RU2475468C1 - Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов - Google Patents
Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475468C1 RU2475468C1 RU2011146194/04A RU2011146194A RU2475468C1 RU 2475468 C1 RU2475468 C1 RU 2475468C1 RU 2011146194/04 A RU2011146194/04 A RU 2011146194/04A RU 2011146194 A RU2011146194 A RU 2011146194A RU 2475468 C1 RU2475468 C1 RU 2475468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- synthesis gas
- catalytic
- reactor
- conversion
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 67
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 66
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 59
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 14
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 14
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 abstract description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical class [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract 4
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N methyl monoether Natural products COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 3
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 2
- 238000006641 Fischer synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002453 autothermal reforming Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N carbon monosulfide Chemical compound [S+]#[C-] DXHPZXWIPWDXHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007036 catalytic synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- -1 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, включающему очистку исходного сырья от сернистых соединений, пароуглекислотную каталитическую конверсию очищенного от соединений серы исходного сырья при температуре 950-1050°С с получением синтез-газа путем подвода к каталитическому реактору высокотемпературного тепла и подачи в него диоксида углерода, выделяемого из отходящих дымовых газов, и водяного пара, который генерируют в паровом котле, обогреваемом горячим синтез-газом, последующую каталитическую переработку синтез-газа по методу Фишера-Тропша, выделение из продуктов, полученных в результате переработки синтез-газа, смеси жидких углеводородов и последующее разделение смеси на фракции товарных видов углеводородов. Способ характеризуется тем, что на выходе из парового котла синтез-газ разделяют на два потока, один из которых направляют для каталитической переработки в реактор синтеза Фишера-Тропша, а второй поток отводят в блок получения водорода, в котором проводят последовательно паровую конверсию оксида углерода, сепарацию воды и абсорбцию диоксида углерода, после чего очищенный водород подают в блок сероочистки для гидрирования содержащихся в исходном сырье органических соединений серы, а диоксид углерода, выделяемый при регенерации абсорбента, подмешивают к потоку диоксида углерода, выделяемого из дымовых газов и подводимого затем в каталитический реактор пароуглекислотной конверсии исходного сырья. Настоящий способ является независимым от внешних источников водорода, необходимых для проведения сероочистки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к газохимии, а конкретно к способам каталитической переработки газообразного углеводородного сырья в синтетические жидкие углеводороды.
В связи с истощением запасов нефти и увеличением стоимости ее добычи все более актуальной оказывается проблема получения синтетических жидких углеводородов из альтернативных нефти источников углеводородсодержащего сырья, в первую очередь, углеводородных газов (природного газа, сланцевого газа, попутного нефтяного газа, газов нефтепереработки). Кроме того, освоение утилизации попутного нефтяного газа для производства жидких углеводородов, который в настоящее время в огромных количествах сжигается в факелах, имеет большое значение не только с точки зрения полезного использования этого потенциально ценного продукта, но также и для решения одной из основных экологических проблем - уменьшения выброса в атмосферу диоксида углерода.
Все известные технологические процессы получения синтетических жидких углеводородных продуктов, в том числе топливного назначения, из газообразного углеводородного сырья включают в качестве основных стадий каталитическую конверсию газообразного сырья (паровую, парокислородную или пароуглекислотную) с получением синтез-газа (смесь СО и Н2 с небольшим содержанием СО2, Н2О, N2, Ar и др.) и последующий каталитический синтез жидких углеводородов из синтез-газа.
Как правило, углеводородные газы (природный, попутный, сланцевый, газообразные продукты нефтепереработки) содержат большее или меньшее количество сернистых соединений как неорганических (сероводород H2S), так и различных органических соединений, в том числе сероуглерода CS2, сульфидоксида углерода COS, тиофена C4H4S, сульфидов R2S, дисульфидов R2S2, меркаптанов (СН3SН, C2H5SH и др.).
