Системы и способы использования остаточного газа синтеза фишера-тропша в технологическом процессе получения синтетического жидкого топлива из природного газа



Владельцы патента RU 2560874:

МИДРЕКС ТЕКНОЛОДЖИЗ, ИНК. (US)

Изобретение относится к вариантам системы переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша. Один из вариантов включает: реактор синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающий наличие источника остаточного газа; первый подогреватель для предварительного нагрева остаточного газа; аппарат гидрирования для гидрирования предварительно нагретого остаточного газа; дросселирующее устройство для понижения давления предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа; второй подогреватель для предварительного нагрева предварительно нагретого, прогидрированного и дросселированного остаточного газа с получением исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара; и реактор каталитического риформинга для осуществления риформинга исходного газа в присутствии катализатора. Причем первый подогреватель предварительно нагревает остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 200 до 300°C, дросселирующее устройство понижает давление предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар), а второй подогреватель нагревает предварительно нагретый, прогидрированный и дросселированный остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 500 до 600°C. Также изобретение относится к способу переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша. Использование настоящего изобретения позволяет снизить потери метана и довести до нулевого содержание угольной сажи в реакторе риформинга. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Данная патентная заявка/патент устанавливает преимущество приоритета предварительной патентной заявки США № 61/556,933, поданной 8 ноября 2011 года и озаглавленной «СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО ГАЗА СИНТЕЗА ФИШЕРА-ТРОПША В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ЖИДКОГО ТОПЛИВА ИЗ ПРИРОДНОГО ГАЗА», содержание которой полностью включено в данный документ в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится раскрытие сущности изобретения

Данное раскрытие сущности изобретения относится главным образом к системам и способам использования остаточного газа синтеза Фишера-Тропша (F-T) в технологическом процессе получения синтетического жидкого топлива из природного газа (GTL). А именно данное раскрытие относится к системам и способам использования остаточного газа синтеза F-T в технологическом процессе GTL, в котором используется реактор каталитического риформинга или что-либо подобное при относительно низком давлении, благодаря чему, среди прочих преимуществ, уменьшается количество образующейся угольной сажи при CO2 риформинге.

Уровень техники раскрытия изобретения

Хорошо известный обычному специалисту в данной области процесс F-T, предназначенный для превращения природного газа или других газообразных ископаемых видов топлива в более высокие жидкие углеводороды, требует наличия синтез-газа, состоящего главным образом из CO и H2. Такой синтез-газ, как правило, образуется в реакторе парового риформинга, реакторе автотермического риформинга (ATR) или в каком-либо аналогичном устройстве. ATR предполагает риформинг с участием O2, пара и метана для получения CO и H2. Синтез-газ также можно получать путем частичного окисления природного газа кислородом. Такой природный газ может содержать некоторое количество более высоких или тяжелых углеводородов, а также CO2 и N2.

Синтез-газ, который подают на стадию процесса F-T, как правило, имеет высокое содержание CO и H2 после конденсации избытка воды, используемой при получении синтез-газа. Содержание водяного пара, как правило, стремится к нулю при высоких давлениях (приблизительно 2500000 Па (25 бар)), используемых в реакторе синтеза F-T. Содержание остаточного метана, как правило, составляет около 1%, что указывает на то, что образование синтез-газа протекало с высоким выходом, и не предполагает значительного проскока метана. Сочетание CO2, N2 и CH4 считается инертным для реакции F-T, и поэтому тут нет строгого требования к максимальному содержанию. Однако присутствие таких инертных компонентов приводит к необходимости использования реакторов больших размеров и больших значений полного давления. Вследствие этого важно снизить содержание инертных компонентов до минимума, в особенности CO2 и CH4, содержание которых можно регулировать или устранять, в то время как содержание N2 в какой-то степени определяется содержанием азота в исходном газе (т.е. природном газе).

Реакция F-T заключается в превращении CO + 2H2 в -(CH2)- + H2O. -(CH2)- образуют цепь и выступают в качестве элементарных звеньев для жидких углеводородов. Также одним из компонентов на выходе из реактора синтеза F-T является остаточный газ, который содержит CO, H2, CO2, H2O, N2, CH4, а также некоторые тяжелые углеводороды и олефины. Часть остаточного газа, как правило, возвращается обратно в реактор синтеза F-T, при этом остаток используется в качестве топлива на предприятии. Поскольку остаточный газ содержит значительные количества CO и H2, то не имеет смысла возвращать остаточный газ в ATR, где CO и H2 предварительно частично окисляют кислородом до CO2 и H2O.

