UA127479C2 - Спосіб отримання синтез-газу - Google Patents
Спосіб отримання синтез-газу Download PDFInfo
- Publication number
- UA127479C2 UA127479C2 UAA202001260A UAA202001260A UA127479C2 UA 127479 C2 UA127479 C2 UA 127479C2 UA A202001260 A UAA202001260 A UA A202001260A UA A202001260 A UAA202001260 A UA A202001260A UA 127479 C2 UA127479 C2 UA 127479C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- stage
- reforming
- steam
- heat exchange
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 51
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 claims description 29
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 23
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 20
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 16
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims description 2
- 239000003949 liquefied natural gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 241000083700 Ambystoma tigrinum virus Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
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
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
- C01B3/382—Multi-step processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0229—Purification or separation processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
- C01B3/384—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts the catalyst being continuously externally heated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1516—Multisteps
- C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
- C10K3/06—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by mixing with gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
- C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
- C01B2203/0244—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being an autothermal reforming step, e.g. secondary reforming processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
- C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/06—Integration with other chemical processes
- C01B2203/061—Methanol production
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Спосіб отримання синтез-газу оснований на поєднанні процесу ATR або часткового окиснення вихідної вуглеводневої сировини з використанням кисню від електролізу води і установки розділення повітря для отримання синтез-газу.
Description
Представлений винахід спрямований на отримання синтез-газу. Більш конкретно, винахід поєднує розділення повітря, електроліз води і часткове окиснення вуглеводневої сировини при отриманні синтез-газу, що містить водень і оксиди вуглецю.
Виробництво синтез-газу, наприклад для синтезу метанолу з подачею природного газу, як правило, проводять за допомогою парового риформінгу.
Основна реакція парового риформінгу (наведена для метану) є наступною:
СНеНоО в? ЗНО
Подібні реакції відбуваються і для інших вуглеводнів. Паровий риформінг, як правило, супроводжується реакцією конверсії водяного газу:
СОН Шебт сон,
Паровий риформінг може бути здійснений, наприклад, шляхом поєднання трубчастого риформеру (також називають паровим метановим риформером, 5МЕА) та автотермічного риформінгу (АТА), також відомого як первинний і вторинний риформінг або двостадійний риформінг. Альтернативно, для отримання синтез-газу можна використовувати автономний
ЗМВА або автономний АТ.
Основними елементами реактору АТЕ є пальник, камера згоряння, та шар каталізатора, що міститься у вогнетривкій оболонці під тиском. У реакторі АТА часткове окиснення або згоряння вуглеводневої сировини за допомогою субстехіометричних кількостей кисню, супроводжується паровим риформінгом частково згорілого вуглеводневого вихідного потоку в нерухомому шарі каталізатора парового риформінгу. Паровий риформінг також відбувається, в деякій мірі, в камері згоряння через високу температуру. Реакція риформінгу з водяною парою супроводжується реакцією конверсії водяного газу. Як правило, газ, на виході з реактора АТЕ, знаходиться в рівновазі або близькому до рівноваги стані відносно реакцій парового риформінгу та конверсії водяного газу. Температура газу на виході, як правило, знаходиться в діапазоні від 850 до 1100 С. Більш детальну інформацію про АТА і повний його опис можна знайти в документах рівня техніки галузі, до якої належить винахід, наприклад, "біШаїєв5з іп бБипасе
Зсіепсе апа Саїаїувзів, Мої. 152, "Зупіпевзів да5 ргодисійп ог ЕТ зупіпевів"; Спарієг 4, р.258-352, 2004". У тому ж посиланні можна знайти додаткову інформацію про паровий риформінг (МА) та двостадійний риформінг.
Незалежно від того, чи використовують автономний 5МЕА, двостадійний риформінг або автономний АТЕА, газоподібний продукт буде містити водень, монооксид вуглецю та діоксид вуглецю, а також інші компоненти, які, як правило, включають метан та пару.
Альтернативою для отримання синтез-газу є часткове окиснення, також відоме як РОХ.
