SU632294A3 - Fuel gas obtaining method - Google Patents

Fuel gas obtaining method

Info

Publication number
SU632294A3
SU632294A3 SU742079635A SU2079635A SU632294A3 SU 632294 A3 SU632294 A3 SU 632294A3 SU 742079635 A SU742079635 A SU 742079635A SU 2079635 A SU2079635 A SU 2079635A SU 632294 A3 SU632294 A3 SU 632294A3
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
hydrocarbon
gas
fuel
carbon
methane
Prior art date
Application number
SU742079635A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Морис Робин Аллен
Джозеф Брант Тэйендэйнеджа
Original Assignee
Тексако Дивелопмент Корпорейшн (Фирма)
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 Тексако Дивелопмент Корпорейшн (Фирма) filed Critical Тексако Дивелопмент Корпорейшн (Фирма)
Priority to SU742079635A priority Critical patent/SU632294A3/en
Application granted granted Critical
Publication of SU632294A3 publication Critical patent/SU632294A3/en

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к способам по- лучени  топливных газов, обладающих высокой теплотворной способностью.The invention relates to methods for producing fuel gases with a high calorific value.

Известен способ получени  топливного газа, обогащенного метаном, .путем взаимодействи  жидкого углеводородного топлива с водородсодержащим газом и вод ным паром при повышенных температуре и давлении на никельхромовом катализаторе l.A method of producing methane-enriched fuel gas is known by reacting liquid hydrocarbon fuel with hydrogen-containing gas and water vapor at elevated temperature and pressure on a nickel chromium catalyst l.

Недостатком этого способа  вл етс  необходимость проведени  процесса на катализаторе .The disadvantage of this method is the necessity of carrying out the process on the catalyst.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ получени  топливного газа, заключающийс  в том, что углеводородное сырье, в частности жидкий углеводород, подвергают неполному сжиганию в присутствии вод ного пара с кислородсодержащим газом при 9821927 С и давлении 2,1-21О атм с получением газа, содержащего азот, окись углерода , водород The closest to the proposed technical essence and the achieved result is the method of producing fuel gas, which consists in that the hydrocarbon feedstock, in particular the liquid hydrocarbon, is subjected to incomplete combustion in the presence of water vapor with oxygen-containing gas at 9821927 C and a pressure of 2.1- 21O atm to produce gas containing nitrogen, carbon monoxide, hydrogen

Полученный синтез-газ затем сметинва- ют с жидким углеводородом и паром. При этом углеводород конвертируетс  в метан. Далее продукты конверсии охлаждают до 38-316 .The resulting synthesis gas is then swept away with a liquid hydrocarbon and steam. In this case, the hydrocarbon is converted to methane. Next, the conversion products are cooled to 38-316.

Недостатком данного способа  вл етс  относительно низка  теплотворна  (:пособность газа - 234 Британских тепловых едишщ на фут .The disadvantage of this method is the relatively low calorific value (: gas capacity - 234 British thermal units per foot.

Целью изобретени   вл етс  повыщение теплотворной способности получаемого топливного газа.The aim of the invention is to increase the calorific value of the produced fuel gas.

Поставленна  достигаетс  тем, что в известном способе смещение продуктов сжигани  с углеводородом осуществл ют при 982-1093 С и весовом соотнош&нии углеводорода и пара, равном 1;О,4-2, и углеводорода и продуктов сжигани , равном 0,1-1:1, в течение 0,5-1О сек.This is achieved by the fact that in a known method the displacement of the combustion products with the hydrocarbon is carried out at 982-1093 C and the weight ratio of hydrocarbon and steam is 1; 0, 4-2, and hydrocarbon and products of combustion is 0.1-1 : 1, for 0.5-1O sec.

Проведение процесса в указанных уело- ВИ51Х дает возможность получать газ с теплотворной способностью 400-6ОО Британских тепловых единиц на фут .Carrying out the process in the specified fields makes it possible to produce gas with a calorific value of 400-6OO British thermal units per foot.

