Установка для получения метанола из исходного газа, содержащего метан

Изобретение относится к установке для получения метанола из исходного газа, содержащего метан, которая может быть использована непосредственно в зонах добычи и первичной переработки исходного газа. Установка включает связанные между собой системой трубопроводов печь парового риформинга части исходного газа, поступающего на установку, с обогревом печи путем сжигания другой части исходного газа и отводом конвертированного газа и дымовых газов, аппараты для подготовки и деаэрирования воды, предназначенной для риформинга, реактор каталитического синтеза метанола из конвертированного газа, колонну ректификации метанола, теплообменники, использующие тепло конвертированного газа для подогрева воды перед аппаратом деаэрирования, для испарения деаэрированной воды и назревания кубовой жидкости ректификационной колонны, теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева деаэрированной воды, перегрева водяного пара перед смешением с исходным газом, подогрева исходного газа перед смешением с водяным паром, подогрева смеси исходного газа с водяным паром перед печью парового риформинга, подогрева конвертированного газа перед реактором каталитического синтеза метанола, конденсаторы и сепараторы для отделения жидкостей от газов. При этом установка дополнительно содержит теплообменник, использующий тепло конвертированного газа для подогрева деаэрированной воды, и теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева воды перед аппаратом для подготовки воды, для испарения деаэрированной воды и подогрева указанной другой части исходного газа перед ее сжиганием. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении полноты использования энергетического потенциала потоков конвертированного газа и дымовых газов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для получения метанола из исходного газа, содержащего метан, в частности, природного, сланцевого или попутного нефтяного газа, и может быть использовано в производстве метанола, в частности, на установках, расположенных непосредственно в зонах добычи и первичной переработки исходного газа.

Известны различные установки для получения метанола из природного газа, включающие аппараты для риформинга природного газа, синтеза метанола из продуктов риформинга, ректификации метанола-сырца (М.М. Караваев и др. Технология синтетического метанола, М.: Химия, 1984, с. 21-33, 106-115, 181-187).

Наиболее близкой к предложенной является установка для получения метанола из природного газа, содержащая связанные между собой системой трубопроводов печь парового риформинга части природного газа, поступающего на установку, с обогревом путем сжигания другой части природного газа и отводом конвертированного газа и дымовых газов, аппараты для подготовки и деаэрирования воды, предназначенной для риформинга, реактор каталитического синтеза метанола из конвертированного газа, колонну ректификации метанола, теплообменники, использующие тепло конвертированного газа для подогрева воды перед аппаратом деаэрирования, испарения деаэрированной воды и нагревания кубовой жидкости ректификационной колонны, теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева деаэрированной воды, перегрева водяного пара перед смешением с природным газом, подогрева природного газа перед смешением с водяным паром, подогрева смеси природного газа с водяным паром перед печью парового риформинга, подогрева конвертированного газа перед реактором каталитического синтеза метанола, конденсаторы жидкостей и сепараторы для отделения жидкостей от газов (RU 2453525, С07С 31/04, С07С 29/151, С01В 3/32, B01J 8/00, 2012).

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении энергетической эффективности установки для получения метанола из исходного газа, содержащего метан.

Для решения этой задачи предложена установка для получения метанола из исходного газа, содержащего метан, включающая связанные между собой системой трубопроводов печь парового риформинга части исходного газа, поступающего на установку, с обогревом печи путем сжигания другой части исходного газа и отводом конвертированного газа и дымовых газов, аппараты для подготовки и деаэрирования воды, предназначенной для риформинга, реактор каталитического синтеза метанола из конвертированного газа, колонну ректификации метанола, теплообменники, использующие тепло конвертированного газа для подогрева воды перед аппаратом деаэрирования, для испарения деаэрированной воды и нагревания кубовой жидкости ректификационной колонны, теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева деаэрированной воды, перегрева водяного пара перед смешением с исходным газом, подогрева исходного газа перед смешением с водяным паром, подогрева смеси исходного газа с водяным паром перед печью парового риформинга, подогрева конвертированного газа перед реактором каталитического синтеза метанола, конденсаторы и сепараторы для отделения жидкостей от газов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплообменник, использующий тепло конвертированного газа для подогрева деаэрированной воды, и теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева воды перед аппаратом для подготовки воды, для испарения деаэрированной воды и подогрева указанной другой части исходного газа перед ее сжиганием.

