Устройство конверсии окиси углерода

Авторы патента:

C01B3/02 - Неметаллические элементы; их соединения

Владельцы патента RU 2614669:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении водорода. Устройство конверсии окиси углерода включает охладитель-сепаратор 1, оснащённый линией вывода водного конденсата 12, несколько охлаждаемых реакторов 2, 3, 4 каталитической конверсии окиси углерода, между которыми на линиях подачи частично конвертированного газа расположены сатураторы 5 и 6, соединённые с линией вывода водного конденсата 12, с линией подачи смеси части синтез-газа 13 и части водного конденсата 14. Устройство также оснащено линиями подачи синтез-газа 7 и вывода водородсодержащего газа 8. Изобретение позволяет получить водородсодержащий газ высокого давления за счёт проведения процесса конверсии при пониженной температуре и повышенном давлении. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для паровой конверсии окиси углерода и может быть использовано, например, при получении водорода в химической промышленности.

Известна установка для производства водорода методом паровой каталитической конверсии легких углеводородов [Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. Под ред. Б.И. Бондаренко. М.: РГУ, 2003, с. 60], включающая, в том числе, устройство конверсии окиси углерода в составе котла-утилизатора, двух адиабатических каталитических реакторов с котлом-утилизатором, расположенным между ними.

Недостатком известного устройства является низкая глубина конверсии окиси углерода вследствие неоптимального профиля температур в реакторах из-за отсутствия узлов для отведения тепла реакции из реактора.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010, МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает, в том числе, устройство конверсии окиси углерода, оснащенное линиями ввода синтез-газа и вывода водородсодержащего газа, состоящее из парового котла-утилизатора (охладителя) и охлаждаемого каталитического реактора паровой конверсии окиси углерода (конвертора), размещенных на линии подачи синтез-газа.

Основным недостатком данного устройства является невозможность получения водородсодержащего газа высокого давления из-за низкой относительной влажности синтез-газа в этих условиях, приводящей к невозможности обеспечить требующееся соотношение воды и окиси углерода в синтез-газе при температуре процесса конверсии.

Задача изобретения - получение водородсодержащего газа высокого давления.

Техническим результатом является повышение давления водородсодержащего газа за счет использования в качестве конвертора нескольких охлаждаемых каталитических реакторов, между которыми расположены сатураторы, соединенные с линией вывода водного конденсата, что позволяет восполнять химический расход воды при конверсии окиси углерода независимо от давления процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве конверсии окиси углерода, состоящем из охладителя и конвертора, размещенных на линии подачи синтез-газа, оснащенном линиями ввода синтез-газа и вывода водородсодержащего газа, особенностью является то, что в качестве охладителя используют охладитель-сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата, а в качестве конвертора используют несколько охлаждаемых каталитических реакторов, между которыми на линиях подачи частично конвертированного газа, соединяющих реакторы, расположены сатураторы, соединенные с линией вывода водного конденсата и с линией подачи смеси части синтез-газа и части водного конденсата.

В качестве охладителя-сепаратора может быть использован, например, дефлегматор, оснащенный охлаждаемым тепломассообменным блоком. В качестве сатуратора могут быть использованы сатураторы, например, пленочного или барботажного типов, известные из уровня техники. При необходимости отдельные аппараты могут быть объединены в один многофункциональный аппарат.

Расположение на линиях подачи частично конвертированного газа, соединяющих реакторы, сатураторов, соединенных с линией вывода водного конденсата и с линией подачи смеси части синтез-газа и части водного конденсата, позволяет вести процесс конверсии при пониженной температуре и повышенном давлении путем регулирования температуры и содержания паров воды в частично конвертированном газе, поступающем во второй и последующие реакторы, что обеспечивает и глубокую конверсию окиси углерода, и высокое давление водородсодержащего газа.

Предлагаемое устройство конверсии окиси углерода (чертеж) включает охладитель-сепаратор 1, несколько охлаждаемых реакторов каталитической конверсии окиси углерода (условно показано три реактора 2-4), сатураторы 5 и 6, расположенные между реакторами, линии подачи синтез-газа 7, вывода водородсодержащего газа 8, а также технологические линии 9-17.

