Способ получения синтез-газа

Авторы патента:

C01B3/50 - Неметаллические элементы; их соединения

Владельцы патента RU 2525875:

ТИССЕНКРУПП УДЕ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к способу утилизации газов доменного процесса и производства кокса. Способ включает разделение коксового газа от коксования угля на водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа. Отделенный от коксового газа водород вводят в богатый монооксидом углерода поток синтез-газа, который получают из колошникового газа доменного процесса. Содержащий углеводороды поток остаточного газа вводят в доменный процесс в качестве топлива. Использование изобретения обеспечивает сокращение эксплуатационных расходов на получение синтез-газа. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу утилизации газов доменного процесса и производства кокса.

Синтез-газы являются газовыми смесями, которые используются в реакциях синтеза и состоят преимущественно из монооксида углерода и водорода. Для некоторых комбинаций CO/H₂ на основе их происхождения или применения были приняты специальные обозначения, такие как водяной газ, крекинг-газ, метанольный синтез-газ или оксогаз. Синтез-газ может служить в качестве смеси исходных веществ для производства жидких топлив. Так, синтез-газ используется, например, в способе Фишера-Тропша для производства дизельного топлива. Бензиновые топлива могут производиться MTG-способом (Methanol To Gasoline), при котором синтез-газ сначала превращается в метанол, который на дальнейших этапах преобразуется в бензин.

В принципе, для получения синтез-газа могут применяться все углеродсодержащие вещества. К ним относятся как ископаемые топлива, такие как уголь, нефть и природный газ, так и другие материалы, например пластик, торф, древесина или биомасса, такая как городские или сельскохозяйственные отходы. Если применяются твердые вещества, то они сначала должны быть подвергнуты дорогостоящему измельчению, чтобы за счет частичного окисления или дегидрирования можно было получить неочищенный синтез-газ. На последующих этапах он затем подготавливается. Все эти меры приводят к высоким капиталовложениям, которые являются препятствием для производства жидких топлив из синтез-газа.

Из ЕР 0200880 A2 известно, что конвертерный газ с высоким содержанием СО от доменного процесса смешивается с коксовым газом с высоким содержанием водорода и смесь используется в качестве синтез-газа для синтеза метанола. В известном способе коксовый газ сначала подается к установке короткоцикловой безнагревной адсорбции (КБА-установка), в которой отделяется примерно 83% содержащегося в коксовом газе водорода. Содержащий углеводороды остаточный газ сжимается, освобождается на ступени очистки от каталитических ядов, затем подвергается конверсии и расщепляется в паровом риформере с помощью водорода в CO, CO₂ и H₂. Крекинг-газ смешивается с предварительно отделенным водородом и необходимым для получения стехиометрического синтез-газа количеством конвертерного газа и используется в качестве метанольного синтез-газа. Для описанной подготовки коксового газа необходимы дополнительные установки, связанные с соответствующими капиталовложениями и эксплуатационными расходами.

Задачей изобретения является сокращение затрат на оборудование и эксплуатационных расходов на получение синтез-газа.

Объектом изобретения и решением этой задачи является способ утилизации азов доменного процесса и производства кокса, включающий разделение коксового газа, образующегося при коксовании угля, на водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа, при этом отделенный от коксового газа водород вводится в богатый монооксидом углерода поток синтез-газа, полученного из колошникового газа доменного процесса, а содержащий углеводороды поток остаточного газа вводится в доменный процесс в качестве топлива.

Возвращенный в доменный процесс поток остаточного газа представляет собой богатый метаном и СО газ. Углеводороды используются в доменном процессе в качестве топлива. Введенная с остаточным газом в доменный процесс доля СО приводит к повышению удаляемого из доменной печи колошникового газа, используемого для производства синтез-газа. Предложенный способ является энергоэффективным и не требует дополнительных этапов подготовки или установок.

