UA78671C2 - Process for obtaining heating fluid as indirect heat source for carrying out endothermic reactions, method for carrying out endothermic reactions, method for carrying out reaction of hydrocarbon reforming in the reformer of exchange type and use of water in the form of vapor, in the process for obtaining heating fluid - Google Patents
Process for obtaining heating fluid as indirect heat source for carrying out endothermic reactions, method for carrying out endothermic reactions, method for carrying out reaction of hydrocarbon reforming in the reformer of exchange type and use of water in the form of vapor, in the process for obtaining heating fluid Download PDFInfo
- Publication number
- UA78671C2 UA78671C2 UA2001031938A UA2001031938A UA78671C2 UA 78671 C2 UA78671 C2 UA 78671C2 UA 2001031938 A UA2001031938 A UA 2001031938A UA 2001031938 A UA2001031938 A UA 2001031938A UA 78671 C2 UA78671 C2 UA 78671C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- water
- flow
- carrying
- reforming
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 79
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 79
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002407 reforming Methods 0.000 title claims description 64
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title abstract description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 79
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 54
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 24
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 23
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 9
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 13
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 241000408923 Appia Species 0.000 description 1
- -1 air) Chemical compound 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B3/00—Other methods of steam generation; Steam boilers not provided for in other groups of this subclass
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/16—Materials undergoing chemical reactions when used
- C09K5/18—Non-reversible chemical reactions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00389—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
-
- 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
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
-
- 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
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
- C01B2203/0816—Heating by flames
-
- 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
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
- C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
-
- 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
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
- C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
-
- 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
- C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
Опис винаходу
Даний винахід належить до хімічної технології, зокрема до способу одержання нагрітої рідини як непрямого 2 джерела для проведення ендотермічних реакцій, таких як реакції вуглеводневого реформінгу.
Більш конкретно, даний винахід належить до способу, що містить такі операції: - подачу потоку, що містить вуглеводні та газовий потік з киснем, до камери згоряння, де ці потоки істотно піддають компресії; - горіння вуглеводнів в присутності кисню в камері згоряння з одержанням, таким чином, 70 високотемпературної рідини, яка містить діоксид вуглецю та кисень:
Даний винахід також належить до способу здійснення реакцій вуглеводневого реформінгу в реформері обмінного типу.
В наступному описі та формулі, що додається, під терміном "вуглеводні" розуміють, головним чином, легкі газоподібні вуглеводні (С1-С4), такі як метан, природний газ, рафінований газ або легкі рідкі вуглеводні, 72 такі як нафта та їхні суміші. Крім того, під терміном "газовий потік, що містить кисень", головним чином розуміють повітря, повітря, збагачене киснем або чистий кисень.
В наступному описі та у формулі, що додається, під терміном: "реформінг вуглеводнів" розуміють ендотермічне перетворення вуглеводнів в присутності водяної пари. Таким чином, одержані суміші, такі як водень, монооксид вуглецю та діоксид вуглецю, діють як базові реагенти в множині хімічних реакцій.
Термін "реформер обмінного типу" має на увазі переважно установку для здійснення реформінгу вуглеводнів.
Згідно з існуючою точкою зору, цю установку можна прирівняти до теплообмінника. Взагалі, реакція реформінгу проходить в множині трубок (трубчастому пакеті), заповнених каталізатором, які перетинає потік вуглеводнів та водяної пари. Теплота для реакції подається шляхом непрямого теплообміну від нагрітої рідини, яка омиває трубки на поверхні кожуха. с
Як відомо, в галузі ендотермічних реакцій, а особливо реакцій вуглеводневого реформінгу, все більше (3 відчувається потреба у впровадженні способів, які, з одного боку, містять в собі найменші енерговитрати, а з іншого боку, можуть бути реалізовані за допомогою простого та надійного оснащення або установок з високою тепловою ефективністю, та які пов'язані з низькими капітальними та експлуатаційними витратами.
Для задоволення згаданих вище потреб в галузі запропоновані такі способи, як способи вуглеводневого -- реформінгу, в яких теплота для реакції постачається через непрямий теплообмін з нагрітою рідиною. -
Способи такого типу описані, наприклад в (Зупеїйїхв адмапседй даз Ппеайейд гегогтег, Р.МУ/ Рагпеї" апа "Мем
Кейодо Вгом/п апа Коої аттопіа ргосев8в, діт Созпеї!; обидва викладені в 44--й АІСНЕ Аппиа! теейпд оп ке, загейу іп аттопіа ріапів апа геїаіеа Гасіїйев, ОА, 27-30 вересня 1999р)|. с
На сьогодні, такі способи, для яких необхідне обладнання типу описаного вище реформера, знайшли дуже обмежене застосування через необхідність загальних енерговитрат, які дорівнюють або навіть вищі, ніж для в звичайних реформерів типу печі. Крім того, вони мають недоліки через невирішені ще технічні проблеми, такі як металеве розпилення.
Дійсно, способи цього виду мають ряд недоліків, деякі з яких розглянуті нижче, хоча вони забезпечують « більш високу ефективність теплообміну поміж газами, що реагують (вуглеводні та водяна пара), та нагрітою З 50 рідиною, також як вищу ефективність регенерації залишкової теплоти від нагрітої рідини, яка залишає реформер с обмінного типу.
Із» Наприклад, у випадку реакції реформінгу вуглеводнів для одержання реагентів для синтезу аміаку необхідна теплота для реакції реформінгу в реформері обмінного типу (первинний реформер) головним чином забезпечується шляхом непрямого теплообміну з гарячим газом, який виходить з вторинного обладнання для реформінгу. і У вторинній установці для реформінгу теплота реакції забезпечується прямим теплообміном теплоти,
Ге | одержаної від екзотермічної реакції горіння (окислення) присутніх в установці окислювачів з частиною вуглеводнів та водню. б Проте, в зв'язку з тим, що окислювачем у вторинному реформері головним чином є повітря, а кількість -І 20 азоту, виробленого разом з таким окислювачем, повинна бути стехіометричною для наступної реакції синтезу
МН», кількість наявної теплоти є фіксованою та, у всякому разі, недостатньою для можливості задовільного та реформінгу вуглеводнів.
