RU2734821C2 - Способ получения синтез-газа - Google Patents

Способ получения синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
RU2734821C2
RU2734821C2 RU2017107429A RU2017107429A RU2734821C2 RU 2734821 C2 RU2734821 C2 RU 2734821C2 RU 2017107429 A RU2017107429 A RU 2017107429A RU 2017107429 A RU2017107429 A RU 2017107429A RU 2734821 C2 RU2734821 C2 RU 2734821C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
partial
synthesis gas
hydrogen
syngas
Prior art date
Application number
RU2017107429A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017107429A3 (ru
RU2017107429A (ru
Inventor
Альбрехт ХАЙНЦЕЛЬ
Рашид МАБРУК
Original Assignee
Линде Акциенгезелльшафт
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 Линде Акциенгезелльшафт filed Critical Линде Акциенгезелльшафт
Publication of RU2017107429A publication Critical patent/RU2017107429A/ru
Publication of RU2017107429A3 publication Critical patent/RU2017107429A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2734821C2 publication Critical patent/RU2734821C2/ru

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
    • C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
    • C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
    • 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
    • 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
    • C01B3/36—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 using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—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
    • C01B3/38—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 using catalysts
    • 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
    • C01B3/38—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 using catalysts
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • 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
    • C01B3/48—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 followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • 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
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0211—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a non-catalytic reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1258—Pre-treatment of the feed
    • C01B2203/1264—Catalytic pre-treatment of the feed
    • C01B2203/127—Catalytic desulfurisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/141—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/42—Hydrogen of special source or of special composition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу получения углеводородов. Способ осуществляют путем получения первого (3) и второго (4) частичных сырьевых потоков из содержащего углеводороды сырьевого потока (1). Причем первый частичный сырьевой поток (3) превращают путем парциального окисления или автотермического риформинга (R) в первый поток синтез-газа (8), а второй частичный сырьевой поток (4) превращают посредством парового риформинга (D) во второй поток синтез-газа (10). Затем объединяют с первым потоком синтез-газа (8) с образованием третьего потока синтез-газа (5), по меньшей мере первую часть (11) которого посредством синтеза Фишера-Тропша (F) превращают в поток неочищенного продукта (16), содержащий углеводороды с разными длинами цепей, из которого легкие углеводороды отделяют в остаточный газ (17), чтобы вернуть их в процесс и использовать в парциальном окислении или автотермическом риформинге (R). При этом из по меньшей мере одной части (19) остаточного газа (17) выделяют ненасыщенные углеводороды (21) с применением криогенных методов разделения, чтобы получить не содержащий ненасыщенных углеводородов поток (20) для применения в качестве сырья для парциального окисления или автотермического риформинга (R). Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности процесса. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к способу получения углеводородов, согласно которому из содержащего углеводороды сырьевого потока получают первый и второй частичные сырьевые потоки, причем первый превращают в поток синтез-газа посредством парциального окисления или автотермического риформинга, а второй превращают во второй поток синтез-газа посредством парового риформинга и затем объединяют с первым потоком синтез-газа с получением третьего потока синтез-газа, из которого по меньшей мере первую часть в результате синтеза Фишера-Тропша превращают в поток неочищенного продукта, содержащий углеводороды с разными длинами цепей, из которого легкие углеводороды удаляют в остаточный газ, чтобы вернуть их в цикл и использовать при парциальном окислении или автотермическом риформинге.
Подобный способ известен, например, из заявки WO2006/117499A1. Благодаря параллельному осуществлению парциального окисления (POX) или автотермического риформинга (ATR) и парового риформинга можно с выгодой объединить сильные стороны применяемых способов, в результате чего можно сравнительно просто и недорого получать отношение водорода к моноксиду углерода в синтез-газе в широком диапазоне значений и в соответствии с требованиями синтеза Фишера-Тропша. Одновременно заметно повышается эффективность производства синтез-газа по сравнению с отдельными процессами. Кроме того, использование содержащихся в остаточном газе углеводородов в процессах POX или ATR ведет в высокому выходу продукта в процессе.
Обычно в синтезе Фишера-Тропша получают поток неочищенного продукта, который содержит, в частности, синтетическую нефть, так называемую synthetic crude, легкие углеводороды с четырьмя или менее атомами углерода, тяжелые углеводороды с пятью или более (предпочтительно до 60) атомами углерода, а также непрореагировавший синтез-газ. Обычно в холодной ловушке из потока неочищенного продукта отделяют остаточный газ, который наряду с насыщенными и ненасыщенными легкими углеводородами содержит также оксигенаты и непрореагировавший синтез-газ.
Первый частичный сырьевой поток после предварительного нагрева за счет охлаждаемых технологических потоков смешивают с возвращаемым остаточным газом, вводят в реактор POX или ATR и приводят в экзотермическую реакцию с технически чистым кислородом, который подают в реактор в подстехиометрическом количестве.
Из-за возвращения остаточного газа максимально возможная температура предварительного нагрева сырья для процесса POX или ATR ограничена температурами, при которых ненасыщенные углеводороды не разлагаются и не ведут к образованию отложений сажи в трубопроводах и реакторе. Чтобы, тем не менее, можно было достичь температур, необходимых для конверсии сырья, необходимо обеспечить повышенное количество кислорода, что очень существенно ухудшает экономическую эффективность процесса.
В связи с этим в основе изобретения стоит задача разработать способ указанного во введении типа, который усовершенствован в отношении вышеназванных проблем.
Согласно изобретению, поставленная задача решена тем, что из, по меньшей мере, части остаточного газа удаляют ненасыщенные углеводороды, чтобы получить массовый поток, по существу не содержащий ненасыщенных углеводородов, в качестве сырья для парциального окисления или автотермического риформинга.
Для отделения ненасыщенных углеводородов целесообразно применять криогенные методы разделения, которые известны из уровня техники для таких целей.
Предпочтительно, полученный из поступающего с синтеза Фишера-Тропша остаточного газа массовый поток, по существу не содержащий ненасыщенных углеводородов, предварительно нагревают вместе с первым частичным сырьевым потоком или независимо от него и подают на POX или ATR. Вследствие практически полного отсутствия ненасыщенных углеводородов можно без риска образования отложений сажи осуществить подогрев до существенно более высоких температур, чем согласно уровню техники, благодаря чему можно провести процесс POX или ATR при заметно меньшем количестве кислорода. Предпочтительно, по существу не содержащий ненасыщенных углеводородов массовый поток предварительно нагревают до температур вплоть до 450°C, если его подают в реактор POX. Если же он подается в реактор ATR, возможен подогрев даже до температур вплоть до 600°C, так как используемый здесь пар препятствует процессам разложения.
Один вариант осуществления изобретения предусматривает выделение ненасыщенных углеводородов только из части остаточного газа, а остальное возвращают на синтез Фишера-Тропша как сырье и/или используют в качестве топлива.
Удаленные из остаточного газа ненасыщенные углеводороды, под которыми имеются в виду главным образом соединения с 2 или 3 атомами углерода, можно отправить в отходы. Однако в соответствии с предлагаемым способом согласно настоящему изобретению более целесообразно использовать их для режима недожога или выпускать как актив в виде продукта для вторичной переработки или сжигания.
Предпочтительно обессеривать сырьевой поток, который представляет собой, например, природный газ, или оба частичных сырьевых потока, причем обессеривание в контексте настоящего изобретения означает снижение содержания серы и/или по меньшей мере одного соединения серы (предпочтительно нескольких или всех соединений серы) в рассматриваемом массовом потоке до содержаний ниже заданного значения, в частности, ниже 10 ppm, предпочтительно ниже 1 ppm. Целесообразно проводить обессеривание с применением водорода (например, посредством гидродесульфирования), причем этот водород может быть получен, например, из части потока синтез-газа и/или из остаточного газа, отделенного от потока неочищенного продукта синтеза Фишера-Тропша.
Согласно одному варианту осуществления изобретения предусмотрено, кроме того, провести сырьевой поток перед разделением на два частичных сырьевых потока через адсорбционную установку, при этом, в частности, адсорбируется одно или несколько находящихся в сырьевом потоке соединений серы и, тем самым, удаляются из сырьевого потока. Под удаляемыми соединениями речь идет, например, о H2S, CS2, COS и/или HCN. Наряду с этим, не исключается возможность вместо всего сырьевого потока соответствующим образом обрабатывать два частичных сырьевых потока, каждый в собственной адсорбционной установке.
Из-за разных способов получения первый поток синтез-газа, полученный в результате POX или ATR, обычно имеет другой состав, чем второй поток, полученный в результате парового риформинга, так что можно влиять на отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа, получаемом путем соединения обоих потоков, через изменение отношения объемных расходов. Для этого можно, например, регулировать разделение сырьевого потока на два частичных сырьевых потока, чтобы установить заданное значение отношения водорода к моноксиду углерода в синтез-газе. Альтернативно или дополнительно можно также изменять отношение объемных расходов первого и второго потоков синтез-газа перед их объединением в третий поток синтез-газа путем регулируемого ответвления одного или нескольких частичных потоков.
Предпочтительно, указанное отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа устанавливают на значение в интервале от 1,5 до 2,5.
Кроме того, согласно одному варианту осуществления изобретения предусмотрено охлаждение первого и второго потоков синтез-газа и/или образованного из них третьего потока синтез-газа водой, при этом образующийся водяной пар применяется, в частности, для генерации электроэнергии. При этом целесообразно перегревать водяной пар в системе утилизации отходящего тепла реактора, применяемого для парового риформинга второго частичного сырьевого потока, прежде чем дросселировать его в сопряженной с электрогенератором паровой турбине.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения, предусмотрено разделять третий поток синтез-газа на первый и второй частичные потоки синтез-газа, причем первый частичный поток синтез-газа используется как сырье в синтезе Фишера-Тропша, а второй частичный поток синтез-газа подвергается реакции сдвига водяного газа, при которой моноксид углерода, содержащий во втором частичном потоке синтез-газа, реагирует с водой с образованием водорода и диоксида углерода, так что содержание моноксида углерода во втором частичном потоке синтез-газа снижается, и одновременно повышается содержание водорода.
Второй частичный поток синтез-газа после реакции сдвига водяного газа предпочтительно подвергается короткоцикловой адсорбции, при этом содержащийся в прошедшем через реакцию сдвига частичном потоке синтез-газа диоксид углерода, а также метан и вода адсорбируются в адсорбере при первом давлении, и образуется водородсодержащий поток, который проводится через адсорбер и который имеет содержание водорода в диапазоне 98,0-99,9 об.%. Насыщенный адсорбер регенерируется при втором давлении, которое ниже, чем первое давление, при этом он промывается водородсодержащим потоком промывного газа, чтобы десорбировать и удалить из адсорбера адсорбированный диоксид углерода, а также другие абсорбированные вещества (например, метан и воду). Насыщенный поток промывного газа предпочтительно используется позднее в качестве топлива, чтобы, например, предоставить тепло для парового риформинга второго частичного сырьевого потока.
Согласно следующему варианту осуществления изобретения, из воздуха выделяют кислород (например, в установке криогенного разделения воздуха) и используют в качестве окислителя при парциальном окислении. Предпочтительно использовать в качестве окислителя чистый кислород, имеющий содержание кислорода по меньшей мере 95 об.%.
Далее, предусмотрено применять водород из содержащего водород третьего потока синтез-газа, полученного в результате короткоцикловой адсорбции подвергшейся реакции сдвига части третьего потока синтез-газа, для гидрирования тяжелых углеводородов из части потока неочищенного продукта, оставшейся после отделения остаточного газа. Обработанный таким способом поток неочищенного продукта затем выдается напрямую как содержащий углеводороды продуктовый поток или делится на несколько фракций углеводородов разных длин, которые затем проводятся дальше как содержащие углеводороды продуктовые потоки. Альтернативно или дополнительно можно использовать водород для обессеривания сырьевого потока или одного или обоих частичных сырьевых потоков.
Далее изобретение подробнее поясняется на одном примере осуществления, схематически показанном на фигуре 1.
Фигура 1 показывает один предпочтительный вариант осуществления способа по изобретению.
Сырьевой поток 1, который представляет собой, например, природный газ, после обессеривания проводится через абсорбционную установку A, чтобы удалить имеющиеся соединения серы, а также цианистый водород до содержания ниже 1 ppm. Затем обессеренный сырьевой поток 2 разделяют на два частичных сырьевых потока 3 и 4, причем соответствующие объемные расходы этих частичных потоков можно регулировать по отдельности, чтобы, в частности, установить отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа 5 (смотри ниже).
Первый частичный сырьевой поток 3 соединяют с массовым потоком 20, состоящим преимущественно из насыщенных углеводородов, а также моноксида углерода, диоксида углерода и водорода, и вместе с ним подогревают в устройстве предварительного нагрева H, прежде чем ввести их в качестве сырьевого потока 6 в реактор R и привести в реакцию с окислителем 7 с образованием первого потока синтез-газа 8. Если реактор R является реактором POX, то предварительный нагрев можно осуществить до температур 450°C, тогда как в случае реактора ATR возможны даже температуры до 600°C. В качестве окислителя 7 предпочтительно использовать технически чистый кислород, который получен, например, путем криогенного разделения воздуха. Кислород можно получить также и другими способами, например, мембранным способом или посредством короткоцикловой адсорбции.
Второй частичный сырьевой поток 4 подвергают паровому риформингу D, для чего его смешивают с водяным паром и/или диоксидом углерода 9 и в трубах реактора D парового риформинга, в которых находится подходящий катализатор, преобразуют при температуре от 700°C до 950°C и давлении в диапазоне от 15 бар до 45 бар во второй поток синтез-газа 10.
Оба потока синтез-газа, 8 и 10, которые из-за способа их получения имеют разное отношение водорода к моноксиду углерода, соединяют затем с образованием третьего потока синтез-газа 5 с отношением водород/моноксид углерода в диапазоне 1,5-2,5.
Третий поток синтез-газа 5 после охлаждения и сушки в холодильнике K разделяют на первый 11 и второй 12 частичные потоки синтез-газа, объемные расходы которых находятся в соотношении от 0,01 до 0,05. Первый частичный поток синтез-газа 11 проводят как сырье на синтез Фишера-Тропша F, тогда как второй частичный поток синтез-газа 12 подвергают реакции сдвига водяного газа W, при которой имеющийся моноксид углерода реагирует с водой с образованием водорода и диоксида углерода, так что получают частичный поток синтез-газа 13 с повышенным содержанием моноксида углерода и пониженным содержанием водорода. Полученный в реакции сдвига водяного газа частичный поток синтез-газа подвергают затем известному процессу короткоцикловой адсорбции D, чтобы получить обогащенный водородом поток 14, а также насыщенный отделенными газовыми компонентами поток промывного газа 15, который позднее может служить топливом и применяться, например, для теплоснабжения реактора парового риформинга D.
В синтезе Фишера-Тропша F первый частичный поток синтез-газа 11 превращается в поток неочищенного продукта 16, который содержит легкие углеводороды с четырьмя или менее атомами углерода, тяжелые углеводороды с пятью или более атомами углерода, а также непрореагировавший синтез-газ. Из потока неочищенного продукта 16 в холодной ловушке S отделяют остаточный газ 17, который состоит в основном из непрореагировавшего синтез-газа, а также насыщенных и ненасыщенных легких углеводородов. Первую часть 18 остаточного газа 17 возвращают как сырье на синтез Фишера-Тропша, а вторую часть 19 подают на установку разделения T, в которой получают массовый поток 20, по существу не содержащий ненасыщенных углеводородов, а также массовый поток 21, по существу состоящий из ненасыщенных углеводородов. По существу не содержащий ненасыщенных углеводородов массовый поток 20 соединяют затем с первым частичным сырьевым потоком 3, тогда как по существу состоящий из ненасыщенных углеводородов массовый поток 21 может, например, отпускаться, в качестве продукта.
Обогащенный водородом поток 14, образованный при короткоцикловой адсорбции D, применяют в реакторе гидрирования Z для гидрирования тяжелых или ненасыщенных углеводородов оставшегося после отделения остаточного газа 17 потока неочищенного продукта 22, который при этом превращается в содержащий углеводороды продуктовый поток 23.

Claims (10)

1. Способ получения углеводородов (23), согласно которому из содержащего углеводороды сырьевого потока (1) получают первый (3) и второй (4) частичные сырьевые потоки, при этом первый частичный сырьевой поток (3) превращают путем парциального окисления или автотермического риформинга (R) в первый поток синтез-газа (8), а второй частичный сырьевой поток (4) превращают посредством парового риформинга (D) во второй поток синтез-газа (10) и затем объединяют с первым потоком синтез-газа (8) с образованием третьего потока синтез-газа (5), по меньшей мере первую часть (11) которого посредством синтеза Фишера-Тропша (F) превращают в поток неочищенного продукта (16), содержащий углеводороды с разными длинами цепей, из которого легкие углеводороды отделяют в остаточный газ (17), чтобы вернуть их в процесс и использовать в парциальном окислении или автотермическом риформинге (R), отличающийся тем, что из по меньшей мере одной части (19) остаточного газа (17) выделяют ненасыщенные углеводороды (21) с применением криогенных методов разделения, чтобы получить не содержащий ненасыщенных углеводородов поток (20) для применения в качестве сырья для парциального окисления или автотермического риформинга (R).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ненасыщенные углеводороды (21), выделенные из по меньшей мере одной части (19) остаточного газа (17), используют в процессе для нижнего обогрева или выпускают как актив в качестве продукта для вторичной переработки или сжигания.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение объемных расходов первого частичного сырьевого потока (3) и второго частичного сырьевого потока (4) регулируют так, чтобы установить соотношение водорода и моноксида углерода в третьем потоке синтез-газа (5).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение объемных расходов первого (8) потока синтез-газа и второго (10) потока синтез-газа перед их объединением в третий поток синтез-газа (5) изменяют путем регулируемого ответвления одного или нескольких частичных потоков, чтобы установить отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа (5).
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что соотношение объемных расходов первого (8) потока синтез-газа и второго (10) потока синтез-газа перед их объединением в третий поток синтез-газа (5) изменяют путем регулируемого ответвления одного или нескольких частичных потоков, чтобы установить отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа (5).
6. Способ по одному из пп. 3-5, отличающийся тем, что отношение водорода к моноксиду углерода в третьем потоке синтез-газа (5) устанавливают в интервале от 1,5 до 2,5.
7. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что третий поток синтез-газа (5) охлаждают в холодильнике (K) водой с образованием водяного пара, который в дальнейшем используется для получения электроэнергии, причем водяной пар после перегрева в системе утилизации отходящего тепла реактора парового риформинга (D) дросселируют в сопряженной с электрогенератором паровой турбине.
8. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что третий поток синтез-газа (5) разделяют на первый и второй частичные потоки синтез-газа (11, 12), причем первый частичный поток синтез-газа (11) используют как сырье для синтеза Фишера-Тропша (F), а второй частичный поток синтез-газа (12) подвергают реакции конверсии водяного газа (W), чтобы снизить содержание CO во втором частичном потоке синтез-газа (12) и повысить содержание водорода.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что второй частичный поток синтез-газа (13) после реакции конверсии водяного газа (W) подвергают короткоцикловой адсорбции (D), при этом получают обогащенный водородом поток (14) и нагруженный отделенными газовыми компонентами поток (15) промывного газа.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что обогащенный водородом поток (14) применяют для гидрирования (Z) тяжелых углеводородов, полученных в синтезе Фишера-Тропша (F), и/или для обессеривания сырьевого потока (1) или одного или обоих частичных сырьевых потоков (3, 4).
RU2017107429A 2016-03-08 2017-03-07 Способ получения синтез-газа RU2734821C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016002728.2A DE102016002728A1 (de) 2016-03-08 2016-03-08 Verfahren zur Erzeugung von Synthesegas
DE102016002728.2 2016-03-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017107429A RU2017107429A (ru) 2018-09-10
RU2017107429A3 RU2017107429A3 (ru) 2020-05-29
RU2734821C2 true RU2734821C2 (ru) 2020-10-23

Family

ID=59700396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017107429A RU2734821C2 (ru) 2016-03-08 2017-03-07 Способ получения синтез-газа

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9790433B2 (ru)
CN (1) CN107416770A (ru)
CA (1) CA2958526C (ru)
DE (1) DE102016002728A1 (ru)
RU (1) RU2734821C2 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111807323B (zh) * 2019-04-11 2022-03-29 中国石化工程建设有限公司 一种蒸汽转化制氢的方法
EP4357439A1 (de) * 2022-10-20 2024-04-24 Linde GmbH Verfahren zur herstellung eines zielprodukts und entsprechende anlage
EP4357440A1 (de) * 2022-10-20 2024-04-24 Linde GmbH Verfahren zur herstellung eines zielprodukts und entsprechende anlage

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247701C2 (ru) * 1999-12-09 2005-03-10 Статоил Аса И Энд К Ир Пат Способ превращения природного газа в высшие углеводороды
US20080312347A1 (en) * 2005-12-15 2008-12-18 Werner Siegfried Ernst Production of Hydrocarbons from Natural Gas
RU2412226C2 (ru) * 2005-06-14 2011-02-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)
RU2465193C2 (ru) * 2007-11-23 2012-10-27 Эни С.П.А. Способ получения синтез-газа из жидких и газообразных углеводородов
US20140135409A1 (en) * 2011-06-29 2014-05-15 Haldor Topsøe A/S Process for reforming hydrocarbons
US20140326639A1 (en) * 2011-12-16 2014-11-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Integrated gas-to-liquid condensate process and apparatus

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6673845B2 (en) * 2001-02-01 2004-01-06 Sasol Technology (Proprietary) Limited Production of hydrocarbon products
GB0225961D0 (en) * 2002-11-07 2002-12-11 Johnson Matthey Plc Production of hydrocarbons
WO2006117499A1 (en) 2005-05-03 2006-11-09 Quartey-Papafio Alexander H Synthesis gas production process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247701C2 (ru) * 1999-12-09 2005-03-10 Статоил Аса И Энд К Ир Пат Способ превращения природного газа в высшие углеводороды
RU2412226C2 (ru) * 2005-06-14 2011-02-20 Сэсол Текнолоджи (Проприетери) Лимитед Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)
US20080312347A1 (en) * 2005-12-15 2008-12-18 Werner Siegfried Ernst Production of Hydrocarbons from Natural Gas
RU2465193C2 (ru) * 2007-11-23 2012-10-27 Эни С.П.А. Способ получения синтез-газа из жидких и газообразных углеводородов
US20140135409A1 (en) * 2011-06-29 2014-05-15 Haldor Topsøe A/S Process for reforming hydrocarbons
US20140326639A1 (en) * 2011-12-16 2014-11-06 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Integrated gas-to-liquid condensate process and apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017107429A3 (ru) 2020-05-29
DE102016002728A1 (de) 2017-09-14
CA2958526C (en) 2024-01-09
RU2017107429A (ru) 2018-09-10
US9790433B2 (en) 2017-10-17
CN107416770A (zh) 2017-12-01
CA2958526A1 (en) 2017-09-08
US20170260457A1 (en) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2509944C (en) A method for oil recovery from an oil field
KR101788346B1 (ko) 천연 가스를 처리하는 장치 ＆ 방법
MXPA05006313A (es) Una planta y un metodo para la recuperacion aumentada de petroleo.
JP2009519371A (ja) 天然ガスからの炭化水素の生成
EA029880B1 (ru) Способ получения углеводородов
KR20070100962A (ko) 이산화탄소 방출이 적은 합성가스 제조 방법
KR20150065879A (ko) 합성 가스 제조 방법
US9353022B2 (en) Process for conversion of natural gas to hydrocarbon products and a plant for carrying out the process
CN104903281A (zh) 由二氧化碳生产甲醇的方法
EP2944606A1 (en) Process for generating hydrogen from a fischer-tropsch off-gas
RU2734821C2 (ru) Способ получения синтез-газа
KR20160097266A (ko) 합성가스의 제조방법
GB2571136A (en) Gas processing
CA2843088C (en) Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
CN114524412B (zh) 一种甲醇和轻烃联合芳构化与制氢生产系统及方法
CA2872194C (en) Process for co-producing commercially valuable products from byproducts of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
CA2751615A1 (en) Enhancement of fischer-tropsch process for hydrocarbon fuel formulation in a gtl environment
US10266775B2 (en) Process for producing a hydrocarbon product flow from a gaseous hydrocarbonaceous feed flow and related installation
AU2021286875B2 (en) Method for the production of hydrogen
WO2015099577A1 (ru) Установка для получения синтез-газа для производства углеводородов
CA2933279C (en) Process for the production of synthesis gas for use in the production of chemical compounds from a hydrocarbon feed stock
CA2921592A1 (en) Process for generating syngas from co2-rich hydrocarbon-containing feed gas
EA018146B1 (ru) Установка для реакции синтеза углеводородов, реакционная система синтеза углеводородов и способ синтеза углеводородов
Capa et al. On the effect of biogas composition on the H2 production by sorption enhanced steam reforming (SESR)
WO2024160817A1 (en) Method for controlling a heat-consuming hydrocarbon conversion process