В коксовую печь подается уголь, который при исключении воздуха нагревается более чем до 1000°С. При этом летучие компоненты угля удаляются. Они образуют коксовый газ. Если используются несколько коксовых печей, то образующиеся неочищенные газы объединяются в сборном трубопроводе. Перед дальнейшим использованием, т.е. перед разделением на водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа, коксовый газ обессмоливается и обессеривается, а также освобождается от аммиака, ароматических веществ и нафталина. Очищенный коксовый газ (светильный газ) подается преимущественно в КБА-установку, в которой происходит отделение водорода от остаточного газа. КБА-установка может быть выполнена также в виде вакуумной КБА-установки. На напорной стороне адсорбционной установки получают чистый водород. При расширении высвобождается остаточный газ, который содержит метан и монооксид углерода, и в качестве исходного сырья вводится в доменный процесс.

Доменный процесс предназначен для производства синтез-газа. В доменную печь загружаются железные руды и углеродсодержащие восстановители, причем используемое в доменном процессе количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива. Далее в доменную печь подается технически чистый кислород для получения железа и удаленного в виде колошникового газа, богатого СО, синтез-газа. Дополнительно в доменную печь может подаваться СО и/или водяной пар для управления соотношением СО/H₂ в покидающем доменную печь колошниковом газе, причем могут протекать следующие реакции:

C+CO₂→2CO

C+H₂O↔CO+H₂

CO₂+H₂→CO+H₂O

В предложенном способе за счет комбинации коксовального и колошникового газов доменного процесса использовано предпочтительно то, что в коксовой печи получают богатый водородом, а в доменной печи - богатый монооксидом углерода неочищенные газы. Кроме того, коксохимические заводы расположены, как правило, вблизи доменных печей, поскольку кокс требуется для доменного процесса. При осуществлении предлагаемого способа обеспечивается целенаправленная материальная утилизация газообразных побочных продуктов, возникающих при производстве кокса и железа.

1. Способ утилизации газов доменного процесса и производства кокса, включающий разделение коксового газа, образующегося при коксовании угля, на водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа, при этом отделенный от коксового газа водород вводят в богатый монооксидом углерода поток синтез-газа, полученного из колошникового газа доменного процесса, а содержащий углеводороды поток остаточного газа вводят в доменный процесс в качестве топлива.

2. Способ по п.1, в котором коксовый газ, перед разделением на водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа, обессмоливают и обессеривают, а также освобождают от аммиака, ароматических веществ и нафталина.

3. Способ по п.1 или 2, в котором коксовый газ подают в установку короткоцикловой безнагревной адсорбции, в которой коксовый газ разделяют на почти чистый водород и содержащий углеводороды поток остаточного газа.

4. Способ по п.1 или 2, в котором доменный процесс осуществляют в доменной печи, в которую подают технически чистый кислород для получения железа и удаленного в виде колошникового газа, богатого монооксидом углерода, синтез-газа.

5. Способ по п.3, в котором доменный процесс осуществляют в доменной печи, в которую подают технически чистый кислород для получения железа и удаленного в виде колошникового газа, богатого монооксидом углерода, синтез-газа.

6. Способ по п.3, в котором используемое в доменном процессе количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива.

7. Способ по п.4, в котором используемое в доменном процессе количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива.

8. Способ по п.5, в котором используемое в доменном процессе количество углеродсодержащих восстановителей больше необходимого для получения железа количества топлива.

9. Способ по п.4, в котором в доменную печь дополнительно подают CO₂ и/или водяной пар для управления соотношением СО/H₂ в покидающем доменную печь колошниковом газе.

10. Способ по любому из пп.5-8, в котором в доменную печь дополнительно подают CO₂ и/или водяной пар для управления соотношением СО/H₂ в покидающем доменную печь колошниковом газе.

Похожие патенты:

Способ конверсии метана // 2525124

Изобретение относится к способам каталитической конверсии метана и может быть использовано в топливной, химической и металлургической промышленности. Способ конверсии метана включает взаимодействие метана с водяным паром на никельсодержащем катализаторе.