Для запобігання такого положення звичайно пропонується два рішення: 1) проведення операції вторинного рєформінгу з надлишком окислювача, а саме повітря; 2) використання повітря, збагаченого киснем. 52 Перше рішення містить в собі недолік, який полягає в необхідності компресії такої кількості повітря, яка
ГФ) значно перевищує стехіометричну кількість (приблизно більше 5095). Крім того, надлишок азоту не може бути юю використаний в реакції синтезу і тому має бути виведений за допомогою дорогих систем; альтернативно, може виникнути в циклі збільшення синтезу аміаку, від якого слід звільнитися, бо воно в цьому випадку шкідливе для реакції синтезу. В обох випадках витрачається енергія на компресію надлишку азоту, що в результаті збільшує 60 енергоспоживання.
Друге рішення обтяжене збагачувальною системою повітря, яка дорого коштує та відповідно підвищує енерговитрати. Обидва рішення неминуче приводять до того, що реформер обмінного типу працює за рахунок поверхні нагрітої рідини при зниженому тиску та високій концентрації СО. З цієї причини обладнання підпадає під вплив явища так званого металевого розпилення, яке буде описане далі. бо Для зниження ризику, пов'язаного з проблемою металевого розпилення, в способі використовують пару в кількості, яка більша за номінальну при здійсненні реформінгу вуглеводнів, з подальшим збільшенням Її споживання. Далі, для конструювання обладнання для реформінгу будуть використані стехіометричні та дорогі матеріали.
Передбачається використання відпрацьованого газу для інших цілей, таких як виробництво водню, в способах, де не забезпечено операції вторинного реформінгу, а нагріту рідину одержують шляхом вуглеводневого окислення (горіння), одержану таким чином нагріту рідину спрямовують до реформінгового вузла під тиском, який еквівалентний тиску газів, що реагують (наприклад, 25 бар для водню).
Наприкінці необхідно піддавати компресії потік, що містить зжатий кисень (головним чином повітря), який 7/о Підтримує горіння (окислення) при реакції горіння (окислення) вуглеводнів для одержання нагрітої рідини при необхідному тиску з відповідним зниженням енергоспоживання. Слід зазначити, що така компресія здійснюється в компресорі з термодинамічним к.к.д., нижчим 10095, звичайно приблизно 7095. Крім того, енергоспоживання подалі буде збільшуватися за рахунок дуже високих витрат потоку повітря, яке піддають компресії, тому що необхідно проводити реакцію горіння для одержання нагрітої рідини при великому надлишку повітря (приблизно 7/5 100905). В цьому випадку, температуру полум'я всередині камери згоряння знижують до припустимих величин для одержання нагрітої рідини без завдання шкоди реформеру обмінного типу, в якому проходить реакція реформінгу.
Крім того, розширення нагрітої рідини в турбіні необхідне для вилучення енергії нагрітої рідини, яка виходить з реформера обмінного типу. Таке розширення виникає в турбіні з термодинамічним к.к.д. нижчим 10095, звичайно приблизно 7095, що приводить далі до високого енергоспоживання.
Сумарна ефективність компресії та циклу розширення нагрітої рідини еквівалентна добутку к.к.д. компресора та турбіни. Це означає, що приблизно половина енергії, використаної на компресію нагрітої рідини, втрачається.
Тому, якщо енерговитрати, необхідні для компресії речовин, що підтримують горіння, та нагрітої рідини, додатково зростають, сумарне енергоспоживання стає більшим за те (навіть якщо воно само дуже велике) с ов результуюче, що досягається в звичайних способах з використанням печей, як реформерів.
При цьому, не має значення те, що велике енергоспоживання в результаті здійснення способу реформінгу і) шляхом непрямого теплообміну з нагрітою рідиною не має безпосереднього відношення до самого процесу реформінгу, але до операцій компресії та розширення, які необхідні для одержання та застосування нагрітої рідини, придатної для використання в такому циклічному процесі. «- зо В результаті, через ці недоліки спосіб реформінгу з непрямим теплообміном за допомогою нагрітої рідини знаходить на сьогодні обмежене застосування, незважаючи на той факт, що установка для здійснення такого - способу реформінгу (реформер обмінного типу) має відповідні переваги стосовно капіталовкладень та дозволяє Ге досягати більш високих коефіцієнтів теплообміну та регенерації теплоти по відношенню до печей-реформерів, що використовуються в звичайних процесах реформінгу. со
В основу винаходу поставлена задача полягає в забезпеченні способу для одержання нагрітої рідини для ча використання, як джерела теплоти в реакціях вуглеводневого реформінгу, що дозволяє, з одного боку, реалізувати спосіб реформінгу, в якому використано реформер обмінного типу, як обладнання для реформінгу, при поліпшенні його характеристик стосовно надійності та експлуатаційних витрат та, в той же час, дозволяє, по можливості, знизити сумарне енергоспоживання, в усякому разі до нижчого рівня, ніж в звичайних процесах « реформінгу при використанні печі, як реформера. з с Відповідно до даного винаходу, поставлена вище задача вирішується способом згаданого вище типу, який . відрізняється тим, що він включає операцію подачі потоку, що містить воду, переважно у вигляді пари, до и?» рідини при високій температурі та/або до камери згоряння.
Перевагою використання в даному випадку води, переважно у вигляді пари в нагрітій рідині, що спрямовується до реформінг-пристрою, є дивовижна можливість уникнути ризику металевого розпилення в -І такому обладнанні.
Фахівцям, знайомим з описаним вище реформером обмінного типу для здійснення процесу реформінгу, де со теплота реакції забезпечується шляхом непрямого теплообміну з нагрітою рідиною, відомо, що його б використання пов'язане з ризиком металевого розпилення.
Таке явище шкідливе та приводить до швидкої корозії частин обладнання, які підлягають високій
Ш- температурі, наприклад, приблизно 400-8002С, та зниженому тиску оточення, що містить монооксид вуглецю. - Металеве розпилення - це явище, яке і зараз не має повного пояснення і часто виникає непередбачено. Воно виникає від так званої "Вошдошпага" рівноваги, яка походить від реакції поміж двома молекулами монооксиду вуглецю, яка створює молекулу діоксиду вуглецю та молекулярний вільний вуглець.
Вільний вуглець у вищезгаданих умовах високої температури та зниженого тиску утворює різні сполуки з металами, руйнуючи їхню кристалічну структуру та спричинюючи локальне металеве розпилення. іФ) Явище металевого розпилення виникає, переважно за умови, коли нагріту рідину одержують шляхом горіння ко вуглеводнів, через умови роботи, при яких частина установки для реформінгу підлягає омиванню нагрітою рідиною. во Завдяки способу, згідно з даним винаходом, нагріта рідина, подавана до реформера обмінного типу, переважно містить певну кількість води або водяної пари. При цьому в оточенні тієї частини установки для реформінгу обмінного типу, яка омивається нагрітою рідиною окислювача, створюються умови достатні для запобігання виникненню металевого розпилення, при більш високій надійності обладнання для реформінгу та менших експлуатаційних витратах. 65 Крім того, відсутність металевого розпилення, яка стає можливою завдяки способу даного винаходу, дозволяє знизити витрати на виробництво реформерів обмінного типу, тому що їхня конструкція позбавлена спеціальних та дорогих матеріалів, які можуть використовуватися у відомому рівні техніки.
Переважно, спосіб, відповідно до даного винаходу, дозволяє також значно знизити енергоспоживання на операції компресії та розширення, необхідні для одержання нагрітої рідини та її циркуляції в установці для рВеформінгу, відповідно знижуючи простим та дуже ефективним шляхом загальне енергоспоживання.
Зокрема, при одержанні нагрітої рідини, завдяки подачі потоку, що містить воду, переважно у вигляді водяної пари, до камери згоряння, було несподівано виявлено, що може бути переважно досягнуто зниження температури полум'я, яке виникає при горінні вуглеводнів. Це дозволяє, для зниження температури полум'я, значно зменшити потік, що містить кисень, і використовується в процесі горіння, через відсутність 7/о необхідності підтримувати горіння при надлишку спалюваних речовин.
В результаті, витрати потоку з киснем, який подається до камери згоряння і повинен підлягати компресії при робочому тиску установки для реформінгу, стають значно меншими, ніж в рівні техніки, при високому рівні збереження енергоспоживання.
Особливі переваги в галузі енергоспоживання досягнуті шляхом подачі потоку водяної пари, одержаної /5 випаровуванням водяного потоку при визначеному тиску, до високотемпературної рідини та/або до камери згоряння.
Відповідно до переважного втілення даного винаходу, потік, що містить воду, подають до камери згоряння у вигляді пари разом з потоком, що містить кисень.
Відповідно до цього, даний спосіб переважно забезпечує, такі операції: - подачу, при визначеному тиску потоку, що містить воду, до висхідного потоку з киснем в камері згоряння; - нагрівання одержаного таким чином потоку для створення можливості, принаймні часткового випаровування води та одержання потоку, що містить кисень та водяну пару, для подачі до згаданої камери згоряння.
Альтернативно, спосіб, відповідно до даного винаходу, забезпечує наступні операції: - нагрівання потоку, що містить воду; с
РОЛИ подачу при визначеному тиску відповідно нагрітого потоку, що містить воду, до висхідного потоку, що о містить кисень, в камері згоряння, таким чином, що дає можливість воді, принаймні частково, випаровуватися з утворенням потоку, що містить кисень та водяну пару.
При цьому, рідка фаза води може бути перекачаною при дуже низькому енергоспоживанні до газового потоку, що містить кисень. Тільки після цього вода буде випареною при відносно низьких температурах, «- зо переважно приблизно 3002С, з використанням теплових джерел, придатних для способу.
Слід відзначити, що відповідно до переважного аспекту даного винаходу, спосіб для одержання нагрітої - рідини забезпечує компресію тільки газового потоку вуглеводнів та газового потоку, що містить повітря, Ге) запобігаючи, таким чином, компресії водяної пари.
Іншою мовою, завдяки даному винаходу, потік, що містить воду у вигляді пари, подають до камери згоряння со
Зз5 або прямо до високотемпературної рідини, яка залишає камеру згоряння, без відповідних енерговитрат, тому що р. це переважно здійснюється шляхом випаровування води при визначеному тиску, тобто попередньо перекачаною водою, що тече при тиску, відповідному процесу стиснення.
Крім того, під час операції розширення нагрітої рідини, яка відбувається після операції непрямого теплообміну, досягається відповідне енергозбереження та підвищення ефективності термодинамічного циклу у « 470 порівнянні з відомим рівнем техніки. шщ с Дійсно, водяна пара, присутня в нагрітій рідині, яку одержують при низькому енергоспоживанні, й розширюється разом з іншими відпрацьованими газами, приймаючи участь в значному підвищенні розходу «» (швидкості) потоку цієї рідини, а особливо у перевагах, пов'язаних з регенерацією енергії.
Відповідно до вищезгаданого переважного втілення даного винаходу, та завдяки присутності водяної пари в потоці з киснем, який має використовуватися як такий що підтримує горіння (окислення), при горінні -і (окисленні) вуглеводнів, переважно спостерігається безумовне підвищення термодинамічної ефективності в різних операціях компресії та розширення для одержання нагрітої рідини та її подальшої циркуляції. Це вигідно бо відбивається на значному зниженні енергоспоживання. б Наприклад, виявлено, що для такої самої кількості газових реагентів, вироблених для синтезу аміаку, спосіб, відповідно до даного винаходу, дозволяє досягти збереження до 2095 в споживанні вуглеводнів (метану),
Ше які спалюють для одержання нагрітої рідини, відносно описаних вище способів рівня техніки В результаті, менша - кількість вуглеводнів, що спалюють, а значить піддають компресії, дає можливість здійснювати компресію газового потоку, що містить кисень, з енергією на 6595 меншою, ніж енергія компресії, необхідна згідно рівня техніки, при відповідному збереженні енерговитрат та капіталовкладень.
Хоча способи, які базуються на непрямому тепловому обміні з нагрітою рідиною і відповідна технологія для реформеру обмінного типу, відомі кілька десятиріч, Її хоча завжди виникала потреба в галузі впровадження іФ) енергозберігаючих способів реформінгу вуглеводнів, здійснити спосіб з вказаними вище перевагами стало ко можливим лише після дослідів, проведених заявником, які суперечать навіть новітнім теоріям рівня техніки в цій галузі Слід сказати, що спосіб можна забезпечити, при дуже низькому енергоспоживанні, нагрітою рідиною, бо придатною для використання, як непряме джерело теплоти для реформінгу вуглеводнів, і цим захистити установку для реформінгу від ризику металевого розпилення, усуваючи простим та ефективним шляхом недоліки, згадані вище, у зв'язку з відомим рівнем техніки.
Особливості та переваги даного винаходу стануть зрозумілі з подальшого докладного опису втілення винаходу з посиланням на креслення, що додаються. 65 На кресленнях: - на Фіг.1 зображено загальну блок - схему способу реформінгу вуглеводнів шляхом непрямого теплообміну з нагрітою рідиною, яка дає уяву про спосіб одержання такої нагрітої рідини відповідно до переважного втілення даного винаходу; - на Фіг.2 зображений схематично поздовжній переріз установки обмінного типу.
Відповідно до Фіг.1, блок - схема способу вуглецевого реформінгу позначається, загалом 1; в цьому способі теплота реакції забезпечується через непрямий теплообмін з нагрітою рідиною. Власне, спосіб такого типу містить по суті обидва способи вуглеводневого реформінгу, в якому один стосується конверсії вуглеводнів в основних хімічних сумішах, таких як водень, монооксид вуглецю та діоксид вуглецю, а другий - спосіб для одержання нагрітої рідини, який буде забезпечений при реакції вуглеводневого реформінгу. 70 Ці два способи пов'язані один з одним і тому повинні бути описані одночасно; разом вони створюють спосіб реформінгу, який загалом позначається 1.
На Фіг.1 показані лише основні операції способу, при цьому несуттєві подробиці для здійснення способу та/або такі, що вже відомі фахівцю з рівня техніки, не показані.
Операції способу, особливо важливі для реформінгу вуглеводню позначені на Фіг.1 блоками 10, 11, та 12 та 7/5 Ппотоковими лініями 1, 2, 2а, З та 4. Блоки 10 - 12 позначають: джерело випаровування води (блок 10), операція компресії потоку, що містить вуглеводні (блок 11), та операція реформінгу вуглеводнів (блок 12), відповідно.
В свою чергу, потокові лінії позначають: газовий потік, що містить водяну пару (потокова лінія 1), потік, що містить, вуглеводні (потокові лінії 2, За), потік, що містить вуглеводні та водяну пару (потокова лінія
З), газовий потік, що містить водень (потокова лінія 4), відповідно.
За допомогою джерела водяної пари (блок 10) в процесі реформінгу забезпечують подачу будь якої водяної пари під тиском. Така водяна пара, головним чином, має тиск від 2 до 100 бар і температуру від 120 до 6002С
Звичайно, можливо використовувати водяну пару, яка надходить з зовнішнього відносно процесу реформінгу джерела.
Наприклад, на Фіг.1 потік, що містить легкі газоподібні вуглеводні (переважно С1-С4), такі як метан або с природний газ, використовується як потік вуглеводнів (потокова лінія 2).
Перед змішуванням з потоком, що містить водяну пару (потокова лінія 1), подають на операцію реформінгу о (блок 12, потокова лінія 3), потік, що містить вуглеводні, піддають компресії в операції компресії, що здійснюється в блоці 11. В зв'язку з цим, блок 11 містить компресор для компресії цього потоку під тиском від 2 до 100 бар. «--
Що стосується чистоти та температури потоку, що містить вуглеводні, далі забезпечують операції нагрівання та десульфуризації (не показані). -
При подачі до блоку 12 потік, що містить вуглеводні та водяну пару (потокова лінія 3), підлягає операції Ге) реформінгу, при якій в результаті різноманітних реакцій реформінгу та конверсії вуглеводні розпадаються на основні складові, такі як водень, монооксид вуглецю та діоксид вуглецю. со
Перед подачею до блоку 12 для реакції реформінгу газовий потік, що містить вуглеводні та водяну пару, ї- може бути попередньо підігрітим до температури реакції при операції попереднього нагріву, яка на Фіг.1 не показана.
Для проведення операції реформінгу вуглеводнів блок 12 містить установку для реформінгу обмінного типу (або обмінний реформер) такого типу, що зображений на Фіг.2, який відомий, а отже не буде детально описаний «
В подальшому описі. Дивись, наприклад, ЕР-А-О 841 301. Така установка містить всередині реакційний простір, й с заповнений каталізатором, звичайно трубчастий пакет, який перетинається газовим потоком, що містить й вуглеводні та водяну пару. «» Після операції реформінгу (блок 12) одержують вихідний потік, що містить серед інших, крім водню, монооксид вуглецю та/або діоксид вуглецю. Цей потік позначається потоковою лінією 4. Відповідно до його складу, можливе використання цього потоку 4, як основного реагенту в наступних хімічних реакціях. -і Газовий потік, що містить водень, який надходить з блоку 12 (потокова лінія 4), в деяких випадках достатньо охолоджений через один або більше охолоджуючих потоків, тому відбувається ефективна бо регенерація теплоти, яку несе цей потік, що приводить до конденсації водяної пари, яку він містить.
Ге») Вода, яка конденсується при охолодженні, може бути використаною в способі, як конденсат або відпрацьована в процесі одержання нагрітої рідини вода, згідно з винаходом, як буде описано нижче. Операції - способу для одержання нагрітої рідини, відповідно до даного винаходу, позначені блоками 11, 20 - 24 та - потоковими лініями 2, 26, 5 - 9.
Блоки 20 - 24 позначають: операцію компресії газового потоку, що містить кисень (блок 20), джерело водяної пари (блок 21), операцію нагрівання водяного потоку, що містить кисень та воду (блок 22), операцію
Змішування та горіння (окислення) газового потоку, що містить вуглеводні, з потоком, що містить кисень та водяну пару (блок 23), та операцію розширення нагрітої рідини (блок 24), відповідно. іФ) Блок 11, що відповідає операції компресії газового потоку, що містить вуглеводні, вже був описаний вище з ко посиланням на діючий спосіб реформінгу.
В свою чергу, потокові лінії позначають: газовий потік, що містить вуглеводні (потокові лінії 2 та 25), бо газовий потік, що містить кисень (потокові лінія 5), потік, що містить воду (потокова лінія б), потік, що містить кисень та воду (потокова лінія 7), газовий потік, що містить кисень та водяну пару (потокова лінія 8) та нагріту рідину (потокова лінія 9), відповідно.