Синтез-газ, поступающий в устройство по линии 7, например, из конвертора углеводородного сырья, разделяют на две части, большую часть по линии 9 подают в нижнюю часть охладителя-сепаратора 1, выполненного, например, в виде дефлегматора, где охлаждают, например, подготовленной водой, полученный охлажденный и осушенный синтез-газ по линии 10 подают в реактор 2, где происходит конверсия окиси углерода в двуокись с образованием водорода. Полученный частично конвертированной газ по линии 11 направляют для увлажнения в сатуратор 5, в который из низа охладителя-сепаратора 1 по линии 12 подают часть водного конденсата, а для регулирования температуры по линии 13 направляют смесь, полученную из части водного конденсата и части синтез-газа, подаваемых по линиям 14 и 15 соответственно. Увлажненный, подогретый до температуры конверсии частично конвертированной газ из сатуратора 5 подают в реактор 3. Далее процесс повторяется аналогично в сатураторе 6 и реакторе 4. Из последнего реактора по линии 8 выводят водородсодержащий газ высокого давления. При необходимости балансовое количество водного конденсата или подают по линии 16 в линию 9, или выводят по линии 17 из линии 12 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемое устройство конверсии окиси углерода позволяет получить водородсодержащий газ высокого давления и может быть использовано в промышленности.

Устройство конверсии окиси углерода, включающее охладитель и конвертор, размещенные на линии подачи синтез-газа, оснащенное линиями ввода синтез-газа и вывода водородсодержащего газа, отличающееся тем, что в качестве охладителя используют охладитель-сепаратор, оснащенный линией вывода водного конденсата, а в качестве конвертора используют несколько охлаждаемых каталитических реакторов, между которыми на линиях подачи частично конвертированного газа, соединяющих реакторы, расположены сатураторы, соединенные с линией вывода водного конденсата и с линией подачи смеси части синтез-газа и части водного конденсата.

Похожие патенты:

Водородная установка // 2614668

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Реактор пиролиза для получения синтез-газа // 2614168

Изобретение относится к нефтехимии и может быть использовано для получения моторных топлив. Внутреннюю полость реактора загружают сырьём фракцией до 50 мм: биотопливом, твердыми бытовыми или сельскохозяйственными отходами, угольными шламами посредством узла загрузки 3.

Генератор синтез-газа // 2612632

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Генератор синтез-газа содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого с кольцевым зазором установлена камера сгорания 2.

Модуль реактора для получения синтез-газа (варианты) и реактор для получения синтез-газа // 2610616

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к реактору переработки газового углеводородного сырья для получения синтез-газа, который может быть использован в газохимии для получения метилового спирта, диметилового эфира, альдегидов и спиртов, углеводородов и синтетического моторного топлива.

Установка для извлечения водорода из воды чёрного моря // 2610429

Изобретение относится к области добычи и переработки полезных ископаемых. Установка для извлечения водорода из воды Черного моря содержит реактор, соединенный трубопроводами с воздухозаборником и емкостью с серной кислотой, поступающей из окислителя.

Способ получения синтетического газа // 2610082

Изобретение относится к получению синтетического газа и может быть использовано в химической промышленности. Способ получения синтетического газа включает введение метана и углекислого газа в реакционную камеру.

Способ повышения производительности установки для получения аммиака // 2608766

Изобретение относится к области получения аммиака на основе риформинга углеводородов, в частности к способу повышения производительности установки для получения аммиака.

Процесс использования в полном объеме остаточного газа синтеза фишера-тропша с низким выделением углерода // 2608406

Изобретение относится к обработке отходящего газа из синтеза Фишера-Тропша, приводящей к понижению выделения углерода. Нециркуляционный остаточный газ, вырабатываемый после реакции синтеза Фишера-Тропша подвергается реформингу паром и превращается в обогащенный водородом синтез-газ.

Способ параллельного получения водорода и углеродсодержащих продуктов // 2608398

Изобретение может быть использовано в водородной энергетике и сталелитейной промышленности. В реакционное пространство помещают обогащенный углеродом гранулят с размером частиц от 0,1-100 мм, содержащий по меньшей мере 80 мас.

Разделение многокомпонентных газовых смесей способом короткоцикловой безнагревной адсорбции с трехэтапным извлечением целевого газа высокой чистоты // 2607735

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве азота, кислорода и аргона из атмосферного воздуха. Способ включает использование нескольких адсорбционных колонн.

Установка получения синтетического жидкого топлива // 2614956

Установка получения синтетического жидкого топлива относится к химической промышленности и может быть использовано, в частности, для проведения химического процесса получения синтетического жидкого топлива. Установка получения синтетического жидкого топлива, в состав которой входят блок адсорбционной очистки сырьевого газа от соединений серы, блок конверсии метана в синтез-газ, блок очистки синтез-газа от CO2, блок синтеза жидких углеводородов, блок стабилизации синтетических жидких углеводородов (СЖУ), блок гидроочистки СЖУ, блок гидрооблагораживания СЖУ, блок фракционирования синтетического жидкого топлива (СЖТ), блок водооборота и блок циркуляции водорода. Блоки связаны между собой функционально. Обеспечивается упрощение технологического процесса получения синтетических жидких топлив за счет организации самообеспечения отдельных технологических стадий водородсодержащим газом (очистки сырьевого газа от соединений серы, гидроочистки и гидрооблагораживания синтетических жидких углеводородов (СЖУ)), исключения стадии извлечения целевых продуктов синтеза из отходящих газов (за счет подачи отходящих газов в секцию стабилизации СЖУ), а также за счет проведения гидроочистки и гидрооблагораживания СЖУ без предварительного фракционирования. 1 ил.

Способ получения углеродных нанотрубок в сверхзвуковом потоке и устройство для его осуществления // 2614966

Изобретение относится к физике, химии, биофизике, медицине, биологии, электронике, оптоэлектронике. В смесителе-газоформирователе 8 готовят смесь путём подачи в него углерода и/или углеродсодержащих веществ из блока 15, порошка катализатора из блока 16, инертного газа из системы 6 через расходомер 7 и подогретого в устройстве 17 водорода из источника 18. Подключение указанных элементов осуществляют при помощи программно-коммутирующего устройства (ПКУ) 14. Полученную смесь подают в систему нагревания 2, включающую разрядную камеру 1, помещённую внутрь радиопрозрачной трубки 3, находящейся в индукторе 4, выполненном в виде спирали, соединённом с высокочастотным генератором 5. ПКУ 14 включает импульсный лазер 19, луч 20 которого, сфокусированный на поверхности металлического стержня 21, инициирует разряд в полученной смеси. Продукты индукционного нагрева направляют в накопительную емкость 9 через сопловой блок, содержащий сопло Лаваля 13 с числами Маха 1,5÷5. В накопительной ёмкости 9, герметично соединенной с системой нагревания 2 и системой отвода инертного газа 12, размещён охлаждаемый с помощью системы 11 сажеуловитель 10. Изобретение позволяет значительно увеличить содержание углеродных нанотрубок в полученной саже. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ синтеза углеродсодержащих наночастиц и попутного получения технического водорода // 2616040

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении композиционных материалов, синтезе мономеров и высокомолекулярных полиорганических соединений. Сначала герметичную камеру 1 заполняют водой 4. Затем при отрицательном давлении в присутствии паров этанола, подаваемых из емкости 9, формируют плазмотроном 2 плазменную струю 3, входящую в объем воды 4, образуя область плазмохимической реакции, на которую воздействуют индукционным полем, создаваемым конусным индуктором 5 при силе тока 100 А и частоте 1300 Гц. Выделенный газообразный водород компрессируют компрессором 6, сушат в адсорбционном осушителе 7 и собирают в газовом баллоне 8. Повышаются производительность и безопасность способа. 3 ил.

