Установка получения водорода из углеводородного газа

Установка получения водорода из углеводородного газа

Реферат

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровой конверсией углеводородов и может быть использовано в промышленности.

Известна установка производства аммиака [Производство аммиака. Под ред. В.П. Семенова. - М.: Химия, 1985, с. 21], включающая блок получения водорода с секцией сероочистки, состоящей из турбокомпрессора природного газа, узла его смешения с водородсодержащим газом, огневого подогревателя, реактора гидрирования сернистых соединений и двух адсорберов, заполненных поглотителем (хемосорбентом) сероводорода.

Недостатками известной установки являются большие металлоемкость секции сероочистки и эксплуатационные расходы при сероочистке газа.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке, которая включает блок сероочистки, оборудованный адсорберами с хемосорбентом, конвертор углеводородного сырья с горелкой, паровой котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, оснащенные линиями подачи водяного пара и вывода его избытка, охладители-осушители, 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, соединенный линией подачи отходящего газа с горелкой, оснащенной линией подачи части сырья в качестве топлива, при этом конверторы углеводородного сырья и окиси углерода соединены линией подачи синтез-газа.

Недостатками данной установки являются высокие эксплуатационные расходы и большая металлоемкость из-за оснащения блока сероочистки адсорберами с не регенерируемым хемосорбентом. Кроме того, сжигание части сырья для получения избыточного водяного пара приводит к уменьшению выхода водорода.

Задача изобретения – снижение эксплуатационных расходов и металлоемкости установки.

Техническим результатом является снижение эксплуатационных расходов и металлоемкости установки за счет оснащения блока сероочистки адсорберами с регенерируемым адсорбентом и оборудования его линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке, включающей блок сероочистки с адсорберами, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, особенностью является то, что блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку, и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки.

На линии подачи водородсодержащего газа может быть расположен блок выделения углекислого газа, что упрощает последующее выделение водорода. Для защиты конверторов от случайного попадания сернистых соединений на линии подачи очищенного сырья может быть установлен адсорбер с хемосорбентом.

Рекуперационный блок может состоять, например, из двух теплообменников с промежуточным сепаратором продувочной воды.

Оборудование блока сероочистки адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку позволяет регенерировать адсорбент продувкой частью очищенного сырья и утилизировать сернистые соединения, удаленные из сырья, за счет чего исключить использование не регенерируемого хемосорбента, уменьшить эксплуатационные расходы и металлоемкость установки. Установка рекуперационного блока, соединенного с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды, позволяет полностью рекуперировать тепло синтез-газа и исключить получение избыточного пара.

Предлагаемая установка включает блок адсорбционной сероочистки 1, нагреватель 2, конвертор окиси углерода 3, рекуперационный блок 4, конвертор углеводородного сырья 5 с горелкой 6, блоки водоподготовки 7 и выделения водорода 8. При ее работе сырьевой газ, подаваемый по линии 9, очищают от сернистых соединений в блоке 1, нагревают в нагревателе 2, например, дымовым газом, затем одной его частью, подаваемой по линии 10 в блок 1, регенерируют адсорбент, а другой частью, подаваемой по линии 11, совместно с подготовленной водой, подаваемой по линии 12 из блока 7, охлаждают конвертор 3. Нагретую сырьевую смесь по линии 13 после нагрева в блоке 4 направляют в конвертор 5, в горелку 6 которого по линии 15 подают воздух, по линии 16 из блока 8 - отходящий газ, по линии 17 из блока 1 - газ регенерации, содержащий концентрат сернистых соединений, а дымовой газ выводят по линии 18. Полученный синтез-газ по линии 19 после охлаждения в блоке 4 подают в конвертор 3, полученный водородсодержащий газ по линии 20 направляют в блок 8, из которого по линии 21 выводят водород, а по линии 22 водный конденсат направляют в блок 7, куда также по линии 23 подают воду, а по линии 14 из блока 4 - продувочную воду. На линии 9 после нагревателя 2 может быть размещен адсорбер 24 с хемосорбентом (показано пунктиром), а на линии 20 - блок выделения углекислого газа (не показан).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет снизить эксплуатационные затраты и металлоемкость установки и может быть использована в промышленности.

1. Водородная установка, включающая блок сероочистки с адсорберами, конвертор углеводородного сырья, оборудованный горелкой с линией подачи отходящего газа из блока выделения водорода, соединенный линией подачи синтез-газа с конвертором окиси углерода, оснащенным линиями подачи подготовленной воды и вывода водородсодержащего газа, отличающаяся тем, что блок сероочистки оборудован адсорберами с регенерируемым адсорбентом, линиями подачи части очищенного сырья и вывода газа регенерации в горелку и соединен с конвертором окиси углерода линией подачи очищенного сырья в качестве хладагента, оснащенной нагревателем, конверторы соединены линией подачи сырьевой смеси, на которой установлен рекуперационный блок, соединенный с блоком водоподготовки линией вывода продувочной воды и оснащенный линиями ввода/вывода синтез-газа, а блок выделения водорода соединен линией подачи водного конденсата с блоком водоподготовки.

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

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на линии подачи очищенного сырья установлен адсорбер с хемосорбентом.