Технический результат, достигаемый с помощью предложенного изобретения, состоит в том, что введение в состав установки дополнительных теплообменников позволяет более полно использовать энергетический потенциал двух высокотемпературных газовых потоков, продуцируемых в печи риформинга - потока конвертированного газа и потока дымовых газов.

В зависимости от состава исходного газа, в зоне добычи которого расположена установка для получения метанола, предложенное изобретение может содержать дополнительное оборудование. Так, при наличии в исходном газе существенного количества сернистых соединений установка может содержать аппараты для его очистки от них известными методами (Т.А. Семенова и др. Очистка технологических газов, М.: Химия, 1977, с. 287-330), а при повышенном содержании гомологов метана -аппарат предварительного риформинга по известному методу (RU 2394755, С01В 3/38, 2010). В случае, когда из источника исходного газа возможно поступление значительных количеств воды, установка может содержать сепаратор-пробкоуловитель (http://scholz.ru/products/separatory/vhodnoj_separator-probkoulovitel; RU 2534634, B01D 45/12, 47/10, 2014)

Сущность изобретения иллюстрируется прилагаемым чертежом, на котором изображена схема установки, являющейся одним из конкретных воплощений предложенного изобретения - для случая, когда осуществляется и очистка исходного газа от сернистых соединений, и предварительный риформинг, и при этом не исключена возможность поступления воды с исходным газом.

В соответствии с чертежом, установка включает следующие аппараты и машины, связанные между собой системой трубопроводов:

- аппараты 1 для очистки исходного газа от сернистых соединений (сероочистки), реактор 2 предварительного риформинга, трубчатую печь риформинга 3 с блоком 4 теплообменной аппаратуры дымовых газов, реактор 5 синтеза метанола, ректификационную колонну 6,

- теплообменники 7-9, котел-утилизатор 10, теплообменники 11-13, расположенные в блоке 4,

- котел-утилизатор 14, теплообменники 15-18, сепараторы воды 19-22 и компрессоры 23 и 24 на линии конвертированного газа от трубчатой печи 3 к реактору синтеза метанола 5,

- конденсатор метанола 25, сепаратор 26 и сборник метанола 27, насос 28 и теплообменник 29 на линии метанола от реактора 5 синтеза метанола к ректификационной колонне 6,

- конденсатор 30 и сборник 31 метанола из ректификационной колонны 6,

- кипятильник 32 ректификационной колонны 6 и насос 33 кубовой жидкости,

- сепаратор-пробкоуловитель 34 на линии ввода исходного газа в установку,

- аппарат 35 для обессоливания воды, насос 36, аппарат 37 для деаэрации и насос 38 на линии подачи воды в установку,

- сепаратор пара 39,

- сборник 40 воды из сепараторов 19-22 и насос 41 для воды из сборника 40.

Установка работает следующим образом.

Поток 42 исходного газа, поступающего на установку, освобождают от влаги в сепараторе-пробкоуловителе 34 и разделяют на два потока. Поток, предназначенный для сжигания в печи, подогревают дымовыми газами в теплообменнике 12 до 50-100°С и направляют в печь риформинга 3. К потоку исходного газа, используемому в качестве сырья для осуществления риформинга, добавляют газ, содержащий водород (газовые сдувки), из сепаратора метанола 26 и сборника 27, нагревают этот поток дымовыми газами в теплообменнике 9 и направляют в один из попеременно работающих аппаратов 1 каталитической очистки от сернистых соединений, осуществляемой при давлении ~2,8 МПа (здесь и далее указываемая величина давления означает избыточное давление) и температуре 350-400°С.

