Водородная установка (варианты)

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель. При этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды. Также установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков. При этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа – нагреватель. Технический результат заключается в исключении потребления электроэнергии со стороны. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности.

Известен способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки углеводородного сырья с адсорберами, заполненными хемосорбентом, риформер с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, охладители-осушители, блок водоподготовки и блок выделения водорода.

Недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за сжигания части сырья для получения избыточного водяного пара.

Наиболее близка к заявляемому изобретению установка получения водорода из углеводородного газа [RU 2624708, опубл. 05.07.2017 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], включающая блок адсорбционной сероочистки, конвертор углеводородного сырья (риформер), оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, при этом блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку, и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладоагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки. Установка может быть оснащена адсорбером с хемосорбентом (блоком хемосорбционной очистки).

Недостатками данной установки является потребление электроэнергии со стороны для подачи технологических потоков: углеводородного сырья, воды и воздуха на установку, деионизированной воды из блока водоподготовки, а также, при необходимости, водорода потребителю.

Задача изобретения - исключение потребления электроэнергии со стороны.

Техническим результатом является исключение потребления электроэнергии за счет интеграции водородной установки с газотурбинным агрегатом путем размещения риформера на линии подачи продуктов сгорания в турбину и размещения нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа.

Предложено три варианта установки.

Указанный технический результат в первом варианте достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода -линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды, особенностью является то, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающем электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель.

Второй и третий варианты установки отличаются тем, что в блока адсорбционной сероочистки размещен не регенерируемый хемосорбент, а перед блоком адсорбционной сероочистки на линии подачи углеводородного сырья расположен теплообменник его предварительного нагрева частью отработанного газа. Третий вариант дополнительно предусматривает установку холодильника-конденсатора, соединенного линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, на линии вывода отработанного газа после нагревателя и теплообменника.

Во всех вариантах камера сгорания при необходимости может быть оснащена линией подачи топлива со стороны.

В качестве узлов и блоков установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники, например, в качестве устройств для подачи технологических потоков могут быть использованы насосы или компрессоры (в зависимости от агрегатного состояния потока), в качестве блока водоподготовки может быть установлено устройство обратного осмоса, и т.п. В качестве хемосорбента может быть использован хемосорбент, например, на основе окиси цинка.

Оборудование водородной установки газотурбинным агрегатом, включающим электрогенератор, позволяет использовать вырабатываемую электроэнергию для подачи технологических потоков и исключить ее подачу со стороны. При этом размещение риформера на линии подачи продуктов сгорания в турбину позволяет использовать тепло продуктов сгорания для нагрева риформера, а установка нагревателя смеси сырьевого газа с водой на линии вывода отработанного газа позволяет рекуперировать тепло отработанного газа, за счет чего повысить энергоэффективность установки в целом. Оборудование второго и третьего вариантов установки теплообменником позволяет нагреть углеводородное сырье до температуры хемосорбции, а установка холодильника-конденсатора в третьем варианте снижает расход воды со стороны за счет рецикла выделенного водного конденсата.

Предлагаемая установка во всех трех вариантах (фиг. 1-3, соответственно) включает блоки адсорбционной сероочистки 1 и водоподготовки 2, конвертор окиси углерода 3, нагреватель 4, риформер 5, блок выделения водорода 6 и газотурбинный агрегат с камерой сгорания 7, компрессором 8, турбиной 9 и электрогенератором 10. Второй вариант установки (фиг. 2) дополнительно оборудован теплообменником подогрева углеводородного сырья 11, а третий вариант (фиг. 3) - теплообменником 11 и холодильником-конденсатором 12. Устройства для подачи технологических потоков условно не показаны.

