Способ производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции с оптимизированным производством пара

Авторы патента:

C01B3/24 - Неметаллические элементы; их соединения

Владельцы патента RU 2599762:

ИФП ЭНЕРЖИ НУВЕЛЛЬ (FR)

Изобретение относится к способу производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции, в котором используют горячий газ-носитель. Паровой газ, получаемый в рамках способа, полностью используют для упомянутого способа. При этом первую часть водяного пара подают в смеси с сырьем, а вторую часть направляют в паровую турбину, вращающую компрессор, сжимающий горячий газ-носитель. Обеспечиваются уменьшение расхода топлива и уменьшение выброса СО₂. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области способов производства водорода посредством парового риформинга нефтяных фракций. Синтез-газ, являющийся смесью моноксида углерода (CO) и водорода (H2), получают при помощи способа парового риформинга в основном из природного газа. Реакция парового риформинга является высокоэндотермической реакцией, выход которой тем больше, чем выше температура, при которой происходит реакция. При применении современных материалов можно добиваться температуры, близкой к 900°С. В известных технических решениях катализатор размещают во множестве труб, находящихся в радиационной зоне специальной печи. Обычно дымовые газы покидают радиационную зону при температуре, близкой к 900°С, в результате чего в конвекционной зоне печи остается большое количество тепла, которое можно использовать.

Как правило, тепло, остающееся в дымовых газах в конвекционной зоне, используют для производства водяного пара, при этом часть получаемого водяного пара используют с сырьем процесса. Иногда тепло, остающееся в дымовых газах, используют для предварительного нагрева воздуха, поддерживающего горение, а также для предварительного нагрева сырья парового риформинга.

На выходе каталитической зоны синтез-газ имеет температуру примерно 900°C, и его необходимо очень быстро охлаждать, чтобы избежать коррозии реактора от смеси CO и водорода (так называемое явление "metal dusting"). Как правило, быстрого охлаждения реакционных эфлюентов добиваются за счет дополнительного производства водяного пара. В итоге получают большое количество водяного пара, которое связано с процессом парового риформинга и часто является избыточным относительно потребностей на месте использования водорода.

Были также предложены другие процессы, в частности технология HyGenSys, в которой используют дымовые газы, производимые газовой турбиной, в качестве теплоносителя в специальном реакторе-теплообменнике, причем нагрев этих дымовых газов происходит на выходе реактора парового риформинга для производства электрической энергии при помощи расширительной турбины. Тем не менее, остается более или менее значительное количество водяного пара, которое удаляют, хотя и в меньшем количестве, чем в базовом процессе.

Кроме того, процесс HyGenSys сопровождается также производством электрической энергии, что не всегда является необходимым на месте и требует наличия сети с трансформатором для ее передачи.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет оптимизировать производство водяного пара таким образом, чтобы производимый пар полностью использовался для удовлетворения внутренних нужд способа, то есть в основном водяного пара, необходимого для смешивания с углеводородным сырьем, и водяного пара, необходимого для работы оборудования, применяемого для способа. Способ в соответствии с настоящим изобретением не приводит к производству электрической энергии, поэтому единственными продуктами способа являются водород и удаляемый CO2. С этой точки зрения способ в соответствии с настоящим изобретением является более эффективным, чем известные способы. Способ в соответствии с настоящим изобретением является также более компактным и, следовательно, менее дорогим, в частности, с учетом упрощения теплообменников, устанавливаемых на выходе дымовых газов из реактора (25).

Наконец, способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает меньший расход топлива и, следовательно, меньший выброс CO2, выражаемый в кг удаляемого CO2 на кг производимого водорода, чем при всех известных способах производства синтез-газа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны многие технические решения, касающиеся способов парового риформинга нефтяных фракций или фракций природного газа. Ограничимся способом, который можно принять за ближайший аналог настоящего изобретения, известный под зарегистрированным наименованием HyGenSys и описанный в патенте FR 2.890.955.

Способ HyGenSys входит в категорию способов производства синтез-газа посредством парового риформинга углеводородной фракции или фракции природного газа и характеризуется добавлением калорий за счет горячего газа, получаемого снаружи реактора-теплообменника, внутри которого протекают реакции парового риформинга. Сам реактор-теплообменник может иметь оригинальную конструкцию, описанную в патенте FR 2.914.395.

Способ HyGenSys, описанный в указанных документах, приводит к получению избыточного водяного пара и электрической энергии.