Сжигание остаточного газа на предприятии является способом предотвращения накопления азота в рециркуляционном трубопроводе за счет удаления определенного количества азота, которое включает азот, поступающий с природным газом, и азот, сопутствующий кислороду в случае ATR. Однако сжигание большего количества, чем требуется для удаления азота, представляет собой излишнюю трату CO и H2, полученных на стадии производства синтез-газа. Это означает либо то, что необходимо увеличивать размер генератора синтез-газа, равно как и кислородной установки, чтобы получать достаточное количество CO и H2 для реактора синтеза F-T, либо то, что реактор синтеза F-T будет производить меньше углеводородной жидкости.

В патенте США № 6696501 (Шанке с соавторами, 24 Февраля 2004 г.) предлагается:

Описан способ превращения природного газа или других ископаемых топлив в более высокие углеводороды, включающий следующие стадии: a) взаимодействие природного газа с паром и газообразным кислородом в по меньшей мере одной зоне риформинга для получения синтез-газа, состоящего главным образом из водорода и CO наряду с некоторым количеством диоксида углерода; b) пропускание указанного синтез-газа через реактор синтеза Фишера-Тропша для получения потока неочищенного синтезированного продукта, содержащего низкие углеводороды, воду и непереработанный синтез-газ; c) разделение указанного потока неочищенного синтезированного продукта в зоне выделения на поток неочищенного продукта, содержащий главным образом более тяжелые углеводороды, водный поток, а также поток остаточного газа, содержащий главным образом остальные компоненты; который отличается тем, что способ также включает следующие стадии; d) риформинг по меньшей мере части потока остаточного газа в отдельном реакторе парового риформинга; e) введение подвергнутого риформингу остаточного газа в газовый поток, перед тем как он направится в реактор синтеза Фишера-Тропша.

Таким образом, в патенте США № 6696501 предлагается паровой риформинг остаточного газа синтеза F-T с добавлением природного газа для того, чтобы увеличить эффективность по углероду и уменьшить потребление кислорода ATR путем уменьшения количества исходного газа, поступающего в ATR. В патенте США № 6696501 предлагается паровой риформинг при стандартных условиях проведения парового риформинга, представляющих собой давление от 1000000 до 4000000 Па (от 10 до 40 бар) (т.е. при высоких давлениях) и температуру от 850 до 950°C. В патенте США № 6696501 допускаются различные соотношения пара к углероду и соотношения CO2 к углероду, составляющие 5,3, 1,0 и 0,6. Поставщик катализатора для парового риформинга приводит стандартные величины соотношения пара к углероду, составляющие от 2,5 до 5,0 для значений давления при риформинге от 1500000 до 3500000 Па (от 15 до 35 бар). Расчеты баланса для стандартного остаточного газа синтеза F-T и различных условий, предложенных в патенте, показывают, что при соотношениях пара к углероду и CO2 к углероду, равных 5,0, количество CO2 в подвергнутом риформингу газе составляет 27% при 1000000 Па (10 барах). Расчеты также показывают, что при соотношениях пара к углероду и CO2 к углероду, равных 1,0, количества CO2 и CH4 в подвергнутом риформигу газе составляют 9% и 4,7% соответственно при 2500000 Па (25 барах). Расчеты также показывают, что в случае осуществления процесса при соотношениях пара к углероду и CO2 к углероду, равных 0,6, в реакторе риформинга образуется угольная сажа при давлениях выше 1500000 Па (15 бар). Это, конечно, является проблематичным.

Краткое изложение сущности изобретения

В различных примерных вариантах осуществления изобретения системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, позволяют избегать проблемы низкокачественного газа и образования угольной сажи за счет целенаправленной эксплуатации реактора риформинга при значительно более низких давлениях, равных приблизительно 200000 Па (2 барам) и более высоких рабочих температурах, превышающих приблизительно 1000°С. Такие условия, наряду с точно подобранными соотношениями пара к углероду и CO2 к углероду, составляющими приблизительно 0,92 и 0,97 соответственно, дают высококачественный газ при низкой величине потерь метана и нулевом содержании угольной сажи в реакторе риформинга. Это является новым подходом для обычного специалиста в данной области.

Важно отметить, что системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, сохраняют CO и H2 в остаточном газе, а также превращают CH4 в остаточном газе за счет подвергания его риформингу с применением CO2, содержащегося в остаточном газе, а также некоторого дополнительного количества H2O для восполнения некоторого недостатка CO2. Преимущественно, системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, дают возможность осуществления риформинга всего остаточного газа, доступного после удаления части остаточного газа для регулирования или исключения какого-либо накопления N2 при необходимости.

