SK70496A3 - Production of hydrogen-rich gas - Google Patents

Production of hydrogen-rich gas Download PDF

Info

Publication number
SK70496A3
SK70496A3 SK704-96A SK70496A SK70496A3 SK 70496 A3 SK70496 A3 SK 70496A3 SK 70496 A SK70496 A SK 70496A SK 70496 A3 SK70496 A3 SK 70496A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
gas
water
gas stream
fuel
stream
Prior art date
Application number
SK704-96A
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick C Jahnke
Original Assignee
Texaco Development Corp
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 Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of SK70496A3 publication Critical patent/SK70496A3/sk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • 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
    • 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
    • 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
    • C01B2203/0415—Purification by absorption in liquids
    • 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
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • 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
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • 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
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
    • C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
    • 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
    • C01B2203/0877—Methods of cooling by direct injection of fluid
    • 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
    • C01B2203/0883—Methods of cooling by indirect heat exchange
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1082—Composition of support materials
    • 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
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1094—Promotors or activators
    • 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
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • 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
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • 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
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C01B2203/147—Three or more purification steps in series

Description

OBLASŤ TECHNIKY
Tento vynález sa zaoberá výrobou plynu bohatého na vodík prostredníctvom čiastočnej oxidácie vodou saturovaného, plynného uhľovodíkového paliva, alebo zmesi vodou saturovaného, plynného uhľovodíkového paliva a tekutého uhľovodíkového paliva.
DOTERAJŠÍ STAV TECHNIKY
Výroba plynu bohatého na vodík pomocou čiastočnej oxidácie privádzaného tekutého, uhľovodíkového materiálu alebo pumpovaného kalu tuhého uhlíkového materiálu na výrobu surového prívodného plynu, ktorý sa čistí a rafinuje a potom reaguje v katalyzátorovom lôžku, ktoré obsahuje alkalickým kovom podporovanú zmes uranadu medi a kuproxidu, na výrobu splodinového plynu obsahujúceho asi 20 až 60 mólových % vodíka spolu s vodou a kyslými plynmi, je uvedená v patente US 4 338 292. V rovnako zatriedenom patente US 4 021 366 sa prúd plynu spracovania z čiastočnej oxidácie tekutého uhľovodíkového materiálu alebo kalu z tuhého uhľovodíkového prívodu, čistí a premena voda-plyn je vykonávaná v lôžku katalyzátora s nízkou teplotou, za ktorým nasleduje lôžko katalyzátora s vysokou teplotou. V rovnako zatriedenom patente US 5 152 976 sa čiastočne oxiduje rafinérsky odpadový plyn.
PODSTATA VYNÁLEZU
Avšak ani jeden z horeuvedených postupov nezodpovedá požadovanému výsokoúčinnému spôsobu, ktorý saturuje uhľovodíkové palivo pomocným kondenzátom ohrievaným priamym kontaktom s prúdom plynu spracovania a ktorý predohrieva saturované, plynné uhľovodíkové palivo prostredníctvom nepriamej tepelnej výmeny s aspoň častou prúdu zmeneného plynu spracovania, pred zavedením saturovaného predohriateho plynného paliva do generátora plynu s čiastočnou oxidáciou, budf samotného alebo ako zmes saturovaného, plynného uhľovodíkového paliva a tekutého uhľovodíkového paliva.
Je to postup výroby plynu bohatého na vodík z plynného uhľovodíkového paliva, ktoré má minimálny hmotnostný pomer uhlíka k vodíku 3,3 ; ako je napríklad rafinérsky odpadový plyn alebo taká zmes plynného a tekutého uhľovodíkového paliva, ktorá má hmotnostný pomer uhlíka k vodíku v zmesi väčší ako je 3,3 ku 1. Kedf sú rafinérsky odpadový plyn a podobné prúdy plynu so zmesou alebo bez zmesi s tekutým uhľovodíkovým palivom splyňované pomocou čiastočnej oxidácie, vody alebo pary, je potrebné spomaľovanie, aby sa udržal redukčný mólový pomer (vodík + oxid uhoľnatý / voda + oxid uhličitý) prúdu plynu spracovania plynu rozumnej hodnote, a tým sa predišlo produkcii nadmerného množstva sadzí. Tento vynález splyňovaču dodáva moderátor lacno a účinne použitím kontaktu kondenzátu s priamou zmenou pre zbieranie vlhkosti do plynu prítoku využitím tepla z chladenia plynu a mokrého čistenia plynu syntézy a jej prevodom odparovaním vody do plynu prívodu. Úžitkové teplo má nízku hodnotu, ktorá sa normálne odvádza ako odpad do chladiacej vody. Ďalej saturovaním palivového plynu tam existujú redukcie v atómovom pomere kyslík / uhlík v splynovači s čiastočnou oxidáciou, v tvorbe sadzí, a v požadovanom moderátore teploty. Účinnosť jednotky sa týmto spôsobom zvyšuje.
Toto je postup čiastočnej oxidácie na výrobu plynu bohatého na vodík, ktorý zahrňuje nasledujúce kroky :
(1) reagovanie pomocou čiastočnej oxidácie prívodu paliva obsahujúceho uhľovodíkové palivo, ktoré má minimálny hmotnostný pomer uhlíka ku kyslíku 3,3 a ktoré obsahuje prúd vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva alebo zmiešaný prúd tohto saturovaného plynného uhlovodíkového paliva a tekutého uhlovodíkového paliva za teploty v rozpätí asi 2000°F až 2800°F (1093,3°C až 1537,7°C) a tlaku V rozpätí asi 200 až 2500 psia (asi 14,06 až 172,71 kg/m2), s prúdom v podstate čistého kyslíkového plynu v atómovom pomere kyslíkového plynu k uhlíku v palive v rozpätí asi 0,6 až 1,6, s hmotnostným pomerom vodíka k palivu v rozpätí asi 0,1 až 5,0 a obsahujúce doplnkový moderátor teploty vody, v ktorom dochádza k reakcii čiastočnej oxidácie v reakčnej zóne generátora plynu čiastočnou nekatalytickou oxidáciou plynu volným tokom, pričom je produkovaný prúd pochodu syntetického plynu obsahujúci vodík, oxid uholnátý, oxid uhličitý, vodu, dusík, sírovodík, sulfoxid uhoľnatý a časticový uhlík, pričom je redukčný mólový pomer vodíka + oxid uhoľnatý / voda + oxid uhličitý v rozpätí asi od 5 do 15;
(2) ochladenie zhasením a mokré čistenie prúdu plynu spracovania z (1) pomocou vody v zónach chladenia a mokrého čistenia plynu na výrobu čistého prúdu plynu spracovania, ktorý má teplotu v rozmedzí asi 300®F až 600®F (148,8°C až 315,5°C);
(3) (a) zahrievanie prúdu plynu spracovania z (2) na teplotu v rozpätí asi 500°F až 700°F (260°C až 371,1°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s prvou časťou priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z nasledujúceho kroku (4); a (b) priechodom zbytku tohto priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z kroku (4) v nepriamej tepelnej výmene s vodou saturovaným uhľovodíkovým plynným palivom z následného kroku (9), čím sa zahrieva prívod plynného uhľovodíkového paliva na teplotu v rozmedzí asi 400°F až 800°F (204,4°C až 426,6°C), a zavádzanie ohriatou vodou saturovaného prívodu plynného paliva do generátora čiastočnej oxidácie plynu v (1) ako aspoň časti tohto paliva;
(4) odovzdávanie ohriateho prúdu plynu spracovania z kroku (3)(a) cez katalytickú konverznú zónu priamej premeny voda-plyn na výrobu na vodík bohatého prúdu plynu zmeneného spracovania, ktorý má redukčný mólový pomer vodíka + oxidu uholnatého / voda + oxid uhličitý menší než 2;
(5) spojenie dvoch prúdov z čiastočne ochladeného priamo a (3)(b) a plynu spracovania na (126,6°C až 287,7°C) vodou kotla, čím sa alebo horúca voda prúdu plynu spracovania z (3)(a) chladenie spojeného prúdu rozpätí asi 260°F až 550°F výmenou tepla s napájačou para so stredným tlakom kotla;
zmeneného čiastočné teplotu v nepriamou produkuje napájania (6) zmiešanie čiastočne ochladeného premeneného prúdu plynu spracovania z kroku (5) s doplnkovým pomocným kondenzátom z nasledujúceho kroku (8), v ktorom je tento doplnkový kondenzát ohrievaný priamym kontaktom s čiastočne ochladeným premeneným prúdom plynu spracovania;
(7) odvodňovanie zmesi plynu zmeneného spracovania a pomocného kondenzátu z (6) vo vylučovacej komore a oddeľovanie ohriateho pomocného kondenzátu;
(8) chladenie a odvodňovanie prúdu plynu zmeneného spracovania z kroku (7) v odvodňovacej zóne prúdu plynu spracovania na výrobu pomocného kondenzátu pomocou ochladenia prúdu plynu spracovania pod rosný bod a zbieranie kondenzovanej vody v aspoň jednej vylučovacej komore; a (9) saturovanie prúdu prítoku uhľovodíkového plynného paliva s aspoň časťou ohriateho pomocného kondenzátu z kroku (7) v zóne saturovania plynu.
PREHĽAD OBRÁZKOV NA VÝKRESOCH
Vynález bude lepšie pochopený pomocou odkazu na príslušný sprievodný výkres 1/1, ktorý znázorňuje jeho prednostné zobrazenie. Predmet tohto vynálezu sa neobmedzuje na opísaný konkrétny postup alebo látku.
POPIS VYNÁLEZU
V predmetnom postupe je produkovaný prúd surového plynu spracovania, ktorý v podstate obsahuje vodík, oxid uholnátý, oxid uhličitý, časticový uhlík dusík, argón, vodu, strhávanú látku častíc a popol; a aspoň jednu látku sulfoxid uhoľnatý, sírovodík, obsahujúcu zo skupiny metán, a amoniak, pomocou čiastočnej oxidácie plynného uhľovodíkového paliva alebo zmesi plynného a tekutého uhľovodíkového paliva, pomocou v podstate čistého kyslíka, v prítomnosti moderátora teploty, v reakčnej zóne rozloženého, vertikálneho generátora s nekatalytickou čiastočnou oxidáciou plynu s voľným tokom. Hmotnostný pomer voda/palivo v reakčnej zóne je v rozpätí asi 0,1 až 5, a prednostne asi 0,2 až 0,7. Atómový pomer voľného kyslíka k uhlíku v palive (pomer O/C) je v rozmedzí asi 0,6 až 1,6, a prednostne asi 0,8 až 1,4. Reakční doba je v rozpätí asi 0,1 až 50 sekúnd, ako príklad asi 2 až 6 sekúnd.