Предлагаемый способ отличается от известных способов отсутствием совместного производства водяного пара и электричества. Кроме того, уровень выброса CO2 на единицу измерения производимого водорода в этом способе ниже, чем в известных способах, и позволяет удалять примерно на 0,5 кг CO2 меньше на кг производимого водорода.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схема способа HyGenSys согласно патенту FR 2.890.955.

Фиг. 2 - схема способа в соответствии с настоящим изобретением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение можно определить как способ производства чистого водорода, то есть имеющего степень чистоты не менее 99,5% масс., посредством парового риформинга углеводородной фракции в реакторе-теплообменнике, в котором в качестве теплоносителя используют горячие и находящиеся под давлением дымовые газы, получаемые в камере сгорания. По сравнению с известными способами способ в соответствии с настоящим изобретением производит количество водяного пара, которое точно соответствует потребностям способа, то есть, во-первых, водяного пара, необходимого для парового риформинга углеводородного сырья, и, во-вторых, водяного пара, необходимого для обеспечения энергии для паровой турбины, вращающей компрессор, создающий необходимое давление для теплоносителя.

Под понятием «точно» следует понимать количество водяного пара, равное количеству, соответствующему вышеуказанным потребностям, плюс-минус 10% с учетом того, что устройство контроля и регулирования давления дымовых газов, содержащее вентиль, установленный на выходе теплообменников в трубопроводе удаления упомянутых дымовых газов после их прохождения через реактор парового риформинга, позволяет поглощать упомянутые отклонения в плюс или минус 10%, допустимые вокруг номинальной рабочей точки способа.

В частности, в способе производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции в соответствии с настоящим изобретением применяют камеру (27) сгорания, производящую горячие дымовые газы (34) из потока воздуха (20) и горючего газа (19).

Компрессор (32) сжимает упомянутые горячие дымовые газы (34), которые охлаждают посредством реактора-теплообменника (25), внутри которого протекают реакции парового риформинга углеводородного сырья (1), смешанной с паром (17).

Углеводородное сырье (1) может состоять из любых нефтяных фракций, в том числе из природного газа, и предпочтительно является фракцией с числом атомов углерода от 1 до 10 и предпочтительно от 1 до 5.

Реакционный эфлюент (2), в основном состоящий из смеси водорода и моноксида углерода (называемой специалистами «синтез-газом»), охлаждают в последовательно расположенных теплообменниках, обозначенных (11), (12), (13), а охлаждение выходящих из реактора (25) дымовых газов (35) происходит в другом ряду последовательно расположенных теплообменников (6-1), (7-1), что позволяет получать водяной пар, увлекаемый потоком (8), (8') и (9') в резервуар (5).

Число теплообменников, обеспечивающих охлаждение реакционного эфлюента (2), таких как (11), (12), (13), число теплообменников, обеспечивающих охлаждение дымовых газов (35), таких как (6-1), (7-1), и число трубопроводов, таких как (8), (8') и (9'), ведущих в резервуар (5), не является ограничительным и представлено в данном случае в связи с описанием фиг. 2, чтобы лучше понять описание изобретения.

Первую часть (17) упомянутого водяного пара используют в смеси с обрабатываемым сырьем (1), а вторую часть (21) используют для питания турбины (33), которая обеспечивает энергию, необходимую для компрессора (32).

Таким образом, способ производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции в соответствии с настоящим изобретением производит количество водяного пара (18), которое полностью используют в рамках способа, содержащего следующие этапы:

- количество (17) водяного пара, необходимое для способа, подают вместе с углеводородным сырьем (1) в реактор (25) парового риформинга, контролируя его расход для регулирования отношения водяного пара (17) к углеводородному сырью (1) в значении от 1,5 до 3 и предпочтительно от 1,5 до 2;

- остальную часть (21) получаемого водяного пара используют для питания паровой турбины (33), связанной с компрессором (32), при этом поток воздуха (20), поступающий в упомянутый компрессор (32), регулируют при помощи вентиля (36), установленного в контуре (35) дымовых газов на выходе теплообменников (7-1) и (6-1), таким образом, чтобы поддерживать рабочее давление компрессора (32) в пределах от 3 до 5 абсолютных бар и чтобы оно оставалось на кривой, характеризующей упомянутый компрессор.

В варианте способа в соответствии с настоящим изобретением газообразный эфлюент (2) (называемый «синтез-газом»), который обозначен (37) после охлаждения в последовательно расположенных теплообменниках (11), (12), (13), направляют по трубопроводу (16) после отделения от воды в резервуаре разделения (14) в установке (40) разделения на сетке, которая производит, с одной стороны, водород (41) в рамках способа со степенью чистоты, превышающей 99,9%, и, с другой стороны, продувочный газ (42), который после сжатия компрессором (43) образует газ (22), поддерживающий горение и питающий камеру (27) сгорания, в случае необходимости, в смеси с дополнительным горючим газом (19).