Дл  неполнс го сжигани  при получении синтез-газа используют как твердые углерод- содержащие материалы, так и жидкие углеводороды и их смеси. Можно использовать такие топлива, как нефт ной кокс, уголь, кокс коксобенаольного производства , природный газ, легкие нефт ные пого ны,бензинолигроиновую фракцию, газойль, т желое жиддое остаточное или дистиллат ное нефт ное топливо, мазутное топливо, нефт ные остатки, сырую нефть и т. д. В случае твердых видов топлива, содер жащего углерод, нар ду с недостаточным количеством водорода в зону дл  проведе ни  реакции неполного сгорани  добавл ют вод ной п-ар или жидкую воду, что спо собствует получению водорода в составе синтез-газа. кккую воду и вод ной пар возможно также использовать совместно с углеводородным горючим дл  обеспечени  умеренной температуры реакции частичного сгорани  и дл  увеличени  соот- ношен1;  между водородом и окисью углерода в составе синтез-газа. В зоне неполного сгорани  топл11во реагирует с молекул рным кислородом пр температуре достаточно высокой дл  об- разовани  отход щего газового потока, состо щего главным образом из окиси уг лерода и водорода нар ду с небольшими количествами вод ного пара, углекисл го газа, метана и свободного углерода. Помимо этого соединени  серы, содержащиес  в топливе, превращаютс  в сероводород и COS . Газы, содержащие молекул рный кислород, такие как воздуХ обогащенный кислородом, содержащий около 45-95% кислорода, чистый кислоро и т. д., используютс  дл  частичного сжи гани  топлива, предпочтительно в таком количестве, чтобы атомное состо ние кис лорода к углероду, вход щему в состав топлива, находилось в интервале около О,9-1,2. В случае применени  воздуха в качестве газа, содержащего молекул рный кислород, продуктовый синтез-газ разбавлен примерно 5О%-ным азотом. Дл  производства топливного газа с высокой теплотворной способностью разбавление азотом нежелательно. Предпочтительно примен ть газ, содержащий кислород в количестве 95%, или более, хот  возмож но использование воздуха с получением метансодержащего газа с более низкой теплотворной способностью. Давлени  при реакции частичного окис лени  возможно примен ть в пределах, приблизительно, от атмосферного до 246,1 кг/см (3500 фунтов/дюйм ). Предпочтительно давлени  при реакции поддерживать на уровне, необходимом дл  последующего использовани  продуктового газа после предыдущего процесса его получени . Согласно предлагаемому изобретению, ор чий синтез-газ непосредственно после стадии частичного сгорани  контактирует с пароуглеводородной смесью в стадии конверсии углеводорода с целью конверсии больщей части углеводорода до метана . Углеводородное сырье, подаваемое на стадию конверсии углеводородов, включает легкие дистиллаты, нафту, газойль, фракции дистиллатов, получаемых при переработке нефти. В качестве углеводородного сырь  возможно использовать более т желые углеводородные материалы, такие как сыра  нефть, нефть, от которой отогнаны легкие фракции, слегка крекированна  нефть, отбензиненна  нефть, полумазут , мазут, остатки после перегонки нефти и т. д. Однако такие более т желые углеводороды привод т к образованию значительных количеств смол и твердых материалов , содержащих углерод, чтотребует спещшльных устройств дл  получени  газа, достаточно чистого дл  использовани  его в качестве топлива, В стадии конверсии углеводорода углеводород и вод ной пар тщательно перемешиваютс  дл  образовани  паровой смеси, необходимой дл  образовани  испарившихс  углеводородов , или же дл  образовани  тонкой однородной дисперсии капелек углерода в вод ном паре в случае углеводородов, не иоддаюшихс  испарению, причем весовое соотношение между вод ным паром и углеводородом находитс  в пределах от 0,4:1 до 2:1. Смесь вод ного пара с угдеводо родом контактирует в зоне конверс1   углеводорода с гор чим синтез-газом, предпочтительно , при температуре около 1316°С (240O°F) или более высокой. Дл  конверсии больщей части поступающего углеводорода до метана в пределах зоны конверсии поддерживают температуру 986° 1О93°С (180О° 2ООО° F) при длительности пребываш1Я реагирующих ве ществ в зоне конверсии примерно, 0,5- 10 сек. В этой реакции расходуетс  вс дород, содержащийс  в синтез-газе. В стадии ко1шерсии углеводорода образуютс  некоторые количества смолистых аро матическихсоеш нений, нафталинов и твердых утлеродсодержашйх материалов. Эти загр знени  необходимо удал ть из продуктового газа путем промывани  в скруббере и т. д. Наличие вод ного пара в сме-5 ,63 си с поступающим углеводородом существенно уменьшает образование таких тйже- лых побочных продуктов. Весовое соотношение между паром и поступающим угле.