Преимущественно, все углеводороды в остаточном газе подвергаются риформингу (от CH4 до C6H14) с участием содержащегося в нем CO2 и некоторого необходимого количества дополнительной воды. Остаточный газ, содержащий большие количества CO, подвергают риформингу без особых мер предосторожности. Риформинг осуществляют при целенаправленно выбранных низком давлении (приблизительно 200000 Па (2 бара)) и высокой температуре (приблизительно 1000°С). Риформинг осуществляют при почти стехиометрических соотношениях CO2/C и H2O/C, что обеспечивает получение синтез-газа при малой величине проскока CH4 (т.е. менее 1%), с низким содержанием CO2, низким содержанием H2O, а также высоким содержанием CO и H2. Соотношение восстановителя к окислителю (H2 + CO)/(H2O + CO2) составляет более 5,0 в горячем синтез-газе до какого-либо охлаждения. Соотношение H2/CO в синтез-газе можно при необходимости регулировать путем добавления и/или удаления окислителей из числа CO2 и H2O. В другом варианте осуществления можно добавлять дополнительные углеводороды для уравновешивания содержащихся окислителей. СO2, содержащийся в остаточном газе, расходуется и не выбрасывается в атмосферу, как в случае обычных систем и способов, что делает технологический процесс «более зеленым». Некоторое количество остаточного газа, удаляемого для регулирования содержания азота, можно применять, например, в горелках реактора риформинга. Реактор риформинга эксплуатируется в таком режиме, что исключается возможность отложений угольной сажи в процессе риформинга. После сжатия и обессеривания синтез-газ можно непосредственно добавлять в исходное сырье, поступающее в реактор синтеза F-T.

В одном из примеров осуществления данное раскрытие сущности изобретения предлагает систему переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающую: реактор синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающий наличие источника остаточного газа; первый подогреватель для предварительного нагрева остаточного газа до температуры в интервале приблизительно от 200 до 300°С; аппарат гидрирования для осуществления гидрирования остаточного газа; дросселирующее устройство для снижения давления остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар) (предпочтительно в интервале приблизительно от 300000 до 500000 Па (от 3 до 5 бар)); второй подогреватель для предварительного нагрева исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара, до температуры приблизительно от 500 до 600°С; и реактор каталитического риформинга для осуществления рифоминга исходного газа в присутствии катализатора. Аппарат гидрирования превращает любые олефины в остаточном газе в насыщенные углеводороды. Система также включает в себя источник пара низкого давления, соединенный с остаточным газом с помощью соединительного канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем. В некоторых случаях катализатором является никель. Предпочтительно, реактор каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°С. Система также включает котел-утилизатор избыточного тепла для охлаждения синтез-газа, выходящего из аппарата каталитического риформинга. Система более того включает устройство охлаждения распыленной водой с прямым контактом для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга. Система более того включает компрессор для увеличения давления синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга. Система более того включает блок обессеривания с уплотненным слоем адсорбента для обессеривания синтез-газа. И наконец, система включает трубопровод для подачи обессеренного синтез-газа обратно в реактор синтеза Фишера-Тропша. В некоторых случаях CO2 и/или природный газ также добавляют к остаточному газу и/или пару для получения исходного газа.

В другом примере осуществления данное раскрытие сущности изобретения предлагает способ переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающий: обеспечение наличия реактора синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающего наличие источника остаточного газа; обеспечение наличия первого подогревателя для предварительного нагрева остаточного газа до температуры в интервале приблизительно от 200 до 300°С; обеспечение наличия аппарата гидрирования для осуществления гидрирования остаточного газа; обеспечение наличия дросселирующего устройства для снижения давления остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар) (предпочтительно в интервале приблизительно от 300000 до 500000 Па (от 3 до 5 бар)); обеспечение наличия второго подогревателя для предварительного нагрева исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара, до температуры приблизительно от 500 до 600°С; и обеспечение наличия реактора каталитического риформинга для осуществления рифоминга исходного газа в присутствии катализатора. Аппарат гидрирования превращает любые олефины в остаточном газе в насыщенные углеводороды. Способ также включает обеспечение наличия источника пара низкого давления, соединенного с остаточным газом с помощью соединительного канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем. В некоторых случаях катализатором является никель. Предпочтительно реактор каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°С. Способ также включает в себя обеспечение наличия котла-утилизатора избыточного тепла для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга. Способ более того включает обеспечение наличия устройства охлаждения распыленной водой с прямым контактом для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга. Способ более того включает обеспечение наличия компрессора для увеличения давления синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга. Способ более того включает обеспечение наличия блока обессеривания с уплотненным слоем адсорбента для обессеривания синтез-газа. И наконец, способ включает обеспечение наличия трубопровода для подачи обессеренного синтез-газа обратно в реактор синтеза Фишера-Тропша. В некоторых случаях CO2 и/или природный газ также добавляют к остаточному газу и/или пару для получения исходного газа.