Основними елементами реактора РОХ є пальник та камера згоряння, що міститься у вогнетривкій оболонці під тиском. У реакторі РОХ відбувається часткове окиснення або спалювання вуглеводневої сировини із субстехіометричними кількостями кисню. Також відбувається деякий риформінг з водяною парою, та активна реакція конверсії водяного газу.
Температура на виході з реактора, як правило, становить 1100-1500 "С. Також, має місце, утворення сажі в реакторі, і сажу, може бути необхідним видалити у реакторі РОХ нижче за потоком.
Газ для синтезу метанолу переважно має склад, що відповідає так званому модулю (М-(Не»-
СОо)СОосСо»)), що дорівнює 1,90-2,20 або більш переважно трохи вище 2 (наприклад, 2,00- 2,10).
Паровий риформінг в 5МА, як правило, призводить до більш високого модулю, тобто надлишку водню, в той час як двостадійний риформінг може забезпечити бажаний модуль. У двостадійному риформінгу температура на виході парового риформера зазвичай регулюється таким чином, що необхідний модуль отримують на виході з АТВА. Для автономного АТВ, коли синтез-газ використовується для виробництва метанолу, модуль у вихідному газі АТА часто нижчий, ніж потрібно. Це може бути усунуто, наприклад, видаленням діоксиду вуглецю або виділенням водню з продувного газу з контуру синтезу метанолу. В обох випадках ефективність контуру метанолу нижча, ніж при двостадійному риформінгу:
При двостадійному риформінгу, паровий метановий риформер (ЗМА) повинен бути більшим, і для запуску реакції ендотермічного парового риформінгу потрібна значна кількість тепла. Отже, бажано, щоб розмір і продуктивність парового риформеру можна було зменшити.
Крім того, АТЕ в концепції двостадійного риформінгу потребує кисню. На даний момент, це як правило, здійснюють в кріогенному блоці розділення повітря (АБИ). Розмір і вартість АБО є великими. Якщо частину або весь кисень можна було б отримати іншими способами, це було б бажано.
Таким чином, представлений винахід передбачає спосіб отримання синтез-газу, що включає 60 стадії:
(а) розділення атмосферного повітря на окремий потік, що містить кисень, та на окремий потік, що містить азот; (Б) отримання окремого потоку, що містить водень, та окремого потоку, що містить кисень, за допомогою електролізу води та/або пари; (с1) часткове окиснення або автотермічний риформінг, щонайменше, частини вуглеводневої вихідної сировини, щонайменше, з частиною потоку, що містить кисень, отриманого шляхом розділення атмосферного повітря на стадії (а), та, щонайменше, частини отриманого потоку, що містить кисень, шляхом електролізу води на стадії (Б) до технологічного газу, який містить водень, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю; або (сг) газифікація вугілля або біомаси водою і, щонайменше, частиною потоку, що містить кисень, отриманого розділенням атмосферного повітря на стадії (а), та, щонайменше, частиною потоку, що містить кисень, отриманого шляхом електролізу води на стадії (б) до технологічного газу, який містить водень, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю; та (4) введення щонайменше частини окремого потоку, що містить воду зі стадії (Б) у технологічний газ зі стадії (с1) або (с2).
Спосіб розділення повітря, що використовується в способі відповідно до винаходу, переважно являє собою фракційну перегонку у кріогенній установці розділення повітря, для забезпечення частини кисню для використання на стадії (с1) або (с2). Альтернативно, можуть бути використані інші способи, такі як мембранне розділення, адсорбція при змінному тиску (РБЗА) та вакуумна адсорбція короткого циклу (МРБА).
Як альтернатива часткового окиснення або автотермічного риформінгу, щонайменше, частини вуглеводневої вихідної сировини, технологічний газ, який містить водень, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю, може бути отриманий шляхом газифікації твердої вуглецевовмісної вихідної сировини, переважно вугілля або біомаси, з використанням потоку кисню, що утворюється при розділенні повітря разом з киснем, що утворюється при електролізі води та/або пари.