водородом , равное 0,4; 1,способствует уменьшению нежелательных побочных продуктов . Врем  пребывани  реагирующих вещест в углеводородной зоне (около 0,5. сек) достаточно дл  превращени  в метан бо11ь шей части поступающет-о углеводорода.. Если врем  пребывани  больше; чем, примерно, 10 сек,, реапфующие газы, состо щие из водорода, окиси углерода углекислого газа, воды и метана, про в л К).. тенденцию переходить в равновес- ные концентрации, соответствующие дан ным значени м тe пepaтypы реакции и давлени . При температурах ниже, примерно, 98Ц ,С (1800 F) и времени пребывани  0,5-10 сек конверсии поступаюиюгоугпево- дородного сырь  до метана существенно уменьшаетс . При оолее высоких темпера- превышающих, примерно, 1093 С турах, превышающих, примерно ( 2ООО F)j нет преимуществ в отношении конверсии поступающего углеводородного сырь  при указаннь Х выше значени х вре мени пребывани  Конверси  заканчивает- с  при температурах 982-1О93°С (ISOO 2000°F). Способ осуществл ют следующим обра-зом . Предварительно нагретое углеродсодер жащее топливо и предварительно нагретый кислород подают в генератор дл  получени  синтез-газа. Геператор представл ет собой незаполненный емкостной реактор, футепованный огнеупорным теплоизолирую . шим материалом. В генератореугперодсодёр жащее топливо подвергают частичному сжиганию с помощью кислорода при 1О93 1927 С дл  получени  синтез-газа, состо щего , главным образом, из окиси углерода и |Воцорода. При этом синтез-газ может также содержать некоторое количество углекислого газа, воды, COS, сероводорода , метана и сажи. Синтез-газ, имеющий примерно температуру сгорани , проходит из генератора в зону конверсии углерода, куда подаетс  предварительно нагрета  смесь пара с углеводородом и смешиваетс  с горк им синтез-газом, поступающим из генератора при температуресмешени  882-1093°С (18ОО-2ООО F), При времени пребывани  реагирующих Ееществ 0,5-1О сек про исходит превращение в метан большей о 4 части поступающего углеводородного сырь . Зс-иа конворсни углеводородов представл ет полый резервуарг не имеющий насадки и снабжешшш. 113ол5щией. jQjHaMeTp резеруара выбирают с таким расчетом, чтобы . обеспечить турбулентность проход щего ерез . пего газового потока, а длину подбирают с учетом обеспечени  желательного времени пребывани  реагирующих неществ в ходе конверсии поступающего углеводородного сырь  до метана. Турбулантный поток газов в зоне конверсии глеводорода обеспечивает хорошую смесь реагирующих синтез-газа и смеси вод ного пара с углеводородом, а также поддерживает необходимое количество сажи, кюбык неиспарившихс  жидкостей и смол в виде суспензии в газе. Весовые соот- иошешш между паром и углеводородом, нриблизнте-пх но, в пределах от 0,4:1 до 2:1 и между углеводородом и -.; синтезгазом , примернее от 0,1:1 до 1:1 выбираютс  дл  обеспечеш1Я наличи  желательной концентрации метана в продуктовом газе и дл  поддержани  температуры на выходе иа зоны конверсии углеводорода в предела 982-1093°С {180О-2ООО°Р). Газ, выход щий из зоны конверсии, содержаш.11Й метан, окись углерода, водород , воцу и небольшие количества углекислого газа, сероводорода и сероокиси углерода (COs), самш, смолы, поступает в зону охлаждени , состо щую -последовательно из камеры дл  резкого охлаждени  (закаливани ) ситчатого скруббера, сепаратора. Газова  фаза после сепаратора поступает в конденсатор, где конденсируетс  больша  часть содержащихс  в ней вод ных паров, затем подвергаетс  COS известными глетодами , после чего полученный газ уже пригоден дл  использовани . Пример. Природный газ подвергают конверсии путем полного окислени  кислородом ; до синтез-газа, имеющего средш Й мопекуп рный вес 13,043 и типичный состав, мол.%: Водород59,5О Окись углерода35,5О Азот0,36 Углекислый газ3,65 Метан0,85 Провод т серию опытов по контактирова шю гор чего синтез-газа со смес ми вод ного пара с углеводородом в зоне конверсии углеводорода. Отход щий газ после зоны конверсии углеводорода под-For incomplete combustion, both solid carbon-containing materials and liquid hydrocarbons and their mixtures are used to produce synthesis gas. Fuels such as petroleum coke, coal, coke cobalt production, natural gas, light oil fuels, gasoline ligroin fraction, gas oil, heavy liquid residual or distillate oil fuel, fuel oil, oil residues, crude oil can be used. etc. In the case of solid fuels containing carbon, along with an insufficient amount of hydrogen, water p-ar or liquid water is added to the zone for the incomplete combustion reaction, which contributes to the production of hydrogen in the synthesis gas . Kkuyu water and steam can also be used in conjunction with the hydrocarbon fuel to provide a moderate temperature of the partial combustion reaction and to increase the ratio of 1; between hydrogen and carbon monoxide in the composition of the synthesis gas. In the incomplete combustion zone, the fuel reacts with molecular oxygen at a temperature sufficiently high to form an exhaust gas stream consisting mainly of carbon monoxide and hydrogen along with small amounts of water vapor, carbon dioxide, methane and free carbon. . In addition, the sulfur compounds contained in the fuel are converted to hydrogen sulfide and COS. Gases containing molecular oxygen, such as air enriched with oxygen, containing about 45-95% oxygen, pure oxygen, etc., are used to partially burn the fuel, preferably in such a quantity that the atomic state of the oxygen to carbon, included in the composition of the fuel, was in the range of about O, 9-1,2. In the case of air being used as a gas containing molecular oxygen, the product synthesis gas is diluted with about 5% nitrogen. For high calorific value fuel gas production, dilution with nitrogen is undesirable. It is preferable to use a gas containing oxygen in an amount of 95% or more, although it is possible to use air to obtain a methane-containing gas with a lower calorific value. Partial oxidation reaction pressures can be applied in the range of approximately from atmospheric to 246.1 kg / cm (3500 pounds / inch). Preferably, the pressure during the reaction is maintained at the level required for the subsequent use of the product gas after the previous production process. According to the invention, the orchemical synthesis gas directly after the partial combustion stage is in contact with the vapor hydrocarbon mixture in the hydrocarbon conversion stage in order to convert the larger part of the hydrocarbon to methane. The hydrocarbon feedstock supplied to the hydrocarbon conversion stage includes light distillates, naphtha, gas oil, fractions of distillates obtained from oil refining. As a hydrocarbon feedstock, it is possible to use heavier hydrocarbon materials, such as crude oil, oil from which light fractions are distilled, lightly cracked oil, stripped oil, half-oil, fuel oil, residues from the distillation of oil, etc. However, such heavier hydrocarbons lead to the formation of significant amounts of resins and solid materials containing carbon, which requires practical devices to produce gas sufficiently pure for use as fuel. In the coal conversion stage The hydrocarbon and water vapor are thoroughly mixed to form a vapor mixture necessary to form evaporated hydrocarbons, or to form a fine homogeneous dispersion of carbon droplets in the water vapor in the case of hydrocarbons that are not iodine evaporated, and the weight ratio between water vapor and hydrocarbon is ranging from 0.4: 1 to 2: 1. The mixture of water vapor with water is in contact in the zone of hydrocarbon converse 1 with a hot synthesis gas, preferably at a temperature of about 1316 ° C (240 ° F) or higher. To convert most of the incoming hydrocarbon to methane within the conversion zone, the temperature is maintained at 986 ° 1O93 ° C (180O ° 2OOO ° F) with a residence time of the reactants in the conversion zone for about 0.5-10 seconds. In this reaction, all the hydrogen contained in the synthesis gas is consumed. In the hydrocarbon co-shear stage, certain amounts of resinous aromatic compounds, naphthalenes and solid carbon-containing materials are formed. These contaminants must be removed from the product gas by scrubbing in a scrubber, etc. The presence of water vapor in the mixture of 5,63 ss with the incoming hydrocarbon significantly reduces the formation of such heavy by-products. The weight ratio between the steam and the incoming carbon-hydrogen is 0.4; 1, helps reduce unwanted by-products. The residence time of the reacting substances in the hydrocarbon zone (about 0.5 sec) is enough to convert more of the hydrocarbons into the methane into the methane .. If the residence time is longer; than about 10 sec., reaffirming gases, consisting of hydrogen, carbon monoxide carbon dioxide, water and methane, in l to K) .. the tendency to go into equilibrium concentrations corresponding to the given reaction mopant values and pressure . At temperatures below about 98 ° C, C (1800 ° F) and a residence time of 0.5 to 10 seconds of conversion of the hydrogen-containing feed to methane is significantly reduced. At higher temperatures, greater than approximately 1093 ° C, exceeding approximately (2OOO F) j, there are no advantages in terms of conversion of incoming hydrocarbon raw materials at a specified X above the residence times of the Conversion ends with at temperatures of 982-1 °93 ° C ( ISOO 2000 ° F). The method is carried out as follows. Preheated carbon-containing fuel and preheated oxygen are fed to a generator to produce synthesis gas. The hepatore is an empty, capacitive reactor, footed with a refractory heat insulator. sew material. In a generator-carbon-containing fuel, it is partially burned with oxygen at 1103 1927 ° C to produce a synthesis gas consisting mainly of carbon monoxide and Woitzorde. In this case, synthesis gas may also contain some amount of carbon dioxide, water, COS, hydrogen sulfide, methane and soot. The synthesis gas, which has approximately the combustion temperature, passes from the generator to the carbon conversion zone, to which the preheated mixture of steam with hydrocarbon is fed and mixed with the hill by the synthesis gas coming from the generator at the mixing temperature of 882-1093 ° C (18OO-2OOO F) When the residence time of the reacting substances is 0.5–1.0 sec, more than 4 parts of the incoming hydrocarbon feedstock are converted to methane. The hydrocarbon hydrocarbon cone is a hollow reservoir that does not have a nozzle and is supplied. 113ol5 The jQjHaMeTp of the reservoir is chosen so that. ensure the turbulence of the passing through. This is a gas stream, and the length is selected taking into account the provision of the desired residence time of the reacting species during the conversion of the incoming hydrocarbon feedstock to methane. The turbulent gas flow in the hydrogen conversion zone provides a good mixture of reacting synthesis gas and a mixture of water vapor with a hydrocarbon, and also supports the required amount of soot, a tube of non-evaporated liquids and resins in the form of a suspension in a gas. The weight ratio is between steam and hydrocarbon, close-n-max, but in the range from 0.4: 1 to 2: 1 and between hydrocarbon and -; synthesis gas, in the example from 0.1: 1 to 1: 1, is selected to ensure that the desired concentration of methane in the product gas is present and to maintain the exit temperature of the hydrocarbon conversion zone in the range 982-1093 ° C (180 ° -2OOO ° P). The gas leaving the conversion zone contains methane, carbon monoxide, hydrogen, fuel, and small amounts of carbon dioxide, hydrogen sulphide and carbon sulphide (COs), samsha, tar, enters the cooling zone, which consists, consecutively, of the chamber for cooling (hardening) of the screen scrubber, separator. The gas phase after the separator enters the condenser, where most of the water vapor contained in it condenses, then undergoes COS by known grades, after which the resulting gas is already suitable for use. Example. Natural gas is converted by complete oxidation with oxygen; to synthesis gas having a mean weight of 13.043 and a typical composition, mol.%: Hydrogen59.5O Carbon monoxide35.5O Nitrogen0.36 Carbon dioxide3.65 Methane0.85 Conducted a series of experiments on the contact of hot synthesis gas with mixtures of water vapor with a hydrocarbon in the hydrocarbon conversion zone. The offgas after the hydrocarbon conversion zone is under-