При работе первого варианта установки сырьевой газ, подаваемый по линии 13, очищают от сернистых соединений в блоке 1, газ регенерации адсорбента выводят по линии 14 в качестве топлива в камеру сгорания 7, а очищенный сырьевой газ по линии 15 после смешения с деионизированной водой, подаваемой по линии 16 из блока 2, направляют в качестве хладоагента в конвертор 3 и затем в качестве сырьевой смеси - в нагреватель 4 и риформер 5. Полученный синтез-газ по линии 17 направляют в конвертор 3, из которого водородсодержащий газ по линии 18 подают в блок 6, где разделяют на водород, выводимый по линии 19, водный конденсат, подаваемый в блок 2 по линии 20, и отходящий газ, который по линии 21 совместно с газом регенерации и сжатым воздухом, подаваемым по линии 22 из компрессора 8, в который по линии 23 поступает воздух, направляют в камеру сгорания 7, из которой продукты сгорания по линии 24 подают сначала в качестве теплоносителя в риформер 5, а затем в качестве рабочего тела в турбину 9, из которой отработанный газ выводят по линии 25 после охлаждения в нагревателе 4. Электроэнергию, вырабатываемую электрогенератором 10, используют для питания приводов устройств подачи технологических потоков. В блок 2 для компенсации химического расхода воды по линии 26 подают балансовую воду. В камеру сгорания при необходимости может подаваться дополнительное топливо по линии 27 (показано пунктиром).

Работа второго и третьего варианта отличается тем, что углеводородное сырье, подаваемое по линии 13, предварительно нагревают до температуры хемосорбции в теплообменнике 11, а при работе третьего варианта отработанный газ, выводимый по линии 25, предварительно охлаждают, например, воздухом, в холодильнике-конденсаторе 12, а выделенный водный конденсат по линии 28 подают в блок водоподготовки 2, за счет чего сокращают расход воды.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет исключить потребление электроэнергии со стороны и может быть использована в промышленности.

1. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, который оснащен линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, которая соединена линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель.

2. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с не регенерируемым адсорбентом, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, соединенной линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель и теплообменник нагрева углеводородного сырья перед блоком адсорбционной сероочистки.

3. Водородная установка, включающая блок адсорбционной сероочистки с не регенерируемым адсорбентом, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель, при этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды, отличающаяся тем, что установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи сжатого воздуха с камерой сгорания, соединенной линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и электрогенератором, обеспечивающим электроэнергией устройства для подачи технологических потоков, при этом камера сгорания соединена с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель, теплообменник нагрева углеводородного сырья перед блоком адсорбционной сероочистки и холодильник-конденсатор, соединенный с блоков водоподготовки линией подачи водного конденсата.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу удаления следов хлоридных загрязнителей в отходящем продукте, выходящем из реактора каталитического дегидрирования углеводородного сырьевого потока, который включает: компримирование выходящего из реактора продукта, содержащего полиядерные ароматические соединения, в компрессоре для получения компримированного отходящего продукта; введение компримированного отходящего продукта в установку удаления хлорида; адсорбирование хлоридов, присутствующих в компримированном отходящем продукте, в установке удаления хлорида с получением отходящего продукта, подвергнутого обработке.

Изобретение относится кадсорбционному выделению изомеров ксилола. Способ включает разделение сырьевого потока, включающего множество ароматических углеводородов, на первый поток, содержащий толуол и изомеры ксилола, и второй поток, содержащий изомеры ксилола.
Изобретение относится к способу очистки углеводородных смесей, при котором из загрязненной углеводородной смеси, содержащей олефины с тремя-восемью атомами углерода, по меньшей мере частично удаляют серосодержащие загрязнители с помощью приведения ее в контакт с твердым сорбентом.

Изобретение относится к двум вариантам способа алкилирования ароматических соединений. Один из вариантов включает: (a) предоставление исходного ароматического углеводородного сырья, содержащего алкилируемый ароматический углеводород, по меньшей мере 150 ч./млн по массе воды и по меньшей мере одну органическую азотную примесь, причем алкилируемый ароматический углеводород представляет собой бензол; (b) удаление воды из исходного ароматического углеводородного сырья в зоне обезвоживания с получением обезвоженного исходного ароматического сырья, имеющего содержание воды не более чем 20 ч./млн по массе; (c) контактирование обезвоженного исходного ароматического сырья с адсорбентом из глины в условиях, включающих температуру менее чем 130°С, так что адсорбент удаляет по меньшей мере часть органической азотной примеси, содержащейся в исходном сырье, с получением обработанного ароматического исходного сырья; и (d) подачу обработанного ароматического исходного сырья в реакционную зону алкилирования и/или реакционную зону трансалкилирования.

Изобретение относится к реакторному устройству для проведения адсорбционной десульфуризации, которое включает реактор с псевдоожиженным слоем, регенератор катализатора, восстановитель катализатора, улавливатель мелкого порошка катализатора и классификатор мелкого порошка, где классификатор мелкого порошка включает разгрузочный трубопровод для приема частиц катализатора большего размера, фракционированных классификатором мелкого порошка, причем данный разгрузочный трубопровод герметично проходит через боковую стенку корпуса реактора и входит в реакционную зону.

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтрующий узел для отделения высокомолекулярных соединений от сжиженного нефтяного газа содержит первый и второй пакеты из фильтрующей среды, выполненные с возможностью удаления высокомолекулярных соединений.

Изобретение относится к способу выделения метана из метановоздушной смеси, заключающемуся в сжатии метановоздушной смеси, разделении ее на метан и воздух и отборе метана.

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.
Изобретение относится к способу получения потока алкилированного ароматического соединения из по меньшей мере частично необработанного потока способного к алкилированию ароматического соединения, содержащего каталитические яды, и потока алкилирующего агента, включающего следующие стадии: (а) контактирование указанного потока способного к алкилированию ароматического соединения, содержащего указанные каталитические яды, с обрабатывающей композицией в зоне обработки, отдельной от реакционной зоны алкилирования, в условиях обработки с целью удаления по меньшей мере части указанных каталитических ядов и получения обработанного отходящего потока, который включает обработанное способное к алкилированию ароматическое соединение и сниженное количество каталитических ядов, причем указанная обрабатывающая композиция представляет собой пористый кристаллический материал, который имеет отношение площади поверхности к объему, составляющее более 30 дюймов-1 (12 см-1), указанные условия оработки включают температуру от 30 до 300°С; (б) периодическую подачу потока алкилирующего агента в указанную зону обработки совместно с указанным по меньшей мере частично необработанным способным к алкилированию ароматическим соединением, чтобы достичь увеличения температуры, вызванного экзотермической реакцией между указанным алкилирующим агентом и указанным по меньшей мере частично необработанным способным к алкилированию ароматическим соединением в присутствии указанной обрабатывающей композиции при указанных условиях обработки, причем указанное увеличение температуры определяет степень старения указанной обрабатывающей композиции; причем периодическая подача алкилирующего агента означает, что алкилирующий агент подают в зону обработки с интервалами от 1 секунды до 24 часов или более, и затем прекращают подавать на периоды времени от 1 минуты до 15 суток или более; и (в) контактирование указанного обработанного способного к алкилированию ароматического соединения в указанном отходящем потоке и потока алкилирующего агента с каталитической композицией в указанной реакционной зоне алкилирования, отдельной от указанной зоны обработки, при по меньшей мере частично жидкофазных условиях каталитического превращения с получением алкилированного отходящего потока, который включает дополнительное количество алкилированного ароматического соединения, причем указанная каталитическая композиция включает пористый кристаллический материал, имеющий каркасный структурный тип, выбранный из группы, включающей FAU, BEA, MOR, MWW и их смеси, причем указанные по меньшей мере частично жидкофазные условия каталитического превращения включают температуру от 100 до 300°С, давление от 689 до 4601 кПа, молярное отношение обработанного способного к алкилированию ароматического соединения к алкилирующему агенту от 0,01:1 до 25:1 и массовую часовую объемную скорость подачи сырья (МЧОС), составляющую в расчете на алкилирующий агент от 0,5 до 500 ч-1.

Изобретение относится к способу получения возобновляемого полиизобутенового полимера, полиизобутеновому полимеру, полученному таким способом, способу получения возобновляемого изобутена высокой степени чистоты и способу получения одного или более олигомерных изоалкенов.