Двухстадийный способ получения пропионовой кислоты // 2616623

Изобретение относится к тонкому и основному органическому синтезу и касается, в частности, способа двухстадийного получения пропионовой кислоты, которая находит применение как ценный полупродукт органического синтеза. Предложен двухстадийный непрерывный способ получения пропионовой кислоты, включающий стадию гидрогенизации диоксида углерода в синтез-газ в присутствии катализатора, содержащего металлический кобальт на носителе в виде металлорганической каркасной структуры MIL-53(Al), и стадию гидроксикарбонилирования этилена монооксидом углерода и водой в присутствии катализатора гидроксикарбонилирования, представляющего собой металлический родий на носителе в виде металлорганической каркасной структуры MIL-53(Al), и процесс проводят в проточном 2- полочном реакторе при давлении 40-80 атм путем контактирования стационарного слоя катализатора, расположенного на верхней полке реактора и нагретого до температуры 500°C, с сырьевой смесью Н2 и CO2 при объемной скорости подачи газового сырья 500-1000 ч-1 последующим смешением образовавшихся и нагретых до температуры 500-520°C акционных газов, содержащих смесь СО-H2-CO-H2O, с холодным этиленом, подаваемым в межполочное пространство, и полученную газовую смесь при соотношении СО:H2O:С2Н4, близком к 1:1:1, подают на нижнюю полку реактора и подвергают контактированию при температуре 140-200°C с находящимся там катализатором гидроксикарбонилирования. Процесс проводят при объемном соотношении Н2:CO2 в газовом сырье, равном 0,8-1,2, и используют катализаторы с размером металлических частиц 2-4 нм при содержании кобальта 10 мас.% и родия 5-15 мас.%. Техническим результатом изобретения является повышение выхода пропионовой кислоты до 47,5% и селективности ее образования при одновременном упрощении технологии процесса и снижении энергетических затрат. Предлагаемый способ обеспечивает утилизацию парникового газа (CO2). 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 7 пр.

Установка получения водорода высокого давления // 2616942

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает узел сероочистки и конвертор сырья с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, конвертор оксида углерода, соединенный линией подачи части подготовленной воды с узлом водоподготовки, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку. Причем линия подачи по меньшей мере части подготовленной воды примыкает к линии подачи сырья, на которой затем размещен теплообменник нагрева смеси сырья с водяным паром и водой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором сырья и конвертором оксида углерода, который оснащен линиями ввода части сырья и вывода ее смеси с водяным паром в линию подачи сырья перед теплообменником. Узел выделения водорода соединен линией подачи конденсата с узлом водоподготовки. Технический результат изобретения заключается в повышении давления водорода. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Способ получения парафинового продукта // 2617499

Настоящее изобретение относится к способу получения парафинового продукта из углеродсодержащего сырья. Способ включает частичное окисление углеродсодержащего сырья для получения смеси, содержащей водород и монооксид углерода, осуществление синтеза Фишера-Тропша с использованием полученной смеси и извлечение парафинового продукта и отходящего газа, гидрогенизацию по меньшей мере части отходящего газа из синтеза Фишера-Тропша, необязательно после удаления углеводородов, используя молярное отношение пар/отходящий газ в диапазоне от 0,5 до 1,5, и катализатор, содержащий медь и цинк, или катализатор, содержащий медь, цинк и марганец, превращение по меньшей мере части образовавшегося газа, используя катализатор на основе никеля, который содержит не более 0,2 масс. % кобальта, не более 0,2 масс. % железа и не более 0,2 масс. % рутения, в расчете на общую массу катализатора, и получение водородсодержащего газа из по меньшей мере части полученного газа, используя процесс риформинга, процесс парового риформинга, процесс риформинга метана с водяным паром, процесс адиабатического парового риформинга, процесс парового риформинга с огневым нагревателем или автотермический процесс парового риформинга. Изобретение обеспечивает оптимизированный способ получения парафинового продукта, а также увеличение срока службы катализатора. 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Водородная установка // 2617754

Изобретение относится к установке для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, конвертор с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией подачи продувочного газа в горелку, оборудованную линиями подачи топлива и вывода дымовых газов. При этом блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя в конвертор окиси углерода, соединенный линией подачи воды с блоком водоподготовки, а на линии подачи синтез-газа установлены два теплообменника синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды. Технический результат заключается в снижении расхода сырья. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака и соответствующая внешняя секция установки для получения аммиака // 2617772