Присутствие сернистых соединений в технологических газах, поступающих на каталитическую переработку, недопустимо, т.к. сера является сильнодействующим каталитическим ядом; кроме того, присутствие серы вызывает интенсивную коррозию аппаратуры. Поэтому перед проведением каталитической конверсии углеводородных газов для получения синтез-газа обязательным этапом является сероочистка, которую проводят в две стадии.
На первой стадии органические соединения серы подвергают гидрированию водородом. При этом протекают следующие реакции:
CS2+4Н2=2H2S+СН4
COS+H2=H2S+CO
C4H4S,+4H2=H2S+C4H10
С2Н5SН+Н2=Н2S+С2Н6
и т.п.
Таким образом, сера из органических соединений переводится в сероводород.
На второй стадии образовавшийся сероводород улавливают при температуре 390-410°С поглотителем, например оксидом цинка.
Следовательно, для проведения эффективной сероочистки углеводородных газов, в частности для гидрирования органических соединений серы, необходим водород.
В известных технических решениях, в том числе в патентах, касающихся получения жидких углеводородов из углеводородных газов, не рассматриваются вопросы, связанные со способами получения водорода для систем сероочистки углеводородных газов перед проведением каталитической конверсии или предусматривается подача в блок обессеривания исходного сырья неочищенных отходящих газов, выделяющихся при синтезе жидких углеводородов и содержащих в своем составе водород, или предварительное выделение водорода из неочищенных отходящих газов методом короткоцикловой адсорбции, или использование водорода от стороннего источника. Недостатки указанных способов обеспечения сероочистки водородом рассмотрены при анализе прототипа.
Ниже приведены несколько аналогов и прототип предлагаемого изобретения, при рассмотрении которых отмечаются только недостатки, связанные с проблемой, решаемой предлагаемым изобретением - с обеспечением водородом сероочистки исходного сырья для получения синтетических жидких углеводородов из углеводородного сырья.
Известен способ получения моторных топлив - диметилового эфира (ДМЭ) и/или бензина из углеродсодержащего сырья (патент RU 2143417, С7С 1/04, опубл. 27.12.99, бюл. №36), согласно которому при получении синтез-газа к подаваемому в конвертор углеродсодержащему сырью добавляют воду и кислород; затем для получения жидких топлив полученный синтез-газ (СО+H2+СО2) подвергают при высоком давлении (до 8 МПа) каталитической переработке в две стадии: в реакторе 1-й стадии при температуре 220-320°С (синтез ДМЭ) и в реакторе 2-й стадии при температуре 340-420°С (синтез бензина). При этом газовую фазу после ректора 1-й стадии разделяют на два потока - один направляют в реактор 2-й стадии на дальнейшую переработку, второй, для увеличения выхода ДМЭ, возвращают на смешение с синтез-газом перед реактором 1-й стадии, а газовую фазу после реактора 2-й стадии для увеличения выхода бензина возвращают на вход в этот реактор. В другом варианте всю газовую фазу из реактора 1-й стадии направляют в реактор 2-й стадии, после которого газовую фазу возвращают в поток синтез-газа перед реактором 1-й стадии. Таким образом, предусмотрены один или два контура рециркуляции газовых потоков. Вода, полученная в этих реакторах, возвращается в конвертор синтез-газа.
Недостатком способа является то, что не рассмотрены вопросы, связанные с проведением сероочистки исходного сырья, и, в частности, не проработан источник водорода, необходимого для гидрирования содержащихся в нем органических соединений серы.