Изобретение может быть использовано для получения детонационных алмазов и вюрцитоподобного нитрида бора. Устройство для синтеза сверхтвердых материалов (СТМ) содержит сосуд 1 с герметичными крышками 2 и 3.

Изобретение относится к способам формирования пористого оксидного материала и может быть использовано для разработки анодных материалов литий-ионных батарей и суперконденсаторов нового поколения, чувствительных элементов газовых сенсоров.

Изобретение относится к способу запуска ступени предриформинга, а также к интегрированной установке риформинга, выполненной с возможностью осуществления этого способа.
Изобретение относится к области водородной энергетики, а именно к способу извлечения водорода из металлогидридов. Способ заключается в извлечении водорода путем диффузии водорода из металлогидрида.
Группа изобретений относится к генератору озона с высоковольтным электродом (5) и по меньшей мере одним контрэлектродом (1), проволочному изделию плоской формы и компоновке высоковольтного электрода.
Изобретение относится к способу производства жидкого топлива. Способ включает: а) конверсию твердого углеродсодержащего материала в блоке газификации с образованием сингаза газификатора; b) проведение сингаза газификатора в блок обработки газа и обработку в нем сингаза газификатора, при этом указанный блок обработки газа включает в себя блок удаления кислого газа, предназначенный для удаления менее 50% CО2, присутствующего в сингазе газификатора; c) образование по меньшей мере потока обработанного сингаза газификатора, содержащего по меньшей мере 50% CО2 сингаза газификатора, газового потока, обогащенного CО2, и потока, обогащенного серой; d) использование по меньшей мере 90% обогащенного CО2 газового потока при образовании сингаза газификатора; e) конверсию легкого ископаемого топлива в блоке конверсии легкого ископаемого топлива с образованием обогащенного H2 сингаза, содержащего H2 и CO в молярном отношении H2/CO по меньшей мере 2:1; f) объединение обработанного сингаза газификатора и обогащенного H2 сингаза с образованием смешанного сингаза, имеющего более высокое отношение Н2/СО, чем в потоке обработанного сингаза газификатора; g) конверсию смешанного сингаза с образованием жидкого топливного продукта и потока побочного продукта, содержащего одно или более веществ из водорода, CO, водяного пара, метана и углеводородов, содержащих 2-8 атомов углерода и 0-2 атомов кислорода; и h) реакцию до 100% потока побочного продукта в блоке конверсии легкого ископаемого топлива, чтобы способствовать образованию обогащенного H2 сингаза.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при удалении диоксида углерода из содержащих его газовых смесей, а также при получении жидкого диоксида углерода и сухого льда.
Настоящее изобретение относится к способу введения адгезионных добавок, содержащих одностенные, и/или двустенные, и/или многостенные углеродные нанотрубки, в битумы нефтяные дорожные вязкие, а также применению данных агдезионных добавок в составе битумов.

Изобретение относится к получению нанопорошка карбида вольфрама. Способ включает восстановление и карбидизацию триоксида вольфрама (WO3) в термической плазме дуговой плазменной установки с получением наночастиц карбида вольфрама (WC).

Изобретение относится к нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении полимерных композитов. Углеродные нанотрубки окисляют смесью азотной и серной кислот с образованием карбоксильных функциональных групп, ковалентно связанных с их поверхностью.

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов и может быть использовано в промышленности. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель. При этом блок выделения водорода оснащен линиями подачи отходящего газа и вывода водорода и соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки, оснащенным линиями подачи воды и деионизированной воды. Также установка оборудована газотурбинным агрегатом, включающим компрессор с линией подачи воздуха, соединенный линией подачи части сжатого воздуха с приводами устройств для подачи технологических потоков и линией подачи другой части сжатого воздуха с камерой сгорания, соединенной линией подачи продуктов сгорания с турбиной, оснащенной линией вывода отработанного газа и соединенной с линиями подачи газа регенерации и отходящего газа в качестве топлива. Кроме того, на линии подачи продуктов сгорания установлен риформер, а на линии вывода отработанного газа - нагреватель. Технический результат заключается в исключении потребления электроэнергии со стороны. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх