RU59049U1 - Установка для переработки природного газа (варианты) - Google Patents
Установка для переработки природного газа (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU59049U1 RU59049U1 RU2006127406/22U RU2006127406U RU59049U1 RU 59049 U1 RU59049 U1 RU 59049U1 RU 2006127406/22 U RU2006127406/22 U RU 2006127406/22U RU 2006127406 U RU2006127406 U RU 2006127406U RU 59049 U1 RU59049 U1 RU 59049U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis gas
- heat
- unit
- reactor
- synthesis
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 109
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 105
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 87
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 23
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 99
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 20
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 18
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 9
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 8
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- DQIPXGFHRRCVHY-UHFFFAOYSA-N chromium zinc Chemical compound [Cr].[Zn] DQIPXGFHRRCVHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- XUZDJUDKWXESQE-UHFFFAOYSA-N chromium copper zinc Chemical compound [Cr].[Zn].[Cu] XUZDJUDKWXESQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 copper-zinc-aluminum Chemical compound 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Установка может быть использована в нефтяной и газовой промышленности для получения метанола и других кислородсодержащих соединений или углеводородов из природного газа. Установка для переработки природного газа включает блок конверсии сырья в синтез-газ и блок превращения синтез-газа, причем блок конверсии сырья в синтез-газ включает реактор конверсии сырья в синтез-газ, в котором узел подвода тепла в зону реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает поступление в зону реакции тепла, необходимого для осуществления реакции конверсии углеводородов сырья в синтез-газ, а блок конверсии синтез-газа включает реактор конверсии синтез-газа, в котором узел отвода тепла из зоны реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает отвод тепла, выделяющегося при реакции синтеза кислородсодержащих соединений или углеводородов из синтез-газа. В предпочтительном варианте реакторы установки работают в изотермическом режиме.
Description
Установка может быть использована в нефтехимической и газовой промышленности для получения метанола и других кислородсодержащих соединений или бензина из природного или нефтезаводского газа.
Природный газ используют как сырье для получения метанола, других кислородсодержащих соединений и бензина через стадию его конверсии в синтез-газ, причем производство метанола - самый многотоннажный способ химической переработки природного газа. Эти процессы объединяет одна проблема - необходимость подвода в реактор или отвода из реактора значительного количества тепла.
Установка для переработки природного газа (прототип, Р.В.Шнайдер, Дж.Р.Ле-Бланк. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1992, №8, с.73) включает узел очистки природного газа от серы, узел конверсии очищенного газа в синтез-газ, узел утилизации теплоты, компрессор, реакторы синтеза метанола.
Получение синтез-газа из природного газа осуществляют в процессе парокислородной конверсии, паровой, паровой и парокислородной с дозированием диоксида углерода, высокотемпературной, а также в комбинированных процессах (М.М.Караваев, В.Е.Леонов и др. Технология синтетического метанола. М.: Химия, 1984 г., с.21-30). Способ получения синтез-газа зависит от состава природного газа и технико-экономических факторов.
Паровая конверсия метана является наиболее распространенным способом получения синтез-газа из углеводородов. Из-за высокого эндотермического эффекта процесса паровой конверсии метана его осуществляют в трубчатом реакторе, обогреваемом горячими дымовыми газами и тепловым излучением в радиантной секции печи.
С целью снижения тепловой нагрузки радиантной секции печи используют дополнительный адиабатический реактор предварительной конверсии метана в синтез-газ и дважды нагревают поток сырья в печи (Р.В.Шнайдер, Дж.Р.Ле-Бланк. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1992, №8, с.69).
Процессы синтеза кислородсодержащих соединений или углеводородов из синтез-газа являются экзотермическими, их осуществляют в стационарном слое катализатора с подачей холодного сырьевого газа в слои катализатора, со съемом тепла реакции между слоями катализатора или в трубчатых реакторах (М.М.Караваев, В.Е.Леонов и др. Технология синтетического метанола. М.: Химия, 1984 г., с.116-120; Ю.Фальбе, ред. Химические вещества из угля. М.: Химия, 1980, с.311-316). Наиболее близкий к изотермическому режим реакции достигают в трубчатом реакторе, но и в этом случае при различном расположении горелок в конверторе температура стенки трубы по длине ее обогреваемой части изменяется почти на 100 градусов (Т.Иогансен и др. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1993, №5, с.93-99).