В еще одном примере осуществления данное раскрытие сущности изобретния предлагает систему переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающую: реактор синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающий наличие источника остаточного газа; первый подогреватель для предварительного нагрева остаточного газа; аппарат гидрирования для осуществления гидрирования остаточного газа; дросселирующее устройство для снижения давления остаточного газа; второй подогреватель для предварительного нагрева исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара; и реактор каталитического риформинга по технологии Мидрекс для осуществления рифоминга исходного газа в присутствии катализатора. Предпочтительно, первый подогреватель предварительно нагревает остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 200 до 300°С, дросселирующее устройство снижает давление остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар) (предпочтительно в интервале приблизительно от 300000 до 500000 Па (от 3 до 5 бар)), а второй подогреватель предварительно нагревает исходный газ до температуры в интервале от приблизительно 500 до 600°С. Предпочтительно, реактор каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°С. В некоторых случаях CO2 и/или природный газ также добавляют к остаточному газу и/или пару для получения исходного газа.

Краткое описание чертежа

ФИГ. 1 является схемой, поясняющей один из примеров осуществления системы и способа использования остаточного газа синтеза F-T в процессе GTL в соответствии с данным раскрытием сущности изобретения.

Подробное описание раскрытия сущности изобретения

И снова в различных примерах осуществления системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, позволяют избегать проблемы низкокачественного газа и образования угольной сажи за счет целенаправленной эксплуатации реактора риформинга при значительно более низких давлениях, составляющих приблизительно 200000 Па (2 бара) и более высоких рабочих температурах, превышающих приблизительно 1000°С. Такие условия наряду с точно подобранными соотношениями пара к углероду и CO2 к углероду, составляющими приблизительно 0,92 и 0,97 соответственно, позволяют получать высококачественный газ при низкой величине потерь метана и нулевом содержании угольной сажи в реакторе риформинга. Это является новым подходом для обычного специалиста в данной области.

Важно отметить, что системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, позволяют сохранять CO и H2 в остаточном газе, а также превращать CH4 в остаточном газе путем подвергания его риформингу с участием CO2, содержащегося в остаточном газе, а также некоторого дополнительного количества H2O для восполнения некоторого недостатка CO2. Преимущественно, системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, дают возможность осуществлять риформинг всего остаточного газа, доступного после удаления части остаточного газа для регулирования или исключения какого-либо накопления N2.

Преимущественно, все углеводороды в остаточном газе подвергаются риформингу (от CH4 до C6H14) с участием содержащегося в нем CO2 и некоторого необходимого количества дополнительной воды. Остаточный газ, содержащий большие количества CO, подвергают риформингу без особых мер предосторожности. Риформинг осуществляют при целенаправленно выбранном низком давлении (приблизительно 200000 Па (2 бар)) и высокой температуре (приблизительно 1000°С). Риформинг осуществляют при почти стехиометрических соотношениях CO2/C и H2O/C, что обеспечивает получение синтез-газа при малой величине проскока CH4 (т.е. менее 1%), с низким содержанием CO2, низким содержанием H2O, а также высоким содержанием CO и H2. Соотношение восстановителя к окислителю (H2 + CO)/(H2O + CO2) составляет более 5,0 в горячем синтез-газе до какого-либо охлаждения. Соотношение H2/CO в синтез-газе можно при необходимости регулировать путем добавления и/или удаления окислителей из числа CO2 и H2O. В другом варианте осуществления можно добавлять дополнительные углеводороды для уравновешивания содержащихся окислителей. СO2, содержащийся в остаточном газе, преимущественно расходуется и не выбрасывается в атмосферу, что делает технологический процесс «более зеленым». Некоторое количество остаточного газа, удаляемого для регулирования содержания азота, можно применять, например, в горелках реактора риформинга. Реактор риформинга работает в таком режиме, что исключается возможность отложений угольной сажи в процессе риформинга. После сжатия и обессеривания синтез-газ можно непосредственно добавлять в исходное сырье, поступающее в реактор синтеза F-T.