У варіанті здійснення винаходу, вуглеводнева сировина на стадії (с1) частково піддається риформінгу парою у первинному риформері (МЕ) перед автотермічним риформером.
В одному варіанті здійснення, з використанням вуглеводневої вихідної сировини блок
Зо електролізу працює так, що весь водень, отриманий в цьому блоці, додається на стадії (4) до технологічного газу зі стадії (с1), і модуль отриманої суміші з цього водню і технологічного газу зі стадії (с1) становить від 1,9 до 2,2 або переважно від 2 до 2,1.
В представленому варіанті здійснення, частина або переважно весь кисень з установки для електролізу додається у автотермічний риформер на стадії (с1).
Крім того, АТА може бути доповнений теплообмінним риформером, розташованим послідовно або паралельно з АТЕА.
Теплообмінний риформер, альтернативно називається риформером з газовим нагріванням, а теплообмінний риформінг, може називатися риформінгом з газовим нагріванням.
У послідовній концепції, частина або вся вуглеводнева сировина спрямовується у, теплообмінний риформер, в якому відбувається паровий риформінг. Частина вуглеводневої сировини, що залишилася, може обходити теплообмінний риформер та бути спрямованою у автотермічний риформер.
Таким чином, у варіанті здійснення винаходу, спосіб включає додаткову стадію частини парового риформінгу, або всієї вуглеводневої вихідної сировини у непрямому теплообмінному зв'язку з частиною або всім технологічним потоком, що залишає стадію автотермічного риформінгу (с1).
Як правило, газ, що послідовно виходить з теплообмінного риформеру, буде у рівновазі або близький до неї при температурі 650-800 "С. Вихідний газу з теплообмінного риформера потім послідовно прямує у АТА разом з будь-якою вуглеводневою сировиною, яка не була піддана паровому риформінгу в теплообмінному риформері. Частина або весь вихідних газ з АТА використовується як джерело тепла в теплообмінному риформері за допомогою теплообміну для запуску ендотермічної реакції парового риформінгу.
У паралельній концепції теплообмінного риформінгу, частина вуглеводневої сировини спрямовується в АТЕ, а вуглеводнева сировина, що залишилася та/або друга вуглеводнева сировина спрямовується у теплообмінний риформер.
Вихідна сировина для АТА та теплообмінного риформера можуть мати різний склад, наприклад різне співвідношення пари до вуглецю.
В теплообмінному риформері в паралельній концепції відбувається паровий риформінг.
Частина, або весь вихідний газ з АТА використовується як джерело тепла в теплообмінному риформері, за допомогою теплообміну для запуску реакції ендотермічного парового риформінгу.
Газ, який залишає каталізатор у теплообмінному риформері, може бути необов'язково змішаний з частиною або всім вихідним газом з АТЕА, перш ніж останній буде використаний як джерело тепла. Як альтернатива, вихідний газ з теплообмінного риформера та вихідний газ з
АТВ можуть бути змішані нижче за потоком теплообмінного риформера.
Таким чином, в подальшому варіанті здійснення винаходу, спосіб включає додаткову стадію парового риформінгу частини вихідної вуглеводневої сировини та/або другої вихідної вуглеводневої сировини, у непрямому теплообмінному зв'язку з частиною, або всім технологічним потоком, що залишає стадію автотермічного риформінгу (с1), та змішування технологічного газу, що піддається теплообмінному паровому риформінгу, з технологічним газом, що піддається автотермічному риформінгу.
Також, існує можливість не змішувати два гази в залежності від кінцевого використання синтез-газу.
Незалежно від того, чи використовується паралельна або послідовна концепція теплообмінного риформера, робочі параметри і конструкція теплообмінного риформера, в принципі, можуть бути скориговані, щоб дати модулю М бажане значення 1,9-2,2 або переважно 2,0-2,1, зокрема, при використанні синтез-газу для отримання метанолу.
Однак розмір теплообмінного риформера може зробити дане рішення економічно не вигідним. За таким сценарієм, використання водню з електролізу, як описано вище, може виявитися корисним. Це забезпечує менший теплообмінний реактор риформінгу.
