[go: up one dir, main page]

RU129502U1 - SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS - Google Patents

SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS Download PDF

Info

Publication number
RU129502U1
RU129502U1 RU2012142219/05U RU2012142219U RU129502U1 RU 129502 U1 RU129502 U1 RU 129502U1 RU 2012142219/05 U RU2012142219/05 U RU 2012142219/05U RU 2012142219 U RU2012142219 U RU 2012142219U RU 129502 U1 RU129502 U1 RU 129502U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
synthesis
methanol
reactor
products
gases
Prior art date
Application number
RU2012142219/05U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Борисович Нападий
Евгений Викторович Бурковский
Григорий Станиславович Каменовский
Андрей Александрович Федорец
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Союзинжстрой" (ЗАО "Союзинжстрой")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Союзинжстрой" (ЗАО "Союзинжстрой") filed Critical Закрытое акционерное общество "Союзинжстрой" (ЗАО "Союзинжстрой")
Priority to RU2012142219/05U priority Critical patent/RU129502U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU129502U1 publication Critical patent/RU129502U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

1. Система для синтеза жидких моторных топлив, содержащая:- газогенератор, выполненный с возможностью газифицировать твердое углеродное топливо в результате парокислородного пиролиза;- установку для обессеривания, выполненную с возможностью очищать газообразные продукты реакции, полученные в упомянутом газогенераторе, от соединений серы;- реактор сдвига, выполненный с возможностью осуществлять в обессеренных газообразных продуктах реакцию замещения между монооксидом углерода и водой для получения водорода и диоксида углерода;- скруббер, выполненный с возможностью удаления кислых газов из газообразных продуктов, полученных в упомянутом реакторе сдвига;- реактор синтеза Фишера-Тропша, предназначенный для каталитического синтеза углеводородов из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов;- первую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты, полученные в упомянутом реакторе синтеза Фишера-Тропша, на дизельное топливо и парафины, а также на непрореагировавшие газы;- установку для окисления парафинов, выполненную с возможностью окислять упомянутые парафины до жирных кислот;- реактор синтеза метанола, предназначенный для каталитического синтеза метанола из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов;- вторую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты синтеза метанола на метанол, диметиловый эфир и непрореагировавшие газы;- реактор этерификации, предназначенный для получения дизельного топлива в результате реакции этерификации упомянутых жирных кислот и метанола.2. Система по п.1, в которой предусмотрены первая и вторая магистрал1. A system for the synthesis of liquid motor fuels, comprising: a gas generator configured to gasify solid carbon fuel as a result of vapor-oxygen pyrolysis; a desulfurization unit configured to purify the gaseous reaction products obtained in said gas generator from sulfur compounds; shear, made with the possibility to carry out in the desulfurized gaseous products a substitution reaction between carbon monoxide and water to produce hydrogen and carbon dioxide; a ber configured to remove acidic gases from gaseous products obtained in said shear reactor; a Fischer-Tropsch synthesis reactor for catalytic synthesis of hydrocarbons from gaseous products purified from acidic gases; a first distillation column configured to separate products, obtained in the aforementioned Fischer-Tropsch synthesis reactor for diesel fuel and paraffins, as well as for unreacted gases; a paraffin oxidation unit configured to oxidize add the above paraffins to fatty acids; - a methanol synthesis reactor designed for the catalytic synthesis of methanol from gaseous products purified from acid gases; - a second distillation column configured to separate the methanol synthesis products into methanol, dimethyl ether and unreacted gases; - esterification reactor designed to produce diesel fuel as a result of the esterification reaction of the above-mentioned fatty acids and methanol. 2. The system according to claim 1, in which the first and second trunk are provided

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Данная полезная модель относится к области получения жидких углеводородов из твердого углеводородного топлива и может быть использована при создании системы для синтеза жидких моторных топлив, предназначенной, например, для местного получения дизельного топлива в угледобывающих предприятиях.This utility model relates to the field of production of liquid hydrocarbons from solid hydrocarbon fuels and can be used to create a system for the synthesis of liquid motor fuels, intended, for example, for local production of diesel fuel in coal mining enterprises.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время известны разнообразные системы для переработки твердого углеводородного топлива в жидкие моторные топлива.A variety of systems for converting solid hydrocarbon fuels into liquid motor fuels are currently known.

К примеру, в патенте CШA №2925335 (опубл. 16.02.1960) описана система, в которой измельченное твердое топливо смешивают с паром и со свободным кислородом в количестве, достаточном для сжигания только части топлива, чтобы оставшуюся часть газифицировать. В патенте США №4108759 (опубл. 22.08.1978) описано устройство для преобразования угля в жидкое топливо, которое газифицирует измельченный уголь в присутствии перегретого пара в бескислородной атмосфере. Патенты США №4277416 (опубл. 07.07.1981) и №8038746 (опубл. 18.10.2011), а также патент Великобритании №671490 (опубл. 07.05.1952) и патент Канады №1083991 (опубл. 04.06.2004) раскрывают различные установки для получения жидких топлив из угля посредством синтеза Фишера-Тропша. Все эти и другие известные документы описывают достаточно сложные установки, обеспечивающие, однако, неполную переработку угля в жидкие топлива.For example, U.S. Patent No. 2925335 (publ. 02.16.1960) describes a system in which crushed solid fuel is mixed with steam and free oxygen in an amount sufficient to burn only part of the fuel to gasify the remainder. In US patent No. 4108759 (publ. 08.22.1978) describes a device for converting coal into liquid fuel, which gasifies the crushed coal in the presence of superheated steam in an oxygen-free atmosphere. US patents No. 4277416 (publ. 07/07/1981) and No. 8038746 (publ. 10/18/2011), as well as UK patent No. 671490 (publ. 07.05.1952) and Canadian patent No. 1083991 (publ. 04.06.2004) disclose various settings to produce liquid fuels from coal through Fischer-Tropsch synthesis. All these and other well-known documents describe rather complex plants, which ensure, however, incomplete processing of coal into liquid fuels.