Теперь, что касается конкретно Фиг.1, то в одном из примеров осуществления система/способ переработки остаточного газа синтеза F-T 10, относящаяся к данному раскрытию сущности изобретения, включает предварительный нагрев остаточного газа синтеза F-T до температуры в интервале приблизительно от 200 до 250°С в подогревателе 12 перед подачей остаточного газа синтеза F-T в блок гидрирования 14, в котором любые олефины превращаются в насыщенные углеводороды. Из блока гидрирования 14 остаточный газ синтеза F-T подается в теплообменник 16 и турбогенератор 18 или другое устройство для понижения давления для того, чтобы понизить давление газа до значения в интервале приблизительно от 200000 до 300000 Па (от 2 до 3 бар). Далее можно добавить некоторое количество пара низкого давления 20, перед тем как остаточный газ синтеза F-T (теперь уже исходный газ с добавлением пара 20) подадут в подогреватель исходного газа 22, который предварительно нагревает газовую смесь до приблизительно 550°С. В некоторых случаях, при другом варианте осуществления, в остаточный газ синтеза F-T/исходный газ на данной стадии также добавляют CO2 40 и/или природный газ 42. Далее газовую смесь подают в реактор каталитического риформинга 24, который хорошо известен обычному специалисту в данной области, где газовая смесь подвергается риформингу на катализаторе, таком как никель или что-либо подобное. Предпочтительно, риформинг происходит при приблизительно 200000 Па (2 барах) (при наличии примерного диапазона значений между приблизительно 150000 и 300000 Па (1,5 и 3 бар)) и 1000°С (при наличии примерного диапазона значений между приблизительно 900 и 1150°С) в наполненных катализатором трубках. По окончании риформинга горячий синтез-газ охлаждают в котле-утилизаторе избыточного тепла 26 и в устройстве охлаждения распыленной водой с прямым контактом 28 или в чем-либо подобном. Затем синтез-газ сжимают до рабочих давлений синтеза F-T в одном или нескольких компрессорах 30 перед подачей в блок обессеривания с уплотненным слоем адсорбента 32 или что-либо подобное. После обессеривания синтез-газ подают в исходное сырье, поступающее в реактор синтеза F-T, аналогичный используемому в большинстве случаев и поэтому хорошо известный обычному специалисту в данной области. В котле-утилизаторе избыточного тепла 26 образуется пар, который используется для сжатия синтез-газа в одном или нескольких компрессорах 30. Топочный газ из устройства риформинга 24 используется для предварительного нагрева воздуха горения, направляющегося в реактор риформинга 24, посредством подогревателя теплого воздуха горения, предварительного нагрева исходного газа, поступающего в реактор риформинга 24, который подвергается риформингу, а также предварительного нагрева остаточного газа синтеза F-T в подогревателе 12 перед гидрированием.

Системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, таким образом, позволяют избегать проблемы низкого качества газа и образования угольной сажи за счет целенаправленной эксплуатации реактора риформинга при значительно более низких давлениях, составляющих приблизительно 200000 Па (2 бара) и более высоких рабочих температурах, превышающих приблизительно 1000°С. Такие условия наряду с точно подобранными соотношениями пара к углероду и CO2 к углероду, составляющими приблизительно 0,92 и 0,97, соответственно, позволяют получать высококачественный газ при низкой величине потерь метана и нулевом содержании угольной сажи в реакторе риформинга.

Системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, позволяют сохранять CO и H2 в остаточном газе, а также превращать CH4 в остаточном газе путем подвергания его риформингу с участием CO2, содержащегося в остаточном газе, а также некоторого дополнительного количества H2O для восполнения некоторого недостатка CO2. Системы и способы, относящиеся к данному раскрытию сущности изобретения, дают возможность осуществлять риформинг всего остаточного газа, доступного после удаления части остаточного газа для регулирования или исключения какого-либо накопления N2.

Все углеводороды в остаточном газе подвергаются риформингу (от CH4 до C6H14) с участием содержащегося в нем CO2 и некоторого необходимого количества дополнительной воды. Остаточный газ, содержащий большие количества CO, подвергают риформингу без особых мер предосторожности. Риформинг осуществляют при целенаправленно выбранном низком давлении (приблизительно 200000 Па (2 бар)) и высокой температуре (приблизительно 1000°С). Риформинг осуществляют при почти стехиометрических соотношениях CO2/C и H2O/C, что обеспечивает получение синтез-газа при малой величине проскока CH4 (т.е. менее 1%), с низким содержанием CO2, низким содержанием H2O, а также высоким содержанием CO и H2. Соотношение восстановителя к окислителю (H2 + CO)/(H2O + CO2) составляет более 5,0 в горячем синтез-газе до какого-либо охлаждения. Соотношение H2/CO в синтез-газе можно при необходимости регулировать путем добавления и/или удаления окислителей из числа CO2 и H2O. В другом варианте осуществления можно добавлять дополнительные углеводороды для уравновешивания содержащихся окислителей. СO2, содержащийся в остаточном газе, расходуется и не выбрасывается в атмосферу, что делает технологический процесс «более зеленым». Некоторое количество остаточного газа, удаляемого для регулирования содержания азота, можно применять, например, в горелках реактора риформинга. Реактор риформинга эксплуатируется в таком режиме, что исключается возможность отложения угольной сажи в процессе риформинга. После сжатия и обессеривания синтез-газ можно добавлять непосредственно в исходное сырье, поступающее в реактор синтеза F-T.

Хотя данное раскрытие сущности изобретения было пояснено и раскрыто в данном документе, ссылаясь на предпочтительные варианты осуществления и их конкретные примеры, обычному специалисту в данной области будет совершенно очевидно, что в других вариантах осуществления и примерах могут осуществляться аналогичные операции и/или достигаться похожие результаты. Все подобные равноценные варианты осуществления и примеры соответствуют духу и не выходят за рамки данного раскрытия сущности изобретения, предполагаются им, а также должны охватываться нижеизложенной формулой изобретения.

1. Система переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающая:
реактор синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающий наличие источника остаточного газа;
первый подогреватель для предварительного нагрева остаточного газа;
аппарат гидрирования для гидрирования предварительно нагретого остаточного газа;
дросселирующее устройство для понижения давления предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа;
второй подогреватель для предварительного нагрева предварительно нагретого, прогидрированного и дросселированного остаточного газа с получением исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара; и
реактор каталитического риформинга для осуществления риформинга исходного газа в присутствии катализатора, причем
первый подогреватель предварительно нагревает остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 200 до 300°C, дросселирующее устройство понижает давление предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар), а второй подогреватель нагревает предварительно нагретый, прогидрированный и дросселированный остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 500 до 600°C.

2. Система переработки остаточного газа по п. 1, в которой в аппарате гидрирования любые олефины, содержащиеся в остаточном газе, превращаются в насыщенные углеводороды.

3. Система переработки остаточного газа по п. 1, которая дополнительно включает источник пара низкого давления, соединенный с остаточным газом с помощью соединительного канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем.

4. Система переработки остаточного газа по п. 1, в которой катализатор имеет в составе никель.

5. Система переработки остаточного газа по п. 1, в которой реактор каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°C.

6. Система переработки остаточного газа по п. 1, которая дополнительно включает котел-утилизатор избыточного тепла для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

7. Система переработки остаточного газа по п. 1, которая дополнительно включает устройство охлаждения распыленной водой с прямым контактом для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

8. Система переработки остаточного газа по п. 1, которая дополнительно включает компрессор для увеличения давления синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

9. Система переработки остаточного газа по п. 8, которая дополнительно включает блок обессеривания с уплотненным слоем адсорбента для обессеривания синтез-газа.

10. Система переработки остаточного газа по п. 9, которая дополнительно включает трубопровод для передачи обессеренного синтез-газа обратно в реактор синтеза Фишера-Тропша.

11. Система переработки остаточного газа по п. 1, которая дополнительно включает один или несколько источников CO2 для подачи CO2, а также источник природного газа для подачи природного газа, соединенный с остаточным газом с помощью канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем.

12. Способ переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающий:
обеспечение наличия реактора синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающего наличие источника остаточного газа;
обеспечение наличия первого подогревателя для предварительного нагрева остаточного газа;
обеспечение наличия аппарата гидрирования для гидрирования предварительно нагретого остаточного газа;
обеспечение наличия дросселирующего устройства для понижения давления предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа;
обеспечение наличия второго подогревателя для предварительного нагрева предварительно нагретого, прогидрированного и дросселированного остаточного газа с получением исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара; и
обеспечение наличия реактора каталитического риформинга для осуществления риформинга исходного газа в присутствии катализатора, причем
первый подогреватель предварительно нагревает остаточный газ до температуры, находящейся в интервале приблизительно от 200 до 300°C, дросселирующее устройство понижает давление предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар), а второй подогреватель нагревает предварительно нагретый, прогидрированный и дросселированный остаточный газ до температуры в интервале приблизительно от 500 до 600°C.

13. Способ переработки остаточного газа по п. 12, в котором в аппарате гидрирования любые олефины, содержащиеся в остаточном газе, превращаются в насыщенные углеводороды.

14. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия источника пара низкого давления, соединенного с остаточным газом с помощью канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем.