Комплексная установка для переработки газа // 2524720

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ одновременного получения потока водорода А, подходящего для получения продукта А; обогащенного водородом потока синтез-газа Б, подходящего для получения продукта Б; обедненного водородом потока синтез-газа В, подходящего для получения продукта В; и, необязательно, потока монооксида углерода Г, подходящего для получения продукта Г, из единого потока синтез-газа X, характеризуется тем, что единый поток синтез-газа Х имеет оптимизированное для производства продукта В молярное отношение синтез-газа, определяемое как отношение Н2/CO.

Способ получения водорода // 2524391

Изобретение относится к области химии, а более точно к способу получения водорода. Способ получения водорода путем взаимодействия алюминия и воды представляет собой псевдоожижижение алюминия в виде нанопорошока потоком сжатого инертного газа и приведение в контакт полученного реагента с водяным паром в реакционной зоне, в результате чего флюидизированный нанопорошок алюминия самовоспламеняется и горит в водяном паре в объеме реакционной зоны, с получением высоких температур для газификации наночастиц алюминия и образованием газофазной реакционной среды с протеканием в ней высокотемпературного синтеза и получением молекулярного водорода, который непрерывно отделяют с помощью мембраны, селективно проницаемой для водорода, в качестве целевого продукта от побочных продуктов выхлопа реактора, таких как остатки паров воды, инертного газа и дополнительных продуктов, полученных при синтезе, например, дисперсных частиц кристаллического корунда.

Устройство для получения синтез-газа // 2523824

Изобретение относится к области химии. Устройство для получения синтез-газа из жидких или газообразных углеводородов состоит из секционного корпуса 1 с двухслойными металлическими охлаждаемыми стенками 2, внутренней полости 3, форсуночной головки 4 для подачи сырья и кислорода, расположенной в верхней части корпуса 1.

Свч плазменный конвертор // 2522636

Изобретение относится к технике переработки углеводородного сырья, в частности природного газа, и может быть использовано при получении углеродных нанотрубок и водорода.

Фотокатализатор, способ его приготовления и способ получения водорода // 2522605

Изобретение относится к области химии. Фотокатализатор для получения водорода из водного раствора глицерина под действием видимого излучения состава: Pt/Cd1-xZnxS/ZnO/Zn(OH)2, где: x=0,5-0,9, массовая доля платины составляет 0,1-1%, готовят из смеси растворов солей кадмия и цинка, гидроксиды которых осаждают путем добавления гидроксида натрия.

Способ повышения качества природного газа с высоким содержанием сероводорода // 2522443

Изобретение относится к способу обработки природного газа с высоким содержанием сероводорода. Способ проведения доработки сверхкислого природного газа с содержанием сероводорода, выше или равным 60 об.%, с получением водорода включает: а) подачу сверхкислого природного газа в реактор реформинга, функционирующий при температуре от 900 до 1500°C и атмосферном давлении или давлении немного ниже атмосферного, для получения смеси, по существу состоящей из дисульфида углерода (CS2) и водорода (H2), б) охлаждение продуктов реакции, отделение дисульфида углерода от остающейся реакционной смеси, содержащей водород, и извлечение водорода, в) сжигание при высокой температуре дисульфида углерода с кислородсодержащим газом для получения газовой смеси, по существу состоящей из CO2 и SO2, г) подачу по меньшей мере части горячих газов от сжигания дисульфида углерода на стадию реформинга в качестве источника тепла для поддержания эндотермической реакции стадии (а) и д) предоставление газообразных продуктов сгорания дисульфида углерода, также поступающих со стадии (г), в качестве промежуточных продуктов для химических синтезов ниже по потоку или для их удаления путем закачивания в конкретные геологические структуры.

Способ получения водорода из воды // 2521632

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и при изготовлении стационарных и транспортных источников топлива. Восстанавливают оксид железа путем его термолиза при нагреве инертным газом с получением кислорода при температуре выше 1200°C и давлении выше 0.1 МПа.