Кількість водню може бути підібрано так, щоб при змішуванні водню з технологічним газом, отриманим на стадіях риформінгу, досягалося бажане значення М (від 1,90 до 2,20 або переважно від 2,00 до 2,10).
Модуль може бути додатково скоригований до бажаного значення, шляхом додавання, по суті, чистого діоксиду вуглецю до вихідної вуглеводневої сировини, та/ або до синтез-газу, та/або вище за потоком автотермічного риформера.
Таким чином, у варіанті здійснення винаходу, в якому, по суті, чистий діоксид вуглецю додають до вихідної вуглеводневої сировини вище за потоком автотермічного риформінгу.
Зо При електролізі одночасно утворюється кисень, який подається в АТЕА або РОХ. Це зменшує розмір вторинної подачі кисню, наприклад, блок розділення повітря (АБИ).
Якщо потужність для електролізу виробляється (принаймні частково) з поновлювальних джерел, викиди СО: на одиницю виробленого продукту з установки знижуються.
У всіх вищезгаданих випадках, вихідна сировина може спочатку піддаватися стадіям очистки (включаючи десульфуризацію) та адіабатичного попереднього риформінгу.
Переважно, вуглеводнева сировина включає природний газ, метан, зріджений природний газ, бензин або їх суміші, як такі що або піддані попередньому риформінгу та/або десульфуризовані.
Вуглеводнева сировина може додатково містити водень та/або пару, а також інші компоненти.
Винахід також може бути використано для отримання синтез-газу для інших застосувань, де бажано збільшити концентрацію водню в вихідному газі і де частина кисню, необхідного для отримання синтез-газу, вигідно отримують шляхом електролізу.
Електроліз може виконуватися різними способами, відомими в даній галузі техніки, такими як електроліз на основі твердого оксиду або електроліз за допомогою лужних елементів або полімерних елементів (РЕМ).
Приклади
Порівняльна таблиця
Порівняння звичайного АТЕ та АТА -- електроліз відповідно до винаходу 11111111 АТ | АтТАзелектроліз;0/З/
АТА на вході т ГС) (подача) н"":нЬЇИИ66НППШшшяяшяшяшяшяшнпн;нннинининишишиши
ПюдачавАТА.//:///77711111111111111111111Ї111111Ї1111111111111с1
Охаапно АТАЇГ/-СС7777771111111111111111111Ї11111Ї1
Продуктелектролізу.ї -/-:/ 11111111
Нефмуюді 77777711 11110111111111111с24341
ОгІНма/одій 77777710
КисеньзАВИЇ 11111111
Газоподібнийпродукто///711111111111111Ї1111Ї11111111111 х Включений до складу газоподібного продукту " Включений до складу окиснювача в АТА
Як видно з порівняльної таблиці вище, вхідний і вихідний потоки з АТА є меншими при застосуванні електролізу. Тобто реактор АТА є меншим в способі відповідно до винаходу. Те ж саме стосується і АБИ.
Інша перевага способу відповідно до винаходу полягає в тому, що необхідна кількість подачі в АТА є меншою, і модуль синтез-газу поліпшується, якщо синтез-газ використовується для виробництва метанолу в способі відповідно до винаходу.
Claims (10)
1. Спосіб отримання синтез-газу, що включає наступні стадії: (а) розділення атмосферного повітря на окремий потік, що містить кисень, та на окремий потік, що містить азот; (Б) отримання окремого потоку, що містить водень, та окремого потоку, що містить кисень, за допомогою електролізу води та/або пари; (с) часткове окиснення або автотермічний риформінг в автотермічному риформері щонайменше частини вихідної вуглеводневої сировини щонайменше з частиною потоку, що містить кисень, отриманого шляхом розділення атмосферного повітря на стадії (а), та щонайменше частини отриманого потоку, що містить кисень, шляхом електролізу води та/або пари на стадії (Б), до технологічного газу, який містить водень, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю; та (4) введення щонайменше частини окремого потоку, що містить водень зі стадії (Б) у технологічний газ зі стадії (с), в якому електроліз працює так, що весь окремий потік, що містить водень, отриманий на стадії (Б), додається на стадії (4) до технологічного газу зі стадії (с), і модуль М отриманої суміші з водню і технологічного газу зі стадії (с), де МА«Н»-СО2У(СО--С0»), знаходиться в діапазоні від 1,9 до 2,2.
