Системы и способы получения диметилсульфида из газифицированного кокса

Системы и способы получения диметилсульфида из газифицированного кокса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам и способам получения диметилсульфида из потока газифицированного кокса.

Уровень техники

Коксование - важный процесс в нефтепереработке и переработке угля. Применительно к нефтепереработке, коксование является особенно важным при переработке более низкокачественных нефтей, которые содержат или после переработки образуют большие количества высококипящих материалов, которые обычно перерабатываются в установках коксования. Коксование дает возможность эффективной конверсии этих менее желательных нефтяных фракций в более желательные дистиллятные продукты и нефтяной кокс. Угольный кокс получают с помощью процесса карбонизации угля в качестве подходящего восстановителя для оксида железа при повышенных температурах, и получают, например, в качестве восстановителя для железной руды при производстве стали из железной руды.

Кокс (нефтяной кокс или угольный кокс) затем может быть газифицирован с водяным паром и воздухом с образованием потока газифицированного кокса, который содержит монооксид углерода, диоксид углерода, водород, азот и сероводород. Относительные соотношения вышеперечисленных компонентов могут зависеть, в числе прочего, от состава газифицируемого кокса и процесса газификации кокса. Как правило, диоксид углерода и сероводород удаляют из потока газифицированного кокса, при этом остаются монооксид углерода, азот и водород, которые используются в качестве топлива, например, для производства электроэнергии. Если в процессе газификации используются водяной пар и кислород, тогда азот может быть второстепенным компонентом в потоке газифицированного кокса.

Однако большая часть кокса имеет существенное содержание серы и, следовательно, приведет к формированию потоков газифицированного кокса с высокими концентрациями сероводорода. Поскольку сероводород не представляет собой большой ценности и сопряжен со строгими экологическими нормативами, высокосернистый кокс, как правило, нежелателен. Концентрация серы в коксе связана с концентрацией серы в нефти или угле, из которых кокс получают. В связи с этим, высокосернистая нефть и высокосернистый уголь не рассматриваются как ценные в промышленности, и, соответственно, остаются чрезвычайно недоразработанными.

Системы и способы, которые повышают ценность высокосернистого кокса, одновременно решая экологические проблемы, были бы полезны для специалистов.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам получения диметилсульфида из потока газифицированного кокса.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу, включающему в себя:

обеспечение потока газифицированного кокса, содержащего монооксид углерода, водород, сероводород, диоксид углерода и азот;

разделение потока газифицированного кокса на поток, обогащенный монооксидом углерода по сравнению с потоком газифицированного кокса, поток, обогащенный водородом по сравнению с потоком газифицированного кокса, и поток, обогащенный сероводородом по сравнению с потоком газифицированного кокса;

получение метанола из по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного монооксидом углерода, и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного водородом;

получение диметилсульфида из по меньшей мере части полученного метанола и по меньшей мере части отделенного потока, обогащенного сероводородом.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к системе, содержащей:

сепаратор, который принимает поток газифицированного кокса и который сконструирован и выполнен с возможностью получения потока монооксида углерода, потока водорода и потока сероводорода из потока газифицированного кокса;

метанольный реактор, при функционировании связанный по текучей среде с указанным сепаратором для приема по меньшей мере части потока монооксида углерода и по меньшей мере части потока водорода из сепаратора, при этом указанный метанольный реактор сконструирован и выполнен с возможностью получения потока метанола из указанного потока монооксида углерода и указанного потока водорода; и

диметилсульфидный реактор, при функционировании связанный по текучей среде с указанным метанольным реактором для приема по меньшей мере части потока метанола из метанольного реактора, и при функционировании связанный по текучей среде с указанным сепаратором для приема по меньшей мере части потока сероводорода из сепаратора, при этом указанный диметилсульфидный реактор сконструирован и выполнен с возможностью получения потока диметилсульфида из указанного потока метанола и указанного потока сероводорода.

Признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники при прочтении описания предпочтительных вариантов осуществления, которое следует ниже.

Краткое описание чертежей

Следующие фигуры включены для иллюстрации определенных аспектов настоящего изобретения и не должны рассматриваться как исчерпывающие варианты осуществления. Описанный объект изобретения может быть подвергнут значительным модификациям, изменениям, сочетаниям и эквивалентам по форме и функции, как будет ясно специалистам в данной области техники и использующим преимущество настоящего описания.

На фиг. 1 представлена схема системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 2 представлена схема системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 3 представлена схема системы в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий извлечение нефти из нефтеносных песков при 30°С при использовании различных растворителей.

На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий извлечение нефти из нефтеносных песков при 10°С при использовании различных растворителей.

На фиг. 6 представлен график, иллюстрирующий влияние увеличения концентрации диметилсульфида на понижение вязкости западноафриканской парафинистой сырой нефти.