Поток 43 исходной воды подогревают в теплообменнике 13, обогреваемом дымовыми газами, подвергают обессоливанию в аппарате 35, насосом 36 через теплообменник 16, обогреваемый конвертированным газом, подают в аппарат 37 для деаэрации. Деаэрированную воду, подаваемую насосом 38, последовательно подогревают в теплообменнике 15, обогреваемом конвертированным газом, теплообменнике 11, обогреваемом дымовыми газами, а затем направляют в котлы-утилизаторы 10 и 14, обогреваемые соответственно дымовыми газами и конвертированным газом. Пар из котлов-утилизаторов 10 и 14 поступает в сепаратор 39, а затем в теплообменник 8, обогреваемый дымовыми газами, где перегревается и далее поступает на смешение с исходным газом. Котловую воду из сепаратора 39 возвращают в аппарат 37 для деаэрации.

Исходный газ из аппарата 1 для сероочистки смешивают с частью перегретого пара из теплообменника 8 и подают в реактор предварительного риформинга 2 для проведения первичной паровой конверсии гомологов метана в исходном газе на высокоактивном катализаторе на основе никеля в диапазоне температур 400-450°С. Парогазовую смесь, выходящую из реактора предварительного риформинга 2, смешивают с другой частью перегретого пара из теплообменника 8, подогревают до 500-600°С в теплообменнике 7, обогреваемом дымовыми газами, и направляют в трубы печи риформинга 3, где при температуре 800-900°С и давлении ~2,6 МПа в присутствии катализатора осуществляется конверсия - реакция метана с водяным паром с образованием водорода и монооксида углерода. Печь риформинга 3 обогревается благодаря сжиганию части исходного газа после теплообменника 12 в смеси с воздухом (поток 44)

Конвертированный газ из печи риформинга 3 последовательно охлаждается, проходя котел-утилизатор 14, где продуцируется насыщенный пар, теплообменник 15, где нагревается деаэрированная вода, сепаратор 19, где отделяется сконденсированная вода, кипятильник 32 куба ректификационной колонны 6, сепаратор 20, где также отделяется сконденсированная вода, теплообменник 16, где нагревается обессоленная вода, сепаратор 21, где также отделяется сконденсированная вода, теплообменник 17, охлаждаемый тосолом, и сепаратор 22, где также отделяется сконденсированная вода. Вода, отделенная в сепараторах 19-22, поступает в сборник 40, откуда с помощью насоса 41 возвращается в цикл.

Дымовые газы в блоке 4 печи риформинга 3 последовательно проходят через теплообменник 7, нагревая парогазовую смесь перед печью риформинга 3, теплообменник 8, перегревая насыщенный водяной пар, теплообменник 9, нагревая исходный газ в смеси с газовыми сдувками из сепаратора 26 и сборника 27 перед егр подачей в аппарат 1 для сероочистки, котел-утилизатор 10, испаряя деаэрированную воду, теплообменник 11, нагревая деаэрированную воду, теплообменник 12, нагревая исходный газ перед его сжиганием в печи риформинга 3, теплообменник 13, нагревая исходную воду.

Осушенный конвертированный газ после сепаратора 22 компрессором 23 сжимают до давления ~4,5-4,6 МПа, смешивают с циркуляционным газом из сепаратора 26, и дожимающим циркуляционным компрессором 24 сжимают до ~5,0 МПа и далее подают в реактор 5 синтеза метанола через теплообменник 18, где конвертированный газ подогревается за счет тепла продуктов синтеза метанола в реакторе 5. Синтез метанола в реакторе 5 осуществляется при температуре 200-300°С и давлении ~5,0 МПа в присутствии медьсодержащего катализатора. Регулирование температуры в каталитической зоне осуществляется автоматически, подачей холодного газа по байпасам.

Газообразные продукты из реактора 5 поступают в аппарат воздушного охлаждения 25, где метанол конденсируется, отделяется в сепараторе 26 от неконденсирующегося газа и далее через сборник 27 и, с помощью насоса 28, через подогреватель 29 подается в ректификационную колонну 6.

В ректификационной колонне 6, снабженной кипятильником 32, который обогревается конвертированным газом, пары метанола отделяются от органических примесей с более высокой температурой кипения. Пары метанола конденсируют в аппарате воздушного охлаждения 30 и через сборник 31 отправляют потребителю (поток 45). Кубовую жидкость из колонны 6 насосом 33 возвращают в сборник 40, откуда с помощью насоса 41 возвращают в водооборотный цикл.

1. Установка для получения метанола из исходного газа, содержащего метан, включающая связанные между собой системой трубопроводов печь парового риформинга части исходного газа, поступающего на установку, с обогревом печи путем сжигания другой части исходного газа и отводом конвертированного газа и дымовых газов, аппараты для подготовки и деаэрирования воды, предназначенной для риформинга, реактор каталитического синтеза метанола из конвертированного газа, колонну ректификации метанола, теплообменники, использующие тепло конвертированного газа для подогрева воды перед аппаратом деаэрирования, для испарения деаэрированной воды и назревания кубовой жидкости ректификационной колонны, теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева деаэрированной воды, перегрева водяного пара перед смешением с исходным газом, подогрева исходного газа перед смешением с водяным паром, подогрева смеси исходного газа с водяным паром перед печью парового риформинга, подогрева конвертированного газа перед реактором каталитического синтеза метанола, конденсаторы и сепараторы для отделения жидкостей от газов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит теплообменник, использующий тепло конвертированного газа для подогрева деаэрированной воды, и теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева воды перед аппаратом для подготовки воды, для испарения деаэрированной воды и подогрева указанной другой части исходного газа перед ее сжиганием.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит аппарат для очистки исходного газа от сернистых соединений перед его смешением с водяным паром.

3. Установка по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит аппарат предварительного парового риформинга исходного газа перед печью парового риформинга исходного газа.

4. Установка по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сепаратор-пробкоуловитель на линии ввода исходного газа, поступающего на установку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установке для удаления углеводородов C6-C11 из метанола. Установка для удаления углеводородов С6-С11 из метанола содержит по меньшей мере один реактор для превращения монооксида углерода и водорода в неочищенный метанол, содержащий углеводороды, дистилляционную колонну со шлемовой частью и сборником для очистки метанола и по меньшей мере один трубопровод для направления неочищенного метанола по меньшей мере из одного реактора в дистилляционную колонну.

Изобретение относится к технической области получения диметилоксалата из синтез-газа и к способу рециклинга метанола в процессе получения диметилоксалата из синтез-газа.

В заявке описан объединенный способ получения метилацетата и метанола при карбонилировании диметилового эфира синтез-газом, извлечении метилацетата и непрореагировавшего синтез-газа, при этом регенерированный синтез-газ используют в качестве единственного свежего синтез-газа для синтеза метанола.

В заявке описан объединенный способ получения метилацетата и метанола, который включает карбонилирование диметилового эфира синтез-газом, извлечение потока метилацета и потока непрореагировавшего синтез-газа, содержащего метилацетат, скрубберную очистку синтез-газа для удаления метилацетата и подачу синтез-газа после скрубберной очистки в зону синтеза метанола.

В изобретении описан объединенный способ получения метилацетата и метанола при карбонилировании диметилового эфира синтез-газом, при извлечении метилацетата и непрореагировавшего синтез-газа и при подаче непрореагировавшего синтез-газа и свежего синтез-газа для синтеза метанола.

Изобретение относится к технологии получения синтез-газа для малотоннажного производства метанола. Способ осуществляется путем парциального окисления углеводородных газов (УВГ) при давлении 6,0-7,0 МПа в газогенераторе, оборудованном узлами ввода УВГ и окислителя.

Настоящее изобретение относится к способу получения одного или многих реакционных продуктов с помощью последующей сопутствующей реакции, в которой соединения с более высокой молекулярной массой образуются, по меньшей мере частично, из низкомолекулярных соединений синтез-газа (3), включающему следующие стадии:- образование синтез-газа (3), включающего СО и Н2,- введение по меньшей мере части синтез-газа (3) в реактор (104), и также проведение последующей сопутствующей реакции в реакторе (104), причем образуется продуктовый поток (5), содержащий соединения с более высокой молекулярной массой, СО2, СО и Н2,- разделение продуктового потока (5) в разделительном устройстве (105) на первый поток (8), имеющий соединения с более высокой молекулярной массой, и также на второй поток (6), включающий СО2, СО и Н2.