Наиболее близкий аналог данной полезной модели описан в патенте РФ №2340651 (опубл. 10.12.2008). Представленное в этом документе устройство осуществляет пиролиз твердого топлива в реакторе в псевдоожиженном слое, полученный полукокс разделяется на крупную фракцию, направляемую на изготовление активированного угля, и мелкую фракцию, из которой в газогенераторе получают генераторный газ, подаваемый вместе с частью парогазовой смеси из реактора на получение синтез-газа, из которого затем синтезируют жидкие углеводороды. Однако и эта система дает недостаточно высокий выход жидких топлив.The closest analogue of this utility model is described in RF patent No. 2340651 (publ. 10.12.2008). The device presented in this document carries out the pyrolysis of solid fuel in a fluidized bed reactor, the obtained semi-coke is divided into a coarse fraction sent for the manufacture of activated carbon and a fine fraction from which the generator gas is obtained in the gas generator, which is supplied together with a part of the gas mixture from the reactor to receive synthesis gas, from which liquid hydrocarbons are then synthesized. However, this system does not provide a sufficiently high yield of liquid fuels.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Таким образом, существует необходимость в системе, способной более полно перерабатывать твердые углеводородные топлива в жидкие моторные топлива. Это позволит расширить арсенал технических средств, в особенности для местного получения дизельного топлива в угледобывающих предприятиях.Thus, there is a need for a system capable of more fully processing solid hydrocarbon fuels into liquid motor fuels. This will expand the arsenal of technical means, especially for the local production of diesel fuel in coal mining enterprises.

Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата в данной полезной модели предложена система для синтеза жидких моторных топлив, содержащая: газогенератор, выполненный с возможностью газифицировать твердое углеродное топливо в результате парокислородного пиролиза; установку для обессеривания, выполненную с возможностью очищать газообразные продукты реакции, полученные в газогенераторе, от соединений серы; реактор сдвига, выполненный с возможностью осуществлять в обессеренных газообразных продуктах реакцию замещения между монооксидом углерода и водой для получения водорода и диоксида углерода; скруббер, выполненный с возможностью удаления кислых газов из газообразных продуктов, полученных в реакторе сдвига; реактор синтеза Фишера-Тропша, предназначенный для каталитического синтеза углеводородов из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов; первую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты, полученные в реакторе синтеза Фишера-Тропша, на дизельное топливо и парафины, а также на непрореагировавшие газы; установку для окисления парафинов, выполненную с возможностью окислять парафины до жирных кислот; реактор синтеза метанола, предназначенный для каталитического синтеза метанола из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов; вторую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты синтеза метанола на метанол, диметиловый эфир и непрореагировавшие газы; реактор этерификации, предназначенный для получения дизельного топлива в результате реакции этерификации жирных кислот и метанола.To solve the problem and achieve the technical result, this utility model proposes a system for the synthesis of liquid motor fuels, comprising: a gas generator configured to gasify solid carbon fuel as a result of vapor-oxygen pyrolysis; a desulfurization unit configured to purify the gaseous reaction products obtained in the gas generator from sulfur compounds; a shear reactor configured to carry out a substitution reaction between carbon monoxide and water in desulfurized gaseous products to produce hydrogen and carbon dioxide; a scrubber configured to remove acid gases from gaseous products obtained in the shear reactor; Fischer-Tropsch synthesis reactor for the catalytic synthesis of hydrocarbons from gaseous products purified from acid gases; the first distillation column, configured to separate the products obtained in the Fischer-Tropsch synthesis reactor into diesel fuel and paraffins, as well as unreacted gases; a paraffin oxidation apparatus configured to oxidize paraffins to fatty acids; a methanol synthesis reactor for the catalytic synthesis of methanol from gaseous products purified from acid gases; a second distillation column, configured to separate the products of methanol synthesis into methanol, dimethyl ether and unreacted gases; an esterification reactor designed to produce diesel fuel as a result of the esterification of fatty acids and methanol.

Особенность системы по настоящей полезной модели состоит в том, что в ней могут быть предусмотрены первая и вторая магистрали для возвращения непрореагировавших газов и других продуктов из одноименных ректификационных колонн в газогенератор.The peculiarity of the system according to this utility model is that it can be provided with the first and second lines for the return of unreacted gases and other products from the distillation columns of the same name to the gas generator.

Еще одна особенность системы по настоящей полезной модели состоит в том, что она может дополнительно содержать установку для выделения кислорода из воздуха, выполненную с возможностью выделять из поступающего воздуха кислород и подавать выделенный кислород в газогенератор. При этом в системе может быть предусмотрено использование тепла, получаемого в реакторах синтеза, в качестве энергии для работы установки для выделения кислорода.Another feature of the system according to the present utility model is that it can further comprise an apparatus for separating oxygen from the air, configured to separate oxygen from the incoming air and supply the released oxygen to the gas generator. At the same time, the system may provide for the use of heat obtained in synthesis reactors as energy for the operation of the oxygen evolution unit.

Еще одна особенность системы по настоящей полезной модели состоит в том, что она может дополнительно содержать установку для водоподготовки, выполненную с возможностью испарять поступающую воду и подавать испаренную воду в газогенератор. При этом в системе может быть предусмотрено использование тепла, получаемого в реакторах синтеза, в качестве энергии для работы установки для водоподготовки.Another feature of the system according to the present utility model is that it may further comprise a water treatment unit configured to vaporize incoming water and supply evaporated water to the gas generator. In this case, the system may provide for the use of heat obtained in synthesis reactors as energy for the operation of the water treatment plant.

