ВОДОРОДНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2017 года по МПК C01B3/02 C01B3/34 C01B3/12 

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

Известен способ получения водорода из углеводородного газа [RU 2088518, опубл. 27.08.97 г., МПК C01B 3/32, C01B 3/36], осуществляемый на установке, включающей теплообменник, аппарат сероочистки газа с линией подачи водорода, сатуратор с линией подачи воды, конвертор метана с теплообменником, конвертор окиси углерода с теплообменником и конденсатором, компрессор, аппарат очистки от углекислого газа и блок короткоцикловой адсорбции с газодувкой и линией вывода водорода.

Недостатком установки является наличие компрессора и отсутствие оборудования для рекуперации тепла отходящих дымовых газов.

Наиболее близок по технической сущности к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК C01B 3/34, C01B 3/12], осуществляемый на установке, которая включает узел сероочистки и реактор паровой каталитической конверсии (конвертор) с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, паровой котел-утилизатор и конвертор оксида углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья и вывода избыточного водяного пара, охладители-осушители водородсодержащего газа и дымовых газов, соединенные линиями подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, и узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья после узла сероочистки.

Основным недостатком данной установки является низкий выход водорода из-за расходования части сырья в качестве топлива для получения избыточного водяного пара.

Задача изобретения - повышение выхода водорода.

Техническим результатом является повышение выхода водорода за счет исключения получения избыточного водяного пара путем размещения охладителя синтез-газа на линии подачи сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья, особенностью является то, что на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором.

На линии вывода дымовых газов из горелки может быть размещен охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, а на линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен узел выделения углекислого газа.

Размещение на линии подачи сырья охладителя синтез-газа позволяет регулировать его температуру перед котлом-утилизатором, за счет чего получать водяной пар в количестве, необходимом для конверсии сырья, исключить вывод избыточного пара и повысить выход водорода.

Предлагаемая установка включает узел сероочистки 1, охладитель синтез-газа 2, конвертор углеводородного сырья 3 с горелкой 4, паровой котел-утилизатор 5, конвертор оксида углерода 6, охладитель-осушитель водородсодержащего газа 7, узел водоподготовки 8, узел выделения водорода 9, оснащенные линиями подачи сырья 10, воды 11 и воздуха 12, вывода дымовых газов 13 и водорода 14, а также технологическими линиями 15-23.

При работе установки сырье по линии 10 подают в узел сероочистки 1, при этом по линии 15 из линии подачи сырья до узла сероочистки или после него (показано пунктиром) часть сырья подают в качестве первого компонента топлива в горелку 4, а оставшуюся часть смешивают с водяным паром, подаваемым по линиям 16 и 17, и через охладитель 2 (условно показано его расположение после узла сероочистки и примыкания линий 16 и 17) направляют в конвертор 3 с горелкой 4, в которую по линии 12 подают воздух, по линии 18, в качестве второго компонента топлива, из узла 9 подают продувочный газ, а дымовой газ выводят по линии 13. Полученный синтез-газ по линии 19 через котел-утилизатор 5 подают в конвертор 6, при этом по меньшей мере часть синтез-газа по линии 20 направляют в охладитель 2, снижая выработку пара в котле-утилизаторе до необходимой. Водородсодержащий газ из конвертора 6 по линии 21 через охладитель-осушитель 7 подают в узел 9, из которого по линии 14 выводят водород. Конденсат по линии 22 и воду по линии 11 подают в узел 8, из которого подготовленную воду по линии 23 подают в конвертор 6 и котел-утилизатор 5. Охладитель-осушитель дымовых газов и узел выделения углекислого газа на схеме не показаны.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить выход водорода и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к установкам для получения водорода методом паровой конверсии углеводородного сырья и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Установка включает расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья. При этом на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором. Технический результат заключается в повышении выхода водорода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Водородная установка, включающая расположенные на линии подачи сырья узел сероочистки и конвертор с горелкой, последовательно соединенный линией подачи синтез-газа с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, которые оснащены линиями подачи водяного пара в линию подачи сырья, причем последний соединен линией подачи водородсодержащего газа с охладителем-осушителем, связанным линией подачи конденсата с узлом водоподготовки, который также соединен линией подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором оксида углерода, а также узел выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, соединенную с линией подачи сырья, отличающаяся тем, что на линии подачи сырья размещен охладитель синтез-газа, соединенный с линией подачи синтез-газа перед котлом-утилизатором.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии вывода дымовых газов из горелки размещен охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи конденсата с узлом водоподготовки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии подачи водородсодержащего газа расположен узел выделения углекислого газа.