Generátor surového palivového plynu obsahuje vertikálnu, valcovité tvarovanú ocelovú tlakovú nádobu, ktorá je obložená žiaruvzdornou látkou, ako je to znázornené v spoločne pridelenom patente US 2 809 104, ktorý je tu zapracovaný formou referencie. V tomto patente je tiež znázornený typický zhasínajúci (chladiaci) bubon. Na zavedenie prúdu prívodu do reakčnej zóny sa môže použiť 2, 3 alebo 4 prúdový horák prstencového typu, ako je znázornený v spoločne pridelených patentoch US 3 874 592, 3 743 606 a 4 525 175, v tomto poradí, ktoré sú tu tiež zapracované formou referencie.
Zmes dodávky paliva do generátora plynu s čiastočnou oxidáciou plynu má minimálny hmotnostný pomer uhlíka k vodíku 3,3. V plynovom generátore môže reagovať široká škála horľavých plynných uhľovodíkových palív, či už plynné alebo tekuté uhľovodíkové palivá, pomocou v podstate čistého plynu kyslíka, v prítomnosti teplotu spomaľujúceho plynu, na výrobu prúdu surového plynu spracovania.
Plynné uhľovodíkové palivá, ktoré môžu byť spaľované v splynovači s čiastočnou oxidáciou samostatne alebo spolu s tekutým uhľovodíkovým palivom, obsahujú rafinérsky odpadový plyn, zmesi uhľovodíkových plynov C^- C4 a odpadové uhlík obsahujúce plyny z chemických procesov.
Pojem rafinérsky odpadový plyn tu používaný sa týka rôznych plynových prúdov, ktoré sú generované rôznymi jednotkami v rafinérii ropy, ako je plyn produkovaný z fluidovej katalytickej krakovacej jednotky (FCC), jednotiek predĺženého a fluidizačního koksovania, katalytickej pretváracej jednotky a jednotky hydrospracovania. Rafinérsky odpadový plyn vo všeobecnosti obsahuje nasýtené a nenasýtené uhľovodíky a iné nečistoty, ako napríklad organickú síru, specie dusíka a sulfoxidu uhoľnatého, Plynné zložiek dusíka, propánu, uhoľnatého, nasledujúcej Tabuľke I.
anorganické prostriedky vrátane sírovodíka, síry, amoniaku a arsénovodíka. obsahuje množstvo plynných zo skupiny skladajúcej merkaptánov, metánu, butánu, buténu, pentánu, uhličitého a vody, ako oxidov uhľovodíkové palivo vybraných kyslíka, propénu, oxidu sa z vodíka, etánu, eténu, penténu, oxidu j e uvedené v
Ί
Rafinérska
Tabuľka I
Zložka Plyn *
Rozpätie mol %
vodík 8-40 15,6
dusík 0-10 0,5
metán 20-60 38,1
etén 1-25 1,7
etán 1-20 10,2
propén 0-20 3,0
propán 0-20 10,9
butén 0-10 2,4
bután 0-15 7,8
uhlík C5 0-10 3,2
oxid uholnátý 0-5 0,0
oxid uhličitý 0-5 0,5
kyslík - 1 000 ppm
acetylén - 100 ppm
diolefíny - 100 ppm
arornáty - 200 ppm
merkaptány - 100 ppm
sírovodík 0-4 20 ppm
sulfoxid uholnatý 0-1 10 ppm
oxidy síry - 5 ppm
amoniak - 5 ppm
kyanovodík - 10 ppm
arsenovodík - 20 ppm
Btu/SCF 700-1 400 1 500
pomer hmotnosti C/H >3,3 >3,9
* Hodnoty predstavujú mólové percento, ak nie je uvedené inak.
ppm = particle per million
Určité vlastnosti plynných uhľovodíkových palív sú znázornené v Tabuľke II.
Tabuľka II
Rafinérsky plyn Prírodný plyn Rafinérsky plyn z koksovača Iné
Hmotnostný pomer C/H 3,0 3,9 4,3
Vyššia výhrevnosť 1 050 1 500 1 750
Molekulová hmotnosť 16 26 31
Pojem tekuté uhľovodíkové palivo ako sa používa v tomto materiáli s cieľom opísať rôzne vhodné suroviny na spracovanie, látok a ich pumpovateľné obsahuje kaly (kaše) tuhých uhľovodíkových zmiešaniny. Napríklad vhodnou surovinou sú vodnaté kaly tuhých uhľovodíkových palív. V skutočnosti v postate akákoľvek horľavá, uhlík obsahujúca organická látka, či jej kaly, môže byť zahrnutá do definície tekuté uhľovodíkové. Tými sú napríklad :
(1) pumpovateľné tekuté kaly (kaše) tuhých uhľovodíkových palív ako je uhlie, časticový uhlík, petrolejový koks, koncentrovaný splaškový kal, a ich zmesi, v odparovateľnom tekutom nosiči ako je voda, tekutý oxid uhličitý, tekuté uhľovodíkové palivo, a ich zmesi;
(2) za vhodné tekuté uhľovodíkové palivové suroviny na spracovanie v splynovači sa považujú rôzne látky ako napríklad skvapalnený ropný plyn, ropné destiláty a rezíduá, benzín, ťažký benzín, petrolej, hrubá ropa, asfalt, plynový olej, reziduálny olej, olej z dechtových pieskov a bridlíc, olej derivovaný z uhlia, aromatické uhľovodíky (ako benzín, toluén, xylénové frakcie), uhoľný decht, odpadový plynový olej z fluidných katalytických krakovacích operácií, furfurálny extrakt z koksárenského plynového oleja, a ich zmesi;
(3) do definície pojmu tekutých uhľovodíkových surovín patria tiež okysličené uhľovodíkové organické látky obsahujúce karbohydráty, látky na báze celulózy, aldehydy, organické kyseliny, alkoholy, ketóny, okysličené palivové oleje, odpadové tekutiny a vedľajšie produkty z chemických postupov obsahujúcich okysličené uhľovodíkové organické látky, a ich zmesi.
Prívod tekutých uhľovodíkov sa môže uskutočniť pri izbovej teplote, alebo môžu byť predhrievané na teplotu až asi 600°F až 1200°F (315,5°C až 648,8°C), ale prednostne pod tieto štiepiace teploty. Prívod tekutých uhľovodíkov môže byť zavedený do horáka generátora plynu v tekutej fáze alebo vo vaporizovanej zmesi s moderátorom teploty.
Potreba moderátora teploty na riadenie teploty v reakčnej zóne generátora plynu celkove závisí na pomeroch uhlík-vodík dodávanej suroviny a na obsahu kyslíka v prúde oxidantu. Moderátor teploty sa používa s tekutými uhľovodíkovými palivami s v podstate čistým kyslíkom. Prednostným moderátorom teploty je para. Para sa môže zavádzať ako moderátor teploty v prímesi s jedným alebo oboma prúdmi reagujúcich zložiek. Alternatívne môže byť moderátor teploty zavedený do reakčnej zóny generátora plynu pomocou samostatného kanála v horáku. Iné moderátory teploty obsahujú vodu, plyn bohatý na oxid uhličitý, dusík a recyklovaný plyn syntézy.
Pojem v podstate čistý kyslíkový plyn alebo kyslíkový plyn, ako sa tu používa, znamená viac než asi 90 mol % kyslíka (zbytok obvykle obsahuje dusík a vzácne plyny). Prúd kyslíkového plynu sa môže zavádzať do reakčnej zóny horákom čiastočnej oxidácie pri teplote v rozmedzí okolitej až do 900°F (482,2°C).
Tradičná jednotka pre oddeľovanie vzduchu (ASU) sa používa na separáciu vzduchu do samostatných prúdov v podstate čistého plynu kyslík a plynu dusík. Prúd kyslíkového plynu z ASU pri teplote v rozmedzí od okolitej do 900°F (482,2°C) je zavádzaný do reakčnej zóny generátora čiastočnej oxidácie plynu pomocou jedného alebo viacerých priechodov v horáku prstencovítého typu. V jednom prevedení je para ako moderátor teploty zavedená do reakčnej zóny splyňovača v prímesi s prúdom kyslíkového plynu.
Pred spaľovaním je prúd prívodu plynného uhľovodíkového paliva v predmetnom postupe saturovaný priamym kontaktom s pomocným kondenzátom, tu je tiež nazývaný kondenzátom spracovania alebo kondenzátom v prúde plynu spracovania po reakcii premeny voda-plyn, a prídavnou vodou v saturáku. Prednosťou saturovania palivového plynu je podstatné zníženie atómového pomeru kyslík/uhlík v splynovači čiastočnej oxidácie, množstva vzniknutých sadzí a potrebného množstva moderátora teploty. Týmto sa zvyšuje účinnosť tohto procesu. Ako saturák sa môže použiť akákoľvek tradičná komora priameho kontaktu plyn-voda, vrátane tradičných kolón s etážami a náplniami. Priamy kontakt minimalizuje teplotné priblíženie medzi vodou a plynom, čím sa maximalizuje ohrev a voda odparovaná do plynu.
Prúd prívodu plynného uhľovodíkového paliva pri teplote v rozmedzí od asi okolitej do 600° (315,5°C)F a tlaku v rozmedzí asi 20 až 400 psia (1,40 až 28,09kg/cm2) než je v reakčnej zóne generátora čiastočnej oxidácie plynu, napríklad asi 220 až 2900 psia (15,45 až 203,6kg/cm2) je zavádzaný do nádoby saturáka. Keď prechádza nádobou saturáka, prúd plynného uhľovodíkového paliva prichádza do kontaktu s pomocným kondenzátom v prímesi s alebo bez prídavnej vody pri teplote v rozmedzí asi 250°F až 500°F (121,1 až 260°C), ktorá prechádza dolu nádobou saturáka. Plyn prítoku saturovaný vodou, napr.obsahujúci asi 5 až 60 objemových % vody vyteká z vrchu nádoby saturáka pri teplote v rozpätí asi 250°F až 450°F (121,1 až 232,2°C), a ďalej je ohrievaný na teplotu v rozmedzí asi 400°F až 800°F (204,4 až 426,6°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s časťou, napríklad, asi 20 až 80 objemových % katalytický priamo premeneného prúdu spracovania, ktorý bude popísaný ďalej. Prednostne vodou predmetného procesu ohriatou postupom ohrevu nízkej úrovne, nahradzuje vstrekovanie pary vyžadujúce drahšiu, vysokú úroveň ohrevu. Ďalej, použitím pohotovo použiteľného pomocného kondenzátu k saturácii plynového prúdu priamym kontaktom v saturáku, sú náklady minimalizované. Nie je vyžadovaný žiaden zvláštny prúd vody.
V jednom prevedení je prúd vody predohriateho saturovaného prívodu plynného uhľovodíkového paliva zavedený do generátora čiastočnej oxidácie plynu pomocou centrálneho priechodu dvojpriechodného horáka prstencovítého typu, obsahujúceho centrálny kanál a súosový priechod koncentrického prestencového tvaru. Priechody sú uzavreté v zakončení po prúde, kde prúd prietoku vstupuje a sú otvorené v zakončeniach po prúde, kde vystupuje. Na hrote horáka po prúde priechody prechádzajú do koncetrických hubíc (trysiek) kónického tvaru. Vodou saturované plynné uhľovodíkové palivo je odovzdávané horákom pri teplote v rozpäté asi 400°F až 800°F (204,4 až 426,6°C). V podstate čistý kyslíkový plyn je odovzdávaný horákom pri teplote v rozpätí asi 120°F až 900°F (48,8 až 482,2°C). Dva prúdy prítoku vystupujúce z horáka sa spolu zrážajú, miešajú a reagujú čiastočnou oxidáciou v reakčnej zóne generátora plynu a produkujú plyn surovej syntézy. V ešte jednom prevedení sa používa trojpriechodný horák prstencovitého typu, obsahujúci centrálny kanál, súosový koncentrický medziľahlý prstencovito tvarovaný priechod a súosový koncentrický vonkajší prstencovito tvarovaný priechod. Simultánne je v podstate čistý kyslíkový plyn odovzdávaný centrálnym kanálom, prúd tekutého uhľovodíkového paliva s alebo bez prímesi s parou, je odovzdávaný medziľahlým priechodom, a prúd vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva je odovzdávaný vonkajším prstencovým priechodom. Tri prúdy dopadajú navzájom na seba v hrote horáka, rozprašujú sa a reagujú čiastočnou oxidáciou v reakčnej zóne generátora plynu.
Prúd plynu surového spracovania vystupuje z reakčnej zóny pri teplote v rozmedzí asi 1700°F až 3500°F (926,6 až 1926,6°C), prednostnejšie 2000°F až 2800°F (1093,3 až 1537,7°C) a pri tlaku v rozmedzí asi 200 až 2 500 psia (14,04 až 175,58 kg/cm2), prednostnejšie 700 až 1500 psia (49,16 až 105,34 kg/cm2). Zloženie prúdu horúceho, surového vytekajúceho plynu je v mólových % asi nasledujúce: vodík až 70, oxid uholnatý 15 až 60, oxid uhličitý 0,1 až 25, voda 0,1 až 25, metán 0 až 60, amoniak 0 až 5, sírovodík 0 až 10, sulfoxid uhličitý 0 až 1,0 dusík 0 až 60, argón 0 až 2,0, kyanovodík a kyselina mravčia 0 až 100 častí na milión (hmotnostná báza). Časticový uhlík je prítomný v rozpätí asi 0 až 20 hmotnostných % (obsah uhlíka bázy v pôvodnom prítoku). Popol a/alebo roztavená struska môžu byť prítomné v tomto poradí v množstvách asi 0 až 5,0 a 0 až 60 hmotnostných % pôvodného prívodu tekutého uhlovodíkového alebo tuhého uhlovodíkového paliva.
V prednostnom prevedení predmetného postupu celý prúd horúceho vytekajúceho palivového plynu, opúšťajúceho žiaruvzdorné obloženú, dole stekajúcu, nekatalytickú reakčnú zónu generátora čiastočnej oxidácie plynu v podstate pri rovnakej teplote a tlaku ako v reakčnej zóne, mínus bežný úbytok v trubkách, je priamo zavádzaný do vodného zberača, ktorý je na dne chladiaceho (zhásacieho) bubna, či nádrže popísanej v spoločne pridelenom patente US 2 896 927, tu zapracovanom referenciou. Predmetný postup je unikátny v tom, že konfigurácia chladiaceho splyňovania je použitá na minimalizáciu investícií a udržovanie nákladov a na maximalizáciu teploty prudko ochladzovaného plynu a obsahu vody. Keby bolo teplo z výstupného plynu splyňovača pred ochladením odobraté, ochladený plyn by mal príliš nízku teplotu a obsah vody na presun oxidu uhoľnatého v plyne k vodíku.
Bubon chladenia (uhásania) je umiestneý pod reakčnou zónou generátora plynu, a prúd surového palivového plynu, ktorý prijíma, so sebou nesie v podstate všetok popolček a/alebo strusku a časticové uhlíkové sadze opúšťajúce uhlíkovú zónu plynového generátora. Turbulentný stav v chladiacom bubne, spôsobený veľkými objemami plynov prebublávajúcich vodou, pomáha značne vode k mokrému čisteniu tuhých častíc z vytekajúceho plynu. V ochladzovacej nádobe sú generované veľké množstvá pary a saturujúci prúd plynu. Prúd surového plynu je chladený v rozmedzí asi 300®F až 600°F (148,8 až 315,5°C), napr. asi 450°F až 550°F (232,2 až 287,7θΟ) a tlaku v rozpätí asi 200 až 2 500 psia (14,04 až 175,58 kg/cm2), napríklad asi 700 až 1500 psia (49,16 až 105,34 kg/cm2). Prednostne je čerstvá chladiaca voda použitá v tomto vynáleze zmesou prídavnej vody a pomocného kondenzátu z pračky plynu ako je produkovaná následne v postupe. Výraz a/alebo je tu používaný obvyklým spôsobom. Napríklad, A a/alebo B znamená buď A alebo B alebo A plus B.
Aby sa predišlo upchávaniu katalytických povrchov a/alebo kontaminovaniu v môžu byť použité prúd ochladeného tekutine rozpustných absorbentov, ktoré v nasledujúcich krokoch čistenia plynu, a čiastočne čisteného plynu spracovania opúšťajúci chladiaci bubon sa ďalej čistí v ešte jednej zóne čistenia plynu kontaktom s horúcou vodou. Táto zóna čistenia plynu môže obsahovať tradičnú hubicu (trysku) ako je znázornená a popísaná v spoločne pridelenom patente US 3 524 630, tu zapracovaná referenciou, a tradičnou venturiho pračkou plynu a rozprašovača, spolu s komorou mokrého čistenia plynu, ako je znázornená a popísaná v spoločne pridelenom patente US 3 232 727, ktorý je tu zapracovaný referenciou. V komore mokrého prania plynu je prúd surového plynného paliva čistený pracou vodou, obsahujúcou horúci, recyklovaný pomocný kondenzát, a prídavnou vodou ako je tu opísané. Napríklad v jednom prevedení prúd plynu opúšťajúci ochladzovaciu nádrž združenú so splynovačom je čistený v tesnom kontakte s vodou mokrého čistenia obsahujúcou pomocný kondenzát, vo venturiho pračke. V jednom prevedení čistiaca voda obsahuje asi 50 až 80 hmotnostných % pomocného kondenzátu a zbytok z prídavnej vody. Avšak použitie venturiho pračky v zóne čistenia plynu je optimálne.
Prúd plynu spracovania prechádza do a navrchu cez zberač plyn čistiacej vody, ktorá je naspodu komory mokrého čistenia plynu. Čistený plyn je potom vedený hore cez časť s náplňou alebo etážami v hornej časti komory čistenia, kde je kontaktovaný s pomocným kondenzátom a prídavnou vodou, t.j. voda mokrého čistenia prúdiaca smerom dole. Čistiaca voda na dne komory mokrého čistenia plynu môže byť recyklovaná do venturiho pračky, ak je tu, a/alebo do ochladzovacej nádrže združenej so splyňovačom. Postupom čistenia plynu použitom v tomto postupe je prúd plynu spracovania saturovaný vodou a množstvo tuhých častíc v čistenom prúde plynu spracovania je redukované na velmi malú úroveň, ako napr. menej než asi 10 častíc na milión (ppm) a prednostne menej než asi 1 ppm.
Teplota saturovaného čisteného prúdu plynu spracovania opúšťajúceho plynovú pračku pri teplote v rozmedzí asi 300®F až 600°F (148,8 až 315,5°C) je zvýšená na teplotu v rozmedzí asi 500°F až 700°F (260 až 371,1°C), napríklad asi 575°F až 625°F (301,6 až 329,4°C). To sa uskutočňuje priechodom prúdu plynu spracovania pri nepriamej výmene tepla v prvom tepelnom výmeníku, ako je tradičný kotlový tepelný výmenník s časťou, napríklad, asi 20 až 80 objemových % horúceho prúdu plynu zmeneného spracovania, opúšťajúceho konverznú zónu tradičnej priamej katalytickej premeny voda-plyn pri teplote v rozmedzí 550°F až 1050°F (287,7 až 565,5°C), napríklad 600°F až 900°F (315,5 až 482,2°C). Zbytok tohto horúceho prúdu spracovania sa používa na predhriatie pomocou nepriamej výmeny tepla v druhom výmenníku tepla, prúdu saturovaného plynného uhlovodíkového paliva predtým, než je tento prúd plynu zavedený do plynového generátora. Uvedený prvý a druhý výmenník tepla môžu byť spojené paralelne alebo v sérii. Typická konverzná zóna katalytickej premeny voda-plyn je popisovaná v spoločne pridelenom patente US 4 052 176, ktorý je tu zapracovaný referenciou. V konverznej zóne katalytickej premeny voda-plyn, oxid uhoľnatý a voda v prúde plynu spracovania pri teplote v rozmedzí asi 500°F až za tlaku, ktorý je v podstate zóne generátora čiastočnej pokles tlaku v trubkách, až 30 psia (1,05 až 2,10 sú v kontakte s tradičným a oxid uhličitý. Vhodný voda-plyn môže obsahovať oxid železitý hmotnostnými percentami oxidu niektorého meď, thorium, urán, berýlium a antimón.
byť ako katalyzátor premeny voda-plyn kobaltu na oxide hlinitom, pri reakčnej asi 500°F až 840°F (260 až 448,8°C).
(260 až ako je Plynu,
565,5°C) a v reakčnej mínus obvyklý asi 15 reagujú spolu pokial
050°F rovnaký oxidácie napríklad, pokles tlaku kg/cm2), katalyzátorom a produkujú vodík katalyzátor premeny podporovaný 1 až 15 kovu, ako je chróm, Alternatívne, môže použitý molybdénan teplote v rozmedzí
Katalyzátory kobalt-molybdén obsahyjú hmotnostne percento: oxid kobaltnatý (2-5), oxid molybdénový (8-16), oxid horečnatý ( 0-20) a oxid hlinitý (59-85).
V prednostnom prevedení, v ktorom sú paralelne spojené dva výmenníky tepla, sú dve oddelené chladené časti prúdu plynu zmeneného spracovania opúšťajúce prvý a druhý nepriame výmenníky tepla, rekombinované za účelom produkovania prúdu plynu spracovania pri teplote v rozmedzí asi 400°F až 600°F (204,4 až 315,5°C), napr. asi 500°F (260°C). V jednej podobe dvoch nepriamych výmenníkov tepla v sérii sú všetky prúdy zmeneného spracovania plynu pri teplote v rozmedzí 550°F až 1050°F (287,7 až 565,5°C) napr. 600°F až 900°F ( 315,5 až 482,2°C), chladené na teplotu v rozpätí 425°F až 675°F (218,3 až 357,2°C) v prvom nepriamom výmenníku tepla ohriatím saturovaného prúdu plynu spracovania, ktorý ide do konverznej zóny premeny voda-plyn na teplotu v rozmedzí 500°F až 700°F (260 až 371,1°C). Všetok čiastočne ochladený prúd plynu spracovania je potom ďalej chladený v druhom nepriamom výmenníku tepla na teplotu v rozmedzí 400BF až 600°F (204,4 až 315,5°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s prúdom saturovaného uhľovodíkového paliva na jeho ceste do plynového generátora.
Teplo a kondenzát z prúdu plynu zmeneného spracovania a tu nazývaný ako pomocný kondenzát, sú prednostne vrátené do pôvodného stavu v rekuperačnej sekcii s nízkou úrovňou tepla tohto postupu. Táto sekcia s nízkou úrovňou tepla obsahuje asi 2 až 7, napríklad 3 nepriame výmenníky tepla v sérii, ktorými prúdi prúd plynu spracovania a je takto ochladzovaný a ochladzujúci pomocou priameho kontaktu s pomocným kondenzátom, ktorý bol ochladený v saturáku dodávaného plynu odparovaním vody. Vylučovacia nádoba na oddelenie kondenzovanej vody je umiestnená za každým či aspoň za posledným výmenníkom tepla. Asi 20-100 hmotnostných percent kondenzovanej vody, napr. pomocný kondenzát, ktorý je zbieraný vo vylučovacích nádobách, plus asi 0-80% hmostnosti prídavnej vody, ako voda napájania kotla (BFW) je pumpované do už popísanej pračky plynu pri teplote v rozmedzí 100®F až 500®F ( 37,7 až 260®C) a do saturáku dodávaného plynu pri teplote v rozmedzí 250°F až 500°F (121,1 až 260°C). Ochladzovačom pre aspoň jeden z výmenníkov tepla v tejto regeneračnej sekcii s nízkou úrovňou tepla je napájacia voda kotla pri teplote v rozmedzí okolitej až 400°F (204,4°C), napr 100°F až 250°F (37,7 až 121,4°C). BFW môže byž týmto ohrievaná nepriamou tepelnou výmenou s prúdom horúceho plynu spracovania na teplotu v rozmedzí 225°F až 50O°F (107,2 až 260°C). Môže byť vyrábaná para so stredným tlakom v rozpätí 150 až 1 000 psia (10,53 až 70,23 kg/cm2)napríklad 200 až 750 psia (14,04 až 52,67 kg/cm2.
V jednom nepriamom výmenníku tepla môže byť tiež vyrábaná para s nízkym tlakom v rozpätí 5 až 150 psia (0,35 až 10,53 kg/cm2), napríklad 30 až 50 psia (2,10 až 3,51 kg/cm2). Para s nízkym tlakom môže byť použitá v jednotke regenerácie kyslého plynu (AGRU), napr. ako vypudzovací prostriedok pre získanie späť rozpúšťadla a v jednotke rekuperácie síry (SRU). Pomocou výšky uvedených výmenníkov tepla môže byť redukovaná teplota prúdu palivového plynu spracovania v nasledujúcich krokoch: (1) 250°F na 500°F (121,1 na 260°C), (2) 225°F na 400°F (107,2 na 204,4°C), a (3) 80°F na 120°F (26,6 na 48,8°C). Teda v tomto postupe je teplo nízkej úrovne z procesu chladenia účinne využité v mnohosti tepelných výmenníkov, ktoré zaisťujú teplo pre (1) saturovanie palivového plynu, (2) produkciu pary so stredným a nízkym tlakom, a (3) produkciu horúcej vody.
Horúca voda, ktorá má 20 až 100 hmotnostných % pomocného kondenzátu a akýkolvek zbytok obsahujúci prídavnú vodu opúšťajúcu 100°F až dno saturáka plynu prítoku pri teplote medzi 400°F (37,7 až 204,4°C), sú zavádzané do ochladeného prúdu plynu spracovania opúšťajúceho tretí nepriamy výmenník tepla, kde je BFW pri teplote v rozmedzí od okolitej do 400°F (204,4°C) ohrievaná na paru so stredným tlakom alebo napájaciu vodu kotla pri teplote v rozmedzí od asi 225°F do 500°F (107,2 až 260°C). Výsledná zmes plynu spracovania a vody zo dna saturáka pri teplote v rozmedzí od asi 250°F do 500°F ( 121,1 až 260°C) je zmiešaná so zmesou obsahujúcou 20 až 100 hmotnostných % pomocného kondenzátu a zbytkom, ak nejaký existuje, obsahujúcim prídavnú vodu pri teplote v rozmedzí od asi 100°F do 300°F (37,7 až 148,8°C).
Zmiešaním tejto vody s prúdom plynu spracovania sa voda ohrieva. Zmiešaný prúd plynu spracovania, pomocného kondenzátu a prídavnej vody obsahujúci asi 10 až 70 mólových % vody a pri teplote v rozmedzí od asi 250®F do 500°F (121,1 až 260°C) a pod rosným bodom, je zavádzaný do prvej vylučovacej nádoby, kde časť vody v prúde plynu spracovania, ktorá je tekutinou, napríklad, 10 až 80 hmotostných %, je oddelená od prúdu plynu spracovania. Aspoň časť, napr. 10 až 80 hmotnostných % vody z prvej vylučovacej nádoby je posielané do saturáka plynu prívodu. Zo zbytku, asi nula až 100 hmotnostných % je zmiešané s kondenzátom z akéhokoľvek následného tepelného výmenníka a posielané do pračky plynu.
Za ďalšie, v štvrtom nepriamom tepelnom výmenníku, prúd plynu spracovania opúšťajúci prvú vylučovaciu nádobu pri teplote v rozmedzí od asi 250°F do 500°F (121,1 až 260°C) je ochladzovaný na teplotu pod rosný bod nepriamym výmenníkom tepla s BFW, a vstupuje do štvrtého výmenníka pri teplote v rozmedzí od asi 75°F do 300°F (23,8 až 148,8°C) a vychádza ako para s nízkym tlakom s teplotou v rozmedzí od asi 225°F do 375°F (107,2 až 190,5°C) a s tlakom asi 5 až 150 psia (0,35 až 10,53 kg/cm2). Prúd plynu spracovania opúšťajúci štvrtý tepelný výmenník pri teplote v rozmedzí od asi 225°F do 400°F (107,2 až 204,4°C) a obsahujúci asi 3 až 5 mólových % vody, je zavádzaný do druhej vylučovacej nádoby. Pomocný kondenzát o teplote v rozmedzí od asi 225°F až 400°F (107,2 až 204,4°C) je odstraňovaný potrubím na dne druhej vylučovacej nádoby.
Za ďalšie, v piatom výmenníku nepriameho tepla, prúd plynu spracovania opúšťajúci druhú vylučovaciu nádobu je ochladzovaný na teplotu pod rosný bod nepriamym výmenníkom tepla s BFW alebo chladiacou vodou a vstupuje do piateho výmenníka ako horúca para o teplote medzi asi od 80°F do 300°F (26,6 do 148,8°C). Prúd plynu spracovania opúšťajúci piaty tepelný výmenník pri teplote medzi asi 80°F až 120°F (26,6 až 48,8°C) a obsahujúci asi 2 až 25 mólových % vody je zavádzaný do tretej vylučovacej nádoby. Pomocný kondenzát pri teplote medzi od 80®F do 120®F (26,6 až 48,8®C) je odvádzaný potrubím na dne tretej vylučovacej nádoby, zatiaí čo prúd plynu spracovania s 0,1 až 2,0 objemovými % vody je odvádzaný potrubím navrchu tejto nádoby. Zmes pomocného kondenzátu a akékoľvek prídavné vody zo spodku vylučovacích nádob 1, 2, a 3, sú recyklované do pračky. Voliteľne časť, napríklad 0 až 80 hmotnostných % tejto zmesi môže byť zmiešaná so zmesou prúdu plynu spracovania opúšťajúceho tretí výmenník tepla a vodou zo spodku saturáka a zavádzaná do prvej vylučovacej nádoby.
Prúd plynu spracovania opúšťajúci tretiu alebo poslednú vylučovaciu nádobu pri teplote medzi 80°F až 120°F (26,6 až 48,8°C) môže byť rafinovaný akýmkoľvek vhodným tradičným systémom, napríklad v zóne rekuperácie kyslého plynu (AGR) použitím fyzikálnej alebo chemickej absorbcie pomocou tekutého rozpúšťadla, napríklad studený metanol, methylpyrrolidon-N, dimethylether polyetylénglykolu a inhibovaný alebo neinhibovaný amín. Kyslé plyny, napríklad oxid uhličitý, sírovodík a sulfoxid uhličitý sú vysoko rozpustné v methanole pri vysokých tlakoch a nízkych teplotách. Kedf je tlak znížený a teplota bohatého rozpúšťadla zvýšená, tieto plyny môžu byť z rozpúšťadla ľahko vypudené. Sírovodík a sulfoxid uhličitý môžu byť koncentrované do frakcie vhodnej pre dodávky tradičnej Clausovej jednotky, t.j. jednotky regenerácie síry (SRU), kde je produkovaná elementárna síra. Viet Kirk-Othmerovu Encyklopédiu chemickej technológie, Druhé vydanie, Zväzok 19, John Wiley, 1969, strana 353. Je urobená referencia na spoločne pridelený patent US 4 052 176. Tieto odkazy sú tu zapracované referenciou.
PRÍKLADY USKUTOČNENIA VYNÁLEZU
Tento referencie podrobne výkres obmedziť lepšie pochopený pomocou výkres 1/1, ktorý postup. Hoci prevedenie, vyššie popísaný jeho prednostné kontinuálny postup na toto konkrétne tento nechce opísané zariadenie alebo látky.
vynález môže byť na príslušný sprievodný znázorňuje znázorňuje znázornený
S odkazom na tento výkres, generátor plynu s voľným tokom a nekatalytickým ohňovzdorným obložením 1., ako bol vyššie popísaný, je opatrený osovo združeným prírubovým vstupným otvorom 2 proti prúdu a výstupným prírubovým otvorom 2 po prúde. Na vstupnom otvore 2 je upevnený horák prstencovitého typu 4., ako bol vyššie popísaný, s centrálnym kanálom 5 v osi s osou generátora plynu 1. Koncentrický súosový priechod 6 je takisto zaistený.