Большая эффективность переработки природного газа может быть достигнута при использовании изотермических реакторов для его конверсии в синтез-газ и конверсии синтез-газа в кислородсодержащие соединения или углеводороды. Любой химический процесс предпочтительно осуществлять в некоторой оптимальной области температур, для каталитических процессов это связано не только с количеством и качеством продукта, но и с продолжительностью работы катализатора. Максимальный выход продукта получают в изотермическом процессе, одним из условий более или менее
полного приближения к которому является непрерывная компенсация теплового эффекта реакции.
Предлагаемая установка для переработки природного газа включает реактор конверсии метана в синтез-газ и реактор конверсии синтез-газа в метанол или углеводороды, в которых для подвода тепловой энергии в зону реакции или ее отвода из зоны реакции используют тепловые трубы, являющиеся самым эффективным средством теплопередачи (мощность теплопередачи - до 20 квт/см2, скорость теплопередачи ограничивается звуковым пределом), позволяющим осуществлять термостатирование и регулирование температуры. Химические реакции в таких реакторах могут быть осуществлены в изотермическом режиме.
Установка для переработки природного газа включает блок конверсии сырья в синтез-газ и блок конверсии синтез-газа и отличается тем, что блок конверсии сырья в синтез-газ включает реактор конверсии сырья в синтез-газ, в котором узел подвода тепла в зону реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает поступление в зону реакции тепла, необходимого для осуществления реакци конверсии углеводородов сырья в синтез-газ, а блок конверсии синтез-газа включает реактор конверсии синтез-газа, в котором узел отвода тепла из зоны реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает отвод тепла, выделяющегося при реакции синтеза кислородсодержащих соединений из синтез-газа. В предпочтительном случае оба реактора установки работают в режиме, близком к изотермическому.
В другом варианте установка для переработки природного газа включает блок конверсии сырья в синтез-газ и блок конверсии синтез-газа и отличается тем, что блок конверсии сырья в синтез-газ включает реактор конверсии сырья в синтез-газ, в котором узел подвода тепла в зону реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает поступление в зону реакции тепла, необходимого для
осуществления реакции конверсии углеводородов сырья в синтез-газ, а блок конверсии синтез-газа включает реактор конверсии синтез-газа, в котором узел отвода тепла из зоны реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает отвод тепла, выделяющегося при реакции синтеза углеводородов из синтез-газа. В предпочтительном случае оба реактора установки работают в режиме, близком к изотермическому.
Тепловые трубы известны с 1942 года и используются в различных областях техники (Дан П.Д., Рей Д.А. Тепловые трубы. М., Энергия, 1979 г.). Тепловая труба состоит из корпуса, рабочей жидкости и фитиля - капиллярно-пористого материала. Корпус изолирует рабочую жидкость от внешней среды и обеспечивает подвод теплоты к рабочей жидкости и отвод теплоты от нее. Теплопередача от источника тепла до точки (зоны) поглощения тепла в тепловой трубе осуществляется парами рабочей жидкости, образующимися в зоне испарения (нагревания) и конденсирующимися в зоне конденсации (поглощения тепла).
Рабочая жидкость имеет высокую теплоту парообразования и температуру фазового перехода в диапазоне рабочих температур в зоне реакции. В тепловых трубах реактора конверсии природного газа в синтез-газ используют расплавленный натрий. Рабочая жидкость в тепловой трубе в предпочтительном случае имеет температуру кипения на 5-150°С выше, чем температура в зоне реакции. Температура кипения рабочей жидкости зависит от давления в тепловой трубе и изменяется адекватно изменению температуры в зоне реакции.
Капиллярно-пористый материал обеспечивает возврат рабочей жидкости из зоны конденсации в зону испарения независимо от их взаимного расположения, а также ее равномерное распределение по всей зоне испарения. Обычно используют металлические сетки, металлические ткани, металлический войлок, спеченные металлические порошки. Наиболее часто используемые металлы - медь, никель, титан, нержавеющая сталь,
фосфористая бронза. Вертикальная тепловая труба в вертикальном реакторе может работать без фитиля.