2. Спосіб за п. 1, що додатково включає стадію парового риформінгу в теплообмінному риформері частини вихідної вуглеводневої сировини, що не піддається автотермічному риформінгу, шляхом непрямого теплообміну з частиною або всім технологічним потоком, що Зо залишає стадію (с), яка є автотермічним риформінгом.
З. Спосіб за п. 1, що додатково включає стадію парового риформінгу в теплообмінному риформері частини вихідної вуглеводневої сировини, що не піддається автотермічному риформінгу, та/або другої вихідної вуглеводневої сировини шляхом непрямого теплообміну з частиною або всім технологічним потоком, що залишає стадію автотермічного риформінгу (с), та змішування технологічного газу, що піддається паровому теплообмінному риформінгу, з технологічним газом, що піддається автотермічному риформінгу.
4. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-3, що додатково включає стадію первинного парового риформінгу вихідної вуглеводневої сировини вище за потоком стадії (с).
5. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-4, в якому діоксид вуглецю додають до вихідної вуглеводневої сировини перед стадією часткового окиснення або автотермічного риформінгу та/або після стадії (с).
6. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-5, в якому вуглеводнева сировина включає природний газ, метан, зріджений природний газ, бензин або їх суміші як такі, або піддані попередньому риформінгу та/або десульфуризовані.
7. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-6, в якому розділення атмосферного повітря на стадії (а) та/або електроліз води та/або пари на стадії (б) приводиться в дію, щонайменше частково, за рахунок відновлюваних джерел енергії.
8. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-7, в якому розділення атмосферного повітря на стадії (а) виконують шляхом кріогенного розділення.
9. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-8, в якому модуль М знаходиться в діапазоні від 2 до 2,1.
10. Спосіб за будь-яким одним з пп. 1-9, в якому синтез-газ перетворюють на метанольний продукт на наступній стадії.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DKPA201700425 | 2017-07-25 | ||
DKPA201700522 | 2017-09-25 | ||
DKPA201800237 | 2018-05-28 | ||
DKPA201800351 | 2018-07-06 | ||
PCT/EP2018/069776 WO2019020513A1 (en) | 2017-07-25 | 2018-07-20 | METHOD OF PREPARING A SYNTHESIS GAS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA127479C2 true UA127479C2 (uk) | 2023-09-06 |
Family
ID=62986110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA202001260A UA127479C2 (uk) | 2017-07-25 | 2018-07-20 | Спосіб отримання синтез-газу |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11370660B2 (uk) |
EP (1) | EP3658494B1 (uk) |
KR (1) | KR102596272B1 (uk) |
CN (1) | CN110799452B (uk) |
AU (1) | AU2018305876B2 (uk) |
CA (1) | CA3069614A1 (uk) |
CL (1) | CL2020000157A1 (uk) |
IL (1) | IL271938B2 (uk) |
NZ (1) | NZ760486A (uk) |
PE (1) | PE20200651A1 (uk) |
UA (1) | UA127479C2 (uk) |
WO (1) | WO2019020513A1 (uk) |
ZA (1) | ZA201908183B (uk) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NZ760484A (en) | 2017-07-25 | 2024-05-31 | Haldor Topsoee As | Method for the preparation of ammonia synthesis gas |
US11649163B2 (en) | 2019-04-08 | 2023-05-16 | Haldor Topsøe A/S | Chemical synthesis plant |
AU2020369060A1 (en) | 2019-10-24 | 2022-06-02 | Haldor Topsøe A/S | A process for the conversion of light alkanes to aromatic compounds with improved selectivity |
WO2021083776A1 (en) * | 2019-10-28 | 2021-05-06 | Haldor Topsøe A/S | Green method for the preparation of synthesis gas |
US20230249968A1 (en) * | 2020-08-12 | 2023-08-10 | Topsoe A/S | Conversion of a hydrocarbon feed gas to synthesis gas for producing hydrocarbons |
US20230365871A1 (en) | 2020-09-25 | 2023-11-16 | Topsoe A/S | Methanol to olefin (MTO) process |
WO2022063994A1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Haldor Topsøe A/S | Methanol to jet fuel (mtj) process |
WO2022063995A1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Haldor Topsøe A/S | Methanol to olefin (mto) process |
WO2022063993A1 (en) | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Haldor Topsøe A/S | Alternative methanol to olefin (mto) process |
AU2022260116A1 (en) | 2021-04-20 | 2023-10-19 | Topsoe A/S | Process and plant for converting oxygenates to gasoline with improved gasoline yield and octane number as well as reduced durene levels |
AU2022262207A1 (en) | 2021-04-20 | 2023-10-12 | Topsoe A/S | Process and plant for improving gasoline yield and octane number |
AU2022316323A1 (en) | 2021-07-21 | 2023-12-14 | Topsoe A/S | Process and plant for improving gasoline octane rating |
AU2022378955A1 (en) | 2021-10-29 | 2024-05-02 | Topsoe A/S | Process and plant for improving oxygenate to gasoline conversion |
WO2023138876A1 (en) | 2022-01-21 | 2023-07-27 | Topsoe A/S | Process and plant for conversion of oxygenates |
EP4324786A1 (de) | 2022-08-16 | 2024-02-21 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Verfahren und anlage zur bereitstellung von synthesegas und zur herstellung von methanol |
Family Cites Families (52)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4479925A (en) | 1982-09-13 | 1984-10-30 | The M. W. Kellogg Company | Preparation of ammonia synthesis gas |
US4792441A (en) | 1988-01-19 | 1988-12-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Ammonia synthesis |
US5180570A (en) | 1992-01-23 | 1993-01-19 | Lee Jing M | Integrated process for making methanol and ammonia |
US5996373A (en) | 1998-02-04 | 1999-12-07 | L'air Liquide, Societe Ananyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Cryogenic air separation process and apparatus |
DE69835357T2 (de) | 1998-11-03 | 2007-08-23 | Ammonia Casale S.A. | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas |
US6444712B1 (en) | 2000-09-28 | 2002-09-03 | Exxonmobil Chemical Patents, Inc. | Methanol, olefin, and hydrocarbon synthesis process |
CA2357527C (en) | 2001-10-01 | 2009-12-01 | Technology Convergence Inc. | Methanol recycle stream |
US20030162846A1 (en) | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Wang Shoou-L | Process and apparatus for the production of synthesis gas |
DE60336444D1 (de) * | 2002-09-26 | 2011-05-05 | Haldor Topsoe As | Verfahren zur Herstellung von Synthesegas |
US6881758B2 (en) | 2003-03-05 | 2005-04-19 | L'air Liquide - Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Process and apparatus for the production of methanol |
US8273139B2 (en) | 2003-03-16 | 2012-09-25 | Kellogg Brown & Root Llc | Catalytic partial oxidation reforming |
EP1603995B1 (en) | 2003-03-18 | 2018-05-30 | Kellogg Brown & Root, Inc. | Autothermal reformer-reforming exchanger arrangement for hydrogen production |
US6846951B1 (en) | 2003-10-09 | 2005-01-25 | Acetex (Cyprus) Limited | Integrated process for acetic acid and methanol |
KR100514178B1 (ko) | 2004-01-17 | 2005-09-13 | 한국과학기술연구원 | 고온 메탄 개질형 하이브리드 수전해 시스템 |