Известен также способ получения жидких углеводородов каталитической переработкой углеводородных газов по патенту RU 2198156, С7С 1/04, опубл. 10.02.03, бюл. №4. Согласно этому патенту, технологический процесс включает двухступенчатую каталитическую конверсию поступающего газообразного углеводородного сырья последовательно в высоко- и среднетемпературном конверторах с подводом воздуха и высокотемпературного тепла и получением синтез-газа, подвергаемого далее каталитической переработке по методу Фишера-Тропша при давлении 3 МПа и температуре 520 К с получением жидких углеводородов, дожигание части газообразных продуктов синтеза с выделением диоксида углерода из продуктов сгорания и низкотемпературную конверсию подвергнутых смешению рециркуляционных газообразных продуктов синтеза с выделенным из продуктов сгорания диоксидом углерода. В ходе низкотемпературной конверсии производят каталитическое восстановление содержащегося в смеси с водородом диоксида углерода до оксида углерода с одновременным образованием воды. Полученные продукты вводят в состав синтез-газа, подаваемого на каталитическую переработку, или делят на два потока, один из которых направляют на смешение с подаваемым на конверсию сырьем, а второй вводят в состав синтез-газа, подаваемого на каталитическую переработку.
Данный способ позволяет несколько увеличить выход жидких углеводородов, но его недостаток состоит в том, что не рассмотрены вопросы, связанные с проведением сероочистки исходного сырья, и, в частности, не проработан источник водорода, необходимого для гидрирования содержащихся в нем органических соединений серы.
Наиболее близким к изобретению является выбранный в качестве прототипа способ получения жидких углеводородов каталитической переработкой углеводородных газов по патенту RU 2247701 С2, М.кл. С7С 1/04, опубл. 10.03.2005, бюл. №7, сущность которого заключается в следующем: каталитическую конверсию природного газа проводят при взаимодействии с водяным паром и кислородсодержащим газом с получением синтез-газа в две ступени. В реакторе предварительного риформинга при температуре 430-500°С содержащиеся в природном газе углеводороды С2 и выше превращаются в метан, СО и СО2, после чего газовую смесь подогревают до температуры 550-650°С и вместе с кислородом или кислородсодержащим газом (воздухом) направляют в реактор автотермического риформинга (ATR), где под давлением 3-4 МПа конвертируют в синтез-газ. Температуру синтез-газа на выходе из ATR поддерживают в пределах 950-1050°С. Полученный синтез-газ охлаждают, после чего направляют в реактор синтеза Фишера-Тропша, где при давлении 2-4 МПа и температуре 180-240°С получают неочищенный продукт синтеза, состоящий из низших углеводородов, высших углеводородов, воды и непревращенного синтез-газа. Затем проводят разделение этого продукта на поток высших углеводородов, поток воды и поток отходящих газов, содержащий в основном оставшиеся компоненты. Далее, по меньшей мере часть отходящих газов с добавлением природного газа подвергают в отдельном аппарате паровому риформингу, после чего вводят их в основной поток синтез-газа перед реактором синтеза Фишера-Тропша и/или в поток газов, поступающих в реактор ATR, а другую часть отходящих газов подводят в блок обессеривания исходного сырья для гидрирования имеющимся в них водородом органических соединений серы, содержащихся в исходном сырье.
Указанный способ снабжения сероочистки водородом принят в изобретении в качестве основного (пп.6 и 7 формулы). В описании изобретения предложены также альтернативные способы:
- предварительное извлечение водорода из указанного отходящего газа в процессе короткоцикловой адсорбции (КЦА) со скачком давления;
- подача водорода от внешнего источника.
Однако каждый из предлагаемых способов имеет существенные недостатки.
В неочищенных отходящих газах, помимо водорода, содержатся различные примеси и соединения, в том числе органические соединения, попадание которых в узел сероочистки значительно замедляет и снижает эффективность упомянутого выше процесса превращения органических соединений серы в сероводород, что, в свою очередь, приводит к снижению степени очистки от серы углеводородных газов, поступающих на каталитическую конверсию.
Для проведения очистки отходящих газов с помощью КЦА необходимы несколько параллельно подключенных адсорберов, работающих в переменном режиме (адсорбция- десорбция) со скачками давления, что требует включения в схему дополнительного компрессора, усложняет и удорожает установку, а также снижает ее надежность.
При питании системы сероочистки водородом от внешнего источника исключается возможность автономной работы установки.
