RU2088518C1 - Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas - Google Patents
Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088518C1 RU2088518C1 RU94029277A RU94029277A RU2088518C1 RU 2088518 C1 RU2088518 C1 RU 2088518C1 RU 94029277 A RU94029277 A RU 94029277A RU 94029277 A RU94029277 A RU 94029277A RU 2088518 C1 RU2088518 C1 RU 2088518C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- hydrogen
- carbon monoxide
- conversion
- hydrocarbon gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения водорода и может использоваться в химической, металлургической и других отраслях промышленности, например для получения защитного газа для термообработки металлургических изделий. The invention relates to methods for producing hydrogen and can be used in chemical, metallurgical and other industries, for example, to produce protective gas for heat treatment of metallurgical products.
Известен способ получения водорода из углеводородного газа, включающий паровую конверсию углеводородов, конверсию оксида углерода, охлаждение газа и выделение водорода из конвертированного газа очисткой от оксидов углерода и метана короткоцикловой адсорбцией (КЦА), регенерацию адсорбента продувкой частью водорода с получением газов регенерации и возврат их на стадию паровой конверсии метана [1]
К недостаткам способа относятся:
относительно низкая степень превращения метана;
повышенный расход пара;
повышенный расход энергии на конверсию метана и нагрев газов регенерации;
дополнительный расход энергии на сжатие газов регенерации до давления парогазовой смеси до возвращения их на конверсию.A known method of producing hydrogen from hydrocarbon gas, including steam conversion of hydrocarbons, conversion of carbon monoxide, cooling the gas and hydrogen evolution from the converted gas by purification of carbon oxides and methane by short-cycle adsorption (CCA), regeneration of the adsorbent by blowing part of the hydrogen to produce regeneration gases and returning them to methane steam reforming step [1]
The disadvantages of the method include:
relatively low methane conversion;
increased steam consumption;
increased energy consumption for methane conversion and heating of regeneration gases;
additional energy consumption for compression of the regeneration gases to the pressure of the gas mixture before returning them to conversion.
Более близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения аммиака [2] включающий паровую конверсию углеводородного газа, конверсию окиси углерода, очистку газа от оксидов углерода и метана адсорбцией, регенерацию адсорбента продувкой частью водорода с получением газов регенерации, сжигание газов регенерации или очистку их от диоксида углерода и возврат очищенного газа на стадию паровой конверсии метана, очистку продуктов сжигания от кислорода и окислов азота гидрированием и короткоцикловой адсорбцией от CO2.Closer in technical essence and the achieved result to the present invention is a method for producing ammonia [2] including steam conversion of hydrocarbon gas, conversion of carbon monoxide, purification of gas from carbon oxides and methane by adsorption, regeneration of the adsorbent by blowing part of the hydrogen to produce regeneration gases, burning of regeneration gases or purifying them from carbon dioxide and returning the purified gas to the methane steam reforming step, purifying the products of combustion of oxygen and nitrogen oxides by hydrogenation, and Short cycle adsorption from CO 2 .
Недостатками способа являются:
относительно низкая степень превращения метана;
повышенный расход пара;
повышенный расход энергии на парообразование;
дополнительный расход энергии на сжатие газов регенерации, возвращаемых на конверсию метана до давления парогазовой смеси.The disadvantages of the method are:
relatively low methane conversion;
increased steam consumption;
increased energy consumption for vaporization;
additional energy consumption for compression of regeneration gases returned to methane conversion to the pressure of the gas mixture.
Задача изобретения повышение эффективности получения водорода за счет снижения расхода водяного пара и углеводородного газа, снижение выбросов газов регенерации в окружающую среду. The objective of the invention is to increase the efficiency of hydrogen production by reducing the consumption of water vapor and hydrocarbon gas, reducing emissions of regeneration gases into the environment.
Это достигается тем, что в способе получения водорода из углеводородного газа газы регенерации из короткоцикловой адсорбции возвращают на стадию конверсии оксида углерода, а выделенный конденсат возвращают на конверсию углеводородов, причем конверсионные стадии ведут при давлении, близком к атмосферному, а адсорбционные при давлении 15 30 ата. This is achieved by the fact that in the method for producing hydrogen from hydrocarbon gas, regeneration gases from short-cycle adsorption are returned to the carbon monoxide conversion stage, and the condensate recovered is returned to hydrocarbon conversion, the conversion stages being carried out at a pressure close to atmospheric and adsorption at a pressure of 15-30 at .
Для реализации предлагаемого способа получения водорода из углеводородного газа, включающего паровую конверсию углеводородного газа, конверсию оксида углерода, охлаждение конвертированного газа и удаление из него конденсата, выделение из конвертированного газа диоксида углерода и очистку водорода от примесей короткоцикловой адсорбцией при давлении 15 30 кгс/см2, регенерацию адсорбента продувкой частью продуктового водорода с получением газов регенерации и возвратом их на стадию паровой конверсии, газы регенерации из короткоцикловой адсорбции возвращают на стадию конверсии оксида углерода, а выделившийся конденсат возвращают на конверсию углеводородов путем сатурации.To implement the proposed method for producing hydrogen from hydrocarbon gas, including steam reforming of hydrocarbon gas, converting carbon monoxide, cooling the converted gas and removing condensate from it, extracting carbon dioxide from the converted gas and purifying hydrogen from impurities by short-cycle adsorption at a pressure of 15-30 kgf / cm 2 regeneration of the adsorbent by purging part of the product hydrogen to produce regeneration gases and returning them to the steam reforming stage, regeneration gases from short-cycle adsorption carbon monoxide is recycled to the conversion step, and the separated condensate is returned to the conversion of hydrocarbons by carbonation.
На чертеже представлена схема реализации предлагаемого способа. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed method.
Она включает линии подвода 1 природного газа и 2 водорода к теплообменнику 3, последовательно соединенному с аппаратом 4 сероочистки, сатуратором 5, теплообменником 6, конвертором метана 7. Аппарат 8 конверсии CO последовательно соединен с теплообменником 9, конденсатором 10, компрессором 11, аппаратом 12 очистки от CO2 и блоком КЦА 13. Аппарат 7 конверсии метана соединен с аппаратом 8 конверсии CO через теплообменники 6 и 3, сатуратор 5 с теплообменником 9, а теплообменники 9 и 10, аппарат 12 выделения CO2 и блок КЦА 13 соединены линией 14 с газодувкой 15.It includes lines for supplying 1 natural gas and 2 hydrogen to a heat exchanger 3 connected in series with a desulfurization apparatus 4, a saturator 5, a heat exchanger 6, a methane converter 7. The CO conversion apparatus 8 is connected in series with a heat exchanger 9, a condenser 10, a compressor 11, and a cleaning apparatus 12 from CO 2 and the CCA unit 13. The methane conversion apparatus 7 is connected to the CO conversion apparatus 8 through heat exchangers 6 and 3, the saturator 5 with the heat exchanger 9, and the heat exchangers 9 and 10, the CO 2 separation apparatus 12 and the CCA 13 are connected by a gas blower line 14 fifteen.
Способ реализуется следующим образом. В линию подвода природного газа 1 (давление 1,7 ата) добавляют по линии 2 водород, нагревают в теплообменнике 3 до 380oC, подвергают сероочистке в аппарате 4, насыщают парами воды в сатураторе 5, добавляют необходимое по балансу количество перегретого пара. Парогазовую смесь нагревают в теплообменнике 6 до 540oC и направляют в конвертор 7 метана. Конвертированный газ охлаждают от 750oC последовательно в теплообменниках 6 и 3 и направляют на конверсию оксида углерода в аппарат 8. Газ из конвертора 8 оксида углерода охлаждают в теплообменнике 9 до 100oC и направляют в конденсатор 10. Выделившийся конденсат нагревают в теплообменнике 9 за счет охлаждения газа и возвращают в сатуратор 5. Охлажденный конвертированный газ сжимают в компрессоре 11 до 18 ата, направляют в адсорбер 12 для выделения углекислоты, которая является товарным продуктом. Газовую смесь, содержащую водород, CO, метан и азот с остатками углекислоты, направляют в блок 13 короткоцикловой адсорбции (КЦА) для выделения чистого (99,99% ) водорода. Примеси поглощаются адсорбентом. Десорбцию проводят за счет сброса давления с последующей продувкой адсорбента частью полученного водорода. Газы десорбции с помощью газодувки 15 направляют в аппарат 8 конверсии оксида углерода.The method is implemented as follows. Hydrogen is added to the natural gas supply line 1 (pressure 1.7 at) via line 2, heated in a heat exchanger 3 to 380 ° C, subjected to desulfurization in apparatus 4, saturated with water vapor in saturator 5, and the amount of superheated steam necessary for balance is added. The vapor-gas mixture is heated in the heat exchanger 6 to 540 o C and sent to the Converter 7 methane. The converted gas is cooled from 750 o C sequentially in heat exchangers 6 and 3 and sent to the conversion of carbon monoxide to the apparatus 8. The gas from the carbon monoxide converter 8 is cooled in the heat exchanger 9 to 100 o C and sent to the condenser 10. The released condensate is heated in the heat exchanger 9 for the gas is cooled and returned to the saturator 5. The cooled converted gas is compressed in the compressor 11 to 18 ata, sent to the adsorber 12 to liberate carbon dioxide, which is a commercial product. A gas mixture containing hydrogen, CO, methane and nitrogen with carbon dioxide residues is sent to the short-cycle adsorption unit (CCA) 13 to liberate pure (99.99%) hydrogen. Impurities are absorbed by the adsorbent. Desorption is carried out by depressurizing, followed by purging of the adsorbent with part of the hydrogen produced. Desorption gases using gas blowing 15 are sent to the apparatus 8 for the conversion of carbon monoxide.
Возврат газов регенерации на конверсию оксида углерода позволяет снизить энергозатраты за счет уменьшения тепловой и газовой нагрузки на аппарат конверсии метана. The return of regeneration gases to the conversion of carbon monoxide can reduce energy costs by reducing the heat and gas load on the methane conversion apparatus.