Изобретение относится к риформингу углеводородов. Способ получения синтез-газа для синтеза аммиака включает конверсию источника углеводородов в сырой синтез-газ, которую проводят с использованием каталитического автотермического парового риформинга или с использованием некаталитического частичного окисления паром без стадии первичного риформинга в присутствии окислителя, такого как кислород или обогащенный кислородом воздух, обработку сырого синтез-газа методом конверсии водяного газа, которая включает среднетемпературную конверсию при температуре 200-300°C, при этом получают конвертированный синтез-газ, очистку конвертированного синтез-газа, которая включает стадию адсорбции со сдвигом давления для удаления остаточных оксидов углерода и метана из синтез-газа, при этом получают очищенный синтез-газ, необязательное добавление азота в очищенный синтез-газ, при этом получают синтез-газ для синтеза аммиака с требуемым соотношением водорода и азота, и конверсию источника углеводородов в сырой синтез-газ, которую проводят в реакторе для автотермического парового риформинга или в реакторе для частичного окисления, при этом соотношение пар/углерод в питающем потоке реактора составляет менее 2. Изобретение обеспечивает высокорентабельное и крупномасштабное производство аммиака. 12 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл., 1 пр.

Способ модернизации установок для получения аммиака, использующих природный газ // 2618008

Изобретение относится к способу модернизации существующих установок для получения аммиака, использующих природный газ. Способ заключается в том, что в установку, содержащую головную секцию для конверсии природного газа в подпиточный газ для синтеза аммиака, состоящую из первичного и вторичного риформеров, при этом первичный риформер включает радиационную секцию и конвективную секцию, при этом в радиационной секции выполняется каталитическая конверсия технологического газа и передача этому газу тепловой энергии, называемой тепловой нагрузкой риформера, а во вторичный риформер подается воздух, поддерживающий горение, и частично конвертированный технологический газ, выходящий из первичного риформера, причем общее количество подводимого к установке природного газа разделается на технологическую часть, используемую для каталитической конверсии метана в водород и топливную часть, вводят следующие изменения: уменьшают тепловую нагрузку первичного риформера относительно количества вырабатываемого аммиака и, как следствие, снижают выходную температуру частично конвертированного газа, выходящего из первичного риформера, добавляют подающую линию по существу чистого кислорода, направляемого ко вторичному риформеру по меньшей мере частично заменяющего воздух, поддерживающий горение, добавляют линию нагнетания азота в количестве, необходимом для получения подпиточного газа, пригодного для синтеза аммиака, и уменьшают топливную часть и, как следствие, увеличивают технологическую часть, при данном общем количестве подводимого природного газа. Изобретение обеспечивает увеличение производительности существующих установок получения аммиака. 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Трубка для риформинга с внутренним теплообменом // 2618022

Изобретение относится к трубчатым установкам риформинга для превращения углеводородсодержащих исходных веществ, предпочтительно природного газа и легких жидких углеводородов, в продукт - синтез-газ. Трубчатая установка содержит внешнюю трубку, открытую на одном конце установки и закрытую на противоположном конце установки. Причем внешняя трубка содержит засыпанный слой твердого катализатора, активного при паровом риформинге, и выполнена с возможностью наружного обогрева. Вход для поступающего газового потока расположен на открытом конце трубки и имеет флюидную связь с засыпанным слоем катализатора. Внутри засыпанного слоя катализатора расположена по меньшей мере одна изогнутая в форме спирали теплообменная трубка. Входной конец трубки имеет флюидную связь с засыпанным слоем катализатора, а выходной конец - с выходом для потока продукта - синтез-газа. Теплообменная трубка посредством теплообмена находится в связи по теплообмену с засыпанным слоем катализатора и протекающим через него поступающим газовым потоком. Выход продукта расположен на открытом конце установки и имеет флюидную связь с выходным концом теплообменной трубки, но не имеет флюидной связи со входом для поступающего газового потока. Поступающий газовый поток сначала проходит сквозь засыпанный слой катализатора, а затем в противотоке через теплообменную трубку. Теплообменная трубка на участке не более 90% ее протяженности, находящейся внутри засыпанного слоя катализатора, является спирально изогнутой, а в остальном проходит прямо, и/или угол наклона витка спирали внутри засыпанного слоя катализатора изменяется. Технический результат: минимизация потерь давления и склонности к коррозии. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.