Способ получения синтез-газа // 2521377

Изобретение относится к области химии. Газообразную смесь воздуха или кислорода с водяным паром готовят в смесителе путем подачи компонентов смеси вдоль оси смесителя, представляющего собой цилиндрический канал, разделенный перегородками.

Способ и устройство для получения водорода из воды // 2520490

Изобретение относится к области химии. Реактор 1 для получения водорода содержит корпус 2, патрубок 10 для подачи воды, патрубок 11 для выхода водорода и патрубок 12 для удаления продуктов реакции водного окисления.

Способ получения моторного топлива // 2526040

Изобретение относится к химической, нефтехимической, газовой промышленности, в частности к технологиям производства синтетического жидкого топлива. Изобретение относится к способу получения моторного топлива путем его каталитического синтеза из продуктов пиролиза углеводородов, содержащих низшие алканы. Для каталитического синтеза используют синтез-газ, который получают путем смешения газообразных продуктов пиролиза с монооксидом углерода, производимого путем окисления твердых продуктов пиролиза кислородом, производимым электролизом конденсата водяного пара, выделяемого из продуктов каталитического синтеза. Перед пиролизом проводят очистку углеводородов от соединений серы. Технический результат - повышение коэффициента использования углеводородного сырья, уменьшение затрат на производство топлива. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Устройство для получения водорода и энергоблок // 2526459

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и энергетике. Устройство (1) для получения водорода, установленное в энергоблоке, включает увлажнитель (2), который снабжен технологической средой, содержащей окись углерода, предназначенный для смешивания технологической среды с паром. Из увлажнителя (2) технологическая среда поступает реактор (3), где в присутствии катализатора протекает реакция преобразования окиси углерода в углекислый газ. После окончания реакции в реакторе (3) высокотемпературная технологическая среда проходит через первый трубопровод (А) в десульфуратор. Теплообмен между высокотемпературной средой, протекающей по первому трубопроводу (А) и низкотемпературной подпиточной водой, протекающей по второму трубопроводу, обеспечивает первая группа теплообменников (51а, 51в). Каждый из этих теплообменников (51а, 51в) установлен в местах пересечения первого (А) и второго (В) трубопроводов. Выработанный в процессе теплообмена в первом теплообменнике (51а, 51в) пар через третий трубопровод (С) подают в десульфуратор. Изобретение позволяет повысить эффективность производства энергии. 3 н. и 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

Способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты и энергетический комплекс для его осуществления // 2527536

Изобретение относится к технологии переработки углеводородов, к способам и устройствам для переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты. Способ переработки углеводородного газа в стабильные жидкие синтетические нефтепродукты, например в синтетическую нефть или синтетическое моторное топливо, предусматривает предварительную обработку исходного углеводородного газа в зависимости от его физико-химических свойств, например очистку от сероводородных соединений, и/или сепарирование и осушку, и/или компримирование, а также последующее разделение этого предварительно обработанного газа на два потока: основной поток, перерабатываемый в конечный продукт, и технологический поток, используемый для поднятия температуры основного потока газа в процессе получения конечного продукта, последующую переработку каждого из этих разделенных потоков: основного потока - каталитическим паровым риформингом с получением синтез-газа, последующим его охлаждением, переработкой в стабильную синтетическую нефть и, по необходимости, разделением синтетической нефти на фракции синтетического моторного топлива, переработку отделенного технологического потока осуществляют пропусканием через газотурбинную установку с получением электрической энергии и продуктов сгорания, при этом дополнительно от полученного паровым риформингом охлажденного синтез-газа отделяют избыточный водород, продукты сгорания пропущенного через газотурбинную установку технологического потока газа вначале дожигают вместе с избыточным водородом и частью технологического потока предварительно обработанного исходного углеводородного газа, а затем направляют на разогрев основного потока газа в процессе его конверсии паровым риформингом. Заявлен также энергетический комплекс для переработки углеводородного газа. Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является создание эффективных условий для протекания процесса получения синтетической нефти в реакторе Фишера-Тропша за счет стабилизации потока синтез-газа путем удаления из него избыточного водорода, а также создание эффективных условий для протекания процесса получения синтез-газа за счет разогрева основного потока газа в процессе его конверсии паровым риформингом продуктами, полученными от дожигания продуктов сгорания пропущенного через газотурбинную установку технологического потока газа вместе с избыточным водородом и частью технологического потока предварительно обработанного исходного углеводородного газа, и обеспечение оптимально устойчивого процесса конверсии основного потока газа за счет поддержания в автоматическом режиме его температуры в реакторе синтез-газа. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ производства железа прямым восстановлением и устройство для его осуществления // 2528525

Изобретение относится к способу и устройству для производства железа прямым восстановлением. Устройство содержит установку риформинга с внутренним нагревом для осуществления риформинга природного газа добавлением пара и кислорода к природному газу и частичным сжиганием природного газа для производства газа-восстановителя, содержащего водород и монооксид углерода, для производства железа прямым восстановлением, печь производства железа прямым восстановлением для производства железа прямым восстановлением из сырья, содержащего оксид железа, с использованием газа-восстановителя, устройство удаления диоксида углерода для удаления диоксида углерода из отходящего газа, получаемого в печи производства железа прямым восстановлением с получением газа, из которого удален диоксид углерода, рециркуляционную линию отходящего газа для рециркуляции газа, из которого удален диоксид углерода, в печь производства железа прямым восстановлением в качестве газа-восстановителя, теплообменник для увеличения температуры газа, из которого удален диоксид углерода, до диапазона от 400 до 700 ºС отходящим газом, получаемым в печи производства железа прямым восстановлением, перед рециркуляцией газа, из которого удален диоксид углерода, в качестве газа-восстановителя для производства железа прямым восстановлением. Изобретение направлено на повышение эффективности использования энергии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ получения водородсодержащего газа // 2530066

Изобретение относится к способу получения водорода, водород-метановой смеси, синтез-газа, содержащего в основном Н2 и СО, для производства водорода, спиртов, аммиака, диметилового эфира, этилена, для процессов Фишера-Тропша и может быть использовано в химической промышленности для переработки углеводородных газов, а также в технологиях применения водород-метановой смеси. В способе в качестве источника сырья используют по крайней мере два параллельных потока, содержащих низшие алканы. Первый поток перед направлением на парциальное окисление смешивают с водяным паром и кислородсодержащим газом. После этого проводят каталитическую реакцию парциального окисления, продукты которой смешивают со вторым потоком и проводят каталитическую реакцию адиабатической конверсии с получением водородсодержащего газа. Проводят нагрев второго потока в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от продуктов парциального окисления первого потока. В качестве кислородсодержащего газа используют сжатый воздух или выхлопные газы газовой турбины высокого давления. Техническим результатом является снижение капитальных затрат, уменьшение содержания балластных газов в продукционном газе. 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл., 1 пр.

Способ синтеза безводного галоида водорода и безводного диоксида углерода // 2530357

Изобретение может быть использовано при утилизации перфторуглеродных текучих сред и холодильных агентов. Способ обработки и/или разложения текучих сред органических галоидов включает осуществление в первом реакторе реакции одного или нескольких органических галоидов, безводного водорода и безводного диоксида углерода для получения моноксида углерода и одного или нескольких безводных галоидов водорода. Затем осуществляют сбор по меньшей мере части безводных галоидов водорода и подачу моноксида углерода потоком во второй реактор. Во втором реакторе проводят реакцию моноксида углерода с водой для получения водорода и диоксида углерода. Далее из водорода и диоксида углерода удаляют воду для получения безводного водорода и безводного диоксида углерода и возвращают водород и диоксид углерода в первый реактор. Изобретение позволяет уменьшить количество вредных для окружающей среды выбросов при снижении температуры переработки органических галоидов. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 табл., 6 пр.