Изобретение относится к способу совместного получения уксусной кислоты и диметилового эфира, где способ включает: (a) очистку смеси диметилового эфира, метанола, воды и метилформиата посредством: (i) загрузки смеси диметилового эфира, метанола, воды и метилформиата в дистилляционную колонну; (ii) дистилляции загруженной смеси диметилового эфира, метанола, воды, муравьиной кислоты и метилформиата с получением головного потока, обедненного метилформиатом по сравнению с загруженной смесью, основного потока, обедненного метилформиатом по сравнению с загруженной смесью и содержащего метанол и воду, и бокового потока, обогащенного метилформиатом по сравнению с загруженной смесью; (iii) отбора из колонны бокового потока, обогащенного метилформиатом, в положении выше положения загрузки смеси, загружаемой в колонну; (b) загрузку по меньшей мере части основного потока, содержащего метанол и воду вместе с метилацетатом, в реакцию дегидратации-гидролиза и дегидратацию метанола и гидролиз содержащегося в нем метилацетата в присутствии по меньшей мере одного твердого кислотного катализатора с получением неочищенного продукта реакции, содержащего уксусную кислоту и диметиловый эфир; (c) извлечение уксусной кислоты и диметилового эфира из неочищенного продукта реакции.

Настоящее изобретение относится к способу очистки метанола-сырца, содержащего сернистые соединения, включающему стадию промывания метанола-сырца неполярным органическим растворителем с экстракцией сернистых соединений, где неполярный органический растворитель содержит по меньшей мере 60 масс.

Настоящее изобретение относится к системам и способам получения диметилсульфида из потока газифицированного кокса. Описан способ извлечения нефти из нефтеносного пласта, включающий в себя введение в пласт композиции для извлечения нефти, содержащей диметилсульфид, который получен способом, включающим обеспечение потока газифицированного кокса, содержащего монооксид углерода, водород, сероводород, диоксид углерода и азот; разделение потока газифицированного кокса на поток, обогащенный монооксидом углерода по сравнению с потоком газифицированного кокса, поток, обогащенный водородом по сравнению с потоком газифицированного кокса, и поток, обогащенный сероводородом по сравнению с потоком газифицированного кокса; получение метанола из по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного монооксидом углерода, и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного водородом; и получение диметилсульфида из по меньшей мере части полученного метанола и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного сероводородом.

В заявке описан объединенный способ получения метилацетата и метанола при карбонилировании диметилового эфира синтез-газом, извлечении метилацетата и непрореагировавшего синтез-газа, при этом регенерированный синтез-газ используют в качестве единственного свежего синтез-газа для синтеза метанола.

В заявке описан объединенный способ получения метилацетата и метанола, который включает карбонилирование диметилового эфира синтез-газом, извлечение потока метилацета и потока непрореагировавшего синтез-газа, содержащего метилацетат, скрубберную очистку синтез-газа для удаления метилацетата и подачу синтез-газа после скрубберной очистки в зону синтеза метанола.

В изобретении описан объединенный способ получения метилацетата и метанола при карбонилировании диметилового эфира синтез-газом, при извлечении метилацетата и непрореагировавшего синтез-газа и при подаче непрореагировавшего синтез-газа и свежего синтез-газа для синтеза метанола.

Настоящее изобретение относится к способу получения одного или многих реакционных продуктов с помощью последующей сопутствующей реакции, в которой соединения с более высокой молекулярной массой образуются, по меньшей мере частично, из низкомолекулярных соединений синтез-газа (3), включающему следующие стадии:- образование синтез-газа (3), включающего СО и Н2,- введение по меньшей мере части синтез-газа (3) в реактор (104), и также проведение последующей сопутствующей реакции в реакторе (104), причем образуется продуктовый поток (5), содержащий соединения с более высокой молекулярной массой, СО2, СО и Н2,- разделение продуктового потока (5) в разделительном устройстве (105) на первый поток (8), имеющий соединения с более высокой молекулярной массой, и также на второй поток (6), включающий СО2, СО и Н2.