15. Способ переработки остаточного газа по п. 12, в котором катализатор имеет в составе никель.

16. Способ переработки остаточного газа по п. 12, в котором реактор каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°C.

17. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия котла утилизатора избыточного тепла для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

18. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия устройства охлаждения распыленной водой с прямым контактом для охлаждения синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

19. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия компрессора для увеличения давления синтез-газа, выходящего из реактора каталитического риформинга.

20. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия блока обессеривания с уплотненным слоем адсорбента для обессеривания синтез-газа.

21. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия трубопровода для передачи обессеренного синтез-газа обратно в реактор синтеза Фишера-Тропша.

22. Способ переработки остаточного газа по п. 12, который дополнительно включает обеспечение наличия одного или нескольких источников CO2 для подачи CO2, а также источника природного газа для подачи природного газа, соединенного с остаточным газом с помощью канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем.

23. Система переработки остаточного газа синтеза Фишера-Тропша, включающая:
реактор синтеза Фишера-Тропша, обеспечивающий наличие источника остаточного газа;
первый подогреватель для предварительного нагрева остаточного газа;
аппарат гидрирования для гидрирования предварительно нагретого остаточного газа остаточного газа;
дросселирующее устройство для понижения давления предварительно нагретого и прогидрированного остаточного газа остаточного газа;
второй подогреватель для предварительного нагрева предварительно нагретого, прогидрированного и дросселированного остаточного газа с получением исходного газа, состоящего из остаточного газа и пара; и
реактор каталитического риформинга для осуществления риформинга исходного газа в присутствии катализатора, причем
устройство каталитического риформинга работает при приблизительно 200000 Па (2 барах) и приблизительно 1000°C.

24. Система переработки остаточного газа по п. 23, где первый подогреватель предварительно нагревает остаточный газ до температуры, находящейся в интервале приблизительно от 200 до 300°C, дросселирующее устройство понижает давление остаточного газа до значения в интервале приблизительно от 250000 до 500000 Па (от 2,5 до 5 бар), а второй подогреватель нагревает исходный газ до температуры в интервале приблизительно от 500 до 600°C.

25. Система переработки остаточного газа по п. 24, которая дополнительно включает один или несколько источников CO2 для подачи CO2, а также источник природного газа для подачи природного газа, соединенный с остаточным газом с помощью канала для движения текучей среды, находящегося в промежутке между дросселирующим устройством и вторым подогревателем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству экологических высокооктановых компонентов моторных топлив из бензиновых фракций или бензиновых фракций и С1-С4-углеводородных газов.
Изобретение относится к слоистой композиции, способу ее приготовления и способу конверсии углеводорода с ее применением. .
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и нефтехимических технологий, в частности к способам депарафинизации высококипящих нефтяных фракций с высоким содержанием нормальных парафинов в присутствии композиционных катализаторов для получения низкозастывающего дизельного топлива.

Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей, химической, нефтехимической промышленности, конкретно к способам получения компонентов бензинов. .

Изобретение относится к области управления работой химических реакторов и позволяет увеличить выход целевого продукта. .

Изобретение относится к автомати ческому управлению химико-технологическими процессами и может быть использовано в нефтехимической промьппленности при автоматизации установки каталитического риформинга бензинов, содержащей три последовательно установленных блока трубчатая печь-реактор .