На фиг. 7 представлен график, иллюстрирующий влияние увеличения концентрации диметилсульфида на понижение вязкости ближневосточной асфальтеновой сырой нефти.

На фиг. 8 представлен график, иллюстрирующий влияние увеличения концентрации диметилсульфида на понижение вязкости канадской асфальтеновой сырой нефти.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к системам и способам получения диметилсульфида из потока газифицированного кокса.

Системы и способы, описанные в данном документе, используют сероводород в потоке газифицированного кокса для получения диметилсульфида, который может быть особенно полезным в методах повышения нефтеотдачи («EOR»). Кроме того, в таких методах EOR, как правило, используются большие количества диметилсульфида, что создает более крупный рынок для кокса с высоким содержанием серы и, следовательно, для высокосернистой нефти и угля.

Кроме того, поскольку в описанных здесь системах и способах осуществляется реакция сероводорода с образованием относительно нетоксичного продукта (т.е. диметилсульфида), многие из экологических проблем, ранее связанные с высокосернистым коксом, могут быть минимизированы.

Используемый в настоящем документе термин «кокс» относится как к нефтяному коксу (т.е. коксу, полученному из нефти), так и к угольному коксу (т.е. коксу,, полученному из угля).

Используемый в настоящем документе термин «высокосернистый кокс» относится к нефтяному коксу, имеющему примерно 3% масс. или более серы, и к угольному коксу, имеющему примерно 1% масс. или более серы.

«Нефть», как употребляется в настоящем документе, обозначает встречающуюся в природе смесь углеводородов, как правило, в жидком состоянии, которая может также включать в себя соединения серы, азота, кислорода и металлов. Используемый в настоящем документе термин «нефть» охватывает легкие углеводороды и тяжелые углеводороды. Используемый в настоящем документе термин «легкая нефть» относится к нефти, имеющей плотность в градусах API более 20°. Используемый в настоящем документе термин «тяжелая нефть» относится к нефти, имеющей плотность в градусах API не более 20°. Если не указано иное, используемая здесь плотность в градусах API определяется в соответствии с методом ASTM D4052.

«При функционировании соединенный по текучей среде» или «при функционировании связанный по текучей среде», как употребляется в настоящем документе, обозначает связь между двумя или более элементами, в которой элементы связаны напрямую или опосредованно, что дает возможность прямого или опосредованного потока текучей среды между элементами. Термин «поток текучей среды», использованный в настоящем определении, относится к потоку газа или жидкости; термин «прямой поток текучей среды», использованный в настоящем определении, означает, что поток жидкости или газа между двумя определенными элементами протекает непосредственно между этими двумя определенными элементами; и термин «опосредованный поток текучей среды», использованный в настоящем определении означает, что поток жидкости или газа между двумя определенными элементами может быть направлен через один или несколько дополнительных элементов для изменения одного или нескольких аспектов жидкости или газа, по мере того как жидкость или газ протекает между этими двумя определенными элементами. Аспекты жидкости или газа, которые могут быть изменены в опосредованном потоке текучей среды, включают физические характеристики, такие как температура или давление газа или жидкости, состояние текучей среды между жидкостью и газом, и/или состав газа или жидкости. «Опосредованный поток текучей среды», как определено в настоящем документе, исключает изменение состава газа или жидкости между двумя определенными элементами с помощью химической реакции, например, окисления или восстановления одного или нескольких элементов жидкости или газа.

Следует отметить, что термины «отделять», «отделяет», «отделение», «разделение» и тому подобное, употребляемые в настоящем документе, не обязательно означают 100% степень отделения. Кроме того, термин «поток» не обязательно подразумевает степень чистоты его состава.

Системы 100 и 200, показанные соответственно на фиг. 1 и фиг. 2, представляют собой системы в соответствии с настоящим изобретением, которые могут использоваться для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Каждая из систем 100 и 200, соответственно, на фиг. 1 и фиг. 2, может быть аналогичной в некоторых отношениях (например, аналогичные компоненты системы или аналогичные части системы могут обозначаться одинаковыми номерами позиций). Это не следует рассматривать как ограничение. Другие варианты осуществления в объеме настоящего изобретения будут очевидны специалисту в данной области.

В некоторых вариантах осуществления получение диметилсульфида из потока газифицированного кокса может включать в себя: выделение монооксида углерода, водорода и сероводорода из потока газифицированного кокса в отдельные потоки, обогащенные монооксидом углерода, водородом и сероводородом соответственно; получение метанола из по меньшей мере части монооксида углерода и по меньшей мере части водорода; и получение диметилсульфида из по меньшей мере части метанола и по меньшей мере части сероводорода. Некоторые варианты осуществления могут дополнительно включать в себя получение потока газифицированного кокса с помощью газификации кокса.