Еще одна особенность системы по настоящей полезной модели состоит в том, что в качестве катализатора в реакторе синтеза Фишера-Тропша может быть использован катализатор кобальт-магний-циркониевый на кизельгуре - восстановленный (КМЦ-В).Another feature of the system according to this utility model is that, as a catalyst in a Fischer-Tropsch synthesis reactor, a cobalt-magnesium-zirconium catalyst on kieselguhr — reduced (CMC-B) can be used.

Наконец, еще одна особенность системы но настоящей полезной модели состоит в том, что в качестве катализатора в реакторе синтеза метанола используют катализатор Северодонецкий низкотемпературный метанольный - усовершенствованный (СНМ-У).Finally, another feature of the system but a true utility model is that the Severodonetsk low-temperature methanol-advanced catalyst (SNM-U) is used as a catalyst in the methanol synthesis reactor.

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

Система но настоящей полезной модели иллюстрируется далее с помощью чертежа.The system of the present utility model is further illustrated using the drawing.

Подробное описание полезной моделиDetailed description of utility model

Система для синтеза жидких моторных топлив по настоящей полезной модели в предпочтительном варианте осуществления содержит (см. чертеж) газогенератор 1, установку 3 для выделения кислорода из воздуха, установку 5 для водонодготовки, установку 7 для обессеривания, реактор 8 сдвига, скруббер 9, реактор 10 синтеза Фишера-Тропша, реактор 11 синтеза метанола, первую ректификационную колонну 12, вторую ректификационную колонну 13, первую магистраль 14 для возвращения непрореагировавших газов, вторую магистраль 15 для возвращения непрореагировавших газов, установку 16 для окисления парафинов и реактор 17 этерификации. Соединения указанных элементов и их выполнения раскрыты ниже.The system for the synthesis of liquid motor fuels according to the present utility model in the preferred embodiment comprises (see drawing) a gas generator 1, a unit 3 for oxygen separation from air, a unit 5 for water treatment, a unit 7 for desulfurization, a shear reactor 8, a scrubber 9, a reactor 10 Fischer-Tropsch synthesis reactor, methanol synthesis reactor 11, a first distillation column 12, a second distillation column 13, a first line 14 for returning unreacted gases, a second line 15 for returning unreacted ha s, 16 for setting the oxidation reactor 17, the paraffins and esterification. Compounds of these elements and their implementation are disclosed below.

Газогенератор 1 выполнен с возможностью газифицировать твердое углеродное топливо в результате парокислородного пиролиза. Газогенератор 1 представляет собой известное (например, из вышеприведенных аналогов, газогенератор Лурги, газогенератор Винклера) устройство для преобразования твердого топлива посредством его парокислородной газификации в газообразную форму. Для этого в газогенератор подается измельченный уголь (жирная стрелка, обозначенная ссылочной позицией 2), а также кислород из установки 3 для выделения кислорода из воздуха, способной выделять из поступающего в нее воздуха (жирная стрелка, обозначенная ссылочной позицией 4) кислород в процессе криогенной ректификации, и водяной пар из установки 5 для водоподготовки, способной испарять поступающую в нес воду (жирная стрелка, обозначенная ссылочной позицией 6). В принципе, установка 3 для выделения кислорода из воздуха является опциональной, т.к. в некоторых вариантах осуществления в газогенератор может подаваться непосредственно воздух. Точно так же установка 5 для водоподготовки является опциональной, т.к. вода может подаваться в газогенератор 1 и непосредственно.The gas generator 1 is configured to gasify solid carbon fuel as a result of vapor-oxygen pyrolysis. The gas generator 1 is a known device (for example, from the above analogues, a Lurgi gas generator, a Winkler gas generator) for converting solid fuel by means of its vapor-oxygen gasification into a gaseous form. To do this, crushed coal is supplied to the gas generator (bold arrow indicated by 2), as well as oxygen from an oxygen recovery unit 3, capable of releasing oxygen from the air entering it (bold arrow indicated by 4) oxygen during cryogenic distillation , and water vapor from the water treatment plant 5, which is capable of evaporating the water entering the carrier (bold arrow indicated by 6). In principle, the installation 3 for the separation of oxygen from the air is optional, because in some embodiments, air may be directly supplied to the gasifier. Similarly, water treatment plant 5 is optional, as water can be supplied to the gas generator 1 and directly.

Кроме того, в газогенератор по первой и второй магистралям 14 и 15 поступают газы, непрореагировавшие в последующих реакторах системы по данной полезной модели.In addition, gases that do not react in subsequent reactors of the system according to this utility model are supplied to the gas generator through the first and second lines 14 and 15.

В газогенераторе 1 происходит частичное сгорание угля при температуре порядка 800-900°C в присутствии водяных паров обедненного количества кислорода (пиролиз). При этом имеют место следующие реакции:In gas generator 1, partial combustion of coal occurs at a temperature of about 800-900 ° C in the presence of water vapor of a depleted amount of oxygen (pyrolysis). In this case, the following reactions take place:

C+O2→CO2 C + O 2 → CO 2

2H2+O2→2Н2O2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Эти реакции протекают с выделением тепловой энергии. После чего происходят реакции восстановления:These reactions proceed with the release of thermal energy. After which recovery reactions occur:

С+СO2→2СОС + СО 2 → 2СО

C+H2O→CO+H2 C + H 2 O → CO + H 2

Эти реакции протекают с потреблением тепловой энергии.These reactions proceed with the consumption of thermal energy.

Соответственно, активная часть газогенератора 1 состоит из трех перетекающих участков: термического разложения топлива, окисления, восстановления.Accordingly, the active part of the gas generator 1 consists of three flowing sections: thermal decomposition of fuel, oxidation, and reduction.

Выделяемая в газогенераторе 1 тепловая энергия может использоваться для работы установки 3 для выделения кислорода из воздуха и (или) установки 5 водоподготовки. Излишки тепловой энергии от газогенератора 1 могут также отводиться для других нужд.The thermal energy released in the gas generator 1 can be used for the operation of the installation 3 for the release of oxygen from the air and (or) the water treatment unit 5. Excessive heat from the gas generator 1 can also be diverted for other needs.