Настоящее изобретение относится к системам и способам получения диметилсульфида из потока газифицированного кокса. Описан способ извлечения нефти из нефтеносного пласта, включающий в себя введение в пласт композиции для извлечения нефти, содержащей диметилсульфид, который получен способом, включающим обеспечение потока газифицированного кокса, содержащего монооксид углерода, водород, сероводород, диоксид углерода и азот; разделение потока газифицированного кокса на поток, обогащенный монооксидом углерода по сравнению с потоком газифицированного кокса, поток, обогащенный водородом по сравнению с потоком газифицированного кокса, и поток, обогащенный сероводородом по сравнению с потоком газифицированного кокса; получение метанола из по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного монооксидом углерода, и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного водородом; и получение диметилсульфида из по меньшей мере части полученного метанола и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного сероводородом.

Настоящее изобретение относится к способу и системе устройств для получения диметилоксалата карбонилированием промышленного синтез-газа при средневысоком и высоком давлении и получения этилегликоля гидрированием диметилоксалата.

Настоящее изобретение относится к установке получения метанола и к способу ее работы. Установка включает блок получения синтез-газа с устройством для его осушки и линиями подачи топлива, воды, углеводородного сырья, блок получения метанола с каталитическим реактором, оснащенным линией ввода хладагента и устройством для выделения метанола, оснащенным линиями подачи отходящего газа в блок получения синтез-газа в качестве топлива и вывода сырого метанола.

Настоящее изобретение относится к установке получения метанола и к способу ее работы. Установка включает блок получения синтез-газа с устройством для его осушки и линиями подачи топлива, воды, углеводородного сырья, блок получения метанола с каталитическим реактором, оснащенным линией ввода хладагента и устройством для выделения метанола, оснащенным линиями подачи отходящего газа в блок получения синтез-газа в качестве топлива и вывода сырого метанола.

Изобретение относится к способу получения метанола из богатого диоксидом углерода потока в качестве первого сырьевого потока и богатого углеводородами потока в качестве второго сырьевого потока, а также к установке для его осуществления.

Изобретение относится к способу получения метанола из богатого диоксидом углерода потока в качестве первого сырьевого потока и богатого углеводородами потока в качестве второго сырьевого потока, а также к установке для его осуществления.

Изобретение предназначено для термической очистки углеродных нанотрубок. Очищение нанотрубок происходит при контролируемом термическом отжиге на воздухе.

Изобретение относится к установке для получения метанола из исходного газа, содержащего метан, которая может быть использована непосредственно в зонах добычи и первичной переработки исходного газа. Установка включает связанные между собой системой трубопроводов печь парового риформинга части исходного газа, поступающего на установку, с обогревом печи путем сжигания другой части исходного газа и отводом конвертированного газа и дымовых газов, аппараты для подготовки и деаэрирования воды, предназначенной для риформинга, реактор каталитического синтеза метанола из конвертированного газа, колонну ректификации метанола, теплообменники, использующие тепло конвертированного газа для подогрева воды перед аппаратом деаэрирования, для испарения деаэрированной воды и назревания кубовой жидкости ректификационной колонны, теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева деаэрированной воды, перегрева водяного пара перед смешением с исходным газом, подогрева исходного газа перед смешением с водяным паром, подогрева смеси исходного газа с водяным паром перед печью парового риформинга, подогрева конвертированного газа перед реактором каталитического синтеза метанола, конденсаторы и сепараторы для отделения жидкостей от газов. При этом установка дополнительно содержит теплообменник, использующий тепло конвертированного газа для подогрева деаэрированной воды, и теплообменники, использующие тепло дымовых газов для подогрева воды перед аппаратом для подготовки воды, для испарения деаэрированной воды и подогрева указанной другой части исходного газа перед ее сжиганием. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении полноты использования энергетического потенциала потоков конвертированного газа и дымовых газов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх