RU2631290C1 - Низкотемпературная водородная установка - Google Patents
Низкотемпературная водородная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631290C1 RU2631290C1 RU2016130542A RU2016130542A RU2631290C1 RU 2631290 C1 RU2631290 C1 RU 2631290C1 RU 2016130542 A RU2016130542 A RU 2016130542A RU 2016130542 A RU2016130542 A RU 2016130542A RU 2631290 C1 RU2631290 C1 RU 2631290C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- hydrogen
- supply line
- unit
- burner
- Prior art date
Links
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 13
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- -1 C 3 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 108010063955 thrombin receptor peptide (42-47) Proteins 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—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
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Изобретение относится к установке получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Низкотемпературная водородная установка включает блок сероочистки, конвертор окиси углерода, устройство для выделения метана, два рекуперационных теплообменника с конденсатоотводчиком, конвертор сырья с горелкой, блок водоподготовки и блок выделения водорода. Сырье, содержащее углеводороды С3+, очищают в блоке сероочистки и подают совместно с подготовленной водой в конвертор окиси углерода в качестве хладоагента, затем нагретую сырьевую смесь дополнительно нагревают в рекуперационных теплообменниках, отделив продувочную воду в конденсатоотводчике и подав ее в блок водоподготовки, и направляют в конвертор сырья с горелкой, в которую подают воздух, по меньшей мере часть метана и продувочный газ в качестве топлива, а дымовой газ выводят. Полученный синтез-газ через рекуперационные теплообменники подают в устройство для выделения метана, где дополнительно охлаждают, отделяют конденсат, подаваемый затем в конвертор окиси углерода, и выделяют метан, по меньшей мере часть которого подают в качестве топлива в горелку, а балансовую часть выводят. Очищенный от метана синтез-газ далее направляют в конвертор окиси углерода, из которого водородсодержащий газ направляют в блок выделения водорода, из которого выводят водород и водный конденсат, направляемый в блок водоподготовки, в который также подают воду. Устройство обеспечивает снижение энергозатрат и расхода сырья. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Известен способ получения водорода из углеводородного газа [RU 2078518, опубл. 27.08.97 г., МПК С01В 3/32, С01В 3/36], осуществляемый на установке, включающей теплообменник, аппарат сероочистки газа с линией подачи водорода, сатуратор с линией подачи воды, конвертор метана с теплообменником, конвертор окиси углерода с теплообменником и конденсатором, компрессор, аппарат очистки от углекислого газа и блок короткоцикловой адсорбции с газодувкой и линией вывода водорода.
Недостатком установки является использование дорогостоящего высокотемпературного конвертора, наличие компрессора и отсутствие оборудования для рекуперации тепла отходящих дымовых газов.
Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки и реактор паровой каталитической конверсии (конвертор) с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, в том числе содержащего углеводороды С3+, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья и вывода избыточного водяного пара, охладители-осушители водородсодержащего газа и дымовых газов, соединенные линиями подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором окиси углерода, и блок выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную линией подачи части сырья в качестве топлива.
Недостатками данной установки являются большие энергозатраты из-за использования высокотемпературного конвертора и высокий расход сырья из-за использования его части на получение избыточного водяного пара.
Задача изобретения - снижение энергозатрат и расхода сырья.
Техническим результатом является снижение энергозатрат за счет оборудования установки низкотемпературным конвертором углеводородного сырья и устройством для очистки синтез-газа от метана, снижение расхода сырья за счет исключения получения избыточного водяного пара путем соединения блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя, а также установки рекуперационных теплообменников с конденсатоотводчиком на линии подачи синтез-газа.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, содержащего углеводороды С3+, конвертор углеводородного сырья с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладоагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией вывода водорода и линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную также линией подачи топлива, особенностью является то, что в качестве конвертора сырья установлен низкотемпературный конвертор, блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента в конвертор окиси углерода, а на линии подачи синтез-газа установлены два рекуперационных теплообменника "синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой" и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком подготовки воды линией вывода продувочной воды, а также устройство для выделения метана, связанное линией подачи конденсата с конвертором и оснащенное линиями вывода метана и подачи по меньшей мере его части в горелку.
В качестве низкотемпературного конвертора используют, например, известный из уровня техники реактор предварительной паровой конверсии углеводородного сырья, осуществляемой при 450-500°С. В качестве устройства для выделения метана может быть использованы, например, холодильник с сепаратором для предварительного охлаждения и осушки газа с выделением конденсата и установка масляной абсорбции метана, также известные из уровня техники.
На линии вывода дымовых газов из горелки может быть размещен охладитель-осушитель, соединенный с блоком водоподготовки линией подачи водного конденсата, что снижает расход воды, а на линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен блок выделения углекислого газа, что упрощает последующее выделение водорода.
Установка низкотемпературного конвертора для конверсии сырья за счет уменьшения расхода энергии на нагрев сырья и подогрев конвертора позволяет снизить энергозатраты. Соединение блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя позволяет полностью рекуперировать тепло, выделяющееся при конверсии окиси углерода, исключить выработку водяного пара, в том числе избыточного, за счет чего снизить расход сырья.
Установка на линии подачи синтез-газа двух теплообменников синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой позволяет рекуперировать тепло синтез-газа, а размещение между ними конденсатоотводчика позволяет удалить в составе продувочной воды минеральные соли из сырьевой смеси, за счет чего предотвратить снижение активности катализатора конверсии. Установка на линии подачи синтез-газа устройства для выделения метана позволяет повысить конверсию окиси углерода за счет увеличения его парциального давления, а также получить топливо для горелки конвертора сырья.
Предлагаемая установка включает блок сероочистки 1, конвертор окиси углерода 2, устройство для выделения метана 3, рекуперационные теплообменники 4 и 5 с конденсатоотводчиком 6, конвертор углеводородного сырья 7 с горелкой 8, блок водоподготовки 9 и блок выделения водорода 10.
При работе установки сырье, содержащее углеводороды С3+, подают по линии 11 в блок 1 и затем, в качестве хладоагента, в конвертор 2 совместно с подготовленной водой, подаваемой по линии 12 из блока 9, затем сырьевую смесь, подаваемую по линии 13, последовательно нагревают в рекуперационных теплообменниках 4 и 5, отделив между ними продувочную воду в конденсатоотводчике 6 и подав ее по линии 14 в блок 9, и направляют в конвертор 7 с горелкой 8, в которую по линии 15 подают воздух, по линии 16 из блока 10 - продувочный газ, а также часть метана из линии 17 в качестве топлива, а дымовой газ выводят по линии 18. Полученный синтез-газ по линии 19 подают через рекуперационные теплообменники 5 и 4 в устройство 3, где его дополнительно охлаждают, сепарируют конденсат, подаваемый по линии 20 в конвертор 2, и, например, путем масляной абсорбции выделяют метан, по меньшей мере часть которого подают в качестве топлива в горелку 8, а балансовую часть выводят по линии 17. Очищенный от метана синтез-газ далее направляют в конвертор 2, из которого водородсодержащий газ по линии 21 подают в блок 10, из которого по линии 22 с установки выводят водород, а полученный водный конденсат по линии 23 направляют в блок 9, в который также по линии 24 подают воду. При необходимости на линии вывода дымовых газов из горелки размещают охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи водного конденсата с блоком 9, а на линии подачи водородсодержащего газа располагают блок выделения углекислого газа (на схеме не показано).
Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить энергозатраты и уменьшить расход сырья и может быть использована в промышленности.
Claims (3)
1. Низкотемпературная водородная установка, включающая блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, содержащего углеводороды С3+, конвертор углеводородного сырья с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладоагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией вывода водорода и линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную также линией подачи топлива, отличающаяся тем, что в качестве конвертора сырья установлен низкотемпературный конвертор, блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента в конвертор окиси углерода, а на линии подачи синтез-газа установлены два рекуперационных теплообменника "синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой" и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком подготовки воды линией вывода продувочной воды, а также устройство для выделения метана, связанное линией подачи конденсата с конвертором и оснащенное линиями вывода метана и подачи по меньшей мере его части в горелку.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии вывода дымовых газов из горелки размещен охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи конденсата с блоком водоподготовки.
3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии подачи водородсодержащего газа расположен блок выделения углекислого газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130542A RU2631290C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Низкотемпературная водородная установка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016130542A RU2631290C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Низкотемпературная водородная установка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2631290C1 true RU2631290C1 (ru) | 2017-09-20 |
Family
ID=59894051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016130542A RU2631290C1 (ru) | 2016-07-25 | 2016-07-25 | Низкотемпературная водородная установка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2631290C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685105C1 (ru) * | 2018-03-23 | 2019-04-16 | Андрей Владиславович Курочкин | Водородная установка (варианты) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB831263A (en) * | 1955-05-23 | 1960-03-23 | Power Gas Ltd | Improvements in or relating to the production of synthesis gas rich in hydrogen |
| GB993973A (en) * | 1955-02-22 | 1965-06-02 | Azote Office Nat Ind | Process for the production of gases containing hydrogen by conversion of hydrocarbons |
| RU2088518C1 (ru) * | 1994-08-03 | 1997-08-27 | Акционерное общество Первоуральский новотрубный завод "Уралтрубсталь" | Способ получения водорода из углеводородного газа |
| RU2124928C1 (ru) * | 1998-02-10 | 1999-01-20 | Сосна Михаил Хаймович | Установка для получения водорода |
| RU2520482C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения водорода и водород-метановой смеси |
| JP2015030655A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 水素製造装置、及び水素製造方法 |
| CA2947386A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | CCP Technology GmbH | Method and apparatus for producing h2-rich synthesis gas |
| CN204958383U (zh) * | 2015-08-05 | 2016-01-13 | 陕西延长石油兴化化工有限公司 | 一种甲醇合成氢回收尾气的回收利用系统 |
| CN205222681U (zh) * | 2015-11-09 | 2016-05-11 | 广东合即得能源科技有限公司 | 一种甲醇水重整制氢机 |
| JP2016124759A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 大阪瓦斯株式会社 | 水素製造装置の運転方法および水素製造装置 |
| CN105820850A (zh) * | 2015-01-05 | 2016-08-03 | 王连成 | 利用甲醇生产合成天然气的方法 |
-
2016
- 2016-07-25 RU RU2016130542A patent/RU2631290C1/ru active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB993973A (en) * | 1955-02-22 | 1965-06-02 | Azote Office Nat Ind | Process for the production of gases containing hydrogen by conversion of hydrocarbons |
| GB831263A (en) * | 1955-05-23 | 1960-03-23 | Power Gas Ltd | Improvements in or relating to the production of synthesis gas rich in hydrogen |
| RU2088518C1 (ru) * | 1994-08-03 | 1997-08-27 | Акционерное общество Первоуральский новотрубный завод "Уралтрубсталь" | Способ получения водорода из углеводородного газа |
| RU2124928C1 (ru) * | 1998-02-10 | 1999-01-20 | Сосна Михаил Хаймович | Установка для получения водорода |
| RU2520482C1 (ru) * | 2012-11-13 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения водорода и водород-метановой смеси |
| JP2015030655A (ja) * | 2013-08-06 | 2015-02-16 | 大阪瓦斯株式会社 | 水素製造装置、及び水素製造方法 |
| CA2947386A1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-19 | CCP Technology GmbH | Method and apparatus for producing h2-rich synthesis gas |
| JP2016124759A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 大阪瓦斯株式会社 | 水素製造装置の運転方法および水素製造装置 |
| CN105820850A (zh) * | 2015-01-05 | 2016-08-03 | 王连成 | 利用甲醇生产合成天然气的方法 |
| CN204958383U (zh) * | 2015-08-05 | 2016-01-13 | 陕西延长石油兴化化工有限公司 | 一种甲醇合成氢回收尾气的回收利用系统 |
| CN205222681U (zh) * | 2015-11-09 | 2016-05-11 | 广东合即得能源科技有限公司 | 一种甲醇水重整制氢机 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2685105C1 (ru) * | 2018-03-23 | 2019-04-16 | Андрей Владиславович Курочкин | Водородная установка (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7297775B2 (ja) | 水素および二酸化炭素の生成および分離のためのシステムおよび方法 | |
| RU2394754C1 (ru) | Способ получения водорода из углеводородного сырья | |
| US20240084721A1 (en) | Power production with cogeneration of further products | |
| CN104583121B (zh) | 重整装置、重整方法、具有重整装置的化工产品的制造装置以及化工产品的制造方法 | |
| RU2013150992A (ru) | Способ производства водорода с высоким содержанием отводимого пара | |
| RU2011140020A (ru) | Установка для извлечения co2 и способ извлечения co2 | |
| JP5412232B2 (ja) | 二酸化炭素分離回収装置を伴う水素分離型水素製造システム | |
| RU2624708C1 (ru) | Установка получения водорода из углеводородного газа | |
| RU2117520C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением метанола | |
| RU2631290C1 (ru) | Низкотемпературная водородная установка | |
| RU2617754C1 (ru) | Водородная установка | |
| RU2621671C1 (ru) | Установка низкотемпературного получения метанола | |
| RU2010146405A (ru) | Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления | |
| CN120826385A (zh) | 用于合成甲醇的方法 | |
| KR20250024519A (ko) | 유동화 촉매 프로세스로부터 촉매를 재생하는 프로세스 | |
| RU2124387C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением метанола | |
| RU2619101C1 (ru) | Установка получения метанола из углеводородного сырья | |
| CN104085854B (zh) | 一种经济的合成气耐硫变换工艺与系统 | |
| RU2614668C1 (ru) | Водородная установка | |
| CN220393319U (zh) | 低能耗的天然气水蒸气重整制氢结构 | |
| RU2685105C1 (ru) | Водородная установка (варианты) | |
| RU2234458C1 (ru) | Процесс риформинга природного газа в производстве аммиака | |
| RU2781559C1 (ru) | Способ получения водорода методом конверсии свалочного газа | |
| RU2124928C1 (ru) | Установка для получения водорода | |
| RU2825953C1 (ru) | Система синтеза аммиака с низким выбросом диоксида углерода и регулированием неравновесия мочевины |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210709 |