Газообразные продукты реакции, полученные в газогенераторе 1, необходимо очистить от соединений серы. Поэтому эти продукты из газогенератора 1 поступают в установку 7 для обессеривания.The gaseous reaction products obtained in the gas generator 1 must be cleaned of sulfur compounds. Therefore, these products from the gas generator 1 enter the installation 7 for desulfurization.

Соединения серы в генераторном газе представлены следующими соединениями: сероводородом H2S, серооксидом углерода COS, тиофеном H2S С4H4S; другими вредными веществами являются аммиак NH3 и смолистые вещества. Все эти соединения токсичны, сернистые соединения кроме этого вызывают интенсивную коррозию оборудования и являются необратимыми ядами для применяемых катализаторов синтеза по Фишеру-Тропшу. Содержание сероорганических соединений в генераторном газе составляет от 3 до 10% общего содержания сернистых соединений.The sulfur compounds in the generator gas are represented by the following compounds: hydrogen sulfide H 2 S, carbon sulfide COS, thiophene H 2 S C 4 H 4 S; other harmful substances are ammonia NH 3 and tarry substances. All these compounds are toxic, sulfur compounds in addition cause intense corrosion of the equipment and are irreversible poisons for the applied Fischer-Tropsch synthesis catalysts. The content of organosulfur compounds in the generator gas is from 3 to 10% of the total sulfur content.

Наличие в генераторном газе сероорганических соединений вызывает необходимость их гидрирования или гидролиза, то есть взаимодействие сероорганических соединений с водородом или с водяным паром с получением в итоге сероводорода. Такие реакции осуществляются при 350…400°C на кобальт-молибденовом или ином катализаторе. Дальнейшее удаление образовавшегося и имеющегося в газе сероводорода осуществляется одним из известных методов.The presence of organosulfur compounds in the generator gas necessitates their hydrogenation or hydrolysis, that is, the interaction of organosulfur compounds with hydrogen or water vapor to produce hydrogen sulfide as a result. Such reactions are carried out at 350 ... 400 ° C on a cobalt-molybdenum or other catalyst. Further removal of the hydrogen sulfide formed and present in the gas is carried out by one of the known methods.

Очистку от H2S и сероорганических соединений в промышленности осуществляют, в основном, сухими (адсорбционными) и жидкими (абсорбционными) методами. При использовании абсорбции сероводорода амино-спиртами необходима стадия предварительного перевода сероорганических соединений в сероводород, при абсорбции физическими растворителями сероорганические вещества поглощаются вместе с сероводородом.Purification of H 2 S and organosulfur compounds in industry is carried out mainly by dry (adsorption) and liquid (absorption) methods. When using absorption of hydrogen sulfide by amino alcohols, a stage of preliminary conversion of organosulfur compounds to hydrogen sulfide is necessary; when absorbed by physical solvents, organosulfur substances are absorbed together with hydrogen sulfide.

Для больших объемов газов и высокой концентрации сероводорода в них предпочтительны абсорбционные методы, для незначительных объемов газа - адсорбционные (физическая адсорбция или химическое поглощение). Учитывая, что синтез-газ после газогенератора имеет высокую температуру, целесообразно химическое поглощение сероводорода при этой температуре, которая превышает температуру конденсации наиболее высококипящих фракций смолистых веществ. В этом случае не происходит образования жидких стоков, содержащих смолы, а, кроме того, сохраняется физическое тепло генераторного газа.For large volumes of gases and a high concentration of hydrogen sulfide, absorption methods are preferable in them, for insignificant volumes of gas - absorption methods (physical adsorption or chemical absorption). Given that the synthesis gas after the gas generator has a high temperature, it is advisable to chemically absorb hydrogen sulfide at this temperature, which exceeds the condensation temperature of the highest boiling fractions of resinous substances. In this case, the formation of liquid effluents containing resins does not occur, and, in addition, the physical heat of the generator gas is retained.

Для большинства химических поглотителей сероорганические соединения поглощаются совместно с сероводородом. Поглощение сероводорода при высоких температурах обычно проводят хемосорбентами на основе оксидов кальция, железа, цинка, марганца или титана в кипящем, движущемся или стационарном слое сорбента. Образующиеся при очистке сульфиды металлов либо утилизируют без регенерации, либо регенерируют воздухом или паро-воздушной смесью с образованием SO2, который в зависимости от экономической целесообразности переводят в гипс, элементарную серу или серную кислоту.For most chemical scavengers, organosulfur compounds are absorbed together with hydrogen sulfide. The absorption of hydrogen sulfide at high temperatures is usually carried out by chemisorbents based on oxides of calcium, iron, zinc, manganese or titanium in a fluidized, moving or stationary sorbent layer. The metal sulfides formed during purification are either disposed of without regeneration or regenerated with air or a steam-air mixture to form SO 2 , which, depending on economic feasibility, is converted into gypsum, elemental sulfur or sulfuric acid.

Непосредственно перед установкой 7 для обессеривания может быть установлен циклон и (или) фильтр для удаления пыли и золы из продуктов, полученных в газогенераторе 1.Immediately before installation 7 for desulfurization, a cyclone and (or) a filter can be installed to remove dust and ash from products obtained in the gas generator 1.

Генераторный газ после удаления золы в металлотканевом фильтре разделяется на два одинаковых потока и поступает на первую ступень очистки от сероводорода. Первая ступень сероочистки представляет собой четырехадсорберную схему, по которой газ проходит через один адсорбер сероочистки, а остальные три находятся в резерве. После того, как закончится установленный цикл работы одного адсорбера, происходит переключение потока генераторного газа на второй адсорбер, затем на третий адсорбер, потом па четвертый. После чего цикл замыкается.Generator gas after ash removal in a metal-cloth filter is divided into two identical streams and enters the first stage of hydrogen sulfide removal. The first desulfurization stage is a four-adsorber circuit, in which gas passes through one desulfurization adsorber, and the remaining three are in reserve. After the established cycle of operation of one adsorber ends, the flow of generator gas switches to the second adsorber, then to the third adsorber, then to the fourth. After which the cycle closes.

После завершения очистки в одном из адсорберов открываются соответствующие вентили на азотной магистрали, и адсорбер продувается азотом со сбросом продувочных газов на свечу, при этом сорбент охлаждается до 50°C, после этого выгружается в бункер. Далее адсорбер заполняют регенерированным сорбентом и через азотную линию осуществляют разогрев сорбента с помощью горячих газов, образовавшихся при сжигании жидкого топлива, используемого как растопочное топливо, после чего азотную линию закрывают и аппарат готов к поглощению сероводорода.After cleaning, in one of the adsorbers, the corresponding valves on the nitrogen line open, and the adsorber is purged with nitrogen with a purge gas discharge onto the candle, while the sorbent is cooled to 50 ° C, and then discharged into the hopper. Next, the adsorber is filled with the regenerated sorbent and the sorbent is heated through the nitrogen line using hot gases generated during the combustion of liquid fuel used as starting fuel, after which the nitrogen line is closed and the apparatus is ready for absorption of hydrogen sulfide.

После очистки от H2S генераторный газ поступает на вторую ступень сероочистки, где генераторный газ охлаждается до 380°C в теплообменнике с помощью холодного пара высокого давления, далее очищается от не прореагировавших на первой стадии сероочистки сероорганических соединений в реакторе гидрирования на кобальт-молибденовом катализаторе. После этого синтез-газ поступает на два адсорбера сероочистки ВТОрой ступени, работающих по так называемой схеме «lead-lag», заключающейся в следующем: два последовательно соединенных реактора, переключаемые в разную последовательность но ходу газа, причем каждый реактор может выключаться из цепочки. Когда первый по ходу газа реактор отработается (о чем судят по тому, что содержание серы на его выходе начинает увеличиваться), его отключают (не останавливая все производство), перегружают и включают второй по ходу.After purification from H 2 S, the generator gas enters the second stage of desulfurization, where the generator gas is cooled to 380 ° C in the heat exchanger using high-pressure cold steam, and then it is purified from organosulfur compounds that have not reacted in the first stage of desulfurization in the hydrogenation reactor on a cobalt-molybdenum catalyst . After that, the synthesis gas is fed to two second-stage desulfurization adsorbers operating according to the so-called “lead-lag” scheme, which consists of the following: two reactors connected in series, switched in a different sequence along the gas flow, and each reactor can be switched off from the chain. When the first reactor in the course of gas is operated (as judged by the fact that the sulfur content at its outlet starts to increase), it is turned off (without stopping all production), it is overloaded and the second one is turned on.

После удаления диоксида и других соединений серы газообразные продукты поступают в реактор 8 сдвига (известный в технике также как реактор замещения или шифт-реактор). В нем происходит реакция замещения монооксида углерода (CO) с водой (H2O) для получения водорода (H2) и диоксида углерода (CO2), чтобы уменьшить содержание угарного газа (CO) в потоке газообразного продукта.After removal of the dioxide and other sulfur compounds, the gaseous products enter the shift reactor 8 (also known in the art as a substitution reactor or shift reactor). It involves the substitution of carbon monoxide (CO) with water (H 2 O) to produce hydrogen (H 2 ) and carbon dioxide (CO 2 ) to reduce the carbon monoxide (CO) content in the gaseous product stream.

После реактора 8 сдвига газообразные продукты поступают в скруббер 9, где производится газоочистка, включающая в себя удаление ядовитых и сильно пахнущих веществ. Для этого газообразные продукты приводятся в интенсивный контакт с мелко распределенными водяными каплями (или каплями иной моющей жидкости), подаваемыми во встречном потоке. Чем больше площадь поверхности между моющей жидкостью и очищаемым газом и чем меньше размер водяных капель, тем эффективнее очистка. Как правило, очищающая жидкость рециркулируется для экономии воды и уменьшения стока.After the shift reactor 8, gaseous products enter a scrubber 9, where gas cleaning is performed, which includes the removal of toxic and strongly smelling substances. For this, gaseous products are brought into intensive contact with finely distributed water droplets (or drops of another washing liquid) supplied in the oncoming flow. The larger the surface area between the washing liquid and the gas being cleaned and the smaller the size of the water droplets, the more efficient the cleaning. Typically, the cleaning fluid is recycled to save water and reduce runoff.

С помощью скруббера из отработанного газа могут быть удалены следующие компоненты:Using a scrubber, the following components can be removed from the exhaust gas:

- Водорастворяемые вещества будут растворены.- Water soluble substances will be dissolved.

- Пыль будет осаждена.- Dust will be precipitated.

- Гидролизируемые вещества будут разложены.- Hydrolyzable substances will be decomposed.

- Водяной пар конденсируется.- Water vapor condenses.

Результатом мокрой очистки являются дезактивация, удаление ядов, удаление пыли, удаление влаги, конденсация, а также удаление сильно пахнущих веществ для защиты окружающей среды. В особенности водяные загрязнения очень хорошо удаляются из газа. Во многих случаях, при адсорбции субстанций из газа промывочная жидкость может быть загрязнена. Растворенные вещества - это обычно кислые или щелочные химикалии, как, например, НСl, угарный газ или аммиак NH3. С помощью интегрированного в скруббер нейтрализатора возможно поддержание нейтральных pH-величин и таким образом, удаление ядов. Кроме того, низкокислая промывочная жидкость для щелочных газокомпонентов эффективнее, а низкощелочная промывочная жидкость действеннее для кислых газокомпонентов.Wet scrubbing results in decontamination, poison removal, dust removal, moisture removal, condensation, as well as the removal of strongly smelling substances to protect the environment. In particular, water pollution is very well removed from the gas. In many cases, when adsorbing substances from a gas, the flushing fluid may be contaminated. Dissolved substances are usually acidic or alkaline chemicals, such as Hcl, carbon monoxide or ammonia NH 3 . Using a neutralizer integrated in the scrubber, it is possible to maintain neutral pH values and thus remove poisons. In addition, a low acid wash liquid for alkaline gas components is more effective, and a low alkaline wash liquid is more effective for acid gas components.

Пыль будет осаждаться и при больших количествах образует шламм, который должен быть отфильтрован из стока. При таких обстоятельствах фильтрационный шламм должен рассматриваться как спецотходы.Dust will precipitate and form large amounts of sludge, which must be filtered out of the effluent. In such circumstances, filter sludge should be considered as special waste.

Гидролизируемые вещества растворяются в воде.Hydrolyzable substances dissolve in water.

Очищенные в скруббере газообразные продукты поступают в два реактора: в реактор 10 синтеза Фишера-Тропша и в реактор 11 синтеза метанола.The gaseous products purified in a scrubber enter two reactors: a Fischer-Tropsch synthesis reactor 10 and a methanol synthesis reactor 11.

Конструкция и принцип работа реактора 10 синтеза Фишера-Тропша общеизвестны специалистам. В нем происходит каталитический синтез углеводородов из газообразных продуктов.The design and principle of operation of the Fischer-Tropsch synthesis reactor 10 are well known to specialists. The catalytic synthesis of hydrocarbons from gaseous products takes place in it.

Синтезированные углеводороды поступают из реактора 10 синтеза Фишера-Тропша в первую ректификационную колонну 12, в которой происходит разделение синтезированных жидких углеводородов на фракции. Как известно (И.А.Александров. «Ректификационные и абсорбционные аппараты». - Москва, 1971), ректификационная колонна представляет собой аппарат, предназначенный для разделения жидких смесей, составляющие которых имеют различную температуру кипения. Классическая колонна представляет собой вертикальный цилиндр, в котором поступающие пары поднимаются в верхнюю часть колонны, охлаждаются и конденсируются в холодильнике-конденсаторе и подаются обратно в качестве орошения. Таким образом в верхней части колонны противотоком движутся пары (снизу вверх) и стекает жидкость (сверху вниз). Стекая вниз, жидкость обогащается высококипящими компонентами, а пары, чем выше поднимаются, тем более обогащаются легкокипящими компонентами. В данно1 полезной модели самые легкие фракции, в которых велика доля непрореагировавших газов, возвращаются по первой магистрали 14 в газогенератор 1. Более тяжелые фракции из первой ректификационной колонны 12 выводятся из системы в качестве дизельного топлива (жирная стрелка, обозначенная ссылочной позицией 18). Самые тяжелые фракции - парафины - поступают в установку 16 окисления парафинов.The synthesized hydrocarbons come from the Fischer-Tropsch synthesis reactor 10 to the first distillation column 12, in which the synthesized liquid hydrocarbons are separated into fractions. As is known (I.A. Aleksandrov. “Distillation and absorption apparatus.” - Moscow, 1971), a distillation column is an apparatus designed to separate liquid mixtures, the components of which have different boiling points. A classic column is a vertical cylinder in which the incoming vapor rises to the top of the column, is cooled and condensed in a condenser refrigerator and fed back as irrigation. Thus, in the upper part of the column, pairs (from bottom to top) move countercurrently and liquid flows (from top to bottom). When flowing down, the liquid is enriched with high-boiling components, and the vapors, the higher they rise, the more enriched in low-boiling components. In this utility model 1, the lightest fractions, in which the proportion of unreacted gases is large, are returned via the first line 14 to the gas generator 1. The heavier fractions from the first distillation column 12 are removed from the system as diesel fuel (bold arrow indicated by the reference number 18). The heaviest fractions - paraffins - enter the paraffin oxidation unit 16.

В установке 16 окисление парафинов осуществляется, например, при пропускании тока кислорода или озона через парафины, нагретые до температуры около 150°. Влияние на успешный ход реакции оказывают катализаторы. В результате парафины окисляются до карбоновых кислот. Конкретное выполнение установки 16 окисления парафинов может быть любым - как известным специалистам из уровня техники, так и вновь разрабатываемым.In the installation 16, the oxidation of paraffins is carried out, for example, by passing a current of oxygen or ozone through paraffins heated to a temperature of about 150 °. Catalysts have an effect on the success of the reaction. As a result, paraffins are oxidized to carboxylic acids. The specific implementation of the installation 16 oxidation of paraffins can be any - as known to specialists in the prior art, and newly developed.

Конструкция и принцип работа реактора 11 синтеза метанола также общеизвестны специалистам (например, синтез по методу Лурги). В реакторе 11 синтеза метанола происходит каталитический синтез метанола из газообразных продуктов.The design and operation of the methanol synthesis reactor 11 are also well known to those skilled in the art (e.g., Lurga synthesis). In the methanol synthesis reactor 11, catalytic synthesis of methanol from gaseous products takes place.

Синтезированный метанол поступает из реактора 11 синтеза метанола во вторую ректификационную колонну 13, в которой происходит разделение продуктов синтеза метанола на фракции. Работа и конструкция второй ректификационной колонны 13 такие же, как и для первой ректификационной колонны 12. Как и в первой ректификационной колонне 12, самые легкие фракции, в которых велика доля непрореагировавших газов, возвращаются из второй реактификационной колонны 13 по второй магистрали 15 в газогенератор 1. Более тяжелые фракции из второй ректификационной колонны 13 поступают в реактор 17 этерификации, куда поступают также жирные кислоты из установки 16 окисления парафинов.The synthesized methanol comes from the methanol synthesis reactor 11 to the second distillation column 13, in which the methanol synthesis products are separated into fractions. The operation and design of the second distillation column 13 are the same as for the first distillation column 12. As in the first distillation column 12, the lightest fractions, in which there is a high proportion of unreacted gases, are returned from the second distillation column 13 along the second line 15 to the gas generator 1 Heavier fractions from the second distillation column 13 enter the esterification reactor 17, which also receives fatty acids from the paraffin oxidation unit 16.