DE102004014292A1 (de) | 2004-03-22 | 2005-10-20 | Lurgi Ag | Koproduktion von Methanol und Ammoniak aus Erdgas |
US7479468B2 (en) | 2004-04-15 | 2009-01-20 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Integrating an air separation unit into an oxygenate-to-olefins reaction system |
EP1657409A1 (en) | 2004-11-15 | 2006-05-17 | Elsam A/S | A method of and an apparatus for producing electrical power |
GB0521534D0 (en) | 2005-10-24 | 2005-11-30 | Johnson Matthey Catalysts | Metal passivation |
US20070256360A1 (en) | 2006-05-08 | 2007-11-08 | Alchemix Corporation | Method for the gasification of moisture-containing hydrocarbon feedstocks |
WO2008122399A1 (en) | 2007-04-04 | 2008-10-16 | Saudi Basic Industries Corporation | Combined reforming process for methanol production |
EP2135841A1 (en) | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Ammonia Casale S.A. | Process for the production of syngas for ammonia synthesis |
EP2166064A1 (en) | 2008-09-19 | 2010-03-24 | Siemens Aktiengesellschaft | A chemical product providing system and method for providing a chemical product |
EP2192082B1 (en) | 2008-11-28 | 2013-07-03 | Haldor Topsoe A/S | Co-production of methanol and ammonia |
DE102009018126B4 (de) | 2009-04-09 | 2022-02-17 | Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg | Energieversorgungssystem und Betriebsverfahren |
CN101880046A (zh) | 2009-05-05 | 2010-11-10 | 中村德彦 | 复合设备 |
CN101892492A (zh) | 2009-05-19 | 2010-11-24 | 无锡尚弗能源科技有限公司 | 中高压纯水水电解制氢系统 |
US9321639B2 (en) | 2009-08-20 | 2016-04-26 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for methanol and ammonia co-production |
JP5980686B2 (ja) | 2010-01-19 | 2016-08-31 | ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット | 炭化水素を改質するプロセス |
FI20105503A (fi) | 2010-05-10 | 2011-11-11 | Neste Oil Oyj | Menetelmä hiilivetykoostumuksen tuottamiseksi |
EP2450449A1 (en) | 2010-11-09 | 2012-05-09 | Ineos Commercial Services UK Limited | Process and apparatus for the production of alcohols |
WO2012084135A1 (en) | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Haldor Topsøe A/S | Process for reforming hydrocarbon |
FR2969998B1 (fr) | 2010-12-29 | 2013-02-08 | Areva | Procede de synthese d'hydrocarbones avec rejets de co2 minimum |
FR2971789B1 (fr) | 2011-02-22 | 2013-02-22 | Areva | Methode de production de methanol ou d'hydrocarbures a partir d'une matiere carbonee, avec une etape de reformage dont les conditions de fontionnement sont ajustees selectivement |
WO2013000782A2 (en) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Haldor Topsøe A/S | Process for reforming hydrocarbons |
WO2013013895A1 (en) | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Haldor Topsøe A/S | Process for production of synthesis gas |
EP2589574B1 (en) | 2011-11-02 | 2015-10-21 | Casale Sa | Method for load regulation of an ammonia plant |
WO2013102589A1 (en) | 2012-01-04 | 2013-07-11 | Haldor Topsøe A/S | Co-production of methanol and urea |
EP2676924A1 (en) | 2012-06-21 | 2013-12-25 | Haldor Topsoe A/S | Process for Reforming Hydrocarbons |
WO2014056535A1 (en) * | 2012-10-11 | 2014-04-17 | Haldor Topsøe A/S | Process for the production of synthesis gas |
US9296671B2 (en) * | 2013-04-26 | 2016-03-29 | Praxair Technology, Inc. | Method and system for producing methanol using an integrated oxygen transport membrane based reforming system |