Адсорбционная очистка конвертированного газа от диоксида углерода и паров воды перед КЦА позволяет получить товарный диоксид углерода; снизить нагрузку на блок КЦА; вернуть газы регенерации из блока КЦА на конверсию. Adsorption purification of converted gas from carbon dioxide and water vapor before CCA allows to obtain marketable carbon dioxide; reduce the load on the CCA unit; return the regeneration gases from the CCA unit for conversion.
Ведение паровой конверсии при давлении, близком к атмосферному, повышает степень превращения метана, что позволяет вернуть газы регенерации из блока КЦА в конвертор оксида углерода. Conducting steam conversion at a pressure close to atmospheric increases the degree of methane conversion, which allows returning the regeneration gases from the CCA unit to the carbon monoxide converter.
Включение в схему сатуратора позволяет существенно снизить расход пара на процесс и исключить из схемы котлы-утилизаторы. The inclusion of a saturator in the circuit can significantly reduce the steam consumption for the process and exclude waste heat boilers from the circuit.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94029277A RU2088518C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94029277A RU2088518C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94029277A RU94029277A (en) | 1996-07-10 |
| RU2088518C1 true RU2088518C1 (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20159417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94029277A RU2088518C1 (en) | 1994-08-03 | 1994-08-03 | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2088518C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7666383B2 (en) | 2005-04-06 | 2010-02-23 | Cabot Corporation | Method to produce hydrogen or synthesis gas and carbon black |
| RU2624708C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas |
| RU2631290C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-09-20 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature hydrogen plant |
| RU2791358C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-03-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Исследовательский Проектный Институт нефти и газа "Петон" | Hydrogen production method |
| WO2023229491A3 (en) * | 2022-04-29 | 2024-02-01 | Игорь Анатольевич МНУШКИН | Method for producing hydrogen |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480399C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method of producing hydrogen from water |
-
1994
- 1994-08-03 RU RU94029277A patent/RU2088518C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Nitrogen, 1980, N 122, v. 98, p. 38 - 43. 2. Авторское свидетельство СССР N 1288154, кл. C 01 B 3/38, 1987. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7666383B2 (en) | 2005-04-06 | 2010-02-23 | Cabot Corporation | Method to produce hydrogen or synthesis gas and carbon black |
| RU2624708C1 (en) * | 2016-07-05 | 2017-07-05 | Андрей Владиславович Курочкин | Installation for producing hydrogen from hydrocarbon gas |
| RU2631290C1 (en) * | 2016-07-25 | 2017-09-20 | Андрей Владиславович Курочкин | Low-temperature hydrogen plant |
| RU2791358C1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-03-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Исследовательский Проектный Институт нефти и газа "Петон" | Hydrogen production method |
| WO2023229491A3 (en) * | 2022-04-29 | 2024-02-01 | Игорь Анатольевич МНУШКИН | Method for producing hydrogen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94029277A (en) | 1996-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2046772C (en) | Carbon dioxide production from combustion exhaust gases with nitrogen and argon by-product recovery | |
| US4797141A (en) | Method for obtaining CO2 and N2 from internal combustion engine or turbine generated gases | |
| JP2006522004A (en) | Carbon capture arrangement and method | |
| JPS63501549A (en) | Ammonia treatment method and equipment | |
| CN113877371A (en) | Catalytic cracking regeneration method with zero emission of carbon dioxide | |
| US11760632B2 (en) | Regeneration schemes for a two-stage adsorption process for Claus tail gas treatment | |
| CN102712469B (en) | Method for operating an IGCC power plant process having integrated CO2 separation | |
| RU2088518C1 (en) | Method of producing hydrogen from hydrocarbon gas | |
| CN101607859B (en) | Process employing coke-oven gas for production of methane | |
| CN112678773A (en) | Process for producing hydrogen and coproducing LNG (liquefied Natural gas) by using raw gas | |
| CN114736719A (en) | Device and method for producing ethylene glycol and co-producing LNG and dimethyl carbonate | |
| CN209952482U (en) | Device for purifying yellow phosphorus tail gas | |
| CN117685697A (en) | System and process for preparing green low-carbon methanol and co-producing LNG (liquefied Natural gas) from coke oven gas | |
| JPH01201017A (en) | Recovery of byproduct gas generated in ironworks | |
| RU2206375C1 (en) | Commercial gaseous carbon dioxide production process | |
| JPH04265107A (en) | Diaphragm separating method for obtaining nitrogen from air | |
| CN108034464B (en) | Method for preparing liquefied natural gas from semi-coke tail gas | |
| CN116789519A (en) | A green low-carbon methanol production process | |
| JPH03242302A (en) | Production of hydrogen and carbon monoxide | |
| JPH0463993B2 (en) | ||
| JPS59116114A (en) | Production of gaseous co | |
| CN117228634A (en) | Method and system for preparing hydrogen and capturing carbon dioxide based on wet garbage biogas | |
| CN210410096U (en) | Separation system for carbon dioxide in medium-high pressure gas source | |
| CN208561684U (en) | Hydrogen making by natural gas reformation periodic off-gases recyclable device | |
| JPH04200713A (en) | High purity carbon monoxide production method |