Газовий потік, що містить вуглеводні, подають до операції горіння (окислення) (блок 23) через потокові лінії 2 та 26 так само, як потік (потокові лінії 2 та 2а), описаний вище та подаваний до операції реформінгу 65 (блок 12).
Дійсно, як показано на Фіг.1, частину (потокова лінія 2а) потоку 2, який надходить з операції компресії
(блок 11), змішують з потоком, що містить водяну пару (потокова лінія 1) та подають до блоку 12 (потокова лінія 3). В той же час, частина цього потоку вуглеводнів, що залишилася (потокова лінія 25), використовується як паливо в блоці 23.
Звичайно, частина газового потоку, що містить вуглеводні та подається до операції реформінгу (потокова лінія 2а), є однією з частин роздвоєного потоку, іншою частиною якого є подавана до операції горіння (окислення) частина (потокова лінія 26).
Тому, відносно складу, тиску та температури вуглеводневого потоку 26, подаваного до блоку 23, робиться посилання на попередній опис, відповідно на потокові лінії 2 і 2а та блок 11. Звичайно, зрозуміло, що при 7/0 особливих умовах також можливо використання двох окремих газових потоків з різним складом, температурою та тиском. В цьому випадку можуть бути необхідні дві окремі операції компресії (на Фіг.1 не показані).
В прикладі на Фіг.1 як газовий потік з киснем використане повітря (потокова лінія 5). Повітря потокової лінії 5, яке підтримує горіння в реакції горіння (блок 23), переважно стискують при операції компресії (блок 20) до тиску, який необхідний для горіння (окислення) вуглеводневого газового потоку.
В зв'язку з цим блок 20 містить компресор для компресії цього потоку до тиску переважно від 2 до 100 бар.
Головним чином потік, що містить кисень (потокова лінія 5), та потік, що містить вуглеводні, піддають компресії для одержання нагрітої рідини з тиском, еквівалентним тиску реагентів, подаваних до установки для реформінгу (блок 12).
Відповідно до переважного втілення способу згідно з даним винаходом (зображеним на Фіг.1), потік, що містить воду (потокова лінія б), який надходить від джерела, позначеного блоком 21, переважно з'єднується з газовим потоком, що містить повітря, та надходить з операції компресії (блок 20).
Джерело води може бути зовнішнім відносно процесу або, переважно, регенерованою водою, яка надходить з інших блоків способу, таких як процес одержання конденсату при охолоджені потоку, що містить водень, який виходить з операції реформінгу (блок 12). сч
Як би то не було, водяний потік, що надходить з блоку 21, переважно подають при визначеному тиску в повітряний потік 5. Точніше, воду накачують в повітряний потік 5 під тиском, істотно еквівалентним тиску і) самого повітряного потоку, що надходить з блоку 20.
Потік, що містить повітря та воду (потокова лінія 7), одержаний шляхом з'єднання потокових ліній 5 та 6, переважно прямує до операції нагрівання (блок 22) для випаровування, принаймні, частини води, що міститься 8.0
Зо Цьому потоці, з одержанням потоку, що містить повітря та водяну пару (потокова лінія 8).
В зв'язку з цим, переважно задовільні результати досягаються одержанням цілковитого випаровування води, - що містить потік 7, при відносно низькій температурі, наприклад, від 100 до 30020. Ге
Блок 22, де має місце операція нагрівання, може містити один або більше конвенційних теплообмінників, які не показані. Переважно, операція нагрівання відбувається в множині теплообмінників, розташованих рядами, що со з5 підвищує ефективність теплообміну. ї-
Випаровування води може мати місце в наступній операції способу, такій як горіння (окислення) під час змішування речовин, що підтримують горіння з вуглеводнями або навіть під час горіння вуглеводнів.
Можуть бути забезпечені один або більше теплообмінників для операції нагрівання потоку 7. Як буде більш докладно описано далі, нагріта рідина з операції реформінгу (потокова лінія 9) може бути переважно « використаною, як нагрівальна рідина потоку, що містить повітря та воду. 8 с Газовий потік, що містить повітря та водяну пару (потокова лінія 8), потім змішується з потоком, що й містить вуглеводні (потокова лінія 25), всередині блоку 23, де має місце операція горіння (окислення) «» вуглеводнів, з одержанням високотемпературної рідини (потокова лінія 9).
Відповідно до не зображеного альтернативного втілення даного способу, вуглеводневий потік та потік, що
Містить кисень, можуть подаватися разом до камери згоряння, змішуючись зовні останньої. -і Крім того, відповідно до не зображеного альтернативного втілення даного винаходу, потік, що містить воду, переважно у вигляді пари, може бути поданий з блоку 21 до потоку з вуглеводнями (потокова лінія 25) або прямо бо до камери згоряння (блок 23), або навіть вниз по течії до високотемпературної рідини відпрацьованих газів б (потокова лінія 9).
Блок 23, де має місце операція згоряння, містить камеру згоряння, всередині якої розташовані один або
Ше більше пальників для спалювання суміші вуглеводнів повітря. - М Нагріту рідину (потокова лінія 9) з блоку 23 використовують в операції реформінгу (блок 12) як непряме джерело теплоти для реформінгу вуглеводнів. Температура нагрітої рідини, одержаної в блоці 23, головним чином становить 1400 - 18002С, переважно приблизно 150020.
Нагріта рідина перетворюється на суттєво газовий потік, що містить, серед інших, діоксид вуглецю, азот та кисень.
Ф, Переважно завдяки способу відповідно до даного винаходу, нагріта рідина подалі містить воду, переважно у ко вигляді пари. Присутність води в нагрітій рідині, яка надходить до операції реформінгу (потокова лінія 9 та блок 12), забезпечує установку для реформінгу в достатній мірі оксидантом, що виключає ризик металевого бо розпилення. Ризику, до якого звичайно схильні реформери обмінного типу, призначені для проведення процесу вуглеводневого реформінгу.
Ці переваги, разом з описаними вище, викликають, завдяки поліпшенню термодинамічного циклу компресії та розширення, зниження енергоспоживання.
Зокрема, задовільні результати досягаються подачею води, переважно у вигляді пари, до камери згоряння 65 тагїйабо до високотемпературної рідини, що залишає камеру згоряння (потокова лінія 9), в кількості, що становить 0,1 - 0,7 частин потоку кисню.
При роботі блоку 12, нагріта рідина має температуру нижчу, ніж її температура на вході блоку 12, при цьому теплоту обміну використовують для реакції вуглеводневого реформінгу.
Ця температура достатньо висока (500-8002С) для можливості, відповідно до переважного втілення даного винаходу, нагрівання - шляхом непрямого теплообміну - та наступного випаровування води, яка міститься в потоці 7, подаваному на операцію нагрівання, позначену блоком 22 на Фіг.1.
При роботі блоку 22 нагріта рідина (потокова лінія 9), подалі охолоджена, врешті решт розширюється при операції розширення (блок 24), здійснюючи таким чином регенерацію енергії компресії.
Блок 24 звичайно містить, принаймні одну, турбіну для одержання потрібного розширення нагрітої рідини. 7/0 Завдяки присутності водяної пари в нагрітій рідині, витрата потоку, що підлягає розширенню в турбіні, значно вища, ніж в рівні техніки, що поліпшує ефективність термодинамічного циклу та робить можливим подальше зниження енергоспоживання.
Цю перевагу визнано важливою, коли водяну пару переважно не піддають компресії, а одержують шляхом випаровування водяного потоку при попередньо визначеному тиску, як в прикладі на Фіг.1.
При охолодженні та розширені, нагріта рідина (потокова лінія 9) виходить або конденсується для регенерації води, яка в ній міститься.
У цьому відношенні, немає нічого поганого у виході нагрітої рідини, тому що вона буде мати низький вміст забруднень, таких як окис азоту, через присутність води у камери згоряння, яка знижує утворення таких сполук.
Отже, відповідно очищений газовий потік, що містить, серед інших, водень та монооксид вуглецю (потокова лінія 4), одержаний при операції реформінгу, може бути використаний як основна суміш для хімічного синтезу таких продуктів як аміак, метанол. Або він може бути відповідно очищеним до чистого водню та/або монооксиду вуглецю або для будь якого сумісного їхнього застосування.
Якщо одержаний газ буде використовуватися для синтезу аміаку, то слід було б відмітити, що такий газ повинен бути підданий операції наступного вторинного реформінгу без подальшої обробки. Крім того, слід с
Відмітити, що немає потреби проводити такий вторинний реформінг в присутності стихіометричного надлишку повітря або з використанням повітря, збагаченого киснем, уникаючи таким чином проблем, пов'язаних з вартістю о та енергоспоживанням.
В зв'язку з цим, на Фіг.1 блок ЗО схематично зображує необхідну операцію або операції для синтезу потрібного продукту, який виходить з блоку 30 через потокову лінію 31. «--
Через те, що ці операції стандартні та відомі фахівцю в даній галузі, вони не будуть описані докладно в подальшому описі. в
Відповідно до альтернативного втілення процесу згоряння, згідно з даним винаходом, газовий потік, що Ге) містить повітря (яке підтримує горіння, потокова лінія 5), збагачують водяною парою шляхом адіабатичного насичення. со
В цьому випадку процес горіння містить операцію нагрівання потоку, що містить воду, та подається при че попередньо визначеному тиску в потік, що містить кисень (потокова лінія 5), висхідним потоком в камері згоряння, таким чином, щоб примусити воду випаровуватися з одержанням потоку, що містить кисень та водяну пару. «
Для того, щоб підвищити до максимуму кількість випареної води в потоці з киснем, необхідно відповідним чином нагріти цей потік. шщ с Для здійснення даного способу, шлях збагачення водяною парою потоку, що містить повітря, не є таким й критичним, як в способах, які можуть використовуватися і відрізняються від описаного тут. и? В зв'язку з цим, втілення способу, зображеного на Фіг.1, буде вважатися виключно переважним, але таким, що не обмежує втілення даного винаходу.
Відповідно до наступного аспекту даного винаходу, впроваджено також процес вуглеводневого реформінгу в -і реформері обмінного типу, як, наприклад, зображено на Фіг.2, який відповідає блоку12 на Фіг.1.
Спосіб вуглеводневого реформінгу, що містить такі операції: бо - подачу газового потоку, що містить вуглеводні та водяну пару (потокова лінія 3), в реакційний простір б 25, що містить каталізатор в реформері обмінного типу 12; - подачу нагрітої рідини (потокова лінія 9) в просторі 26, суміжному до реакційного простору в реформері - обмінного типу 12; - - реагування за допомогою каталізатору в газовому потоці, що містить вуглеводні, завдяки непрямому теплообміну з нагрітою рідиною, з одержанням газового потоку, що містить водень (потокова лінія 4), який відрізняється тим, що нагріта рідина (потокова лінія 9) містить воду, переважно у вигляді пари.
Щодо кількох важливих переваг, зобов'язаних присутності водяної пари в нагрітій рідині, посилання зроблене на попередній опис. Переважно, нагріту рідину одержують описаним вище способом з посиланням, (Ф, наприклад, на Фіг.1. ко Відповідно до переваг описаного способу, забезпечується наступна операція охолодження нагрітої рідини, яка виходить з реформера обмінного типу (потокова лінія 9), шляхом непрямого теплообміну з потоком, що бо містить кисень та/або воду (потокова лінія 7), подавану до камери згоряння (блок 23).
В цьому випадку, операція охолодження нагрітої рідини відповідає операції нагрівання потоку, що містить повітря та воду, зображеній на Фіг.1 та позначеній блоком 22.
Відповідно до наступного аспекту, даний винахід передбачає подалі використання води, переважно у вигляді пари, в процесі одержання нагрітої рідини як непрямого джерела для здійснення ендотермічних реакцій, таких як 65 реформінг вуглеводнів. Посилання буде зроблено на попередній опис, тому що в ньому містяться переваги його використання.
Велика кількість переваг, досягнутих даним винаходом, стає зрозумілою з наведеного вище опису; зокрема, можливе здійснення способу для одержання нагрітої рідини як ефективного та енергозберігаючого теплового джерела в реакціях вуглеводневого реформінгу, який дуже простий та надійний при здійсненні і не потребує
Великих капітальних та експлуатаційних витрат.
Claims (10)
- Формула винаходу 70 1. Спосіб одержання текучого теплоносія, який використовують як непряме джерело тепла для проведення ендотермічних реакцій, продукти яких цілком незалежні від текучого теплоносія, за яким потік, що містить вуглеводні та газовий потік, що містить кисень, піддають компресії, подають до камери згоряння, де спалюють згадані вуглеводні в присутності кисню з одержанням високотемпературної рідини, що містить діоксид вуглецю та кисень, який відрізняється тим, що до згаданої високотемпературної рідини та/або до згаданої камери /5 Згоряння подають потік, що містить воду, переважно у вигляді пари.
- 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згадану воду подають в кількості, яка становить 0,1 - 0,7 частини потоку, що містить кисень.
- З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий потік, який містить воду, подають до вказаної високотемпературної рідини та/або до згаданої камери згоряння у вигляді пари, одержаної шляхом випарювання Водяного потоку при попередньо визначеному тиску.
- 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що згаданий потік, який містить воду, подають до вказаної камери згоряння у вигляді пари, разом з потоком, що містить кисень.
- 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що потік, який містить кисень, при попередньо визначеному тиску подають вгору вказаної камери згоряння, нагрівають одержаний потік таким чином, щоб примусити воду, сч принаймні частково, випарюватися з одержанням потоку, що містить кисень та водяну пару.
- 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нагрівають згаданий потік, що містить воду, подають цей потік (о) при визначеному тиску до потоку, що містить кисень та прямує вгору камери згоряння, таким чином, щоб примусити воду, принаймні частково, випарюватися з одержанням потоку, що містить кисень та водяну пару.
- 7. Спосіб проведення реакцій вуглеводневого риформінгу в риформері обмінного типу, за яким подають «- зо газовий потік, що містить вуглеводні та водяну пару, в реакційний простір з каталізатором, подають текучий теплоносій в простір, суміжний з реакційним простором в згаданому риформері обмінного типу, та компоненти /ї- потоку газу, що містить вуглеводні, піддають каталітичній взаємодії в процесі непрямого теплообміну з текучим со теплоносієм з одержанням таким чином потоку газу, що містить водень, який відрізняється тим, що текучий теплоносій одержують способом за будь-яким із пп. 1-6. (2,0)
- 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що текучий теплоносій одержують способом за будь-яким з пп. 1-6. їч-
- 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що текучий теплоносій, який залишає риформер обмінного типу, далі охолоджують шляхом непрямого теплообміну з потоком, що містить кисень та/або воду, який подається до вказаної камери згоряння.
- 10. Застосування води, переважно у вигляді пари, в способі для одержання текучого теплоносія, який « 70 Використовують як джерело непрямого теплообміну, для проведення ендотермічних реакцій, таких як реакції ш-в с вуглеводневого риформінгу, причому текучий теплоносій одержують способом за будь-яким із пп. 1-6. . и? -і (ее) (о) -і - іме) 60 б5
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP00106237A EP1136444B1 (en) | 2000-03-22 | 2000-03-22 | Process for hydrocarbon reforming |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA78671C2 true UA78671C2 (en) | 2007-04-25 |
Family
ID=8168200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2001031938A UA78671C2 (en) | 2000-03-22 | 2001-03-22 | Process for obtaining heating fluid as indirect heat source for carrying out endothermic reactions, method for carrying out endothermic reactions, method for carrying out reaction of hydrocarbon reforming in the reformer of exchange type and use of water in the form of vapor, in the process for obtaining heating fluid |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7465324B2 (uk) |
EP (1) | EP1136444B1 (uk) |
KR (1) | KR100824082B1 (uk) |
CN (1) | CN1220622C (uk) |
AR (1) | AR027700A1 (uk) |
AT (1) | ATE556987T1 (uk) |
AU (1) | AU779544B2 (uk) |
BR (1) | BR0101071A (uk) |
CA (1) | CA2341124C (uk) |
EG (1) | EG22750A (uk) |
GC (1) | GC0000275A (uk) |
ID (1) | ID29700A (uk) |
MX (1) | MXPA01002887A (uk) |
MY (1) | MY148606A (uk) |
NZ (1) | NZ510414A (uk) |
RU (1) | RU2283272C2 (uk) |
UA (1) | UA78671C2 (uk) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080016768A1 (en) | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Togna Keith A | Chemically-modified mixed fuels, methods of production and used thereof |
FR2909445B1 (fr) * | 2006-12-05 | 2009-02-06 | Air Liquide | Procede de controle d'une reaction de reformage par mesure de la temperature des tubes de reformage |
US8261700B2 (en) * | 2008-06-26 | 2012-09-11 | Haldor Topsoe A/S | Steam superheater |
EP2147896A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-27 | Uhde GmbH | Low energy process for the production of ammonia or methanol |
CN102556965B (zh) * | 2012-01-13 | 2013-07-17 | 清华大学 | 一种液态碳氢燃料催化重整冷却高温部件的方法 |
US10730749B2 (en) * | 2018-11-07 | 2020-08-04 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Process for integrating a partial oxidation plant with an oxy-combustion plant utilizing a steam turbine |
KR20220145650A (ko) * | 2021-04-22 | 2022-10-31 | 현대자동차주식회사 | 액화석유가스 개질 시스템의 연소제어장치 및 그 제어방법 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3717129A (en) * | 1970-09-28 | 1973-02-20 | Phillips Petroleum Co | Method and apparatus for reducing engine exhaust pollutants |
US4047935A (en) * | 1974-12-11 | 1977-09-13 | United States Steel Corporation | Process for direct-reduction of iron-ore employing nuclear reactor-powdered catalytic reformer |
US4003343A (en) * | 1975-04-04 | 1977-01-18 | Phillips Petroleum Company | Method and apparatus for maintaining the operating temperature in a device for reducing engine exhaust pollutants |
US4337170A (en) * | 1980-01-23 | 1982-06-29 | Union Carbide Corporation | Catalytic steam reforming of hydrocarbons |
US4488866A (en) * | 1982-08-03 | 1984-12-18 | Phillips Petroleum Company | Method and apparatus for burning high nitrogen-high sulfur fuels |
US4479925A (en) * | 1982-09-13 | 1984-10-30 | The M. W. Kellogg Company | Preparation of ammonia synthesis gas |
GB8521608D0 (en) | 1985-08-30 | 1985-10-02 | Shell Int Research | Producing synthesis gas |
US5011625A (en) * | 1989-12-11 | 1991-04-30 | The M. W. Kellogg Company | Autothermal steam reforming process |
US5122299A (en) * | 1989-12-11 | 1992-06-16 | The M. W. Kellogg Company | Autothermal steam reforming process |
ZA911838B (en) * | 1990-04-03 | 1991-12-24 | Standard Oil Co Ohio | Endothermic reaction apparatus |
DE4327176C1 (de) * | 1993-08-13 | 1995-01-26 | Metallgesellschaft Ag | Röhrenofen für die Erzeugung kohlenmonoxidhaltiger Gasgemische |
DE4340688C2 (de) * | 1993-11-30 | 1997-05-07 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Einstellung der Kohlenstoffaktivität in einem Synthesegas-Erzeugungsprozeß |
US6170264B1 (en) * | 1997-09-22 | 2001-01-09 | Clean Energy Systems, Inc. | Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration |
DE19613905A1 (de) * | 1996-04-06 | 1997-10-09 | Metallgesellschaft Ag | Gegen Metal-Dusting-Korrosion geschützte Metallfläche, die eine thermische Isolierschicht aufweist |
AU5633499A (en) * | 1998-08-19 | 2000-03-14 | Methanex Corporation | Method for performing a process wherein a feedstock is subjected to an endothermic reaction |
FR2807746B1 (fr) * | 2000-04-13 | 2002-12-13 | Air Liquide | Procede de production d'un melange comportant de l'hydrogene et du co |
US6871502B2 (en) * | 2002-02-15 | 2005-03-29 | America Air Liquide, Inc. | Optimized power generation system comprising an oxygen-fired combustor integrated with an air separation unit |
-
2000
- 2000-03-22 EP EP00106237A patent/EP1136444B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-22 AT AT00106237T patent/ATE556987T1/de active
-
2001
- 2001-03-08 AU AU26433/01A patent/AU779544B2/en not_active Expired
- 2001-03-08 NZ NZ510414A patent/NZ510414A/xx not_active IP Right Cessation
- 2001-03-12 US US09/802,925 patent/US7465324B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-15 BR BR0101071-9A patent/BR0101071A/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-03-16 CA CA2341124A patent/CA2341124C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-17 GC GCP20011235 patent/GC0000275A/en active
- 2001-03-19 EG EG20010265A patent/EG22750A/xx active
- 2001-03-19 KR KR1020010013962A patent/KR100824082B1/ko active IP Right Grant
- 2001-03-20 MX MXPA01002887A patent/MXPA01002887A/es active IP Right Grant
- 2001-03-21 MY MYPI20011340A patent/MY148606A/en unknown
- 2001-03-21 RU RU2001107419/12A patent/RU2283272C2/ru active
- 2001-03-22 ID IDP20010246A patent/ID29700A/id unknown
- 2001-03-22 UA UA2001031938A patent/UA78671C2/uk unknown
- 2001-03-22 AR ARP010101357A patent/AR027700A1/es active IP Right Grant
- 2001-03-22 CN CNB01111861XA patent/CN1220622C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EG22750A (en) | 2003-07-30 |
EP1136444A1 (en) | 2001-09-26 |
ATE556987T1 (de) | 2012-05-15 |
CN1220622C (zh) | 2005-09-28 |
NZ510414A (en) | 2003-01-31 |
BR0101071A (pt) | 2001-11-06 |
MXPA01002887A (es) | 2003-08-20 |
CN1314304A (zh) | 2001-09-26 |
KR20010092690A (ko) | 2001-10-26 |
US20010025449A1 (en) | 2001-10-04 |
EP1136444B1 (en) | 2012-05-09 |
MY148606A (en) | 2013-05-15 |
AU779544B2 (en) | 2005-01-27 |
CA2341124A1 (en) | 2001-09-22 |
AU2643301A (en) | 2001-09-27 |
CA2341124C (en) | 2010-02-09 |
KR100824082B1 (ko) | 2008-04-21 |
ID29700A (id) | 2001-09-27 |
US7465324B2 (en) | 2008-12-16 |
RU2283272C2 (ru) | 2006-09-10 |
GC0000275A (en) | 2006-11-01 |
AR027700A1 (es) | 2003-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2516527C2 (ru) | Системы и способы производства сверхчистого водорода при высоком давлении | |
EP0093502B1 (en) | Ammonia production process | |
RU2570659C2 (ru) | Производство аммиака с использованием ультрачистого водорода высокого давления | |
US20060216228A1 (en) | Hydrogen generation | |
RU2411075C2 (ru) | Компактный риформинг-реактор | |
US7569085B2 (en) | System and method for hydrogen production | |
MXPA04005959A (es) | Aumento de produccion para un reactor. | |
US5714132A (en) | Production of hydrogen and carbon monoxide from oxyfuel furnace off-gas | |
EP4257543A1 (en) | Ammonia decomposition device | |
AU765825B2 (en) | Recovery of sulfur from H2S and concurrent production of H2 using short contact time cpox | |
RU2211798C2 (ru) | Способ получения синтез-газа для производства аммиака | |
KR19990083554A (ko) | 열화학적재생열의회수방법 | |
JP2010513835A (ja) | 燃料処理適用のためのハイブリッド燃焼器 | |
NO160655B (no) | Fremgangsmaate til fremstilling av ammoniakk. | |
JP5963848B2 (ja) | 非触媒性の復熱式改質装置 | |
UA78671C2 (en) | Process for obtaining heating fluid as indirect heat source for carrying out endothermic reactions, method for carrying out endothermic reactions, method for carrying out reaction of hydrocarbon reforming in the reformer of exchange type and use of water in the form of vapor, in the process for obtaining heating fluid | |
JP2001354403A (ja) | 水素とcoとを含む混合物の製造方法 | |
RU2664526C2 (ru) | Энергосберегающий унифицированный способ генерации синтез-газа из углеводородов | |
NO165260B (no) | Energiutvinning. | |
CA3116193A1 (en) | Carbon recycling in steam reforming process | |
UA126249C2 (uk) | Система і спосіб виробництва синтез-газу | |
JPS58190821A (ja) | アンモニア生産方法 | |
EA011897B1 (ru) | Способ регенерации серы из газообразных потоков, содержащих сероводород, и устройство для его осуществления | |
RU2097314C1 (ru) | Способ каталитической конверсии природного газа | |
WO2023161339A1 (en) | Combustion process using a hydrogen-nitrogen mixture as fuel gas |