Реактор 17 этерификации предназначен для получения дизельного топлива в результате реакции этерификации жирных кислот и метанола. В результате получаются сложные эфиры, которые можно использовать в качестве дизельного топлива и которые выводятся из системы (жирная стрелка, обозначенная ссылочной позицией 19).The esterification reactor 17 is designed to produce diesel fuel as a result of the esterification of fatty acids and methanol. The result is esters that can be used as diesel fuel and which are discharged from the system (bold arrow denoted by 19).

Таким образом, система по настоящей полезной модели обеспечивает более полную переработку твердых углеводородных топлив (угля) в жидкие моторные топлива. Кроме того, за счет очистки результатов паро-кислородной газификации угля снижаются выбросы углекислого газа в окружающую среду. Настоящая полезная модель расширяет арсенал технических средств, в особенности для местного получения дизельного топлива в угледобывающих предприятиях.Thus, the system according to this utility model provides a more complete processing of solid hydrocarbon fuels (coal) into liquid motor fuels. In addition, by cleaning the results of steam-oxygen gasification of coal, carbon dioxide emissions into the environment are reduced. This utility model expands the arsenal of technical means, especially for local production of diesel fuel in coal mining enterprises.

Литература:Literature:

1. Сторч Г., Голамбик Н., Андерсон Р., Синтез углеводородов из окиси углерода и водорода, пер. с англ., М., 1954.1. Storch G., Golambik N., Anderson R., Synthesis of hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen, trans. from English., M., 1954.

2. Г.Хеприци-Оливэ, С.Оливэ, Химия каталитического гидрирования CO., Перевод с англ. С.Л.Давыдовой. - М.: «Мир», 1987.2. G. Kheprici-Olive, S. Olive, Chemistry of Catalytic Hydrogenation CO., Translated from English. S.L.Davydova. - M .: "World", 1987.

3. Эрих В.Н. Химия нефти и искусственного жидкого топлива, 1955, 510 с.3. Erich V.N. Chemistry of oil and artificial liquid fuel, 1955, 510 p.

4. Б.Лич. Катализ в промышленности, т.2. - М.: «Мир», 1986.4. B. Leach. Catalysis in industry, v.2. - M.: “World”, 1986.

5. Хемосорбционные методы очистки газов от сероводорода и сероорганических соединений / В.И.Лазарев. Промышленная и санитарная очистка газов. Обзорная информация. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ,1986 - 44 с.5. Chemisorption methods for gas purification from hydrogen sulfide and organosulfur compounds / V.I. Lazarev. Industrial and sanitary gas treatment. Overview information. - M.: TSINTIHIMNEFTEMASH, 1986 - 44 p.

6. Алексеев С.З. и др. Очистка природного газа алканоламинами от сероводорода, диоксида углерода и других примесей. Обзорная информация. М., ИРЦ «Газпром». 1999 - 41 с.6. Alekseev S.Z. and other Purification of natural gas with alkanolamines from hydrogen sulfide, carbon dioxide and other impurities. Overview information. Moscow, IRC Gazprom. 1999 - 41 p.

7. Кузнецов Б.Н. Моторные топлива из альтернативного нефти сырья. // Соросовский Образовательный Журнал, том 6, №4, 2000.7. Kuznetsov B.N. Motor fuels from alternative crude oil. // Soros Educational Journal, Volume 6, No. 4, 2000.

Claims (8)

1. Система для синтеза жидких моторных топлив, содержащая:1. A system for the synthesis of liquid motor fuels, containing: - газогенератор, выполненный с возможностью газифицировать твердое углеродное топливо в результате парокислородного пиролиза;- a gas generator configured to gasify solid carbon fuel as a result of vapor-oxygen pyrolysis; - установку для обессеривания, выполненную с возможностью очищать газообразные продукты реакции, полученные в упомянутом газогенераторе, от соединений серы;- a desulfurization unit configured to purify the gaseous reaction products obtained in said gasifier from sulfur compounds; - реактор сдвига, выполненный с возможностью осуществлять в обессеренных газообразных продуктах реакцию замещения между монооксидом углерода и водой для получения водорода и диоксида углерода;a shear reactor configured to carry out a substitution reaction between carbon monoxide and water in desulfurized gaseous products to produce hydrogen and carbon dioxide; - скруббер, выполненный с возможностью удаления кислых газов из газообразных продуктов, полученных в упомянутом реакторе сдвига;- a scrubber configured to remove acid gases from gaseous products obtained in said shear reactor; - реактор синтеза Фишера-Тропша, предназначенный для каталитического синтеза углеводородов из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов;- Fischer-Tropsch synthesis reactor designed for the catalytic synthesis of hydrocarbons from gaseous products purified from acid gases; - первую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты, полученные в упомянутом реакторе синтеза Фишера-Тропша, на дизельное топливо и парафины, а также на непрореагировавшие газы;- the first distillation column, configured to separate the products obtained in the aforementioned Fischer-Tropsch synthesis reactor into diesel fuel and paraffins, as well as into unreacted gases; - установку для окисления парафинов, выполненную с возможностью окислять упомянутые парафины до жирных кислот;- installation for the oxidation of paraffins, made with the possibility of oxidizing said paraffins to fatty acids; - реактор синтеза метанола, предназначенный для каталитического синтеза метанола из газообразных продуктов, очищенных от кислых газов;- a methanol synthesis reactor designed for the catalytic synthesis of methanol from gaseous products purified from acid gases; - вторую ректификационную колонну, выполненную с возможностью разделять продукты синтеза метанола на метанол, диметиловый эфир и непрореагировавшие газы;- a second distillation column, configured to separate the products of methanol synthesis into methanol, dimethyl ether and unreacted gases; - реактор этерификации, предназначенный для получения дизельного топлива в результате реакции этерификации упомянутых жирных кислот и метанола.- an esterification reactor designed to produce diesel fuel as a result of the esterification reaction of said fatty acids and methanol. 2. Система по п.1, в которой предусмотрены первая и вторая магистрали для возвращения упомянутых непрореагировавших газов и других продуктов из одноименных ректификационных колонн в упомянутый газогенератор.2. The system according to claim 1, in which the first and second lines are provided for returning said unreacted gases and other products from the distillation columns of the same name to said gasifier. 3. Система по п.1, дополнительно содержащая установку для выделения кислорода из воздуха, выполненную с возможностью выделять из поступающего воздуха кислород и подавать выделенный кислород в упомянутый газогенератор.3. The system according to claim 1, further comprising an apparatus for separating oxygen from the air, configured to separate oxygen from the incoming air and supply the separated oxygen to said gasifier. 4. Система по п.3, в которой предусмотрено использование тепла, получаемого в упомянутых реакторах синтеза, в качестве энергии для работы упомянутой установки для выделения кислорода.4. The system according to claim 3, which provides for the use of heat generated in said synthesis reactors as energy for the operation of said oxygen evolution unit. 5. Система по п.1, дополнительно содержащая установку для водоподготовки, выполненную с возможностью испарять поступающую воду и подавать испаренную воду в упомянутый газогенератор.5. The system of claim 1, further comprising a water treatment unit configured to vaporize incoming water and supply vaporized water to said gasifier. 6. Система по п.5, в которой предусмотрено использование тепла, получаемого в упомянутых реакторах синтеза, в качестве энергии для работы упомянутой установки для водоподготовки.6. The system according to claim 5, which provides for the use of heat generated in said synthesis reactors as energy for the operation of said water treatment plant. 7. Система по п.1, в которой в качестве катализатора в упомянутом реакторе синтеза Фишера-Тропша использован катализатор кобальт-магний-циркониевый на кизельгуре - восстановленный (КМЦ-В).7. The system according to claim 1, in which the catalyst used in said Fischer-Tropsch synthesis reactor uses a cobalt-magnesium-zirconium catalyst on kieselguhr — reduced (CMC-B). 8. Система по п.1, в которой в качестве катализатора в упомянутом реакторе синтеза метанола использован катализатор Северодонецкий низкотемпературный метанольный - усовершенствованный (СНМ-У).
Figure 00000001
8. The system according to claim 1, in which the Severodonetsk low-temperature methanol-advanced catalyst (SNM-U) is used as a catalyst in said methanol synthesis reactor.
Figure 00000001
RU2012142219/05U 2012-10-04 2012-10-04 SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS RU129502U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012142219/05U RU129502U1 (en) 2012-10-04 2012-10-04 SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012142219/05U RU129502U1 (en) 2012-10-04 2012-10-04 SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU129502U1 true RU129502U1 (en) 2013-06-27

Family

ID=48702736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012142219/05U RU129502U1 (en) 2012-10-04 2012-10-04 SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU129502U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6977112B2 (en) Integrated system and method for removing acid gas from gas stream
RU2417825C2 (en) Method of cleaning gases produced at gasification plant
JP7105690B2 (en) A Process for the Production of High Biogenic Concentration Fischer-Tropsch Liquids Derived from Municipal Solid Waste (MSW) Feedstocks
US4863489A (en) Production of demercurized synthesis gas, reducing gas, or fuel gas
KR20120013965A (en) Process of producing purified syngas
JP7085993B2 (en) Methods and systems to reduce CO2 emissions from industrial processes
JP2012522089A (en) Method for generating a purified syngas stream
US12098329B2 (en) Process for purification and conversion of carbon dioxide using renewable energy
Courson et al. Gas cleaning for waste applications (syngas cleaning for catalytic synthetic natural gas synthesis)
CN115516066A (en) Method and apparatus
JP5217295B2 (en) Coal gasification gas purification method and apparatus
Strege et al. Fischer–Tropsch catalyst testing in a continuous bench-scale coal gasification system
JP2006511433A (en) Use of chemical solvents to separate CO2 from H2S rich streams
CZ2004426A3 (en) The use of conversion gas for the regeneration of the SCR catalyst
EP2419497B1 (en) Method for the production of a combustible gas from a fuel
AU2018222356A1 (en) A method for the removal of oxygen from an industrial gas feed
RU129502U1 (en) SYSTEM FOR SYNTHESIS OF LIQUID ENGINE FUELS
NL9102195A (en) METHOD FOR TREATING GASES OBTAINED BY COAL GASIFICATION, RESIDUAL GASIFICATION, WASTE GASIFICATION OR OIL GASIFICATION
EP3463628A1 (en) A process for the purifying of a raw gas stream containing mainly c1 -c5 hydrocarbons and carbon dioxide, and impurities of organic and inorganic sulfur compounds, halogenated and non-halogenated volatile organic compounds and oxygen
JP2023536101A (en) Renewable Transportation Fuel Process with Thermal Oxidation System
Malicha Design of gas cleaning processes for SNG-production from biogenic residues
Khairulin et al. Direct Selective Oxidation of Hydrogen Sulfides Laboratory, Pilot and Industrial Tests Catalysts. 2021. 11. 1109
WO2012129034A1 (en) Process and system for removing sulfur from sulfur-containing gaseous streams
Ascón Sánchez Investigations of the suitability of activated carbon for H2S and tar product gas cleaning
JP4049211B2 (en) Method for producing methanol

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20141005