Водород, газовые смеси, содержащие водород, выделение водорода из смесей, содержащих его, очистка водорода: ...углеводородов с газообразующими агентами – C01B 3/34

Изобретение относится к способу обработки природного газа с высоким содержанием сероводорода. Способ проведения доработки сверхкислого природного газа с содержанием сероводорода, выше или равным 60 об.%, с получением водорода включает: а) подачу сверхкислого природного газа в реактор реформинга, функционирующий при температуре от 900 до 1500°C и атмосферном давлении или давлении немного ниже атмосферного, для получения смеси, по существу состоящей из дисульфида углерода (CS₂) и водорода (H₂), б) охлаждение продуктов реакции, отделение дисульфида углерода от остающейся реакционной смеси, содержащей водород, и извлечение водорода, в) сжигание при высокой температуре дисульфида углерода с кислородсодержащим газом для получения газовой смеси, по существу состоящей из CO₂ и SO₂, г) подачу по меньшей мере части горячих газов от сжигания дисульфида углерода на стадию реформинга в качестве источника тепла для поддержания эндотермической реакции стадии (а) и д) предоставление газообразных продуктов сгорания дисульфида углерода, также поступающих со стадии (г), в качестве промежуточных продуктов для химических синтезов ниже по потоку или для их удаления путем закачивания в конкретные геологические структуры. Технический результат - получение полезных продуктов, в частности водорода, из природного газа сверхкислых газовых месторождений. 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области химии. Метан-водяную смесь разделяют на два потока. Один поток газа направляют в устройство для подачи воды, смешивают с водным аэрозолем, затем соединяют с другим потоком и подают смесь на вход в центральный электрод микроволнового плазматрона, осуществляя регулирование расхода потоков. В струе метан-водяной смеси формируют микроволновый плазменный факел. Изобретение позволяет упростить процесс. 1 ил.

Изобретение относится к области химии и энергетики. Способ использования тепла синтез-газа для получения сверхкритического пара в низкоэнергетической установке получения аммиака или метанола включает в себя стадию 1 риформинга или частичного окисления, по меньшей мере один генератор 3 сверхкритического пара, имеющий рубашечную сторону и трубчатую сторону, по меньшей мере один перегреватель 14, по меньшей мере одну турбину 17 с противодавлением, по меньшей мере одну турбину 23 для экстракции и конденсации, по меньшей мере один насос 7 для подачи питающей воды в котел. Синтез-газ 2 подается в рубашечную сторону генератора 3 сверхкритического пара. В генератор 3 сверхкритического пара подается питающая вода 4 под давлением. Поток 13 питающей воды регулируется для поддержания постоянной температуры пара на выходе из генератора сверхкритического пара в диапазоне 375-500°С. Сверхкритический пар получают в генераторе 3 при давлении 225-450 бар. Сверхкритический пар далее нагревается в перегревателе 14 до температуры 500-750°С и подается в турбину 17 с противодавлением. Изобретения позволяют снизить энергоемкость установки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл. 2 пр.

Изобретение относится к области гетерогенного катализа и направлено на создание каталитических микрореакторов для проведения в них гетерогенных каталитических реакций парциального окисления углеводородов для получения синтез-газа. Реактор для парциального окисления углеводородов в синтез-газ при помощи кислорода воздуха и катализатора содержит микроканальные пластины U-образной и S-образной формы с нанесенным на них катализатором, расположенные по отношению друг к другу таким образом, что образуют систему щелевидных каналов высотой от 0,01 мм до 10 мм. Изобретение позволяет предотвратить перегрев передней кромки микроканальных пластин и увеличить срок службы реакторов. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано при получении водорода из газообразного углеводородного сырья - природного газа, попутного нефтяного газа, а также углеводородного газа, получаемого испарением жидкого топлива. Сырье подводят к узлу сероочистки 1 и после очистки от соединений серы разделяют на два потока. Один из потоков смешивают с водяным паром и подвергают паровой каталитической конверсии при температуре 800-1050°С в реакторе 2 радиально-спирального типа. Полученный конвертированный газ подают в качестве греющей среды в паровой котел-утилизатор 4 частичного охлаждения, каталитическую паровую конверсию оксида углерода проводят в реакторе 5 радиально-спирального типа при температуре 190-230°С. Полученный водородсодержащий газ охлаждают и отделяют от влаги в охладителе-осушителе газа 6, после чего подают в узел 7 разделения, в котором выделяют водород, а продувочный газ отводят и смешивают со вторым потоком очищенного от серы углеводородного газа. Полученную смесь подают в качестве топливного газа на горелку 3 каталитического реактора 2, причем перед подачей на горелку эту смесь и необходимый для горения воздух нагревают в блоке рекуперации тепла 8 за счет частичного охлаждения дымовых газов, выходящих из реактора 2. Дымовые газы для отделения влаги охлаждают в охладителе-осушителе 9 и выводят из установки, а конденсат, выделяемый в охладителях-осушителях 6 и 9, подвергают очистке в узле 10 водоподготовки и направляют для производства пара, необходимого для проведения паровой конверсии углеводородов, в паровой котел-утилизатор. Использование изобретения позволяет повысить производительности процесса. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в процессе окислительной конверсии. Синтез-газ получают при горении смеси углеводородного сырья с окислителем с коэффициентом избытка окислителя менее 1 при температуре менее 1400К внутри одной или нескольких полостей, полностью или частично образованных материалом, проницаемым для смеси углеводородного сырья с окислителем, причем ввод смеси углеводородного сырья с окислителем производят через проницаемое дно полости/полостей, или через проницаемые стенки полости/полостей, или через проницаемые стенки и дно полости/полостей, а вывод продуктов горения осуществляют через верхнее сечение полости/полостей. Изобретение позволяет упростить технологию и обеспечить высокую производительность процесса. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относиться к способу и устройству для получения синтез-газа каталитическим реформингом с водяным паром и/или CO₂ углеводородного сырья. Описывается способ получения синтез-газа, включающий нагревание реакционной смеси из углеводорода и водяного пара и/или СО₂ в нагретой водяным паром реформинг-установке, в которой реформинг реакционной смеси происходит при контакте с твердым катализатором реформинга, подачу указанной смеси в трубчатую реформинг-установку с огневым обогревом печи для получения смеси с желаемым составом и желаемой температурой. Предложенный способ обеспечивает эффективный теплообмен между отходящим газом и перерабатываемым газом за счет использования в системе труб реформинг-установки катализатора реформинга. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу для получения синтез-газа, включающему стадии реформинга с водяным паром и/или СО₂ смеси углеводорода с водяным паром при контакте с твердым катализатором, имеющим активность в реформинге с водяным паром. Описывается устройство для получения синтез-газа, содержащее адиабатическую установку предварительного реформинга для необязательного предварительного реформинга смеси из углеводородного сырья и водяного пара и/или CO₂, где адиабатический реформинг реакционной смеси проводят в системе труб для перерабатываемого газа в секции рекуперации тепла отходящего газа, причем система труб имеет адиабатические зоны вне секции нагревания и содержит твердый катализатор реформинга, включающий один или несколько каталитических структурированных элементов. Предложенный способ обеспечивает улучшенное использование тепла отходящего газа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение может быть использовано для получения сжиженного природного газа, сырого гелия и синтез-газа. Способ производства продуктов из природного газа включает охлаждение сжатого сырьевого природного газа, содержащего гелий в количестве менее чем 0,5% об. и метан, с получением из по меньшей мере части природного газа сжиженной первой текучей среды, содержащей гелий и метан; снижение давления по меньшей мере части первой текучей среды с получением первой текучей среды при пониженном давлении и разделение первой текучей среды при пониженном давлении на первый пар, содержащий гелий и метан, и первую жидкость, содержащую метан в молярном соотношении первого пара к первой жидкости от 0,0001 до 0,04; отведение по меньшей мере части сырого гелия из по меньшей мере части первого пара; снижение давления по меньшей мере части первой жидкости с получением текучей среды при пониженном давлении и разделение указанной среды с получением пара, содержащего метан, и жидкости, содержащей метан; реакцию по меньшей мере части метана из пара, содержащего метан, с получением по меньшей мере части синтез-газа и отведение по меньшей мере части продукта сжиженного природного газа из по меньшей мере части жидкости, содержащей метан. Также предложено устройство для получения продуктов из природного газа. Изобретение позволяет снизить удельные затраты энергии при производстве сжиженного природного газа, 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к способу получения синтез-газа. Синтез-газ получают каталитическим реформингом с водяным паром углеводородсодержащего сырья параллельно в автотермической реформинг-установке с водяным паром и в одной или нескольких последовательных реформинг-установках с водяным паром, причем тепло для реакции реформинга с водяным паром в одной или нескольких реформинг-установках с водяным паром обеспечивают непрямым теплообменом с объединенными потоками газа, отходящего от одной или нескольких реформинг-установок с водяным паром и автотермической реформинг-установки с водяным паром, причем катализатор в, по меньшей мере, одной из реформинг-установок с водяным паром находится в форме гранул или каталитического средства, и где газ, содержащий оксид углерода, добавляют к сырью перед реформингом с водяным паром в автотермической реформинг-установке с водяным паром и/или перед реформингом с водяным паром в одной или нескольких реформинг-установках с водяным паром, а газ, содержащий оксид углерода, имеющий отношение атомарного водорода к атомарному углероду менее 4,5, добавляют в количестве, приводящем к потоку продукта, имеющего мольное отношение водорода к оксиду углерода между, приблизительно, 1,8 и 2,3. Изобретение позволяет повысить производство синтез-газа. 8 з.п. ф-лы, 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к производству синтез-газа и устройству для его получения. Синтез-газ получают путем последовательного проведения одного или нескольких эндотермических и/или адиабатических реформингов с водяным паром и автотермического реформинга с водяным паром. Способ включает стадии эндотермического и/или адиабатического каталитического реформинга с водяным паром и автотермического реформинга с водяным паром последовательно, где реформинг с водяным паром проводят в одну или более эндотермических стадий последовательно и/или в одну или более адиабатических стадий реформинга с водяным паром последовательно с промежуточным нагреванием газообразного сырья, отводимого со стадий адиабатического реформинга, и где содержащий монооксид углерода газ, характеризующийся тем, что имеет мольное соотношение водорода и углерода менее 4,5, добавляют перед, по меньшей мере, одной из эндотермических или адиабатических стадий реформинга с водяным паром и/или перед стадией автотермического реформинга с водяным паром. Устройство для получения синтез-газа представляет собой систему реформинга и включает, необязательно, установку предварительного реформинга для адиабатического предварительного реформинга сырья; одну или более установок эндотермического каталитического реформинга с водяным паром и/или, по меньшей мере, первую и последнюю адиабатические установки каталитического реформинга с водяным паром, соединенные последовательно; средства для промежуточного нагревания сырья между, по меньшей мере, первой и последней адиабатическими реформинг-установками с водяным паром; автотермическую реформинг-установку с водяным паром с нисходящим потоком, соединенную последовательно с одной или более установками для эндотермического реформинга с водяным паром или с последней адиабатической реформинг-установкой с водяным паром, и средства для добавления содержащего монооксид углерода газа, расположенные выше по потоку одной или более эндотермических реформинг-установок с водяным паром или выше по потоку, по меньшей мере, первой и/или последней адиабатических реформинг-установок и/или выше по потоку автотермической реформинг-установки. Изобретение позволяет повысить производство синтез-газа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 табл., 2 ил.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья в химическом реакторе сжатия на базе поршневого ДВС, в частности к получению синтез-газа парциальным окислением углеводородов в богатых углеводородно-воздушных смесях. Способ включает воспламенение и глубокое окисление части углеводородного сырья, расширение и охлаждение продуктов процесса при движении поршня к нижней мертвой точке и вывод продуктов из реакционного объема при движении поршня к верхней мертвой точке. Объем цилиндра при движении поршня к нижней мертвой точке заполняют углеводородно-воздушной смесью с коэффициентом избытка воздуха ₀=0,8-1,2 и массой m ₀ углеводорода формулы С_nН _m в ней, подвергают ее воспламенению и глубокому окислению в начале движения поршня к верхней мертвой точке, затем в процессе дальнейшего движения поршня к верхней мертвой точке в цилиндр подают дополнительное количество углеводорода формулы С _nН_m массой m_d , рассчитанной в соответствии с выражением m_d = ·m₀, где

при 2n/(4n+m) <3,2n/(4n+m), и осуществляют его бескаталитическую углекислую и паровую конверсию с получением синтез-газа. При конверсии метана его дополнительное количество массой m_d рассчитывают при 0,25 <0,4. Способ позволяет повысить выход водорода в синтез-газе. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к переработке газового углеводородного сырья в синтез-газ. Высокопроизводительный генератор синтез-газа, работающий по методу неравновесного высокотемпературного парциального окисления углеводородных газов кислородом, по первому варианту включает в себя электроплазменное зажигательное устройство и модуль камеры сгорания, состоящий из герметично скрепленных между собой коаксиального смесительного элемента - горелки типа «газ-газ», представляющей собой центробежную двухкомпонентную форсунку с закруткой в противоположных направлениях струй углеводородного газа и кислорода, и охлаждаемого рабочего канала с профилированным соплом на выходе. Генератор включает блок высокотемпературной сажеочистки, состоящий из теплоизолированного корпуса со вставленной в него колосниковой решеткой, на которую помещена засыпка из гранул или таблеток корунда, теплоизолированной крышки, охлаждаемых входного и выходного газоводов. Выход рабочего канала модуля камеры сгорания герметично скреплен с входным газоводом, в корпусе которого выполнены отверстия, обеспечивающие возможность ввода пара в поток синтез-газа до его контакта с корундовой засыпкой. По второму варианту генератор синтез-газа включает в себя электроплазменное зажигательное устройство и модуль камеры сгорания. Электроплазменное зажигательное устройство установлено на смесительном элементе и герметично скреплено с ним. При этом газовод электроплазменного зажигательного устройства расположен внутри камеры закручивания центральной форсунки смесительного элемента, соосно с ней и с рабочим каналом. Изобретения позволяют снизить габариты и стоимость генератора. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к технологии переработки углеводородного сырья, в частности к получению синтез-газа. Способ получения синтез-газа осуществляют на установке, включающей многоцилиндровый четырехтактный или двухпоршневый двухтактный двигатель внутреннего сгорания компрессионного типа, работающего в режиме химического реактора сжатия. Способ включает приготовление смеси, состоящей из углеводородного сырья, водяного пара и воздуха или обогащенного кислородом воздуха - топливного заряда с коэффициентом избытка воздуха - окислителя 0,3-0,58 для метана, дальнейший предварительный подогрев образовавшегося топливного заряда, последовательную подачу его в цилиндры двигателя, дополнительный нагрев его в такте сжатия поршнем, объемное воспламенение его в зоне верхней мертвой точки за счет самовоспламенения дополнительно введенных в топливный заряд добавок в виде жидких или газообразных веществ с температурой воспламенения ниже температуры воспламенения топливного заряда, в результате чего осуществляется запуск двигателя как химического реактора сжатия и парциальное окисление топливного заряда в объеме цилиндров внутреннего сгорания, последующие расширение и охлаждение продуктов, образовавшихся при обратном ходе поршня двигателя, к нижней мертвой точке, вывод продуктов процесса, содержащих синтез-газ, последующее их охлаждение, очистку от сажи, окончательное охлаждение и конверсию в метанол или диметиловый эфир. При этом процесс парциального окисления при выходе агрегата - химического реактора сжатия на рабочий режим поддерживают за счет остаточных газов в цилиндрах, количество которых регулируют перенастройкой механизма газораспределения, дополнительным прогревом за счет разогрева двигателя и внешним регулированием температурой подогрева топливного заряда. Установка включает многоцилиндровый четырехтактный или двухпоршневый двухтактный двигатель внутреннего сгорания компрессионного типа, работающий в режиме химического реактора сжатия, содержащий систему впускных и выпускных клапанов, при этом указанный двигатель снабжен системой подачи воздуха, углеводородного сырья и добавок, системой подогрева, в том числе предварительного подогрева, воздуха и углеводородного сырья, состоящей из воздухонагревателя, теплообменников и смесителя, системой охлаждения синтез-газа, состоящей в свою очередь из теплообменника и холодильника, обратимым мотор-генератором, вырабатывающим электроэнергию, питающую многоступенчатый компрессор синтез-газа, и жестко связанный с двигателем, высокотемпературный фильтр очистки синтез-газа от сажи, холодильник, каплеуловитель, и при этом запуск двигателя в режим химического реактора сжатия и управление режимом его работы, а также составом получаемого синтез-газа выполняют с возможностью регулирования коэффициента избытка окислителя и температуры предварительного подогрева в теплообменнике при установившемся режиме или температурой на выходе пускового воздухонагревателя. Изобретение позволяет повысить удельную производительность заявленного изобретения в 2,5-3, при этом объемное отношение Н ₂/СО составляют 1,4:2, что важно при производстве метанола и синтетических моторных топлив. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу получения бензола, этилена и синтез-газа из метана. Способ получения бензола, этилена и синтез-газа включает стадии: i) введение в реактор потока исходного газа, содержащего метан и диоксид углерода; ii) окисление метана в реакторе в определенных реакционных условиях, с использованием первого каталитического материала и/или дополнительного окислителя; и iii) удаление из реактора потока образовавшегося газа, содержащего бензол, этилен и синтез-газ, при этом внутренняя стенка реактора обработана первым каталитическим материалом. Изобретение позволяет повысить степень превращения метана, селективность по бензолу при пониженном накоплении фрагментов кокса. 19 з.п. ф-лы, 9 табл.

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к устройствам переработки газового углеводородного сырья. Устройство высокопроизводительного генератора синтез-газа модульного типа работает по методу высокотемпературного парциального окисления-сгорания углеводородных газов техническим кислородом или воздухом при номинальном давлении 0,2-10,0 МПа и расходе кислорода или воздуха 0,2-0,4 от стехиометрии (1,0), с использованием водяного пара и CO₂ для коррекции состава синтез-газа по мольному соотношению Н₂/СО. Основой предложенной конструкции генератора синтез-газа является типовой модуль камеры сгорания с производительностью по углеводородному газу в пересчете на метан, в пределах 0,375-3,75 тонн в час. Генератор синтез-газа включает от двух до нескольких десятков модулей камер сгорания, скомпонованных в вертикальные или горизонтальные пакеты с общим охлаждаемым корпусом и общим выходным газовым коллектором. Указаны формулы расчета диаметра и длины рабочего канала, потерь давления на его входе и выходе. Использование данного изобретения обеспечивает не менее чем десятикратное увеличение объемной производительности генератора синтез-газа по сравнению с известным аналогом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.