Водородная установка

Водородная установка

Реферат

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 блок сероочистки и реактор паровой каталитической конверсии (конвертор) с горелкой, расположенные на линии подачи сырья, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси 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 водного конденсата с блоком водоподготовки, который также соединен линиями подачи воды с паровым котлом-утилизатором и конвертором окиси углерода, и блок выделения водорода, оснащенный линией подачи продувочного газа в горелку, оснащенную линией подачи части сырья в качестве топлива.

Недостатком данной установки является высокий расход сырья из-за его затрат на получение избыточного водяного пара.

Задача изобретения - снижение расхода сырья.

Техническим результатом является снижение расхода сырья за счет исключения получения избыточного водяного пара путем соединения блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя, а также установки рекуперационных теплообменников с конденсатоотводчиком на линии подачи синтез-газа.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, конвертор с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией подачи продувочного газа в горелку, оборудованную линиями подачи топлива и вывода дымовых газов, согласно изобретению блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента в конвертор окиси углерода, а на линии подачи синтез-газа установлены два теплообменника синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды.

На линии вывода дымовых газов из горелки может быть размещен охладитель-осушитель, соединенный с блоком водоподготовки линией подачи водного конденсата, что снижает расход воды, а на линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен блок выделения углекислого газа, что упрощает последующее выделение водорода. В горелку может подаваться в качестве топлива как часть углеводородного сырья, так и другие виды топлива, что может дополнительно снизить расход сырья.

Соединение блока сероочистки с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя позволяет полностью рекуперировать тепло процесса конверсии окиси углерода, исключить выработку водяного пара, в том числе избыточного, за счет чего снизить расход сырья.

Установка на линии подачи синтез-газа двух теплообменников синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой позволяет рекуперировать тепло синтез-газа, а размещение между ними конденсатоотводчика позволяет удалить из смеси минеральные соли в составе продувочной воды, за счет чего предотвратить снижение активности катализатора конверсии.

Предлагаемая установка (см. чертеж) включает блок сероочистки 1, конвертор окиси углерода 2, рекуперационные теплообменники 3 и 4 с конденсатоотводчиком 5, конвертор углеводородного сырья 6 с горелкой 7, блок водоподготовки 8 и блок выделения водорода 9, оснащенные линиями подачи сырья 10, воды 11, воздуха 12 и топлива 13, вывода дымовых газов 14 и водорода 15, а также технологическими линиями 16-23.

При работе установки сырье, подаваемое по линии 10, очищают от серы в блоке 1 и по линии 16 подают в качестве хладагента в конвертор 2 совместно с подготовленной водой, подаваемой по линии 17 из блока 8, затем нагретую смесь, подаваемую по линии 18, последовательно нагревают в теплообменниках 3 и 4, отделив между ними продувочную воду в конденсатоотводчике 5 и направив ее по линии 19 в блок 8, и направляют в конвертор 6 с горелкой 7, в которую по линиям 12 и 13 подают воздух и топливо, по линии 20 из блока 9 - продувочный газ в качестве дополнительного топлива, а дымовой газ выводят по линии 14. Полученный синтез-газ по линии 21 подают через рекуперационные теплообменники 4 и 3 в конвертор 2, из которого водородсодержащий газ по линии 22 направляют в блок 9, из которого по линии 15 с установки выводят водород, а по линии 23 водный конденсат направляют в блок 8, в который также по линии 11 подают воду. При необходимости на линии вывода дымовых газов из горелки размещают охладитель-осушитель дымовых газов, соединенный линией подачи водного конденсата с блоком 8, а на линии подачи водородсодержащего газа располагают блок выделения углекислого газа (не показано).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить расход сырья и может быть использована в промышленности.

1. Водородная установка, включающая блок сероочистки, установленный на линии подачи сырья, конвертор с горелкой, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, который соединен линией подачи воды в качестве хладагента с блоком водоподготовки, а линией подачи водородсодержащего газа - с блоком выделения водорода, оснащенным линией подачи продувочного газа в горелку, оборудованную линиями подачи топлива и вывода дымовых газов, отличающаяся тем, что блок сероочистки оснащен линией подачи очищенного сырья в качестве теплоносителя в конвертор окиси углерода, соединенный линией подачи воды с блоком водоподготовки, а на линии подачи синтез-газа установлены два теплообменника синтез-газ/нагретая смесь сырья с водой и конденсатоотводчик, размещенный между ними и соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды.

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 блоком водоподготовки.

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