При осуществлении эндотермического процесса конверсии природного газа в синтез-газ подвод тепловой энергии в зону реакции осуществляют при теплообмене зоны реакции с поверхностью зоны конденсации тепловых труб. От внешнего источника подводят тепло к зоне подогрева тепловых труб, рабочая жидкость испаряется и в зоне конденсации, охлаждаемой при контакте поверхности тепловой трубы с зоной эндотермической реакции, происходит конденсация паров рабочей жидкости с выделением тепловой энергии, которая и поглощается реакционной средой при теплообмене с поверхностью каждой тепловой трубы. Конденсат по капиллярным каналам фитиля возвращается в зону испарения.
Подвод тепла к зоне подогрева тепловых труб осуществляют хотя бы одним способом: открытым пламенем при сжигании топлива или конвективным теплообменом с различными теплоносителями (дымовыми газами, водяным паром и т.п.). Далее теплоносители могут быть использованы для нагревания сырья перед подачей его в зону реакции. Не исключаются и другие способы подвода тепла в зону испарения. Для нагревания сырья до температуры реакции может быть использована часть тепловой трубы в реакторе. Зону нагревания сырья в реакторе предпочтительно заполнять катализатором.
При осуществлении экзотермических процессов конверсии синтез-газа в кислородсодержащие соединения или углеводороды тепловую энергию отводят из зоны реакции при теплообмене зоны реакции с поверхностью тепловых труб в зоне испарения. В качестве рабочей жидкости используют воду. Выделенная в химическом процессе тепловая энергия расходуется в зоне испарения тепловой трубы на испарение горячей воды. Пары поступают по паровым каналам в зону конденсации, охлаждаемую конвективным теплообменом с охлаждающим агентом или испарением охлаждающего агента, где конденсируются и передают охлаждающему агенту тепловую
энергию, поглощенную в зоне испарения при фазовом переходе. В предпочтительном случае температура охлаждающего агента ниже температуры в зоне реакции не менее чем на 10 градусов. Конденсат возвращается в зону испарения тепловой трубы.
Тепловые трубы позволяют точно дозировать количество тепловой энергии, подводимой в зону реакции или отводимой из зоны реакции. Реакторы установки включают узел подвода тепла в зону реакции или узел отвода тепла из зоны реакции, образованный множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает необходимую величину теплообмена с зоной реакции. Расчет показывает, что теплообмен с зоной реакции будет осуществляться достаточно интенсивно при использовании тепловых труб диаметром не более 300 мм, расположенных на расстоянии не более 150 мм между их поверхностями. Степень приближения к изотермическим условиям в этом случае будет определяться разностью температур в зоне реакции и в паровом канале тепловой трубы.
Несколько тепловых труб в зоне испарения в реакторе для конверсии сырья в синтез-газ или в зоне конденсации в реакторе конверсии синтез-газа могут образовать единую трубу, поверхность которой нагревают или охлаждают соответственно для подвода тепловой энергии к зоне реакции или отвода тепловой энергии из зоны реакции. Возможная конструкция реактора описана в заявке на полезную модель 2005132591/22 от 24.10.05 (положительное решение от 16.01.06).
Зона реакции включает твердый катализатор, размещенный между тепловыми трубами. Используют известные в технике катализаторы: для конверсии природного газа - никелевый (5-10% на окиси алюминия), для синтеза метанола - высокотемпературные цинк-хромовые или низкотемпературные медно-цинк-хромовые и медно-цинк-алюминиевые (М.М.Караваев, В.Е.Леонов и др. Технология синтетического метанола. М.: Химия, 1984 г., с.51-60), для синтеза высших спиртов и гликолей - железный катализатор синтеза аммиака, для синтеза углеводородов - катализаторы
Фишера-Тропша (Ю.Б.Ян, Б.К.Нефедов. Синтезы на основе оксидов углерода. М.: Химия, 1987 г., с.186-188) или цеолитсодержащие катализаторы, на которых получают в основном углеводороды до С11 (US №4086262, С 07 С 1/04; US №4096163, С 07 С 1/04, 1978; RU №210032 С 07 С 1/04, 1997) и т.д. Условия контакта сырья с катализатором в зоне реакции соответствуют предпочтительным для получения продуктов. Предпочтителен изотермический режим работы реакторов, позволяющий получить максимальный выход продуктов.