Способ производства водорода посредством парового риформинга в соответствии с настоящим изобретением производит количество CO2, удаляемого наружу, меньшее 9,5 кг на м³ производимого водорода, что является меньшим соотношением, чем во всех известных способах парового риформинга.

Нефтяная фракция, используемая в рамках способа в качестве сырья, может быть любой углеводородной фракцией с числом атомов углерода от 1 до 10 и предпочтительно от 1 до 5. Обрабатываемым сырьем может быть, в частности, природный газ.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для лучшего понимания способа в соответствии с настоящим изобретением необходимо описать схему на фиг. 1. Эта схема представляет собой способ HyGenSys, который является ближайшим аналогом и в котором настоящее изобретение можно рассматривать как адаптацию к ситуациям, когда промышленный объект не нуждается ни в водяном паре (кроме пара, требуемого для самого процесса парового риформинга), ни в электричестве.

Сырье, предпочтительно природный газ, направляют через трубопровод (1) в смеси с водяным паром, поступающим по трубопроводу (17), в реактор-теплообменник (25). Катализатор размещают в змеевике (24) реактора-теплообменника (25), нагреваемом дымовыми газами под давлением, поступающими из генератора (26) горячего газа и нагретыми в камере (27) сгорания при сжигании горючего газа (44). На выходе реактора-теплообменника (25) дымовые газы повторно нагреваются в камере (28) сгорания, после чего поступают в расширительную турбину (29), вращающую генератор (30) переменного тока.

Еще горячие дымовые газы на выходе турбины (29) проходят в секцию (31) отбора тепла. Отбираемое тепло используют для производства пара в зоне (6), который подогревают в зоне (7) секции (31) отбора.

Эфлюент из реактора-теплообменника (25), называемый «синтез-газом», выходит из реактора (25) при температуре примерно 600°C. Его направляют в теплообменник (11), где он охлаждается за счет опосредованного теплообмена с котельной водой, поступающей по трубопроводу (10) и возвращающейся частично в виде пара по трубопроводу (8) в паровой резервуар (5).

Реакционный эфлюент (3), выходящий из теплообменника (11), охлаждается в теплообменнике (12) за счет опосредованного теплообмена с котельной водой (6), которую опять нагревают и направляют в паровой резервуар (5).

Реакционный эфлюент (4), образующий синтез-газ, охлаждают в теплообменнике (13) за счет опосредованного теплообмена с охлаждающей водой (или, в случае необходимости, с воздухом), после чего направляют в резервуар (14), в котором разделяют остаточную воду (15) и смесь (Н2, СО и CO2), отбираемую через трубопровод (16).

Поток из трубопровода (16) направляют в секцию (40) разделения на сетке, в которой отделяют чистый водород (41) от продувочного газа (42), который затем сжимают при помощи компрессора (43).

Часть (44) упомянутого продувочного газа (42) сжигают в камерах (27) и (28) сгорания, остальную часть сжимают в компрессоре (45), после чего направляют по трубопроводу (46) в генератор (26) горячего газа и сжигают в смеси с горючим газом (19).

Количество производимого пара, естественно, меньше по сравнению с известным способом парового риформинга, но при этом производится большое количество электрической энергии на уровне генератора (30) переменного тока, которое не обязательно требуется для производства водорода.

Описание схемы способа в соответствии с настоящим изобретением представлено со ссылками на фиг. 1. Элементы схемы в соответствии с настоящим изобретением и схемы способа HyGenSys, выполняющие одинаковые функции, обозначены на фиг. 1 и 2 одинаковыми позициями.

Это позволяет убедиться, что схема в соответствии с настоящим изобретением является более простой, чем схема HyGenSys, так как элементы (29), (30) и (45) на ней отсутствуют, и сложные теплообменники (7) и (6) заменены простыми теплообменниками (7-1) и (6-1). Под простыми теплообменниками следует понимать кожухо-трубные теплообменники, соответствующие стандарту производства ТЕМА или CODAP. Этот момент является важным с экономической точки зрения, так как разница в стоимости между стандартными теплообменниками и специальными теплообменниками может легко доходить до двойной и даже до тройной.

В частности, схему в соответствии с настоящим изобретением можно представить следующим образом.

Сырье, предпочтительно природный газ, направляют по трубопроводу (1) в смеси с водяным паром, поступающим через трубопровод (17), в реактор-теплообменник (25).