вергают резкому охлаждению водой с целью прекращени  реакции и удалени  сажи и смол из отход щего газа. Газ после этого дополнительно охлаждают водой, приблизительно, до 52 С. В качестве исходного сырь , подаваемого в,зону кон версии углеводорода, используют нафтуWater is quenched to stop the reaction and remove soot and tar from the flue gas. After that, the gas is additionally cooled with water to approximately 52 ° C.

и т желые дистиллатные масла. Опыты провод т при повышенных температурах конверсии.and heavy distillate oils. The experiments were carried out at elevated conversion temperatures.

Результаты испытаний, проведенных в рабочих услови х, соответствующих рассматриваемому изобретению представлены, в таблице.The results of tests carried out under operating conditions corresponding to the invention under consideration are presented in the table.

SU742079635A 1974-11-19 1974-11-19 Fuel gas obtaining method SU632294A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU742079635A SU632294A3 (en) 1974-11-19 1974-11-19 Fuel gas obtaining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU742079635A SU632294A3 (en) 1974-11-19 1974-11-19 Fuel gas obtaining method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU632294A3 true SU632294A3 (en) 1978-11-05

Family

ID=20602114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU742079635A SU632294A3 (en) 1974-11-19 1974-11-19 Fuel gas obtaining method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU632294A3 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819605C2 (en) * 2022-03-01 2024-05-21 Елена Георгиевна Филиппова Technology of increasing calorific capacity of carbon-containing fuel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2819605C2 (en) * 2022-03-01 2024-05-21 Елена Георгиевна Филиппова Technology of increasing calorific capacity of carbon-containing fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4134824A (en) Integrated process for the partial oxidation-thermal cracking of crude oil feedstocks
US4264435A (en) Crude oil cracking using partial combustion gases
US3929429A (en) Fuel gas from solid carbonaceous fuels
US3540867A (en) Production of carbon monoxide and hydrogen
FR2559497A1 (en) PROCESS FOR CONVERTING HYDROGEN HEAVY PETROLEUM RESIDUES AND GASEOUS AND DISTILLABLE HYDROCARBONS
US4082520A (en) Process of producing gases having a high calorific value
US4056483A (en) Process for producing synthesis gases
GB2253406A (en) Electrical power generation
US3380910A (en) Production of synthetic crude oil
JP2010501685A (en) Production method of fuel from waste
US3784364A (en) Production of fuel gas
US4007018A (en) Production of clean synthesis or fuel gas
US4141695A (en) Process for gas cleaning with reclaimed water
US4191700A (en) Synthetic liquid fuels
US3927998A (en) Production of methane-rich gas stream
US3441395A (en) Production of combustible gases
US4025318A (en) Gasification of hydrocarbon feedstocks
US3901667A (en) Manufacture of methane-containing gases using an integrated fluid coking and gasification process
SU632294A3 (en) Fuel gas obtaining method
EP0059772B1 (en) Crude oil cracking using partial combustion gases
US4402709A (en) Simultaneous production of clean dewatered and clean saturated streams of synthesis gas
US3347647A (en) Conversion of solid fossil fuels to high-b. t. u. pipeline gas
SU578851A3 (en) Method of preparing synthetic gas and light hydrocarbons
US2572734A (en) Production of carbon black from high-boiling aromatic oils or tars
CA1044894A (en) Substitute fuel gas generation