Задачей настоящего изобретения является создание эффективного способа получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, независимого от внешних источников водорода, который необходим для проведения сероочистки исходного сырья перед подачей его на каталитическую конверсию, а также обеспечивающего увеличение выхода товарных продуктов на единицу массы подводимого к установке углеводородного газа.
Для решения поставленной задачи предложен способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, включающий очистку исходного сырья от сернистых соединений, пароуглекислотную каталитическую конверсию очищенного от соединений серы исходного сырья при температуре 950-1050°С с получением синтез-газа путем подвода к каталитическому реактору высокотемпературного тепла и подачи в него диоксида углерода, выделяемого из дымовых газов, и водяного пара, который генерируют в паровом котле, обогреваемом горячим синтез-газом, последующую каталитическую переработку синтез-газа по методу Фишера-Тропша, выделение из продуктов, полученных в результате переработки синтез-газа, смеси жидких углеводородов и последующее разделение смеси на фракции товарных видов углеводородов, который характеризуется тем, что на выходе из парового котла синтез-газ разделяют на два потока, один из которых направляют для каталитической переработки в реактор синтеза Фишера-Тропша, а второй поток отводят в блок получения водорода, в котором проводят последовательно паровую конверсию оксида углерода, сепарацию воды, абсорбцию диоксида углерода и регенерацию абсорбента с выделением диоксида углерода, после чего очищенный водород подают в блок сероочистки для гидрирования содержащихся в исходном сырье органических соединений серы, а диоксид углерода, выделяемый при регенерации абсорбента, подмешивают к потоку диоксида углерода, выделяемого из дымовых газов и подводимого затем в каталитический реактор пароуглекислотной конверсии исходного сырья.
При этом в зависимости от содержания в исходном сырье сернистых соединений в блок получения водорода отводят от 0,5 до 2% от общего объема производимого синтез-газа.
Кроме того, конверсию оксида углерода проводят преимущественно в реакторе радиально-спирального типа.
Ниже изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 изображает принципиальную технологическую схему получения синтетических жидких углеводородов из природного газа;
фиг.2 - принципиальную технологическую схему блока получения водорода на фиг.1.
На схемах обозначены следующие элементы:
1 - узел сероочистки;
2 - горелка;
3 - каталитический реактор конверсии углеводородного газа;
4 - компрессор;
5 - паровой котел;
6 - охладитель синтез-газа;
7 - реактор синтеза Фишера-Тропша;
8 - блок разделения жидких углеводородов;
9 - блок рекуперации тепла дымовых газов;
10 - охладитель дымовых газов;
11 - блок отделения CO2;
12 - узел водоподготовки;
13 - насос;
14 - блок получения водорода;
15 - реактор конверсии оксида углерода;
16 - конденсатор;
17 - сепаратор;
18 - абсорбер диоксида углерода;
19 - регенератор абсорбента;
20 - насос рециркуляции абсорбента;
21-46 - линии подвода-отвода рабочих сред.
Предлагаемый способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов реализуется следующим образом.
Исходное газообразное сырье - углеводородный газ подводится к узлу сероочистки 1, где очищается от соединений серы, а затем разделяется на два потока, один из которых подается по линии 21 на горелку 2 каталитического реактора 3 в качестве топлива, а второй поток по линии 22 направляется на пароуглекислотную конверсию в каталитический реактор 3, причем перед поступлением в каталитический реактор 3 углеводородный газ смешивается с нагнетаемым компрессором 4 по линии 23 диоксидом углерода, выделяемым из дымовых газов в блоке 11 выделения СО2 и подводимым к компрессору 4 по линии 24. Для проведения пароуглекислотной конверсии в каталитический реактор 3 по линии 25 из парового котла 5 подают также водяной пар. Конверсия проводится при давлении 0,2-3,0 МПа и температуре 950-1050°С.
Поскольку в большинстве случаев давление исходного сырья, поступающего на переработку (например, природного газа), находится в указанных пределах, дополнительная компрессия его на входе в каталитический реактор 3 не требуется. Если же давление исходного сырья ниже указанного предела (что имеет место при переработке попутного нефтяного газа, а также газа из низконапорных малодебитных скважин), то поток углеводородного газа, подлежащего пароуглекислотной конверсии, следует подводить к линии 24 перед компрессором 4 (показано пунктиром).
Полученный синтез-газ по линии 26 поступает в качестве греющей среды в паровой котел 5 для генерации пара, необходимого для проведения пароуглекислотной конверсии углеводородного газа, где частично охлаждается, после чего выводится из парового котла 5 по линии 27 и разделяется на два потока. Основная часть полученного синтез-газа по линии 28 поступает в охладитель 6, в котором дополнительно охлаждается внешним хладоносителем (например, водой или воздухом) до температуры 20-40°С и отделяется от влаги, после чего по линии 29 подается в реактор 7 синтеза Фишера-Тропша, где при температуре 180-220°С протекает реакция синтеза жидких углеводородов, в результате которой образуются смесь жидких углеводородов, вода и отходящие газы. Смесь жидких углеводородов по линии 30 направляется в блок 8 разделения жидких углеводородов, где разделяется на товарные виды жидких углеводородов (ЖУВ), например различные виды синтетического топлива, а также жидкие углеводороды C21+. Отходящие газы выводятся из реактора 7 синтеза Фишера-Тропша в линию 31, откуда могут быть поданы в горелку 2 в качестве топлива и/или в каталитический реактор 3 для получения синтез-газа.
Углеводородный газ, который подается по линии 21 на горелку 2, сжигается в ней при температуре не выше 1150°С. Необходимый для горения воздух предварительно подогревается в блоке 9 рекуперации тепла дымовых газов, после чего по линии 32 подается на горелку 2.
Дымовые газы (ДГ) отводятся из каталитического реактора 3 и по линии 33 подаются в блок 9 рекуперации тепла дымовых газов, где частично охлаждаются, после чего направляются в охладитель 10, в котором дополнительно охлаждаются внешним хладоносителем (например, водой или воздухом) и отделяются от влаги. Охлажденные дымовые газы по линии 34 подаются в блок 11 отделения CO2, после чего по линии 35 сбрасываются в атмосферу, а диоксид углерода по линии 24 направляется на вход компрессора 4 для последующей подачи в каталитический реактор 3.
Другая часть синтез-газа в объеме 0,5-2% от общего количества полученного синтез-газа отбирается за паровым котлом 5 из линии 27 и по линии 36 направляется в блок 14 получения водорода (см. фиг.2), где синтез-газ подвергается в каталитическом реакторе 15 паровой конверсии оксида углерода. Образовавшаяся парогазовая смесь по линии 37 подается в конденсатор 16, охлаждаемый хладоносителем от внешнего источника, затем по линии 38 в сепаратор 17, где отделяется от воды, после чего осушенный газ поступает по линии 39 в абсорбер 18, в котором диоксид углерода улавливается, а очищенный водород по линии 40 направляется в блок сероочистки 1 для гидрирования органических соединений серы, содержащихся в исходном сырье - углеводородном газе.
Из абсорбера 18 насыщенный диоксидом углерода абсорбент по линии 41 поступает в регенератор 19, в котором освобождается от диоксида углерода, после чего насосом 20 вновь подается в абсорбер 18, а выделившийся диоксид углерода по линии 43 вводится перед компрессором 4 в линию 24 и подмешивается к основному потоку диоксида углерода, поступающего из блока 11 отделения CO2.
Вода, образующаяся при реакции синтеза Фишера-Тропша, а также конденсат из охладителей 6 и 10 соответственно синтез-газа и дымовых газов, а также из сепаратора 17 подается в узел водоподготовки 12, после очистки в котором направляется насосом 13 по линии 44 в качестве питательной воды в паровой котел 5. Первоначальное заполнение и подпитка водяной системы осуществляются водой от внешнего источника по линии 45. Часть водяного пара, генерируемого в паровом котле 5, по линии 46 направляют в пароэнергетическую установку для получения электроэнергии, необходимой для приводов компрессоров, насосов, вентиляторов и другого электропотребляющего оборудования, благодаря чему обеспечивается независимость работы от внешнего источника электроэнергии.
В представленной схеме каталитические реакторы 3 и 15, реактор синтеза Фишера-Тропша 7, паровой котел 5, охладители 6 и 10, конденсатор 16, блок 9 рекуперации тепла дымовых газов и другие тепло- и массообменные аппараты установки выполнены преимущественно по радиально-спиральному типу.
Предлагаемый способ имеет следующие существенные преимущества по сравнению с известными техническими решениями.
1. Обеспечиваемое при использовании предлагаемого способа гидрирование сернистых соединений, содержащихся в исходном углеводородном сырье, водородом, получаемым из незначительной части промежуточного продукта - синтез-газа непосредственно в технологическом процессе производства жидких углеводородов, исключает необходимость использования для этой цели водорода от внешнего источника и позволяет решить одну из задач обеспечения автономности работы установки получения жидких углеводородов.
2. Вовлечение диоксида углерода, образующегося при получении водорода, в процесс пароуглекислотной конверсии исходного сырья позволяет практически полностью исключить выброс этого парникового газа в атмосферу и увеличить количество получаемого синтез-газа, а соответственно и выход конечного продукта на единицу исходного сырья.
Claims (3)
1. Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов, включающий очистку исходного сырья от сернистых соединений, пароуглекислотную каталитическую конверсию очищенного от соединений серы исходного сырья при температуре 950-1050°С с получением синтез-газа путем подвода к каталитическому реактору высокотемпературного тепла и подачи в него диоксида углерода, выделяемого из отходящих дымовых газов, и водяного пара, который генерируют в паровом котле, обогреваемом горячим синтез-газом, последующую каталитическую переработку синтез-газа по методу Фишера-Тропша, выделение из продуктов, полученных в результате переработки синтез-газа, смеси жидких углеводородов и последующее разделение смеси на фракции товарных видов углеводородов, отличающийся тем, что на выходе из парового котла синтез-газ разделяют на два потока, один из которых направляют для каталитической переработки в реактор синтеза Фишера-Тропша, а второй поток отводят в блок получения водорода, в котором проводят последовательно паровую конверсию оксида углерода, сепарацию воды и абсорбцию диоксида углерода, после чего очищенный водород подают в блок сероочистки для гидрирования содержащихся в исходном сырье органических соединений серы, а диоксид углерода, выделяемый при регенерации абсорбента, подмешивают к потоку диоксида углерода, выделяемого из дымовых газов и подводимого затем в каталитический реактор пароуглекислотной конверсии исходного сырья.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в зависимости от содержания в исходном сырье сернистых соединений в блок получения водорода отводят от 0,5 до 2% от общего объема производимого синтез-газа.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что конверсию оксида углерода проводят преимущественно в реакторе радиально-спирального типа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146194/04A RU2475468C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011146194/04A RU2475468C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2475468C1 true RU2475468C1 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=49120951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011146194/04A RU2475468C1 (ru) | 2011-11-15 | 2011-11-15 | Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2475468C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2630308C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-09-07 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ и установка для получения высокооктановой синтетической бензиновой фракции из углеводородсодержащего газа |
| RU2695197C1 (ru) * | 2015-10-26 | 2019-07-22 | Текнип Франс | Способ получения потока углеводородного продукта из потока газообразного углеводородного сырья и соответствующая установка |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020120017A1 (en) * | 1998-12-16 | 2002-08-29 | Bohn Mark S. | Processes for the production of hydrocarbons, power and carbon dioxide from carbon-containing materials |
| WO2003018467A2 (en) * | 2001-08-22 | 2003-03-06 | Sasol Technology (Proprietary) Limited | Production of synthesis gas and synthesis gas derived products |
| EA012595B1 (ru) * | 2005-11-15 | 2009-10-30 | Чавдар Ангелов Ангелов | Способ переработки природного газа в моторные топлива |
| RU2387629C1 (ru) * | 2008-12-11 | 2010-04-27 | Дмитрий Львович Астановский | Способ получения синтетических углеводородов из углеводородных газов |
-
2011
- 2011-11-15 RU RU2011146194/04A patent/RU2475468C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020120017A1 (en) * | 1998-12-16 | 2002-08-29 | Bohn Mark S. | Processes for the production of hydrocarbons, power and carbon dioxide from carbon-containing materials |
| WO2003018467A2 (en) * | 2001-08-22 | 2003-03-06 | Sasol Technology (Proprietary) Limited | Production of synthesis gas and synthesis gas derived products |
| EA012595B1 (ru) * | 2005-11-15 | 2009-10-30 | Чавдар Ангелов Ангелов | Способ переработки природного газа в моторные топлива |
| RU2387629C1 (ru) * | 2008-12-11 | 2010-04-27 | Дмитрий Львович Астановский | Способ получения синтетических углеводородов из углеводородных газов |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2695197C1 (ru) * | 2015-10-26 | 2019-07-22 | Текнип Франс | Способ получения потока углеводородного продукта из потока газообразного углеводородного сырья и соответствующая установка |
| RU2630308C1 (ru) * | 2016-06-02 | 2017-09-07 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ и установка для получения высокооктановой синтетической бензиновой фракции из углеводородсодержащего газа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101649232B (zh) | 一种焦炉煤气甲烷化合成天然气的工艺 | |
| RU2525875C2 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| JP6345233B2 (ja) | 溶融カーボネート燃料電池の集積化された作動 | |
| RU2394754C1 (ru) | Способ получения водорода из углеводородного сырья | |
| CN101845319B (zh) | 以生物质为原料生产蜡及清洁燃料油工艺 | |
| JP2018532032A (ja) | 再生可能な有機原料に由来する高い生物起源含量を有する燃料及び燃料添加剤 | |
| CN104177227B (zh) | 焦炉气和煤气制甲醇联产天然气的方法 | |
| CN103242134A (zh) | 一种生活垃圾热解气化净化方法 | |
| CN102060662B (zh) | 一种可回收利用co2的化工动力多联产能源系统及方法 | |
| CN101372627B (zh) | 以焦炉气为原料生产清洁燃料油及高纯度化工产品的方法 | |
| CN102531835A (zh) | 一种低碳技术合成甲醇的方法 | |
| CN102642810B (zh) | 一种焦炉气制备费托合成油原料气的组合工艺 | |
| RU2015152848A (ru) | Способ получения синтез-газа для производства аммиака с использованием высокотемпературной конверсии и низкой величины отношения количества водяного пара к количеству углерода | |
| CN102614764B (zh) | 一种费托合成尾气处理的工艺 | |
| CN107032954A (zh) | 利用煤炭地下气化产品气生产甲醇及其衍生物的方法 | |
| Gardezi et al. | Thermochemical biomass to liquid (BTL) process: Bench-scale experimental results and projected process economics of a commercial scale process | |
| RU2475468C1 (ru) | Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов | |
| CN105883851A (zh) | 一种新型气化与热解耦合煤气多联产工艺 | |
| CN106520177A (zh) | 一种焦炉煤气直接生产燃料油的方法 | |
| RU2387629C1 (ru) | Способ получения синтетических углеводородов из углеводородных газов | |
| EP2855632A1 (en) | Integrated carbon capture and gas to liquids system | |
| CN104098069A (zh) | 一种煤气提氢的新工艺 | |
| CN107099348A (zh) | 利用煤炭地下气化产品气生产合成天然气的方法 | |
| RU2621671C1 (ru) | Установка низкотемпературного получения метанола | |
| CN103992811A (zh) | 低阶煤和天然气制备液体燃料和电的方法及系统 |