Катализатор размещают в змеевике (24), нагреваемом дымовыми газами (34) под давлением, поступающими из компрессора (32), связанного с турбиной (33), и нагреваемыми в камере (27) сгорания при сжигании горючего газа, в основном состоящего из продувочного газа (22) и дополнительного газа (19) вместе с воздушным потоком (20).

На выходе реактора (25) остающиеся под давлением дымовые газы (35) заходят в два последовательно расположенных теплообменника (7-1) и (6-1), которые являются простыми теплообменниками стандартного типа.

Тепло дымовых газов (35) отбирают для производства пара в теплообменнике (6-1) и дополнительно нагревают в теплообменнике (7-1).

Реакционный эфлюент (2) реактора (25) парового риформинга (называемый «синтез-газом») покидает реактор (25) при температуре примерно 600°C. Его направляют в первый теплообменник (11) для охлаждения за счет опосредованного теплообмена с котельной водой, поступающей через трубопровод (10) и возвращающейся частично в виде пара через трубопровод (8') в паровой резервуар (5).

Частично охлажденный эфлюент (3) охлаждают затем в теплообменнике (12) за счет опосредованного теплообмена с котельной водой (6), которую предварительно нагревают и направляют в паровой резервуар (5) в виде потока (8).

После охлаждения в теплообменнике (12) реакционный эфлюент (4) затем охлаждают в теплообменнике (13) за счет опосредованного теплообмена с охлаждающей водой (или, в случае необходимости, с воздухом, если это допускает уровень температуры), после чего подают в резервуар разделения (14).

В этом резервуаре разделения (14) производят разделение остаточной воды (15) и смеси Н2, СО и CO2 (образующей «синтез-газ»), которая выходит из упомянутого резервуара (14) через трубопровод (16) и проходит в секцию (40) разделения на сетке, которая отделяет чистый водород (41) от продувочного газа (22), который сжимают при помощи компрессора (43) для получения газа (22), поддерживающего горение и питающего камеру (27) сгорания, в случае необходимости, в смеси с дополнительным горючим газом (19).

Первую часть водяного пара, получаемого в теплообменниках (6-1), (11) и (12) и подогреваемого в теплообменнике (7-1), направляют в реактор (25) парового риформинга через трубопровод (17), а вторую часть (21) подают в паровую турбину (33), которая приводит в действие компрессор (32).

Давление на выходе компрессора (32) регулируют таким образом, чтобы избежать избытков водяного пара.

Теплообменники (6-1) и (7-1) являются простыми теплообменниками под давлением (стандартного кожухотрубного типа).

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР

Рассмотрим случай производства 100000 Нм³/ч водорода со степенью чистоты 99,9 мас.%.

Согласно известному способу HyGenSys, потребляют 32,1 тонн/ч природного газа и производят 18 тонн/ч пара и 28 МВт электрической энергии (МВт является сокращением от мегаватт, то есть 10⁶ ватт).

Согласно заявленному способу, потребляют только 29,7 тонн/ч природного газа, при этом не происходит никакого избыточного производства водяного пара (и никакого производства электрической энергии).

Кроме того, по сравнению с известным способом снизилась стоимость единицы измерения продукта, так как нет необходимости в наличии расширительной турбины (29).

Поскольку потребление природного газа снизилось, выброс CO2 тоже сократился до 84 тонн/ч (то есть до 9,1 кг CO2/кг водорода) вместо 87,9 тонн/ч согласно способу HyGenSys (то есть 9,5 кг CO2/кг водорода).

Сырье (1): 29,4 тонн/ч

Водяной пар (17) для способа: 64,6 тонн/ч

Водяной пар (21), необходимый для вращения турбины (33): 56,9 тонн/ч

Горячие дымовые газы (34): 411,3 тонн/ч

Производимый Н2: 9,2 тонн/ч

Газ (22) для поддержки горения: 64,7 тонн/ч

Конденсаты (15): 20,2 тонн/ч

Дополнительный горючий газ (19): 0,36 тонн/ч.

1. Способ производства водорода посредством парового риформинга нефтяной фракции, в котором применяют камеру (27) сгорания, производящую горячие дымовые газы (34) из воздушного потока (20) и горючего газа (19), при этом упомянутые горячие дымовые газы (34) подвергают сжатию в компрессоре (32) и охлаждают посредством реактора-теплообменника (25), внутри которого протекают реакции парового риформинга углеводородного сырья (1) в смеси с паром (17), при этом реакционный эфлюент (2), называемый синтетическим газом, охлаждается в последовательно расположенных теплообменниках, а дымовые газы охлаждаются в других последовательно расположенных теплообменниках (6-1) (7-1), которые позволяют получать водяной пар, поступающий через трубопроводы (8), (8′) и (9′) в резервуар (5), причем количество водяного пара (18), получаемое в ходе осуществления способа, полностью используют для осуществления самого способа, в следующих этапах:
- количество (17) водяного пара, необходимое для способа, подают вместе с углеводородным сырьем (1) в реактор (25) парового риформинга, контролируя его расход для регулирования отношения водяного пара (17) к углеводородному сырью (1) в значении от 1,5 до 3 и предпочтительно от 1,5 до 2,
- остальную часть (21) получаемого водяного пара используют для питания паровой турбины (33), связанной с компрессором (32), при этом поток воздуха (20), поступающий в упомянутый компрессор (32), регулируют при помощи вентиля (36), установленного в контуре (35) дымовых газов на выходе теплообменников (7-1) и (6-1), таким образом, чтобы поддерживать рабочее давление компрессора (32) в пределах от 3 до 5 абсолютных бар и чтобы оно оставалось на кривой, характеризующей упомянутый компрессор.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что газообразный эфлюент (2), который обозначен (37) после охлаждения в последовательно расположенных теплообменниках (11), (12), (13), направляют в установку (40) разделения на сетке, которая производит, с одной стороны, водород (41) в рамках способа со степенью чистоты, превышающей 99,9 мас. %, и, с другой стороны, продувочный газ (42), который после сжатия компрессором (43) образует газ (22), поддерживающий горение и питающий камеру (27) сгорания, в случае необходимости, в смеси с дополнительным горючим газом (19).

3. Способ производства водорода посредством парового риформинга по пп. 1 или 2, в котором сырье реактора парового риформинга является нефтяной фракцией с числом атомов углерода от 1 до 10 и предпочтительно от 1 до 5.

Изобретение относится к насытителю для добавления водяного пара к газу и системе риформинга природного газа, снабженной таким насытителем. Насытитель содержит путь движения потока, по которому течет первая текучая среда, первый теплообменный блок, который вызывает теплообмен между первой текучей средой и второй текучей средой, второй теплообменный блок, который вызывает теплообмен между третьей текучей средой и первой текучей средой, после того как первая текучая среда прошла через первый теплообменник, увлажняющий блок для добавления воды к первой текучей среде, текущей по пути движения потока на сторонах выше по потоку от первой текучей среды из первого теплообменного блока и второго теплообменного блока, и транспортировочную линию для транспортировки третьей текучей среды после теплообмена во втором теплообменном блоке из второго теплообменного блока на сторону выше по потоку от первой текучей среды из первого теплообменного блока таким образом, чтобы третья текучая среда протекала по пути прохождения потока в качестве первой текучей среды.

Производство водорода // 2598931

Изобретение относится к производству водорода и этана из метана. Способ селективного получения водорода или этана включает выбор подходящей температуры, составляющей свыше 300˚С, при которой металлический катализатор и исходный газ, содержащий метан, дают продукт, имеющий регулируемое отношение водород/этан.

Усовершенствованный способ оксосинтеза и способ производства синтез-газа из отходов масел // 2598460

Изобретение относится к усовершенствованному способу оксосинтеза с рециркуляцией преобразованных отходов масел. Способ включает гидроформилирование олефина с синтез-газом в реакторе с полученим продукта оксосинтеза и побочного продукта - отходов масел, характеризующегося более низкой или более высокой температурой кипения, чем продукт оксосинтеза, отделение продукта оксосинтеза от отходов масел, преобразование отделенных отходов масел в синтез-газ, включающее испарение отходов масел газообразным углеводородом в резервуаре испарителя с получением смешанного парообразногопотока газообразного углеводорода и испаренных отходов масел и прямое окисление смешанного парообразного потока с получение синтез-газа, и рециркуляцию синтез-газа.

Применение ископаемых топлив для увеличения преимуществ синтетических топлив на основе биомассы // 2598071