Способ эксплуатации электростанции igcc с интегрированным устройством для отделения co2 // 2531290

Изобретение относится к способу эксплуатации электростанции IGCC с интегрированным устройством для отделения CO2. При этом способе технологический газ с содержанием Н2 и СO2 разделяют посредством адсорбции с переменным давлением (PSA) на технически чистый водород и фракцию с высоким содержанием CO2, причем фракция с высоким содержанием СО2 выделяется в результате снижения давления в виде отходящего газа установки PSA. Образующийся водород сжигается в по меньшей мере одной газовой турбине, предназначенной для генерации тока. Отработавший газ газовой турбины используется в котле-утилизаторе для производства водяного пара, расширяющегося в паровой турбине, также предназначенной для генерации тока. Отходящий газ установки PSA сжигается в отдельном котле с использованием технически чистого кислорода, причем образуется дымовой газ с температурой свыше 1000°С. Дымовой газ используется для перегрева подаваемого в паротурбинный процесс пара и/или для производства пара с большим давлением для паротурбинного процесса. При использовании отходящего тепла газовой турбины и отходящего тепла дымового газа получают перегретый пар с давлением свыше 120 бар и температурой более 520°С для паротурбинного процесса. Изобретение позволяет повысить общий КПД электростанции IGCC с интегрированным устройством отделения СО2. 12 з.п. ф-лы.

Способ производства водорода, предназначенного для хранения и транспортировки // 2532196

Изобретение относится к химической и автомобильной промышленности и может быть использовано при получении топлива для топливных ячеек и транспортных средств. Сначала получают гидрогенизированное ароматическое соединение в присутствии катализатора гидрогенизации; затем отделяют полученное соединение от реакционной смеси и очищают его. Очищенное соединение используют в качестве носителя водорода для его хранения и/или транспортировки. Для производства водорода проводят дегидрогенизацию гидрогенизированного ароматического соединения в присутствии катализатора дегидрогенизации. При гидрогенизации ароматического соединения используют реакционный газ, полученный посредством реакции риформинга и реакции конверсии, содержащий от 30 до 70 об.% водорода. В качестве ароматического соединения может быть использован толуол, а в качестве гидрогенизированного ароматического соединения - метилциклогексан. Одновременно с реакцией гидрогенизации ароматического соединения проводят реакцию метанизации остающегося в реакционном газе монооксида углерода. Изобретение позволяет эффективно получить органический гидрид в промышленных масштабах при низких затратах. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил., 2 пр.

Способ и установка для конверсии моноксида углерода и воды в диоксид углерода и водород с удалением, по меньшей мере, одного получаемого газа // 2532555

Изобретение относится к способу и устройству для конверсии моноксида углерода и воды в диоксид углерода и водород, для промышленного использования. Способ выполнения реакции сдвига моноксида углерода с проведением реакции в жидкой фазе и удалением получаемого газа, диоксида углерода и/или водорода, характеризуется тем, что в качестве первого растворителя используют сухой метанол для поглощения моноксида углерода с одновременным образованием метилформиата и в качестве второго растворителя используют воду в области высвобождения получаемого газа, чтобы избежать потерь водорода с потоком диоксида углерода. Изобретение обеспечивает высокую конверсию при связывании моноксида углерода. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Катализатор окислительной конверсии углеводородных газов с получением оксида углерода и водорода // 2532924

Изобретение относится к катализаторам, используемым для получения водорода или синтез-газа для химического производства в процессах парциального окисления, парового реформинга и автотермического реформинга углеводородного сырья. А именно изобретение относится к катализатору окислительной конверсии углеводородных газов с получением оксида углерода и водорода, содержащему металлы платиновой группы и оксидную композицию, при этом металлы платиновой группы включают Pt, Pd и Rh, а оксидную композицию получают из смеси золя гидроксидов Al, Si и Zr с частицами оксидов Ni, Mg и/или Ce размером 5-30 нм, полученными методом спрей-пиролиза раствора солей Ni, Mg и/или Ce. Технический результат заключается в получении каталитической системы с высокой дисперсностью активных компонентов, стабилизированных на поверхности носителя и имеющих низкую скорость коалесценции активных частиц. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.