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами, позволяет повысить точность регулированияоктанового числа бензина на выходе установки каталитического риформинга бензинов и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к вариантам способа получения низкомолекулярных олефинов путем конверсии сырьевого потока, содержащего монооксид углерода и водород, с применением нанесенного катализатора на основе железа, в котором обеспечивают каталитическую композицию, содержащую железосодержащие частицы, диспергированные на подложке, которая содержит α-оксид алюминия (α-Al2O3), причем указанная подложка содержит по меньшей мере 1 масс.
Изобретение относится к способу получения активированного катализатора синтеза Фишера - Тропша, способного проявлять высокую активность на начальной стадии реакции синтеза Фишера - Тропша.
Изобретения могут быть использованы при получении углеводородов из природного или попутного нефтяного газа. Способ очистки от оксигенатов реакционной воды, образующейся на стадии синтеза углеводородов из синтез-газа в процессе GTL, включает конверсию хотя бы части содержащихся в ней оксигенатов в условиях закалки синтез-газа хотя бы частью реакционной воды при температуре выше 500°С при контакте с катализатором паровой конверсии оксигенатов.
Изобретение относится к способу регенерирования одной или более частицы (частиц) дезактивированного кобальтсодержащего катализатора Фишера-Тропша in situ в трубе реактора, где указанная(ые) частица (частицы) катализатора дезактивируется(ются) посредством использования в процессе Фишера-Тропша, при этом упомянутый способ регенерирования содержит следующие стадии: (i) частицу (частицы) катализатора окисляют при температуре от 20 до 400°C, предпочтительно от 100 до 400°C, более предпочтительно от 200 до 400°C; (ii) частицу (частицы) катализатора обрабатывают растворителем, который содержит карбонат аммония и метиламин, этиламин, пропиламин и/или бутиламин, в течение времени более 5 минут; (iii) частицу (частицы) катализатора сушат и, необязательно, нагревают; и (iv) восстанавливают частицу (частицы) катализатора водородом или водородсодержащим газом.
Изобретение относится к катализатору синтеза Фишера-Тропша, содержащему от 10 до 30 мас.%, в расчете на атомарный металл, металлического кобальта и/или оксида кобальта, по отношению к массе катализатора, поддерживаемого на носителе, содержащем кремнезем, в котором носитель имеет средний диаметр пор от 8 до 25 нм, и металлический кобальт и/или оксид кобальта имеет средний диаметр кристаллитов не менее чем средний диаметр пор носителя и менее чем 35 нм, причем катализатор содержит от 0,5 до 10 мас.% циркония в виде оксида циркония, в расчете на массу катализатора.

Предложен способ получения предшественника катализатора. Способ получения предшественника катализатора включает: получение суспензии, включающей жидкость-носитель, растворимую соль металла, частицы нерастворимой неорганической соли металла и частицы и/или одно или более тел предварительно сформованных носителей катализатора, с осаждением металла из нерастворимой соли металла на частицах носителя за счет хемосорбции, и с осаждением металла из растворимой соли металла внутри и/или на частицах носителя за счет пропитки, при этом хемосорбция и пропитка осуществляются одновременно, и металлы в нерастворимой неорганической соли металла и в растворимой соли металла являются одними и теми же, и представляют собой Со или Ni, и при этом указанный металл является активным компонентом катализатора, с образованием обработанного носителя катализатора, и удаление жидкости-носителя из суспензии с получением высушенного обработанного носителя катализатора, который или непосредственно представляет собой предшественник катализатора, или необязательно подвергается прокаливанию для получения предшественника катализатора.
Изобретение относится к способу получения регенерированного катализатора синтеза Фишера-Тропша, полученного посредством регенерации отработанного катализатора, использованного в реакции синтеза Фишера-Тропша.

Изобретение относится к способу конверсии синтез-газа в углеводороды, включающему синтез углеводородов по Фишеру-Тропшу. Способ конверсии синтез-газа в углеводороды включает стадии: (i) прохождения синтез-газа, включающего водород и оксид углерода, через кобальтовый катализатор при повышенных температуре и давлении с получением первой смеси продуктов реакции, включающей углеводороды, пар, оксид углерода и водород, (ii) конденсации и отделения воды из первой смеси продуктов реакции с получением обезвоженной первой смеси продуктов реакции, (iii) прохождения обезвоженной первой смеси продуктов реакции, содержащей водород и оксид углерода, через рутениевый катализатор на носителе при повышенных температуре и давлении с получением второй смеси продуктов реакции, содержащей углеводороды, и (iv) извлечения углеводородов из второй смеси продуктов реакции, где первая стадия реакции с получением первой смеси продуктов реакции осуществляется при температуре в интервале 210-225°С и давлении в интервале 1,0-3,0 МПа, вторая стадия реакции с получением второй смеси продуктов реакции осуществляется при температуре в интервале 230-265°С и давлении в интервале 3,5-5,5 МПа.

Изобретение относится к способу получения углеводородов и необязательно оксигенатов углеводородов. Способ предусматривает контакт синтетического газа, содержащего водород, моноксид углерода и содержащие N примеси, выбранные из группы, состоящей из HCN, NH3, NO, RxNH3-x, где R является органической группой, и х равняется 1, 2 или 3.

Изобретение относится к способу очистки реакционной воды в процессе производства углеводородов, при котором реакционную воду от типичного процесса синтеза углеводородов подают в противоточную отпарную колонну сверху, а углеводородсодержащий газ подают снизу в противоточную отпарную колонну в направлении противоположном подаче реакционной воды, отводят снизу противоточной отпарой колонны очищенную воду.

Настоящее изобретение предлагает способ производства этиленоксида, включающий: a. крекинг включающего этан исходного материала в зоне крекинга в условиях крекинга для получения олефинов, включая, по меньшей мере, этилен и водород; b.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-08-20 2015-08-19T17:24:39
Наверх