Изобретение относится к улучшению в производстве жидких топлив из твердого сырья. Способ производства топлива из углеродистого сырьевого материала включает: (A) получение ископаемого углеводородного топливного исходного сырья, выбранного из группы, включающей природный газ, метан, нафту, жидкие нефтяные газы (LPG), (B) формирование из указанного углеводородного топливного исходного сырья потока газообразного продукта, включающего водород и моноксид углерода в мольном соотношении Н2:СО по меньшей мере в 2,0:1, (C) добавление потока газообразного продукта, сформированного на стадии (В), к потоку синтез-газа, содержащему водород и СО, который получают из углеродистого сырьевого материала, выбранного из биомассы, угля, кокса или битума путем газификации в достаточном количестве для образования смешанного потока синтез-газа, имеющего мольное соотношение Н2:СО, большее, чем у указанного потока синтез-газа, полученного из углеродистого сырьевого материала, (D) превращение указанного смешанного потока синтез-газа с образованием топлива-продукта и извлечения из указанного превращения потока побочных продуктов, включающего один или более из водорода, СО, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атома кислорода, и включает стадию (E), где поток побочных продуктов делят-осуществляют реакцию до менее 100% указанного потока побочных продуктов в образовании указанного газообразного потока продукта на стадии (В) и также до менее 100% потока побочных продуктов, полученного на стадии (D), подают на стадию (В) и сжигают для производства тепла, которое потребляется в формировании указанного газообразного потока продукта на стадии (В), при этом далее способ включает испарение сырьевого потока воды при помощи тепла, полученного путем превращения указанного смешанного потока синтез-газа на стадии (D), с получением пара, введение этого потока пара в реакцию с углеводородным сырьем на основе ископаемого топлива на стадии (В) и в газификацию углеродистого сырьевого материала.

Способ модифицирования диоксида углерода с использованием технического углерода в качестве катализатора (варианты) // 2597084

Изобретение относится к способу получения синтез-газа путем углекислотного риформинга. Способ включает подачу углеводорода и диоксида углерода при соотношении от 1 до 10 в реактор с псевдоожиженным слоем с использованием частиц технического углерода в качестве катализатора.

Способ получения водородсодержащего газа из природного газа и реактор для осуществления этого способа // 2596260

Изобретение относится к области газохимии и может быть использовано для получения водородсодержащего газа на основе смеси CO и H2 (синтез-газа) из природного газа и иных углеводородных газов.

Катализатор, газогенератор и толкатель с улучшенной термической способностью и коррозионной стойкостью // 2595895

Изобретение раскрывает катализатор ракетного топлива, содержащий: носитель, изготовленный посредством горячего изостатического прессования и имеющий теоретическую плотность, по меньшей мере, 97%, который содержит оксид гафния и вплоть до равной части оксид циркония по массе, причем объединенные оксид гафния и оксид циркония, когда присутствуют, составляют, по меньшей мере, 50% масс.

Макромолекулярный полимерный материал высокой емкости для хранения водорода и способ его получения // 2595667

Изобретение относится к энергетическому веществу высокомолекулярного материала для хранения водорода, более конкретно к полимерному материалу высокой емкости для хранения водорода и способу его получения.

Устройство мониторинга трубки, а также измерение и контроль производственного процесса в установке риформинга или для нее // 2595293

Изобретение относится к способам и устройству измерения температурных условий внутри установки риформинга в режиме реального времени. Предложен способ мониторинга температуры трубки установки риформинга в работающем реакторе установки риформинга, в соответствии с которым измеряют длину указанной трубки, рассчитывают указанную температуру, используя указанную измеренную длину.

Способ синтеза фишера-тропша и способ применения отработанных газов // 2594723

Изобретение относится к способу синтеза Фишера-Тропша. Способ синтеза Фишера-Тропша и рециркулирования отработанных газов из этого синтеза содержит:1) транспортировку произведенного газификацией биомассы сырого синтез-газа на установку синтеза Фишера-Тропша для синтеза Фишера-Тропша в присутствии катализатора на основе Fe или на основе Со, регулирование температуры реакции синтеза Фишера-Тропша на уровне между 150 и 300°С и давления реакции между 2 и 4 МПа (А) с целью производства жидкого углеводородного продукта и воды, которую отводят с установки синтеза Фишера-Тропша, 2) подачу отработанных газов с установки синтеза Фишера-Тропша на первый короткоцикловой адсорбер для извлечения водорода и регулирование чистоты водорода на уровне 80-99% об., 3) подачу отработанных газов со стадии 2) на второй короткоцикловой адсорбер для извлечения метана и регулирование чистоты метана на уровне 80-95% об., 4) возвращение части водорода, полученного на стадии 2), на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа с целью регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа для синтеза Фишера-Тропша, и 5) подачу метана на стадии 3) на установку риформинга метана для риформинга с целью производства синтез-газа, имеющего высокое соотношение водород/углерод, транспортировку синтез-газа на стадию 1) для смешивания с сырым синтез-газом и преобразование конечного смешанного газа для регулирования соотношения водород/углерод сырого синтез-газа.

Безуглеродная диссоциация воды и сопутствующее получение водорода // 2600372

Изобретение относится к водородной энергетике. Устройство содержит полый цилиндр, в котором ближнее торцевое отверстие цилиндра закрыто крышкой, а дальнее торцевое отверстие цилиндра открыто, один мощный энергетический источник, функционально соединенный с полым цилиндром и способный генерировать высокоэнергетическое поле с температурой между 20000 и 40000°F внутри высокоэнергетического поля во внутреннем пространстве полого цилиндра, средство подачи в высокоэнергетическое поле во внутреннем пространстве полого цилиндра водяного пара. Высокоэнергетическое поле, генерируемое мощным энергетическим источником, проходит через полый цилиндр вместе с газообразным водородом, генерируемым в полом цилиндре, и выпускается через выходное отверстие на дальнем торце полого цилиндра. Изобретение позволяет повысить эффективность и экономичность производства водорода. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Частичное окисление метана и высших углеводородов в потоках синтез-газа // 2600373

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих материалов. Проводят газификацию биомассы. Получают поток сырого синтез-газа 5. Поток сырого синтез-газа 5 содержит смолы, водород и СО, а также один или несколько легких углеводородов, выбранных из группы, состоящей из метана, углеводородов, содержащих 2 или 3 атома углерода, и их смеси. Получают поток горячего окислителя в результате горения части кислорода 7 в смеси с топливом 9. Вводят полученный поток горячего окислителя в поток сырого синтез-газа 5. Проводят частичное окисление одного или нескольких указанных легких углеводородов для увеличения количества водорода и СО в синтез-газе и преобразование смол в более низкомолекулярные продукты, включая водород и СО. Изобретение позволяет ускорить кинетику риформинга и повысить эффективность риформера при преобразовании смолы и метана в синтез-газ. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл., 1 пр.

Способ извлечения фтористого водорода из его водных растворов // 2601007

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ извлечения фторида водорода из его водных растворов включает восстановление воды углеродом при повышенной температуре. Предварительно испаренную или распыленную смесь фторида водорода и воды приводят в контакт с углеродом, нагретым выше 1000 К, в массовом соотношении вода:углерод от 1:0,5 до 1:2. Полученные газообразный фторид водорода и пары воды конденсируют и ректификуют, извлекают безводный фторид водорода. Азеотропную смесь направляют в рецикл. Несконденсированные газы нейтрализуют и утилизируют. Изобретение позволяет извлекать фторид водорода из его водных смесей, в том числе трудно разделяемых азеотропных, и получать безводный фторид водорода и/или концентрированную плавиковую кислоту. 1 ил., 1 табл., 8 пр.

Катализатор разложения углеводородов и батарея топливных элементов // 2602064

Изобретение относится к катализатору для разложения углеводородов, способу его получения и к батарее топливных элементов. Катализатор содержит соединение, содержащее по меньшей мере никель и алюминий, и металлический никель, имеющий диаметр частиц от 1 до 25 нм, в котором энергии связи между металлическим никелем и соединением, содержащим по меньшей мере никель и алюминий, в катализаторе составляют от 874,5 до 871,5 эВ (Ni 2p1/2), от 857 до 853 эВ (Ni 2p3/2) и от 73,5 до 70 эВ (Al 2p), и энергия активации катализатора составляет от 4×104 до 5×104 Дж/моль. Способ получения катализатора включает: стадию, на которой получают соединение, содержащее никель и алюминий; стадию, на которой формуют отформованную основу в качестве предшественника катализатора, содержащего соединение; первую стадию термической обработки, на которой проводят стадию (1) декарбонизации/дегидратации и стадию (2) спекания предшественника катализатора, где целевая температура, которая должна быть окончательно достигнута на стадии (2) спекания, устанавливается от 920 до 1250°С, где указанная стадия термической обработки осуществляется в присутствии потока газа, где количество протекающего газа составляет от 1 до 5000 (кг·л/мин)/м3; и вторую стадию термической обработки, на которой подвергают полученный в результате катализатор восстанавливающей обработке, чтобы металлизировать каталитический металлический элемент в нем, где целевая температура, которая должна быть окончательно достигнута на второй стадии термической обработки, устанавливается от 600 до 900°С, и время удерживания при этой целевой температуре составляет от 1 до 10 часов. Технический результат - обеспечение содержащего никель катализатора, имеющего сильную корреляцию между носителем и никелем, который является превосходным в свойстве сопротивления коксованию и является оптимальным для работы DSS (ежедневный запуск и отключение) и батареи топливных элементов. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 пр.

Способ изготовления мембраны для выделения атомов и ионов водорода из газовых смесей // 2602104

Изобретение относится к физической химии, газовому анализу, вакуумной технике и может быть использовано для выделения атомов и ионов водорода, а также его изотопов из газовых смесей. Способ изготовления мембраны для выделения атомов и ионов водорода из газовых смесей на основе металлов 5-й группы Периодической системы Менделеева, ниобия, ванадия, тантала и их сплавов друг с другом, в котором производят удаление приповерхностного карбида путем термической обработки мембраны в кислороде при температуре мембраны от 1400°С до 1550°С и давлении кислорода от 10-3 Па до 10-2 Па. Технический результат - повышение стабильности работы мембраны. 2 ил.

Способ получения водорода из биомассы // 2602150

Изобретение относится к способу получения водорода из биомассы и может быть использовано для получения водородсодержащих продуктов путем получения водорода из продуктов пиролиза растительного биотоплива, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии, в системах производства топлива для транспорта и в стационарных энергоустановках. Способ получения включает измельчение и сушку биомассы, ее последующий пиролиз с помощью нагретого твердого теплоносителя и перегретого водяного пара, разделение водородсодержащих газов пиролиза и пиролизной массы, которую подвергают высокотемпературной газификации. При этом в качестве твердого теплоносителя используют карбонаты, образующие оксиды при высокотемпературной газификации, нагрев твердого теплоносителя производят путем сжигания пиролизной массы в кислороде, получаемом при электролизе воды, образующейся в процессе сушки биомассы. Технический результат изобретения заключается в снижении тепловых затрат, а также позволяет производить различные энергоносители из различной биомассы при отсутствии потребления кислорода из атмосферы. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ получения водорода // 2602905

Изобретение относится к способу получения водорода для различных потребностей народного хозяйства. Способ заключается в том, что сплав на основе алюминия, содержащий алюминий 92-98%, медь 1-8%, помещают в водный раствор щелочи, содержащий щелочь 0,4%, вода - остальное, и осуществляют химическую реакцию при температуре раствора 15-70°C, при этом в реакции используют воду с pH от 7 до 12. Изобретение обеспечивает повышение скорости выделения водорода, удешевление производства и безопасность процесса. 1 ил., 1 табл.

Способ или система для извлечения диоксида углерода // 2603164

Изобретение относится к способу и системе для извлечения диоксида углерода на установке для синтеза метанола из углеводородного газа или синтеза бензина из углеводородного газа через метанол. Способ включает стадию риформинга для получения конвертированного газа посредством реакции парового риформинга углеводородного газа, стадию синтеза метанола для синтеза метанола из конвертированного газа, стадию сжигания для сжигания топливного газа с получением источника тепла для реакции парового риформинга, стадию извлечения диоксида углерода для извлечения диоксида углерода с использованием поглощающей жидкости из отходящих газов сжигания, генерируемых посредством сжигания, стадию получения множества нагревающих сред конвертированного газа или нагревающих сред конвертированного газа и метанола с разными температурами из конвертированного газа или из конвертированного газа и метанола и стадию регенерации поглощающей жидкости для регенерации поглощающей жидкости посредством ступенчатого нагрева поглощающей жидкости, содержащей поглощенный в ней диоксид углерода, для удаления диоксида углерода из поглощающей жидкости, причем нагрев выполняется с использованием множества нагревающих сред с разными температурами. Изобретение позволяет эффективно использовать отходящее тепло низкотемпературного конвертированного газа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил., 9 табл.

Катализатор, способ его приготовления и способ фотокаталитического получения водорода // 2603190

Изобретение относится к способам получения катализатора на основе оксидов и гидроксидов меди и никеля, нанесенных на твердый раствор сульфидов кадмия и цинка, применяемого преимущественно в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитического выделения водорода из водных растворов Na2S/Na2SO3 под действием видимого излучения. Способ получения композитного фотокатализатора заключается в нанесении гидроксидов переходных металлов на твердый раствор сульфидов кадмия и цинка Cd0.3Zn0.7S с последующей сушкой. Предлагаемый способ позволяет получать композитные фотокатализаторы состава: x%MO/M(OH)2/Cd0.3Zn0.7S, где M=Cu, Ni, x - 0,06-1,0, с высокой активностью. 3 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Способ приготовления катализатора среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром // 2603641

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы в промышленности при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака. Способ заключается в механической активации железосодержащего компонента, сушке, формовании и прокаливании гранул, при этом в качестве железосодержащего компонента используют порошок металлического железа, механическую активацию осуществляют сначала в воде до достижения степени окисления железа 65÷85%, затем добавляют хромовый ангидрид, далее в полученную массу вводят смесь оксидов меди и никеля в количестве 1,0÷3,0% при массовом соотношении CuO:NiO=1:0,2÷0,5 и перемешивают. Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение в процессе эксплуатации количества синтезируемого аммиака и аминов. 1 табл., 3 пр.