтеза Фишера-Тропша, тем самым, упрощая обработку в процессе конверсии водяного газа и достигая цели упрощения или исключения процесса конверсии в синтезе Фишера-Тропша.
Во-вторых, в соответствии с настоящим изобретением, диоксид углерода удаляют из сырого синтез-газа путем приведения раствора каустической соды, который является другим продуктом хлорщелочного процесса, в контакт содержащим СО2 сырым синтез-газом, что не только оказывает существенное влияние на снижение выбросов парниковых газов, но также позволяет рентабельно и эффективно использовать продукты хлорщелочного процесса.
В-третьих, устройство настоящего изобретения позволяет упростить процесс конверсии в синтезе Фишера-Тропша и существенно повысить экономическую эффективность синтеза Фишера-Тропша и устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой структурную схему устройства для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 2 представлена модифицированная структура устройства для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для дополнительной иллюстрации изобретения далее описаны эксперименты, подробно поясняющие способ и устройство для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс. Нужно отметить, что нижеследующие примеры предназначены для описания, а не для ограничения изобретения.
На фиг. 1 показано устройство для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, в которое входит устройство 1 газификации, хлорщелочной электролизер 2, первое устройство 3 промывки газа и реактор 4 синтеза Фишера-Тропша, при этом, устройство 1 газификации представляет собой газификатор, например, газификатор Luigi, газификатор Texaco, газификатор Shell или газификатор Hangtian, и включает впуск 1-2 исходного материала, впуск 1-3 окислителя, впуск 1-4 воды и выходной для синтез-газа конец 1-1; хлорщелочной электролизер 2 включает выпуск 2-1 водорода, выпуск 2-2 раствора каустической соды, выпуск 2-3 хлора и впуск 2-4 насыщенного раствора NaCl; реактор 4 синтеза Фишера-Тропша включает впуск 4-1 исходного газа, выпуск 4-2 продукта синтеза, выпуск 4-3 отходящего потока и отходов и выпуск 4-4 отходящего газа; первое устройство 3 промывки газа включает впуск 3-1 газа, выпуск 3-2 газа, впуск 3-3 промывочного раствора и выпуск 3-4 побочного продукта; второе устройство 5 промывки газа включает впуск 5-1 газа, выпуск 5-2 газа и впуск 5-3 промывочного раствора. Выходной для синтез газа конец 1-1 устройства 1 газификации соединен со впуском 3-1 газа первого устройства 3 промывки газа системой трубопроводов, выпуск 3-2 газа первого устройства 3 промывки газа соединен со впуском 4-1 исходного газа реактора 4 синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов; выпуск 2-1 водорода хлорщелочного электролизера 2 также соединен со впуском 4-1 исходного газа реактора 4 синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск 2-2 раствора каустической соды хлорщелочного электролизера 2 соединен со впуском 3-3 промывочного раствора первого устройства 3 промывки газа системой трубопроводов; выпуск 2-2 раствора каустической соды хлорщелочного электролизера 2 дополнительно соединен со впуском 5-3 промывочного раствора второго устройства 5 промывки газа системой трубопроводов, впуск 5-1 газа второго устройства 5 промывки газа соединен с трубопроводом 7 сбросного газа или других содержащих СО2 газов, выпуск 5-2 газа второго устройства 5 промывки газа соединен с трубопроводом 8 последующего процесса или с атмосферой. Первое устройство 3 промывки газа и второе устройство 5 промывки газа, при этом, представляют собой, соответственно, насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну.
На фиг. 2 показано другое устройство для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, представляющего собой модифицированный вариант структуры фиг. 1, в которое входит устройство 1 газификации, хлорщелочной электролизер 2, устройство 6 декарбонизации, первое устройство 3 промывки газа и реактор 4 синтеза Фишера-Тропша, при этом, выходной для синтез-газа конец 1-1 устройства 1 газификации соединен со впуском 6-1 сырого синтез-газа устройства 6 декарбонизации системой трубопроводов, выпуск 6-3 чистого синтез-газа устройства 6 декарбонизации соединен со впуском 4-1 исходного газа реактора 4 синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск 6-2 диоксида углерода устройства 6 декарбонизации соединен со впуском 3-1 газа первого устройства 3 промывки газа системой трубопроводов; выпуск 2-1 водорода хлорщелочного электролизера 2 также соединен со впуском 4-1 исходного газа реактора 4 синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов, выпуск 2-2 раствора каустической соды хлорщелочного электролизера 2 соединен со впуском 3-3 промывочного раствора первого устройства 3 промывки газа системой трубопроводов; выпуск 2-2 каустической соды хлорщелочного электролизера 2 дополнительно соединен со впуском 5-3 промывочного раствора второго устройства 5 промывки газа системой трубопроводов, впуск 5-1 газа второго устройства 5 промывки газа соединен с трубопроводом 7 сбросного газа или других содержащих СО2 газов, выпуск 5-2 газа второго устройства 5 промывки газа соединен с трубопроводом 8 последующего процесса или с атмосферой. Первое устройство 3 промывки газа и второе устройство 5 промывки газа, при этом, представляют собой, соответственно, насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну; устройство 6 декарбонизации представляет собой устройство адсорбции со сдвигом давления или устройство низкотемпературной промывки метанолом.
Способ, осуществляемый посредством устройства для проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, показанного на фиг. 1, включает следующие стадии: исходный материал, окислитель и воду для синтеза Фишера-Тропша подают в устройство 1 газификации для газификации, соответственно, через впуск 1-2 исходного материала, впуск 1-3 окислителя и впуск 1-4 воды устройства 1 газификации с целью получения сырого синтез-газа с основными компонентами Н2, СО и СО2 и составом CO: от 5 до 60%, H2: от 5 до 45% и CO2: от 5 до 30% в пересчете на сухое вещество, остальное - неизбежные газообразные примеси. Выходящий из выходного для синтез-газа конца 1-1 устройства 1 газификации сырой синтез-газ поступает в первое устройство 3 промывки газа через впуск 3-1 газа первого устройства 3 промывки газа. В то же время, насыщенный раствор NaCl подвергают электролизу с получением водорода, хлора и раствора NaOH в хлорщелочном электролизере 2, раствор NaOH, образовавшийся при электролизе, подают через выпуск 2-2 раствора каустической соды в первое устройство 3 промывки газа через впуск 3-3 промывочного раствора первого устройства 3 промывки газа с целью получения чистого синтез-газа путем удаления СО2 из сырого синтез-газа. В то же время, образовавшийся раствор NaHCO3 и Na2CO3 выводят через выпуск 3-4 побочного продукта первого устройства 3 промывки газа и направляют на продажу или использование в качестве твердого продукта после концентрирования и кристаллизации. Оставшийся после абсорбции сырого синтез-газа раствор NaOH может быть использован для удаления СО2 из отходящего промышленного газа или газов, образовавшихся в других процессах. Кроме того, в то же время, Н2, полученный в результате хлорщелочного процесса, вдувают в чистый синтез-газ для регулирования молярного отношения углерод/водород (СО/Н2) в чистом синтез-газе до 1:1,5-2,5 в соответствии с требованиями регулирования расхода водорода в синтезе Фишера-Тропша, затем чистый синтез-газ подают в реактор 4 синтеза Фишера-Тропша через впуск 4-1 исходного газа реактора 4 синтеза Фишера-Тропша с целью производства соответствующих жидких углеводородов и парафиновых углеводородов посредством реакции синтеза. Жидкие углеводородные продукты, полученные посредством этой реакции, выводят через выпуск 4-2 продукта синтеза, отходящий поток и отходы выводят через выпуск 4-3 отходящего потока и отходов, отходящий газ выводят через выпуск 4-4 отходящего газа. Более подробно данный способ отражен в примерах 1-3.
Разница между способом, показанным на фиг. 2, и способом, показанным на фиг. 1, состоит в том, что на фиг. 1 чистый синтез-газ получают путем удаления СО2 из сырого синтез-газа в результате непосредственного газожидкостного контакта между раствором NaOH и сырым синтез-газом, тогда как на фиг. 2 чистый синтез-газ получают путем централизованного отделения СО2 от сырого синтез-газа, после чего СО2, полученный путем централизованного отделения, поглощают раствором NaOН. Более подробно данный способ отражен в примерах 4-6.
Кроме этого, раствор NaOН, образовавшийся в результате электролиза в хлорщелочном электролизере 2, может далее не использоваться для абсорбции СО2 из сырого синтез-газа или отходящего газа, а весь хлорщелочной процесс может использоваться только в качестве источника водорода для регулирования молярного отношения углерод/водород в синтез-газе.
Пример 1
Использовали газификатор биомассы при нормальном давлении, биомассу в качестве исходного материала, воздух в качестве окислителя, расход синтез-газа 8200 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 23,28%, H2: 8,65%, CO2: 16,82%, N2: 50,19%, Ar: 0,65%, другие газообразные примеси: 0,41%.
Со ссылкой на фиг. 1 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 5454,81 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для промывки синтез-газа и абсорбции из него СО2 с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 2759,14 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (2695,67 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 10,4%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 35,99%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,8.
Пример 2
Использовали газификатор биомассы при нормальном давлении, биомассу в качестве исходного материала, 98% (% мол.) О2 в качестве окислителя, расход синтез-газа 8200 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 48,10%, H2: 23,29%, CO2: 20,84%, N2: 3,56%, другие газообразные примеси: 4,20%.
Со ссылкой на фиг. 1 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 10380,08 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для промывки синтез-газа и абсорбции из него СО2 с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 1708,88 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (8671,20 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 29,43%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 60,78%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,8.
Пример 3
Использовали газификатор Texaco нормального давления. Крупнокусковой уголь в качестве исходного материала и 99% (% мол.) О2 в качестве окислителя смешивали с водой с получением суспензии угля в воде, которую затем подавали в газификатор. Расход синтез газа составил 23622 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 40,28%, H2: 48,28%, CO2: 7,94%, N2: 3,10%, другие газообразные примеси: 0,40%.
Со ссылкой на фиг. 1 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 13347,37 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для промывки синтез-газа и абсорбции из него СО2 с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 3751,17 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (9596,20 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 52,44%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 63,61%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,9.
Пример 4
Использовали газификатор биомассы при нормальном давлении, биомассу в качестве исходного материала, воздух в качестве интенсификатора горения, расход синтез-газа 8200 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 23,28%, H2: 8,65%, CO2: 16,82%, N2: 50,19%, Ar: 0,65%, другие газообразные примеси: 0,41%.
Со ссылкой на фиг. 2 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 5454,81 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для абсорбции СО2, образующегося при адсорбционной декарбонизации синтез-газа со сдвигом давления, с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 2759,14 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (2695,67 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 10,4%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 35,99%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,8.
Пример 5
Использовали газификатор биомассы при нормальном давлении, биомассу в качестве исходного материала, воздух в качестве интенсификатора горения, расход синтез-газа 8200 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 48,10%, H2: 23,29%, CO2: 20,84%, N2: 3,56%, другие газообразные примеси: 4,20%.
Со ссылкой на фиг. 2 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 10380,08 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для абсорбции СО2, образующегося при адсорбционной декарбонизации синтез-газа со сдвигом давления, с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 1708,88 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (8671,2 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 29,43%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 60,78%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,8.
Пример 6
Использовали газификатор Texaco нормального давления. Крупнокусковой уголь в качестве исходного материала и 99% (% мол.) О2 в качестве окислителя смешивали с водой с получением суспензии угля в воде, которую затем подавали в газификатор. Расход синтез газа составил 23622 кмоль/ч, состав синтез-газа в пересчете на сухое вещество (% мол.): CO: 40,28%, H2: 48,28%, CO2: 7,94%, N2: 3,10%, другие газообразные примеси: 0,40%.
Со ссылкой на фиг. 2 способ может быть описан следующим образом: расход являющегося исходным материалом в хлорщелочном процессе раствора NaCl поддерживали равным 13347,37 кмоль/ч, полученный раствор NaOH использовали для абсорбции СО2, образующегося при декарбонизации синтез-газа с использованием низкотемпературного метанола, с получением чистого синтез-газа. В этом процессе расходовалось 3751,17 кмоль/ч раствора NaOН, оставшийся NaOH (9596,20 кмоль/ч) использовали для абсорбции отходящего газа; Н2, полученный в хлорщелочном процессе, смешивали с чистым синтез-газом после его промывки для регулирования отношения водород/углерод в синтез-газе, после чего смешанный газ использовали в качестве исходного газа синтеза Фишера-Тропша, Cl2, полученный в хлорщелочном процессе, переводили в жидкую форму для продажи; при этом, содержание Н2 (% мол.) в чистом синтез-газе после промывки составляло 52,44%, а в исходном газе синтеза Фишера-Тропша - 63,61%.
Степень абсорбции СО2 в синтез-газе достигала 99%, СО/Н2 в исходном газе синтеза Фишера-Тропша составило 1:1,9.
Если не указано иное, числовые диапазоны в настоящем изобретении включают граничные значения. Хотя были показаны и описаны конкретные варианты осуществления изобретения, специалистам в данной области очевидно, что возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки изобретения в его наиболее широком понимании, следовательно, целью прилагаемой формулы изобретения является охват всех подобных изменений и модификаций, как входящих в рамки истинного существа и объема изобретения.

Claims (37)

1. Способ проведения синтеза Фишера-Тропша, включающего хлорщелочной процесс, при этом способ включает:
1) газификацию исходного материала с целью получения сырого синтез-газа, содержащего Н2, СО и СО2, для синтеза Фишера-Тропша;
2) электролиз насыщенного раствора NaCl с использованием промышленного хлорщелочного процесса с целью получения раствора NaOH, Cl2 и H2;
3) удаление СО2 из сырого синтез-газа с использованием раствора NaOH, полученного на стадии 2), с целью получения чистого синтез-газа или на стадии 3) СО2 сначала отделяют от сырого синтез газа с получением чистого синтез газа, а затем СО2 абсорбируют водным раствором NaOH, полученным на стадии 2);
4) вдувание Н2, полученного на стадии 2), в чистый синтез-газ с целью регулирования молярного отношения СО/Н2 в чистом синтез-газе так, чтобы оно удовлетворяло требованиям реакции синтеза Фишера-Тропша, и затем производство соответствующих жидких углеводородов и парафиновых продуктов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 3) СО2, диспергированный в сыром синтез-газе, промывают путем непосредственного газожидкостного контакта между раствором NaOH и сырым синтез-газом с получением чистого синтез-газа.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 3) СО2 сначала отделяют от сырого синтез-газа с получением чистого синтез-газа, а затем СО2 абсорбируют раствором NaOH.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 3) оставшийся, если есть, после абсорбирования СО2 из сырого синтез-газа раствор NaOH конденсируют и кристаллизуют в качестве побочного продукта.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 3) оставшийся, если есть, после абсорбирования СО2 из сырого синтез-газа раствор NaOH используют для удаления СО2 из отходящего промышленного газа или газов, образовавшихся в других процессах.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на стадии 4) молярное отношение СО/Н2 в чистом синтез-газе регулируют в диапазоне от 1:1,5 до 2,5.
7. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на стадии 1) концентрацию компонентов полученного сырого синтез-газа регулируют в диапазонах: СО 5-60%, Н2 5-45%, СО2 5-30% в пересчете на сухое вещество, остальное - неизбежные газообразные примеси.
8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что на стадии 1) исходным материалом является уголь, биомасса, тяжелая нефть, природный газ, отходы агролесоводства, бытовые отходы или их смесь.
9. Устройство для проведения способа синтеза Фишера-Тропша по пп.1-8, включающего хлорщелочной процесс, включающее:
устройство газификации, включающее выходной для синтез-газа конец;
хлорщелочной электролизер, включающий выпуск водорода и выпуск раствора каустической соды;
первое устройство промывки газа, включающее впуск газа, выпуск газа и впуск промывочного раствора; и
реактор синтеза Фишера-Тропша, включающий впуск исходного газа; при этом
выходной для синтез-газа конец устройства газификации соединен со впуском газа первого устройства промывки газа системой трубопроводов;
выпуск газа первого устройства промывки газа соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов;
выпуск водорода хлорщелочного электролизера соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов и
выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора первого устройства промывки газа системой трубопроводов.
10. Устройство по п. 9, дополнительно включающее второе устройство промывки газа, включающее впуск газа и выпуск газа, отличающееся тем, что выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора второго устройства промывки газа системой трубопроводов, впуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом отходящего газа или других содержащих СО2 газов, выпуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом последующего процесса или с атмосферой.
11. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что устройство промывки газа представляет собой насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну.
12. Устройство для проведения способа синтеза Фишера-Тропша по пп.1-8, включающего хлорщелочной процесс, включающее
устройство газификации, включающее выходной для синтез-газа конец, впуск газа;
хлорщелочной электролизер, включающий выпуск водорода, выпуск каустической соды;
устройство декарбонизации, включающее впуск сырого синтез-газа, выпуск чистого синтез-газа, выпуск диоксида углерода;
первое устройство промывки газа, включающее впуск промывочного раствора; и
реактор синтеза Фишера-Тропша, включающий впуск исходного газа; при этом
выходной для синтез-газа конец устройства газификации соединен со впуском сырого синтез-газа устройства декарбонизации системой трубопроводов;
выпуск чистого синтез-газа устройства декарбонизации соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов;
выпуск диоксида углерода устройства декарбонизации соединен со впуском газа первого устройства промывки газа системой трубопроводов;
выпуск водорода хлорщелочного электролизера также соединен со впуском исходного газа реактора синтеза Фишера-Тропша системой трубопроводов и
выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора первого устройства промывки газа системой трубопроводов.
13. Устройство по п. 12, дополнительно включающее второе устройство промывки газа, включающее впуск газа и выпуск газа, отличающееся тем, что выпуск раствора каустической соды хлорщелочного электролизера соединен со впуском промывочного раствора второго устройства промывки газа системой трубопроводов, впуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом отходящего газа или других содержащих СО2 газов, выпуск газа второго устройства промывки газа соединен с трубопроводом последующего процесса или с атмосферой.
14. Устройство по п. 12 или 13, отличающееся тем, что устройство промывки газа представляет собой насадочную колонну, ситчатую колонну или оросительную колонну.
15. Устройство по п. 12 или 13, отличающееся тем, что устройство декарбонизации представляет собой устройство адсорбции со сдвигом давления или устройство низкотемпературной промывки метанолом.
RU2017146403A 2015-06-09 2016-04-15 Способ согласованного комплексного использования хлорщелочного процесса и синтеза фишера-тропша и соответствующее оборудование RU2679909C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510311714.9A CN104974780B (zh) 2015-06-09 2015-06-09 氯碱法与费托合成综合利用调节工艺及其设备
CN201510311714.9 2015-06-09
PCT/CN2016/079381 WO2016197702A1 (zh) 2015-06-09 2016-04-15 氯碱法与费托合成综合利用调节工艺及其设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679909C1 true RU2679909C1 (ru) 2019-02-14

Family

ID=54271753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017146403A RU2679909C1 (ru) 2015-06-09 2016-04-15 Способ согласованного комплексного использования хлорщелочного процесса и синтеза фишера-тропша и соответствующее оборудование

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10221360B2 (ru)
EP (1) EP3309238A4 (ru)
JP (1) JP6574494B2 (ru)
CN (1) CN104974780B (ru)
AU (2) AU2016276061A1 (ru)
CA (1) CA2988616A1 (ru)
RU (1) RU2679909C1 (ru)
WO (1) WO2016197702A1 (ru)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104974780B (zh) * 2015-06-09 2017-03-08 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 氯碱法与费托合成综合利用调节工艺及其设备
DE102016203947A1 (de) * 2016-03-10 2017-09-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur elektrochemischen Herstellung von Synthesegas
CN105801354B (zh) * 2016-04-29 2018-08-10 昆明理工大学 一种将电解铝高温烟气中的二氧化碳转化为甲醇的装置及方法
CN108179438A (zh) * 2018-02-23 2018-06-19 姚莉萍 一种进排气装置
JP7432997B2 (ja) * 2019-05-24 2024-02-19 三菱重工業株式会社 合成物生産システム及び合成物生産方法
GB202016416D0 (en) * 2020-10-16 2020-12-02 Johnson Matthey Davy Technologies Ltd Process for synthesising hydrocarbons
GB2612647B (en) * 2021-11-09 2024-04-24 Nordic Electrofuel As Fuel generation system and process

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277338B1 (en) * 1997-10-10 2001-08-21 Syntroleum Corporation System for converting light hydrocarbons to heavier hydrocarbons with separation of water into oxygen and hydrogen
RU2396204C2 (ru) * 2008-10-24 2010-08-10 Владимир Николаевич Серебряков Способ получения синтез-газа и продуктов органического синтеза из диоксида углерода и воды
CN102584527A (zh) * 2011-12-31 2012-07-18 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种煤盐综合利用方法
CN102660330A (zh) * 2012-04-19 2012-09-12 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种以煤炭、石油、天然气、盐为原料联产多种化工产品的方法
RU2510388C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Эпитек" Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6169993A (ja) * 1984-09-14 1986-04-10 Toshiba Corp 副生水素利用苛性ソ−ダ電解製造設備
US7727374B2 (en) * 2004-09-23 2010-06-01 Skyonic Corporation Removing carbon dioxide from waste streams through co-generation of carbonate and/or bicarbonate minerals
KR100703465B1 (ko) * 2005-08-09 2007-04-03 한춘 폐플라스틱 가스화로부터 생산되는 합성가스 정제용 리튬계반응제의 제조방법
JP2012513944A (ja) * 2007-12-28 2012-06-21 カレラ コーポレイション Ｃｏ２を捕捉する方法
EP2166064A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-24 Siemens Aktiengesellschaft A chemical product providing system and method for providing a chemical product
FI20105503A (fi) * 2010-05-10 2011-11-11 Neste Oil Oyj Menetelmä hiilivetykoostumuksen tuottamiseksi
CN102212396B (zh) * 2011-05-04 2013-01-23 南京航空航天大学 带co2捕集的煤气化费托合成燃料联产电系统及方法
EP2540663B1 (en) * 2011-06-30 2019-07-31 Neste Oyj Method for adjusting hydrogen to carbon monoxide ratio in synthesis gas
US9702049B1 (en) * 2012-05-14 2017-07-11 Melahn L. Parker Biowaste treatment and recovery system
KR101928613B1 (ko) * 2012-06-13 2018-12-12 사우디 아라비안 오일 컴퍼니 통합된 전기분해 전지 및 탄화수소 가스화 반응기로부터 수소의 제조
CN102730637B (zh) * 2012-07-17 2014-12-10 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 低碳排放的费托合成尾气综合利用工艺
CN103525466A (zh) * 2013-10-22 2014-01-22 东南大学 一种煤间接液化并分离二氧化碳的方法和装置
CN104974780B (zh) * 2015-06-09 2017-03-08 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 氯碱法与费托合成综合利用调节工艺及其设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277338B1 (en) * 1997-10-10 2001-08-21 Syntroleum Corporation System for converting light hydrocarbons to heavier hydrocarbons with separation of water into oxygen and hydrogen
RU2396204C2 (ru) * 2008-10-24 2010-08-10 Владимир Николаевич Серебряков Способ получения синтез-газа и продуктов органического синтеза из диоксида углерода и воды
CN102584527A (zh) * 2011-12-31 2012-07-18 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种煤盐综合利用方法
CN102660330A (zh) * 2012-04-19 2012-09-12 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种以煤炭、石油、天然气、盐为原料联产多种化工产品的方法
RU2510388C2 (ru) * 2012-05-23 2014-03-27 Закрытое акционерное общество "Эпитек" Способ получения углеводородных бензиновых фракций из синтез-газа, разбавленного азотом и диоксидом углерода (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
EP3309238A1 (en) 2018-04-18
WO2016197702A1 (zh) 2016-12-15
JP2018521163A (ja) 2018-08-02
CN104974780B (zh) 2017-03-08
US20180094196A1 (en) 2018-04-05
US10221360B2 (en) 2019-03-05
JP6574494B2 (ja) 2019-09-11
AU2016276061A1 (en) 2018-01-04
EP3309238A4 (en) 2019-01-09
CA2988616A1 (en) 2016-12-15
CN104974780A (zh) 2015-10-14
AU2019232817A1 (en) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2679909C1 (ru) Способ согласованного комплексного использования хлорщелочного процесса и синтеза фишера-тропша и соответствующее оборудование
Irfan et al. Production of hydrogen enriched syngas from municipal solid waste gasification with waste marble powder as a catalyst
Tian et al. Syngas production from air-steam gasification of biomass with natural catalysts
Ge et al. Catalytic supercritical water gasification mechanism of coal
RU2394754C1 (ru) Способ получения водорода из углеводородного сырья
CN102703108B (zh) 一种费托合成及尾气利用的工艺方法
CN114854457B (zh) 一种含有可燃烧气体的混合气的脱碳脱硫方法
Eze et al. Maximizing the potentials of biogas through upgrading
CN208182929U (zh) 一种将气化和电解耦合生产合成气的系统
Martin-Sanchez et al. Improving the production of hydrogen from the gasification of carbonaceous solids using supercritical water until 1000 bar
Ghasemzadeh et al. Economic assessment of methanol production
WO2022244659A1 (ja) 水素製造システム
BR112019011989A2 (pt) método e dispositivo para produzir compostos or-gânicos a partir de biogás
US9334454B2 (en) Method for producing synthesis natural gas using straw gas
CN114686265A (zh) 一种新型超临界水煤气化制氢及co2分离方法
TW202311509A (zh) 無二氧化碳排放之製造合成燃料的設備與方法
CN111153387B (zh) 酸洗煤含氟废液的回收方法及设备
CN210635948U (zh) 利用电解水技术实现沼气电化学提纯制取生物天然气系统
WO2020067181A1 (ja) ガス処理方法及びガス処理装置
CN105505465A (zh) 一种利用含碳原料生产合成气的方法
Vargas et al. Comparative exergy assessment of residual biomass gasification routes for hydrogen and ammonia production
CN105347302B (zh) 一种天然气转化生产合成气的方法
CN103992198A (zh) 一种以焦炉煤气为原料生产苯的工艺
CN116924331B (zh) 一种天然气制氢系统
García Fernández et al. Biogas conversion to green hydrogen by catalytic sorption enhanced steam reforming (SESR): The feasibility study

Legal Events

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

Effective date: 20200416