EP2805914B1 (en) | 2013-05-23 | 2017-09-13 | Haldor Topsøe A/S | A process for co-production of ammonia, urea and methanol |
US20150129806A1 (en) | 2013-11-08 | 2015-05-14 | Ammonia Casale Sa | Process for Producing Ammonia Synthesis Gas and a Method for Revamping a Front-End of an Ammonia Plant |
BR112016013624A2 (pt) * | 2013-12-12 | 2018-05-22 | Haldor Topsoe A/S | processo para a produção de gás de síntese |
WO2015128456A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Haldor Topsøe A/S | Process for producing synthesis gas |
WO2016008820A1 (en) | 2014-07-18 | 2016-01-21 | Haldor Topsøe A/S | A pseudo-isothermal reactor |
US20160115405A1 (en) | 2014-10-24 | 2016-04-28 | Pioneer Astronautics | Organic Fuel and Waste Reformer |
CN112047798A (zh) * | 2015-03-17 | 2020-12-08 | 鲁玛斯技术有限责任公司 | 甲烷氧化偶合方法和系统 |
GB2545474A (en) | 2015-12-17 | 2017-06-21 | Avocet Infinite Plc | Integrated system and method for producing methanol product |
KR102596309B1 (ko) | 2017-07-25 | 2023-10-31 | 토프쉐 에이/에스 | 합성 가스의 제조 방법 |
NZ760488A (en) | 2017-07-25 | 2024-07-05 | Haldor Topsoee As | Method for the preparation of synthesis gas |
WO2019020522A1 (en) | 2017-07-25 | 2019-01-31 | Haldor Topsøe A/S | PROCESS FOR THE COPRODUCTION OF METHANOL AND AMMONIA |
NZ760484A (en) | 2017-07-25 | 2024-05-31 | Haldor Topsoee As | Method for the preparation of ammonia synthesis gas |
-
2018
- 2018-07-20 US US16/623,835 patent/US11370660B2/en active Active
- 2018-07-20 WO PCT/EP2018/069776 patent/WO2019020513A1/en active Application Filing
- 2018-07-20 UA UAA202001260A patent/UA127479C2/uk unknown
- 2018-07-20 KR KR1020207003042A patent/KR102596272B1/ko active IP Right Grant
- 2018-07-20 PE PE2020000107A patent/PE20200651A1/es unknown
- 2018-07-20 IL IL271938A patent/IL271938B2/en unknown
- 2018-07-20 EP EP18743786.8A patent/EP3658494B1/en active Active
- 2018-07-20 CA CA3069614A patent/CA3069614A1/en active Pending
- 2018-07-20 AU AU2018305876A patent/AU2018305876B2/en active Active
- 2018-07-20 CN CN201880042888.1A patent/CN110799452B/zh active Active
- 2018-07-20 NZ NZ760486A patent/NZ760486A/en unknown
-
2019
- 2019-12-09 ZA ZA2019/08183A patent/ZA201908183B/en unknown
-
2020
- 2020-01-17 CL CL2020000157A patent/CL2020000157A1/es unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA201908183B (en) | 2023-04-26 |
EP3658494A1 (en) | 2020-06-03 |
BR112020001502A2 (pt) | 2020-07-21 |
PE20200651A1 (es) | 2020-06-11 |
KR20200031633A (ko) | 2020-03-24 |
NZ760486A (en) | 2024-07-26 |
AU2018305876B2 (en) | 2023-12-14 |
KR102596272B1 (ko) | 2023-11-01 |
US20200131034A1 (en) | 2020-04-30 |
CL2020000157A1 (es) | 2020-07-31 |
IL271938B2 (en) | 2024-04-01 |
WO2019020513A1 (en) | 2019-01-31 |
CN110799452A (zh) | 2020-02-14 |
IL271938B1 (en) | 2023-12-01 |
US11370660B2 (en) | 2022-06-28 |
IL271938A (en) | 2020-02-27 |
CA3069614A1 (en) | 2019-01-31 |
CN110799452B (zh) | 2023-08-01 |
EP3658494B1 (en) | 2022-01-19 |
AU2018305876A1 (en) | 2020-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA127479C2 (uk) | Спосіб отримання синтез-газу | |
KR102596324B1 (ko) | 합성 가스의 제조 방법 | |
KR102596309B1 (ko) | 합성 가스의 제조 방법 | |
EA041393B1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
EA040932B1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
KR20220148839A (ko) | 합성 가스의 제조 방법 | |
BR112020001502B1 (pt) | Método para a preparação de gás de síntese | |
EA043534B1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
EA043875B1 (ru) | Способ получения синтез-газа |