Prúd v podstate čistého kyslíka v trubke 7 je zavádzaný prstencovitým priechodom 6 horáka 4,. Prúd vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva v trubke 8 je zavádzaný pomocou centrálneho priechodu 5. Tieto dva prúdy prívodu sa spolu zrážajú, miešajú a reagujú čiastočnou oxidáciou v reakčnej zóne 9 generátora plynu 1.. Horký prúd surového palivového plynu obsahujúci vodík, oxid uhloľnatý, oxid uhličitý, vodu, dusík, argón, sírovodík a sulfoxid uhličitý prechádza dolu trubicou kúpeľa 10 a je prudko ochladený v nádrži vody, ktorá je v chladiacom bubne či nádrži 14, umiestnenej na spodku generátora plynu 1. Ochladzovacia voda, obsahujúca strhnutý časticový uhlík je odstraňovaná potrubím 15 a rozštiepená v zóne znovuzískania uhlíka a regenerácie odpadovej vody. Struska a časticová látka sú periodicky odstraňované pomocou výstupného otvoru 3., potrubia 16, klapky 17. potrubia 18, uzavieracej výsypnej komory 19, potrubia 20, klapky 21 a potrubia 22.
Prudko ochladený prúd surového plynu spracovania je vedený potrubím 23 do kolóny čistenia plynu 24, kde je vyčistený od strhnutých sadzí a časticovej látky vodou mokrého čistenia obsahujúcou pomocný kondenzát a prídavnú vodu z potrubia 25. Pomocou pumpy 26 je voda zo spodku čistiacej kolóny 24 pumpovaná potrubiami 27 a 28 do ochladzovacej nádrže 14. Čistý prúd surového plynu spracovania opúšťajúci kolónu mokrého čistenia plynu 24 potrubím 29 je predohrievaný v prvom tepelnom výmenníku 30 pomocou nepriamej, t.j. nekontaktnej tepelnej výmeny, s prvou časťou následne produkovaného prúdu plynu zmeneného spracovania. Prvý prúd plynu zmeneného spracovania vstupuje do prvého výmenníka tepla 30 potrubím 35 a vyteká so sníženou teplotou cez potrubie 36,. Predohriaty prúd horúceho surového plynu spracovania opúšťajúci prvý výmenník tepla 30 vyteká potrubím 37 a vstupuje do katalytického konvertoru premeny voda-plyn 38. Oxid uhoľnatý a voda v prúde surového plynu spracovania reagujú spolu vo vnútri katalytického konvertora premeny 38 a produkujú prúd plynu zmeneného spracovania, ktorý obsahuje plyn bohatý na vodík, napríklad plyn obsahujúci asi 30 až 60 objemových % vodíka a 0 až 10 objemových % oxidu uhoľnatého.
Horúci prúd plynu zmeneného spracovania opúšťajúci konvertor zmeny voda-plyn 38 je vedený potrubím 39 a rozdelený do dvoch prúdov. Prvý prúd plynu zmeneného spracovania prechádza potrubím 35 a prvým nepriamym výmenníkom tepla 30, ako je popísané vyššie. Zbytok horúceho prúdu plynu zmeneného spracovania je vedený potrubím 40. riadiacim ventilom 41.potrubím 42. a druhým nepriamym výmenníkom tepla 43., kde predohrieva prúd saturovaného plynného uhľovodíkového paliva z potrubia 51. Prítok plynného uhľovodíkového paliva do systému v potrubí 48 je saturovaný vodu obsahujúcim pomocným kondenzátom a prídavnou vodou z potrubia 49 v saturačnej kolóne 50. Prúd saturovaného, plynného uhľovodíkového paliva v potrubí 51 je potom predohrievaný v druhom nepriamom výmenníku tepla 43, ako už bolo popísané, a vedený potrubím 8 do centrálneho kanála 5 horáka 4., ako bolo predtým popísané.
Prúd plynu zmeneného spracovania opúšťajúci prvý výmenník tepla 30 pomocou potrubia 36 a prúd plynu zmeneného spracovania opúšťajúci druhý výmenník tepla 43 pomocou potrubia 44., sú zmiešavané dohromady v potrubí 52 a potom sú vedené chladiacou sekciou s nízkou teplotou, ktorá obsahuje pluralitu nepriamych výmenníkov spojených do série, napríklad tretí výmenník tepla 53, štvrtý výmenník tepla 54 a piaty výmenník tepla 55. V treťom výmenníku tepla 53 je napájacia voda kotla (ďalej len BFW) z potrubia 56, konvertovaná na paru so stredným tlakom alebo na horúce BFW, ktoré opúšťa tretí výmenník tepla 53 potrubím 57. Prúd plynu zmeneného spracovania je chladený pod rosný bod v treťom výmenníku tepla 53 a potom vyteká potrubím 58. V potrubí 59 je prúd plynu spracovania zmiešaný s vodu obsahujúcim pomocným kondenzátom s alebo bez prídavnej vody z potrubia 60 na dne saturáka 50.
V jednom prevedení je čerstvá prídavná voda privádzaná do systému cez potrubie 46, ventil 61, potrubie 62 a v potrubí 63 je zmiešaná so zmesou pomocného kondenzátu a prídavnou vodou z potrubia 64,. Pomocou pumpy 65 je časť, napríklad 0-80 hmotnostných % zmesi pomocného kondenzátu a prídavnej vody v potrubí 63., pumpovaná potrubím 66 a 67, riadiacim ventilom 68 a potrubím 69 do potrubia 70, kde je zmiešaná so zmesou prúdu plynu zmeneného spracovania a pomocného kondenzátu a prídavnej vody z potrubia 59. Zbytok pomocného kondenzátu a prídavnej vody v potrubí 66 je vedený cez potrubie 93., ventil 94, potrubie 95, potrubie 25 do kolóny čistenia 24. V jednom prevedení s uzavretým ventilom 61. môže byť prídavná voda zo samostatného potrubia zavedená do potrubia 25 a/alebo 69. Napríklad s otvoreným ventilom 96 a ventilom 94 otvoreným alebo uzavretým, môže byť prídavná voda z potrubia 97 zavádzaná do potrubia 25 cez potrubie 98.
Zmes prúdu plynu zmeneného spracovania, pomocného kondenzátu a prídavnej vody v potrubí 70 je zavádzaná do prvej vylučovacej nádoby 71, kde je oddelená strhávaná tekutina vlhkosti, obsahujúca pomocný kondenzát a prídavnú vodu a odchádza potrubím 72. Zmiešaním vody s prúdom plynu spracovania spracovania teplotu pod je voda ohriata. Prúd plynu odvodňovacieho odchádza potrubím 77 a je ochladzovaný na rosný bod v štvrtom nepriamom výmenníku tepla
54. Ochladzovačom je BFW, ktoré vstupuje potrubím 78 a odchádza ako para s nízkym tlakom potrubím 79. Prúd plynu chladiaceho procesu v potrubí 80 je odvodňovaný vo vylučovacej nádobe 81. Zmes obsahujúca asi 10 až 100 hmotnostných % pomocného kondenzátu a zbytok prídavnej vody vychádza cez potrubie 82 a je zmiešaná v potrubí 83 so zmesou obsahujúcou asi 10 až 100 hmotnostných % pomocného kondenzátu a zbytok prídavnej vody z potrubí 72., 73, z kontolného ventilu 74 a potrubia 75. Asi 2 až 50 hmotnostných % vody z potrubia 72 je vedené potrubím 73 a zbytok je pumpovaný potrubím 84 a 49 do saturáka plynu 50 pomocou pumpy 85.
Prúd plynu zmeneného spracovania opúšťajúci druhú vylučovaciu nádobu 81 je vedený potrubím 86 do piateho neoriameho výmenníka tepla 55, kde je ochladzovaný na teplotu pod rosný bod ochladzovačom BFW. Tento chladiaci prostriedok vteká do výmenníka tepla 55 potrubím 87 a vyteká ako horúca voda potrubím 88. Prúd plynu spracovania so strhávanou vlhkosťou v potrubí 89 je odovzdávaný do tretej vylučovacej nádoby 90, kde je kondenzovaná voda obsahujúca asi 10 až 100 hmotnostných % pomocného kondenzátu a zbytok obsahujúci prídavnú vodu usadzuje na dno, a je odvádzaná potrubím 91. Pomocou tohto procesu je kondenzovaná voda zo spodku vylučovacích nádob 71, 81 a 90, v zmesi s pomocným kondenzátom a prídavnou vodou, recyklovaná do saturáka plynného paliva 50 a pračky plynu 24,. Odvodnený, na vodík bohatý plyn je odoberaný potrubím 92 a voliteľne rafinovaný na odstráneniu kyslých plynov. Plyn bohatý na vodík, obsahujúci asi 40 až 100 mólových % vodíka, môže byť použitý ako redukčný plyn alebo ako plyn hydrospracovania.
Ako tu už bolo uvedené prv, je možné urobiť rôzne modifikácie tohto vynálezu bez obáv z toho, že by sa prekročil jeho rámec; a ich obmedzenia sú len tie, ako sú uvedené v príslušných, priložených patentových nárokoch.

Claims (42)

PATENTOVÉ NÁROKY
1,6, s hmotnostným pomerom voda/palivo v rozpätí asi 0,1 až 5,0 a obsahujúci doplnkový moderátor teploty vody, keď výhrevnosť, tohto prívodu paliva je väčšia než 1200 BTU/SCF, v ktorom dochádza k reakcii čiastočnej oxidácie v reakčnej zóne generátora plynu s čiastočnou nekatalytickou oxidáciou plynu s volným tokom, a je produkovaný prúd pochodu syntetického plynu obsahujúci vodík, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý, voda, dusík, sírovodík, sulfoxid uhoľnatý a časticový uhlík, pričom je redukčný mólový pomer vodík + oxid uhoľnatý /voda+ oxid uhličitý v rozpätí od asi 5 do 15;
(1) reagovanie pomocou čiastočnej oxidácie prívodu paliva obsahujúceho uhľovodíkové palivo, ktoré má minimálny hmotnostný pomer uhlíka k vodíku 3,3 a obsahujúce prúd vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva alebo zmiešaný prúd tohto saturovaního plynného uhľovodíkového paliva a tekutého uhľovodíkového paliva za teploty v rozpätí asi 2000°F až 2800°F (1093,3°C až 1537,7°C) a tlaku v rozpätí asi 200 až 2500 psia (asi 14,06 až 172,71 kg/cm2), s prúdom v podstate čistého kyslíkového plynu v atómovom pomere kyslíkového plynu k uhlíku v palive v rozpätí asi 0,6 až
1,6, s hmotnostným pomerom voda/palivo v rozpätí asi 0,1 až 5,0 a obsahujúci doplnkový moderátor teploty vody, v ktorom dochádza k reakcii čiastočnej oxidácie v reakčnej zóne generátora plynu s čiastočnou nekatalytickou oxidáciou plynu s voľným tokom a je produkovaný prúd pochodu syntetického plynu obsahujúci vodík, oxid uhoľnatý, oxid uhličitý, voda, dusík, sírovodík, sulfoxid uhoľnatý a časticový uhlík, pričom je redukčný mólový pomer vodík + oxid uhoľnatý / voda + oxid uhličitý v rozpätí od asi 5 do 15;
(1) reagovanie pomocou čiastočnej oxidácie prívodu paliva obsahujúceho uhlovodíkové palivo, ktoré má minimálny hmotnostný pomer uhlíka k vodíku 3,3 a obsahujúci prúd vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva alebo zmiešaný prúd tohoto saturovaného plynného uhľovodíkového paliva a tekutého uhľovodíkového paliva za teploty v rozpätí asi 2000°F až 2800°F (1093,3°C až 1537,7°C) a tlaku v rozpätí asi 200 až 2500 psia (asi 14,06 až 172,71 kg/cm2), s prúdom v podstate čistého kyslíkového plynu v atómovom pomere kyslíkového plynu k uhlíku v palive v rozpätí asi 0,6 až
1. Postup čiastočnej oxidácie na výrobu plynu bohatého na vodík obsahujúci nasledujúce kroky :
(2) ochladenie zhasením a mokré čistenie prúdu plynu spracovania z (1) pomocou vody v zónach chladenia a mokrého čistenia plynu na produkciu čistého prúdu plynu spracovania, ktorý má teplotu v rozmedzí asi 300°F až 600°F (148,8°C až 315,5°C);
2. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zmiešania prídavnej vody s doplnkovým pomocným kondenzátom a čiastočne chladeným prúdom plynu zmeneného spracovania v kroku (6).
(2) ochladenie zhasením a mokré čistenie prúdu plynu spracovania z (1) pomocou vody v zónach chladenia a mokrého čistenia plynu na produkciu čistého prúdu plynu spracovania, L ktorý má teplotu v rozmedzí asi 300®F až 600®F (148,8®C až 315,5°C);
(3) (a) zahrievanie prúdu plynu spracovania z (2) na teplotu v rozpätí asi 500°F až 700°F (260°C až 371,1°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s priamo zmeneným prúdom plynu spracovania z následného kroku (4); a (b) čiastočné chladenie priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z kroku (3)(a) na teplotu medzi asi 425°F až 675°F (218,3°C až 357,2°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s vodou saturovaným uhľovodíkovým plynným palivom z následného kroku (9), čím sa zahriava prívod plynného uhlovodíkového paliva na teplotu v rozmedzí asi 400°F až 800°F (204,4°C až
426,6°C), a zavedenie ohriatou vodou saturovaného prívodu plynného paliva do generátora čiastočnej oxidácie plynu v (1) ako aspoň časti tohto paliva;
3. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zmiešania , pomocného kondenzátu z kroku (8) s doplnkovým pomocným kondenzátom a čiastočne chladeným prúdom plynu zmeneného spracovania v kroku (6).
(3) (a) zahrievanie prúdu plynu spracovania z (2) na teplotu v rozpätí asi 500°F až 700®F (260°C až 371,1°C) pomocou nepriamej tepelnej výmeny s prvou časťou priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z následného kroku (4); a (b) prietok zbytku tohto priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z kroku (4) v nepriamej tepelnej výmene s vodou saturovaným uhľovodíkovým plynným palivom z následného kroku (9), čím sa zahrieva prívod plynného uhľovodíkového paliva na teplotu v rozmedzí asi 400°F až 800°F (204,4°C až
426,6°C), a zavedenie ohriatou vodou saturovaného prívodu plynného paliva do generátora čiastočnej oxidácie plynu v (1) ako aspoň časti tohto paliva;
(4) odovzdávanie ohriateho prúdu plynu spracovania z kroku (3)(a) cez katalytickú konverznú zónu priamej premeny 1 voda-plyn na produkciu na vodík bohatého prúdu plynu zmeneného spracovania, ktorý má redukčný mólový pomer vodík . + oxid uhoľnatý / voda + oxid uhličitý menší než 2;
4. Postup podľa nároku 3, obsahujúci krok zmiešania prídavnej vody s pomocným kondenzátom z kroku (8).
(4) odovzdávanie ohriateho prúdu plynu spracovania z kroku (3)(a) cez katalytickú konverznú zónu priamej premeny voda-plyn na produkciu na vodík bohatého prúdu plynu zmeneného spracovania, ktorý má redukčný mólový pomer vodík + oxid uhoľnatý / voda + oxid uhličitý menší než 2;
• (5) čiastočné chladenie premeneného prúdu plynu spracovania z (3)(b) na teplotu v rozpätí asi 260°F až 550°F (126,6°C až 287,7°C) nepriamou výmenou tepla s napájačou vodou kotla, čím sa produkuje para so stredným tlakom alebo horúca napájačia voda kotla;
5. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zavádzania pomocného kondenzátu z kroku (8) do zón mokrého čistenia a L chladenia plynu v kroku (2).
(5) spojenie dvoch prúdov z čiastočne ochladeného priamo zmeneného prúdu plynu spracovania z (3)(a) a (3)(b) a čiastočné chladenie spojeného prúdu plynu spracovania na teplotu v rozpätí asi 260°F až 550°F (126,6°C až 287,7°C) nepriamou výmenou tepla s napájačou vodou kotla, čím sa produkuje para so stredným tlakom alebo napájačia voda kotla;
(6) zmiešanie čiastočne ochladeného premeneného prúdu plynu spracovania z kroku (5) s doplnkovým pomocným kondenzátom zo spodku zóny saturácie plynu následného kroku (9), v ktorom je tento doplnkový pomocný kondenzát ohrievaný priamym kontaktom s čiastočne chladeným zmeneným prúdom plynu spracovania;
6. Postup podľa nároku 5, obsahujúci krok zmiešania prídavnej vody s pomocným kondenzátom.
(6) zmiešanie čiastočne ochladeného premeneného prúdu plynu spracovania z kroku (5) s dopnkovým pomocným kondenzátom zo spodku zóny saturovania plynu v následnom ukroku (9), v ktorom je tento doplnkový pomocný kondenzát ohrievaný priamym kontaktom s čiastočne chladeným zmeneným prúdom plynu spracovania;
(7) odvodňovanie zmesi plynu zmeneného spracovania a pomocného kondenzátu z (6) vo vylučovacej komore a oddeľovanie ohriateho pomocného kondenzátu;
7. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zavádzania prídavnej vody do zón chladenia a/alebo mokrého čistenia i plynu v kroku (2).
(7) odvodňovanie zmesi plynu zmeneného spracovania a pomocného kondenzátu z (6) vo vylučovacej komore a oddeľovanie ohriateho pomocného kondenzátu;
(8) chladenie a odvodňovanie prúdu plynu zmeneného spracovania z kroku (7) v odvodňovacej zóne prúdu plynu spracovania na produkciu pomocného kondenzátu pomocou ochladenia prúdu plynu spracovania pod rosný bod a zbieranie kondenzovanej vody v aspoň jednej vylučovacej komore; á (9) saturovanie prúdu prietoku uhľovodíkového plynného paliva s aspoň časťou ohriateho pomocného kondenzátu z kroku (7) v zóne saturovania plynu a odvod nadbytočného pomocného kondenzátu zo spodku zóny tejto saturačnej zóny plynu pre použitie v kroku (6).
8. Postup podľa nároku 1, v ktorom katalytická konverzná zóna premeny voda-plyn v kroku (4) obsahuje katalyzátor kobalt - molybdén obsahujúci hmotnostné % : oxid kobaltnatý -t(2-5), oxid molybdénový (8-16), oxid horečnatý (0-20) a oxid hlinitý (59-85).
(8) chladenie a odvodňovanie prúdu plynu zmeneného spracovania z kroku (7) v odvodňovacej zóne prúdu plynu t spracovania na produkciu pomocného kondenzátu pomocou ochladenia prúdu plynu spracovania pod rosný bod a zbieranie kondenzovanej vody v aspoň jednej vylučovacej komore;
9. Postup podľa nároku 1, kde je v kroku (4) na vodík bohatý prúd plynu zmeneného spracovania produkovaný za teploty v rozmedzí asi 500°F až 1050°F (260°C až 565,5°C) a tlaku, ktorý je v podstate rovnaký aký je v reakčnej zóne generátora plynu s čiastočnou oxidáciou v kroku (1), mínus bežný pokles tlaku v potrubí.
(9) saturovanie prúdu prietoku uhľovodíkového plynného paliva s aspoň časťou ohriateho pomocného kondenzátu z kroku v (7) v zóne saturovania plynu a odvod nadbytočného pomocného kondenzátu zo spodku zóny saturovania plynu k použitiu v kroku (6).
10. Postup podlá nároku 1, kde v kroku (5) je prúd plynu zmeneného spracovania z kroku (4) postupne ochladzovaný v pluralite nepriamych výmenníkov tepla, a pomocný kondenzát na chladenie a mokré čistenie prúdu plynu spracovania v kroku (2) je oddelený z prúdu plynu spracovania.
11. Postup podlá nároku 10, v ktorom je chladiacim médiom pre výmenníky tepla napájačia voda kotla.
12. Postup podlá nároku 11, v ktorom je napájacia voda kotla v jednom výmenníku tepla menená na paru so stredným tlakom a v ďalšom výmenníku tepla na paru s nízkym tlakom.
13. Postup podlá nároku 12, v ktorom je para so stredným tlakom použitá ako pracovné fluidum v parnej turbíne vyrábajúcej elektrický prúd.
14. Postup podlá nároku 12, v ktorom je para so stredným tlakom použitá ako vypudzovací prostriedok na regeneráciu rozpúšťadla.
15. Postup podlá nároku 1, obsahujúci krok rozdeľovania vzduchu v tradičnej jednotke separácie vzduchu na prúd v podstate čistého kyslíkového plynu a na prúd dusíkového plynu, a zavádzanie prúdu kyslíkového plynu do reakčnej zóny generátora plynu s čiastočnou oxidáciou v kroku (1).
16. Postup podľa nároku 1, kde je v zóne saturovania plynu v (9) plynný uhľovodíkový prúd prívodu do kroku (3) s teplotou v rozmedzí asi 250°F až 450°F (121,1°C až 232,2°C) a s tlakom v rozmedzí asi 20 až 400 psia (1,40 až 28,09 kg/cm2) väčším, než je v reakčnej zóne generátora plynu s čiastočnou oxidáciou, priamo kontaktovaný pomocným kondenzátom a prídavnou vodou s teplotou v rozmedzí asi 250®F až 500®F ( 121,1°C až 260°C).
17. Postup podľa nároku 1, v ktorom plynné uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej rafinérsky odpadový plyn, zmesi uhľovodíkových plynov a odpadové uhlík obsahujúce plyny z chemických procesov.
18. Postup podľa nároku 1, v ktorom plynné uhľovodíkové palivo je prúdom plynu generovaným jednotkou v rafinérii ropy, vybranou zo skupiny obsahujúcej fluidnú katalytickú krakovaciu jednotku (FCC), jednotky predĺženého a fluidizačného koksovania, katalytickú pretváraciu jednotku a j ednotku hydrospracovania.
19. Postup podľa nároku 1, v ktorom plynné uhľovodíkové palivo obsahuje zmes z množstva plynných komponentov zo skupiny skladajúcej sa z vodíka, dusíka, kyslíka, merkaptánov, metánu, eténu, etánu, propénu, propánu, buténu, butánu, penténu, pentánu, oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého a vody.
20. Postup podľa nároku 1, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej pumpóvateľné tekuté uhľovodíkové látky, pumpóvateľné tekuté kaly tuhých uhľovodíkových látok, a ich zmesi.
21. Postup podľa nároku 1, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej skvapalnený ropný plyn, ropné destiláty a rezídua, benzín, ťažký benzín, petrolej, surovú ropu, asfalt, plynový olej, reziduálny olej, olej z dechtových pieskov a bridlíc, olej derivovaný z uhlia, aromatické uhľovodíky, uhoľný decht, odpadový plynový olej z fluidných katalytických krakovacích operácií, furfurálny extrakt koksárenského plynového oleja, a ich zmesi.
22. Postup podľa nároku 1, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny skladajúcej sa z okysličených uhľovodíkových organických látok, obsahujúcich karbohydráty, látky na báze celulózy, aldehydy, organické kyseliny, alkoholy, ketóny, okysličené palivové oleje, odpadové tekutiny a vedľajšie produkty z chemických postupov obsahujúcich okysličené uhľovodíkové organické látky, a ich zmesi.
23. Postup podľa nároku 1, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je pumpováteľný kal tuhých uhlíkových palív vybraných zo skupiny obsahujúcej uhlie, časticový uhlík, petrolejový koks, koncentrovaný splaškový kal, a ich zmesi, v odparovateľnom tekutom nosiči vybranom zo skupiny obsahujúcej vodu, tekutý oxid uhličitý, tekuté uhľovodíkové palivo, a ich zmesi.
24. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zavádzania vodou saturovaného prúdu plynného uhľovodíkového paliva do reakčnej zóny generátora čiastočnej oxidácie plynu v kroku (1) pomocou centrálneho kanála horáka, obsahujúceho tento centrálny kanál a súosový, koncentrický vonkajší prstencovitý priechod, a simultánne odovzdávanie prúdu v podstate čistého kyslíkového plynu vonkajším prstencovitým priechodom; v ktorom sa tieto prúdy spolu zrážajú, rozprašujú a reagujú čiastočnou oxidáciou v tejto reakčnej zóne.
25. Postup podľa nároku 1, obsahujúci krok zavádzania prúdu v podstate čistého kyslíkového plynu do reakčnej zóny generátora čiastočnej oxidácie plynu v kroku (1) pomocou centrálneho kanála horáka, obsahujúceho tento centrálny kanál a súosové, koncentrické medziľahlé a vonkajšie prstencovité priechody, a simultánne odovzdávanie prúdu tekutého uhľovodíkového paliva s alebo bez prímesi s parou, medziľahlým priechodom, a prúdu vodou saturovaného plynného uhľovodíkového paliva vonkajším prstencovitým priechodom; v ktorom sa tieto prúdy spolu zrážajú, rozprašujú a reagujú čiastočnou oxidáciou v tejto reakčnej zóne.
26. Postup čiastočnej oxidácie k výronu plynu bohatého na vodík, obsahujúci nasledujúce kroky :
27. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok zmiešania prídavnej vody s doplnkovým pomocným kondenzátom a čiastočne ochladeným prúdom plynu zmeneného spracovania v kroku (6).
28. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok miešania pomocného kondenzátu z kroku (8) s doplnkovým pomocným kondenzátom a čiastočne ochladeným prúdom plynu zmeneného spracovania v kroku (6).
29. Postup podľa nároku 28, obsahujúci krok miešania prídavnej vody s pomocným kondenzátom z kroku (8).
30. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok zavádzania pomocného kondenzátu z kroku (8) do zón mokrého čistenia a chladenia plynu v kroku (2).
31. Postup podľa nároku 30, obsahujúci krok miešania prídavnej vody s pomocným kondenzátom.
32. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok zavádzania prídavnej vody do zón chladenia a/alebo mokrého čistenia plynu v kroku (2).
33. Postup podľa nároku 26, kde v kroku (5) je prúd plynu zmeneného spracovania z kroku (4) postupne ochladzovaný v pluralite nepriamych výmenníkov tepla, a pomocný kondenzát je oddelený od prúdu plynu spracovania.
34. Postup podľa nároku 26, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny skladajúcej sa z okysličených uhľovodíkových organických látok, obsahujúcich karbohydráty, materiály na báza celulózy, aldehydy, organické kyseliny, alkoholy, ketóny, okysličené palivové oleje, odpadové tekutiny a vedľajšie produkty z chemických procesov obsahujúcich okysličené uhľovodíkové organické látky, a ich zmesi.
35. Postup podľa nároku 26, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je pumpováteľný kal tuhých uhlíkových palív vybraných zo skupiny obsahujúcej uhlie, časticový uhlík, petrolejový koks, koncentrovaný splaškový kal, a ich zmesi, v odparovateľnom tekutom nosiči vybranom zo skupiny obsahujúcej vodu, tekutý oxid uhličitý, tekuté uhľovodíkové palivo, a ich zmesi.
36. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok zavádzania vodou t saturovaného prúdu plynného uhľovodíkového paliva do reakčnej zóny generátora čiastočnej oxidácie plynu v kroku (1) pomocou centrálneho kanála horáka, obsahujúceho tento centrálny kanál a súosový, koncentrický vonkajší prestencovitý priechod, a simultánne odovzdávanie prúdu v podstate čistého kyslíkového plynu vonkajším prstencovitým priechodom; v ktorom sa tieto prúdy spolu zrážajú, rozprašujú a reagujú čiastočnou oxidáciou v tejto reakčnej zóne.
37. Postup podľa nároku 26, obsahujúci krok zavádzania vodou saturovaného prúdu plynného uhľovodíkového paliva do reakčnej zóny generátora čiastočnej oxidácie plynu v kroku (1) pomocou centrálneho kanála horáka, obsahujúceho tento centrálny kanál a súosový, koncentrický vonkajší prstencový priechod, a simultánne odovzdávanie prúdu v podstate čistého kyslíkového plynu vonkajším prstencovým priechodom; v ktorom sa tieto prúdy spolu zrážajú, rozprašujú a reagujú čiastočnou oxidáciou v tejto reakčnej zóne.
38. Postup podľa nároku 26, v ktorom plynné uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej rafinérsky odpadový plyn, zmesi uhľovodíkových plynov ¢^-04, a odpadové uhlík obsahujúce plyny z chemických procesov.
39. Postup podľa nároku 26, v ktorom plynné uhľovodíkové palivo je prúdom plynu generovaným jednotkou v rafinérii ropy, vybranou zo skupiny obsahujúcej fluidnú katalytickú krakovaciu jednotku (FCC), jednotky predĺženého a fluidizačného koksovania, katalytickú pretváraciu jednotku a jednotku hydrospracovania.
. 40. Postup podľa nároku 26, v ktorom tekuté uhlovodíkové palivo obsahuje zmes z množstva plynných komponentov zo t skupiny skladajúcej sa z : vodíka, dusíka, kyslíka, merkaptánov, metánu, eténu, etánu, propénu, propánu, buténu, butánu, penténu, pentánu, oxidu uhoľnatého, oxidu uhličitého a vody.
41. Postup podía nároku 26, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej pumpovátelné tekuté uhľovodíkové látky, pumpovateíné tekuté kaly tuhých uhľovodíkových látok, a ich zmesi.
42. Postup podľa nároku 26, v ktorom tekuté uhľovodíkové palivo je vybrané zo skupiny obsahujúcej skvapalnený ropný r , plyn, ropné destiláty a rezídua, benzín, tažký benzín, petrolej, surovú ropu, asfalt, plynový olej, reziduálny olej, olej z dechtových pieskov a bridlíc, olej derivovaný z uhlia, aromatické uhľovodíky, uhoíný decht, odpadový plynový olej z fluidných katalytických krakovacích operácií, furfurálny extrakt koksárenského plynového oleja, a ich zmesi.
SK704-96A 1993-12-01 1994-10-19 Production of hydrogen-rich gas SK70496A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/159,610 US5358696A (en) 1993-12-01 1993-12-01 Production of H2 -rich gas
PCT/US1994/012022 WO1995015290A1 (en) 1993-12-01 1994-10-19 Production of h2-rich gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK70496A3 true SK70496A3 (en) 1997-04-09

Family

ID=22573256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK704-96A SK70496A3 (en) 1993-12-01 1994-10-19 Production of hydrogen-rich gas

Country Status (16)

Country Link
US (2) US5358696A (sk)
EP (1) EP0731773A4 (sk)
JP (1) JPH09502694A (sk)
CN (1) CN1136800A (sk)
AU (1) AU680070B2 (sk)
BR (1) BR9408247A (sk)
CA (1) CA2177176A1 (sk)
CO (1) CO4410377A1 (sk)
FI (1) FI962218A (sk)
HU (1) HUT75978A (sk)
NO (1) NO962260L (sk)
NZ (1) NZ276225A (sk)
PL (1) PL314726A1 (sk)
SK (1) SK70496A3 (sk)
TW (1) TW311903B (sk)
WO (1) WO1995015290A1 (sk)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5358696A (en) * 1993-12-01 1994-10-25 Texaco Inc. Production of H2 -rich gas
US5464606A (en) * 1994-05-27 1995-11-07 Ballard Power Systems Inc. Two-stage water gas shift conversion method
US6149859A (en) * 1997-11-03 2000-11-21 Texaco Inc. Gasification plant for direct reduction reactors
US6033456A (en) * 1998-02-06 2000-03-07 Texaco Inc. Integration of partial oxidation process and direct reduction reaction process
US6689294B1 (en) 1998-07-02 2004-02-10 Haldor Topsøe A/S Process for autothermal reforming of a hydrocarbon feedstock
DE19947755C2 (de) 1999-10-02 2003-06-18 Daimler Chrysler Ag Autothermer Reformierungsreaktor
JP2001199709A (ja) * 1999-11-12 2001-07-24 Idemitsu Kosan Co Ltd 水素製造用炭化水素組成物及びそれを用いる水素製造方法
US6837909B2 (en) * 2000-04-10 2005-01-04 Nippon Oil Corporation Fuel for use in a fuel cell system
WO2002000814A1 (fr) * 2000-06-29 2002-01-03 Nippon Oil Corporation Combustible pour cellule electrochimique
DE10041712A1 (de) * 2000-08-25 2002-03-07 Volkswagen Ag Autotherme Brenngaserzeugungseinheit für Brennstoffzellen
US6890672B2 (en) 2001-06-26 2005-05-10 Idatech, Llc Fuel processor feedstock delivery system
US6773630B2 (en) * 2001-11-02 2004-08-10 Texaco Inc. Process for the gasification of heavy oil
GB0206701D0 (en) * 2002-03-21 2002-05-01 Jacobs Consultancy Uk Ltd Low water comsumption IGCC
US20030192251A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Edlund David J. Steam reforming fuel processor
US20030223926A1 (en) * 2002-04-14 2003-12-04 Edlund David J. Steam reforming fuel processor, burner assembly, and methods of operating the same
FR2848548B1 (fr) * 2002-12-17 2005-12-23 Air Liquide Procede de generation d'un melange de synthese co-h2 sous pression par oxydation partielle catalytique en minimisant la formation de suies
JP2006511425A (ja) * 2002-12-20 2006-04-06 本田技研工業株式会社 白金を含まない水素生成用ルテニウム−コバルト触媒配合物
US7704460B2 (en) * 2003-02-03 2010-04-27 Advanced Electron Beams, Inc. Gas separation device
US7138001B2 (en) * 2003-03-16 2006-11-21 Kellogg Brown & Root Llc Partial oxidation reformer-reforming exchanger arrangement for hydrogen production
US7932296B2 (en) * 2003-03-16 2011-04-26 Kellogg Brown & Root Llc Catalytic partial oxidation reforming for syngas processing and products made therefrom
US8273139B2 (en) * 2003-03-16 2012-09-25 Kellogg Brown & Root Llc Catalytic partial oxidation reforming
US7169376B2 (en) * 2004-06-10 2007-01-30 Chevron U.S.A. Inc. Method for making hydrogen using a gold containing water-gas shift catalyst
ITMI20031739A1 (it) * 2003-09-11 2005-03-12 Enitecnologie Spa Procedimento di ossidazione parziale catalitica per
WO2006039475A2 (en) * 2004-09-30 2006-04-13 Aker Kvaerner, Inc. Recovery of organic compounds using a saturator
US7395670B1 (en) * 2005-02-18 2008-07-08 Praxair Technology, Inc. Gas turbine fuel preparation and introduction method
US7632322B2 (en) 2005-06-07 2009-12-15 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
US7629067B2 (en) * 2006-05-22 2009-12-08 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing systems and fuel cell systems with a liquid leak detection system
US7939051B2 (en) * 2006-05-23 2011-05-10 Idatech, Llc Hydrogen-producing fuel processing assemblies, heating assemblies, and methods of operating the same
CN101157442B (zh) * 2007-04-27 2010-07-21 中国石化集团宁波工程有限公司 一种用于co变换的余热回收方法
US7626063B2 (en) * 2007-05-11 2009-12-01 Conocophillips Company Propane utilization in direct hydrotreating of oils and/or fats
DE102007044726A1 (de) 2007-09-18 2009-03-19 Uhde Gmbh Vergasungsreaktor und Verfahren zur Flugstromvergasung
DE102008012734A1 (de) 2008-03-05 2009-09-10 Uhde Gmbh Vergasungsreaktor und Verfahren zur Flugstromvergasung
CA2699714C (en) 2007-09-18 2016-04-19 Uhde Gmbh Gasification reactor and process for entrained-flow gasification
US7819932B2 (en) * 2008-04-10 2010-10-26 Carbon Blue-Energy, LLC Method and system for generating hydrogen-enriched fuel gas for emissions reduction and carbon dioxide for sequestration
JP5529413B2 (ja) 2008-12-12 2014-06-25 三菱重工業株式会社 水素製造システムおよび発電システム
TWI386365B (zh) * 2009-07-24 2013-02-21 Wei Hsin Chen 富氫與純氫氣體製造之整合裝置與方法
US8821598B2 (en) * 2009-07-27 2014-09-02 General Electric Company Control system and method to operate a quench scrubber system under high entrainment
JP5495749B2 (ja) 2009-12-10 2014-05-21 三菱重工業株式会社 水素製造設備および発電プラント
DE102010044646A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Abtrennen von Stickstoff und Wasserstoff aus Erdgas
CN102443440A (zh) * 2010-10-15 2012-05-09 中国石油化工股份有限公司 固定床加压气化制合成气装置
CN102443439A (zh) * 2010-10-15 2012-05-09 中国石油化工股份有限公司 固定床加压气化制合成气方法
CN102275871A (zh) * 2011-07-20 2011-12-14 兖州煤业榆林能化有限公司 变换工艺流程中利用水煤气潜热副产过热蒸汽的方法
CN102337159B (zh) * 2011-08-30 2013-09-04 中国石油化工股份有限公司 一种饱和热水塔高水气比co变换工艺
CN102888252B (zh) * 2012-10-08 2014-02-12 中国石油化工集团公司 一种饱和塔等温炉串绝热炉co变换工艺
CN102888253B (zh) * 2012-10-08 2014-02-12 中国石油化工集团公司 一种低水气低变串饱和塔等温co变换工艺
US20150075450A1 (en) * 2013-09-13 2015-03-19 Uop Llc Heat recovery from a high pressure stream
US10106406B2 (en) * 2013-11-06 2018-10-23 Watt Fuel Cell Corp. Chemical reactor with manifold for management of a flow of gaseous reaction medium thereto
RU2554008C1 (ru) 2014-01-13 2015-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газохим Техно" Реактор для парциального окисления углеводородных газов
CN103881767B (zh) * 2014-03-24 2015-05-13 中石化宁波工程有限公司 一种饱和塔循环co变换工艺
US10675854B2 (en) * 2015-01-16 2020-06-09 Raytheon Technologies Corporation Additive processing apparatus and method
CN105733689A (zh) * 2016-04-26 2016-07-06 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种气基竖炉用还原气的制备系统以及方法
CN106365118B (zh) * 2016-11-15 2018-09-14 晋城市阿邦迪能源有限公司 带有co净化及温度监控功能的甲醇重整反应室
GB2577914B (en) * 2018-10-10 2021-06-02 Cge Energy Ltd A process and apparatus for the production of hydrogen
JP6810282B1 (ja) * 2019-03-22 2021-01-06 積水化学工業株式会社 有機化合物の製造システム
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

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6511884A (sk) * 1965-09-13 1967-03-14
US3699218A (en) * 1970-06-12 1972-10-17 Chevron Res Hydrogen manufacture
US4021366A (en) * 1975-06-30 1977-05-03 Texaco Inc. Production of hydrogen-rich gas
GB1545329A (en) * 1976-06-21 1979-05-10 Mobil Oil Corp Utilization of low btu natural gas to produce methanol or liquid hydrocarbons
US4121912A (en) * 1977-05-02 1978-10-24 Texaco Inc. Partial oxidation process with production of power
US4704137A (en) * 1987-02-09 1987-11-03 Texaco Inc. Process for upgrading water used in cooling and cleaning of raw synthesis gas
US5152976A (en) * 1990-11-16 1992-10-06 Texaco Inc. Process for producing high purity hydrogen
US5358696A (en) * 1993-12-01 1994-10-25 Texaco Inc. Production of H2 -rich gas

Also Published As

Publication number Publication date
EP0731773A1 (en) 1996-09-18
FI962218A (fi) 1996-07-11
AU1040695A (en) 1995-06-19
WO1995015290A1 (en) 1995-06-08
HUT75978A (en) 1997-05-28
AU680070B2 (en) 1997-07-17
BR9408247A (pt) 1997-05-27
TW311903B (sk) 1997-08-01
US5358696A (en) 1994-10-25
NZ276225A (en) 1996-09-25
NO962260L (no) 1996-07-04
JPH09502694A (ja) 1997-03-18
NO962260D0 (no) 1996-05-31
FI962218A0 (fi) 1996-05-27
US5744067A (en) 1998-04-28
CA2177176A1 (en) 1995-06-08
PL314726A1 (en) 1996-09-16
CO4410377A1 (es) 1997-01-09
EP0731773A4 (en) 2000-02-23
HU9601481D0 (en) 1996-07-29
CN1136800A (zh) 1996-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK70496A3 (en) Production of hydrogen-rich gas
CN1037956C (zh) 用于制备热纯气流的部分氧化方法
CN1067142C (zh) 用来发电的部分氧化方法
EP0648828B1 (en) Energy efficient filtration of syngas cooling and scrubbing water
FI68036B (fi) Foerfarande foer framstaellning av ren hcn-fri syntesgas
JP3459117B2 (ja) 動力を発生させるための方法
US10287643B2 (en) Blast furnace and method for operating a blast furnace
JP2007523218A (ja) 炭化水素系原料処理システムおよび方法
US20080000155A1 (en) Gasification system and its use
US10927007B2 (en) Method and plant for the production of synthesis gas
US20070294943A1 (en) Gasification reactor and its use
KR20210096210A (ko) 수소 및 일산화탄소 (합성가스)를 생산하기 위한 이황화물 오일의 가스화
US4402709A (en) Simultaneous production of clean dewatered and clean saturated streams of synthesis gas
US20220127141A1 (en) Process and plant for producing co-rich synthesis gas by partial oxidation
KR820001101B1 (ko) 시안화 수소가 제거된 합성가스 제조방법
EP0133622A2 (en) Simultaneous production of clean dewatered and clean saturated streams of synthesis gas
Vogel The Shell gasification process, a proven industrial tool for synthesis gas production from oil products