В качестве примера установки для переработки природного газа в кислородсодержащие соединения ниже описаны структура установки для получения метанола и ее функционирование.
Установка для переработки природного газа в метанол (рис.1) включает блок паровой конверсии сырья в синтез-газ, блок утилизации тепла, блок водоподготовки, блок компрессии синтез-газа и блок синтеза метанола из синтез-газа.
Блок паровой конверсии углеводородов сырья включает фильтр для удаления твердых и жидких включений, реактор сероочистки для снижения концентрации соединений серы в газе ниже 0,2 мг/м3 (отсутствует при допустимом содержании серы в сырье), реактор паровой конверсии сырья, рекуперационные теплообменники, в которых теплом продукта реактора паровой конверсии нагревают сырье, а теплом топочных газов нагревают воздух для сжигания топливного газа, холодильник для охлаждения продукта реактора паровой конверсии, сепаратор-отстойник синтез-газа для отделения конденсата от синтез-газа.
В реакторе паровой конверсии тепловые трубы нагревают за счет теплоты сгорания топливного газа (смеси природного газа и отходящих газов из блока синтеза метанола) в топочной секции реактора и катализатор, загруженный в пространство между тепловыми трубами, образует зону догрева сырья и изотермическую зону основной реакции. Очищенный газ нагревают в рекуперационных теплообменниках до 500°С, смешивают с
перегретым водяным паром в соотношении 3,2-3,7: 1 кг/кг и направляют в реактор паровой конверсии, где он догревается на катализаторе до 850-900°С и при давлении 4,8-5 МПа превращается в синтез-газ с соотношением Н2:СО не менее 2,6 моль/моль, предпочтительным для более глубокой конверсии СО и СО2 в метанол. Продукт реактора паровой конверсии охлаждают в рекуперационных теплообменниках в блоке паровой конверсии и в блоке утилизации тепла, в холодильнике и в сепараторе-отстойнике отделяют синтез-газ от конденсата и синтез-газ направляют в блок компрессии. Топочный газ направляют в блок утилизации тепла для нагревания котла-утилизатора и затем возвращают в блок паровой конверсии для нагревания воздуха.
В блоке водоподготовки получают химочищенную воду, смешивают ее с конденсатом, полученным в блоке паровой конверсии при охлаждении продукта реактора паровой конверсии, а также с конденсатом из блока синтеза метанола. Химочищенную воду и конденсат деаэрируют в колонне деаэрации и направляют в котел-утилизатор. Блок включает сборники конденсата, узел подготовки химочищенной воды, колонну деаэрации воды, насосы.
В блоке утилизации тепла для получения пара высокого давления используют тепло потока продуктов реактора паровой конверсии сырья и топочного газа. Блок включает котел-утилизатор выработки пара высокого давления, в который поступает топочный газ из реактора паровой конверсии, теплообменник утилизации тепла продукта реактора паровой конверсии для подогревания питательной воды высокого давления, сепаратор пара высокого давления, теплообменник утилизации тепла продукта реактора паровой конверсии для подогревания питательной воды среднего давления, редукционно-охладительные устройства для получения пара среднего давления.
Синтез-газ, полученный в блоке паровой конверсии, смешивают с рецикловым потоком, сжимают в блоке компрессии до давления синтеза
метанола и направляют в блок синтеза метанола. Блок синтеза метанола включает рекуперционный теплообменник, в котором синтез-газ нагревают теплом продукта реактора синтеза метанола, паровой подогреватель, в котором синтез-газ нагревают паром высокого давления, реактор синтеза метанола, холодильник для охлаждения продукта реактора синтеза метанола, сепаратор-отстойник метанола-сырца и сборник метанола-сырца.
В реакторе синтеза метанола в соответствующих условиях осуществляют синтез метанола в изотермическом режиме при теплообмене между зоной реакции и поверхностью тепловых труб, в которых при этом образуется водяной пар. В зоне конденсации реактора тепловые трубы охлаждают горячей водой из сепаратора пара среднего давления и полученную парожидкостную смесь возвращают в сепаратор. Из охлажденного продукта реактора синтеза метанола в сепараторе-отстойнике метанола выделяют метанол-сырец и газовую фазу, часть которой в качестве рециклового потока процесса синтеза метанола направляют в блок компрессии и балансовое количество используют как топливный газ. Метанол-сырец из сепаратора поступает в сборник метанола-сырца и выводится с установки.
В качестве примера установки для переработки природного газа в углеводороды ниже описаны структура установки для получения бензина и ее функционирование.
Установка для переработки природного газа в бензин (рис.2) включает блок паровой конверсии сырья в синтез-газ, блок утилизации тепла, блок водоподготовки и блок синтеза бензина.
Блоки паровой конверсии углеводородов сырья и водоподготовки имеют такую же структуру и работают так же как и в составе установки для переработки синтез-газа в метанол (рис.1).
В блоке утилизации тепла для получения пара высокого давления используют тепло потока продуктов реактора паровой конверсии сырья и топочного газа. Блок включает котел-утилизатор выработки пара высокого
давления, в который поступает топочный газ из реактора паровой конверсии, теплообменник утилизации тепла продукта реактора паровой конверсии для подогревания питательной воды высокого давления, сепаратор пара высокого давления, теплообменник утилизации тепла продукта реактора паровой конверсии для подогревания питательной воды среднего давления. Пар высокого давления используют для паровой конверсии метана, для нагревания сырья реактора синтеза углеводородов и в термосифонном испарителе колонны стабилизации бензина.
Блок синтеза бензина включает рекуперционный теплообменник, в котором синтез-газ нагревают теплом продукта реактора синтеза бензина, паровой подогреватель, в котором синтез-газ нагревают паром высокого давления, реактор синтеза бензина, холодильники для охлаждения продукта реактора синтеза бензина, сепаратор газопродуктовой смеси, сепаратор-отстойник водного конденсата, колонну стабилизации бензина с термосифонным испарителем, холодильником-конденсатором и флегмовой емкостью, теплообменник для нагревания питания колонны теплом кубового продукта, холодильник бензина.
Синтез-газ из блока паровой конверсии нагревают в рекуперационном теплообменнике теплом продукта реактора синтеза бензина, затем в паровом подогревателе и направляют в реактор синтеза бензина, где синтез-газ превращается в смесь углеводородов C1-C11, в основном в бензиновые углеводороды, и воду, при контакте с цеолитсодержащим цинк-хромовым катализаторе в изотермическом режиме при температуре 330-400°С и давлении 4-6 МПа. Изотермический режим экзотермического процесса обеспечивается при теплообмене между зоной реакции и поверхностью тепловых труб, в которых при этом образуется водяной пар. В зоне конденсации реактора тепловые трубы охлаждают горячей водой из сепаратора пара среднего давления и полученную парожидкостную смесь возвращают в сепаратор. Продукт реактора синтеза бензина после рекуперационного теплообменника охлаждают в воздушном и водяном
холодильниках и в сепараторе газопродуктовой смеси отделяют газ, который направляют в топливную сеть, водную фазу из сепаратора направляют в сепаратор-отстойник, из которого конденсат подают в узел химической очистки в блоке водоподготовки, а углеводородный продукт нагревают в рекуперационном теплообменнике и направляют в колонну стабилизации бензина, с верха которой отводят пропан-бутановую фракцию, а стабильный бензин, охлажденный при теплообмене с питанием колонны и в водяном холодильнике, поступает на склад.
Claims (4)
1. Установка для переработки природного газа, включающая блок конверсии сырья в синтез-газ и блок конверсии синтез-газа, отличающаяся тем, что блок конверсии сырья в синтез-газ включает реактор конверсии сырья в синтез-газ, в котором узел подвода тепла в зону реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает поступление в зону реакции тепла, необходимого для осуществления реакции конверсии углеводородов сырья в синтез-газ, а блок конверсии синтез-газа включает реактор конверсии синтез-газа, в котором узел отвода тепла из зоны реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает отвод тепла, выделяющегося при реакции синтеза кислородсодержащих соединений из синтез-газа.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что реактор конверсии сырья в синтез-газ и реактор превращения синтез-газа работают в режиме, близком к изотермическому.
3. Установка для переработки природного газа, включающая блок конверсии сырья в синтез-газ и блок конверсии синтез-газа, отличающаяся тем, что блок конверсии сырья в синтез-газ включает реактор конверсии сырья в синтез-газ, в котором узел подвода тепла в зону реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает поступление в зону реакции тепла, необходимого для осуществления реакции конверсии углеводородов сырья в синтез-газ, а блок конверсии синтез-газа включает реактор конверсии синтез-газа, в котором узел отвода тепла из зоны реакции образован множеством тепловых труб, общая площадь поверхности которых обеспечивает отвод тепла, выделяющегося при реакции синтеза углеводородов из синтез-газа.
4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что реактор конверсии сырья в синтез-газ и реактор превращения синтез-газа работают в режиме, близком к изотермическому.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127406/22U RU59049U1 (ru) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Установка для переработки природного газа (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006127406/22U RU59049U1 (ru) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Установка для переработки природного газа (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU59049U1 true RU59049U1 (ru) | 2006-12-10 |
Family
ID=37666064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006127406/22U RU59049U1 (ru) | 2006-07-31 | 2006-07-31 | Установка для переработки природного газа (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU59049U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625117C1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-07-11 | Андрей Владиславович Курочкин | Установка получения синтез-газа регулируемого состава |
| CN109621846A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 鲁德祥 | 基于甲醇常温进料反应制烃设备及其制烃方法 |
-
2006
- 2006-07-31 RU RU2006127406/22U patent/RU59049U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625117C1 (ru) * | 2016-07-25 | 2017-07-11 | Андрей Владиславович Курочкин | Установка получения синтез-газа регулируемого состава |
| CN109621846A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 鲁德祥 | 基于甲醇常温进料反应制烃设备及其制烃方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250091888A1 (en) | Chemical Reactor with Integrated Heat Exchanger, Heater, and High Conductance Catalyst Holder | |
| Hofbauer et al. | The FICFB—gasification process | |
| KR101103594B1 (ko) | 가스화 합성가스를 이용하는 다단 유동층 수성가스 반응장치 및 이를 이용한 수소생산방법 | |
| RU2481151C2 (ru) | Способ проведения синтеза фишера-тропша и реактор для его осуществления | |
| CN101704513B (zh) | 分流式等温耐硫变换工艺及其设备 | |
| EP0080270A2 (en) | Synthesis process and reactor | |
| JPH0597732A (ja) | メタノールの製造方法及びそのリアクター装置 | |
| JPS593971B2 (ja) | メタノ−ルセイゾウホウ | |
| RU2411075C2 (ru) | Компактный риформинг-реактор | |
| JP5188895B2 (ja) | メタノール合成反応器およびメタノール合成方法 | |
| Hu et al. | Simulation and model design of pipe-shell reactor for the direct synthesis of dimethyl ether from syngas | |
| US20070000175A1 (en) | Compact reforming reactor | |
| RU2552623C2 (ru) | Теплообменник для охлаждения горячих газов и теплообменная система | |
| US3572046A (en) | Apparatus for purification of raw ammonia synthesis gas | |
| CA2004218A1 (en) | Production of methanol from hydrocarbonaceous feedstock | |
| JP7515493B2 (ja) | 化学反応方法および化学反応装置 | |
| AU2009228418B2 (en) | Method and reactor for performing Fischer-Tropsch synthesis | |
| JP5312355B2 (ja) | 反応器およびこれを用いた反応生成物製造方法 | |
| RU59049U1 (ru) | Установка для переработки природного газа (варианты) | |
| RU2453525C1 (ru) | Способ получения метанола из природного газа и установка для его осуществления | |
| RU2630472C1 (ru) | Способ получения метанола и малотоннажная установка для его осуществления | |
| RU2721837C2 (ru) | Способ получения сингаза и устройство для охлаждения сингаза | |
| RU2629354C1 (ru) | Способ получения этилена из этанола и реактор для его осуществления | |
| RU2001107419A (ru) | Способ получения текучего теплоносителя, используемого в качестве косвенного источника тепла при проведении эндотермических реакций | |
| Rendón et al. | Modeling and upscaling of a pilot bayonet-tube reactor for indirect solar mixed methane reforming |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Effective date: 20070816 |
|
| QZ1K | Changes in the licence of utility model |
Effective date: 20070816 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120801 |