Кокс, подходящий для использования в связи с описанными здесь способами и системами, может быть нефтяным коксом, угольным коксом, или любым их сочетанием. В некоторых случаях, нефтяной кокс может иметь содержание серы 0,5% масс. или более, или от 0,5% масс. до 10% масс., или от 1% масс. до 10% масс., или от 3% масс. до 10% масс. В некоторых случаях, угольный кокс может иметь содержание серы 0,5% масс. или более, или от 0,5% масс. до 5% масс., или от 1% масс. до 5% масс., или от 3% масс. до 5% масс.

Кокс может быть газифицирован в газификаторе кокса (не показано) для получения потока газифицированного кокса. Нефтяной кокс, который газифицируют, может быть получен в установке замедленного коксования или в установке коксования в псевдоожиженном слое. Газификатор кокса может быть любым традиционным газификатором кокса, используемым для газификации кокса. Газификатор кокса может быть объединен с установкой для коксования и может принимать кокс, подлежащий газификации, по мере его образования, или же может не быть объединен с установкой для коксования и может принимать кокс для газификации из хранилища.

Обратимся теперь к фиг. 1, иллюстрирующей приводимую в качестве примера систему настоящего изобретения, где система 100 содержит сепаратор 101, который принимает поток газифицированного кокса по трубопроводу 103 и сконструирован и выполнен с возможностью получения потока монооксида углерода, потока водорода и потока сероводорода из потока газифицированного кокса. Метанольный реактор 105 при функционировании связан по текучей среде с сепаратором 101 для приема по меньшей мере части потока монооксида углерода по трубопроводу 107 и по меньшей мере части потока водорода по трубопроводу 109. Метанольный реактор 105 сконструирован и выполнен с возможностью получения потока метанола из потока монооксида углерода и потока водорода. Диметилсульфидный реактор 111 при функционировании связан по текучей среде с метанольным реактором 105 для приема по меньшей мере части потока метанола по трубопроводу 113. Диметилсульфидный реактор 111 также при функционировании связан по текучей среде с сепаратором 101 для приема по меньшей мере части потока сероводорода по трубопроводу 115. Диметилсульфидный реактор 111 сконструирован и выполнен с возможностью получения потока диметилсульфида, который может выходить из диметилсульфидного реактора 111 по трубопроводу 117. В некоторых вариантах осуществления (не показано) система 100 может дополнительно содержать реактор газификации кокса, который сконструирован и выполнен с возможностью получения потока газифицированного кокса, при этом сепаратор 101 при функционировании связан по текучей среде с реактором газификации кокса для приема потока газифицированного кокса по трубопроводу 103.

Как описано выше, потоки газифицированного кокса обычно содержат монооксид углерода, водород, сероводород, диоксид углерода и азот. В некоторых случаях поток газифицированного кокса может также содержать по меньшей мере одно вещество из аммиака, воды и метана. Относительные содержания вышеперечисленных компонентов могут зависеть, в числе прочего, от состава газифицируемого кокса и процесса газификации кокса.

Разделение потока газифицированного кокса может осуществляться на потоки отдельных компонентов, смесей его отдельных компонентов, или и то и другое (например, поток азота, поток азота/водорода, или и то и другое). Специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать множество способов и систем/установок, способных разделять газифицированный кокс на желаемые потоки. Например, аммиак может быть удален с помощью водного абсорбера. Аминовые абсорберы (например, N-метил-диэтаноламина) с высокой поглотительной способностью для сероводорода и низкой поглотительной способностью для диоксида углерода могут использоваться для селективного отделения сероводорода из газового потока. Охлажденный метанол (например, от примерно -74°С (-100°F) до -18°С (0°F)) или простые диметиловые эфиры полиэтиленгликоля могут использоваться в абсорбции диоксида углерода, сероводорода (если присутствует) и воды. Хлорид меди и алюминия в ароматическом углеводородном растворителе или процессы криогенной газовой дистилляции могут использоваться при извлечении монооксида углерода. Процессы газовой абсорбции при переменном давлении или криогенной газовой дистилляции могут использоваться при отделении азота от водорода.

В некоторых вариантах осуществления сепараторы 101 систем, описанных в данном документе, могут быть сконструированы и выполнены с возможностью получения потока монооксида углерода, потока водорода, потока сероводорода, и по меньшей мере одного из потока диоксида углерода, потока азота, потока аммиака, и их сочетаний.

Специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать порядок отделения и дополнительного охлаждения, сжатия, удаления, контуров рециркуляции, резервуаров/оборудования для хранения и тому подобного, которые могут быть включены в сепаратор, сконструированный и выполненный с возможностью получения потоков желаемых компонентов или потоков смешанных компонентов из потока газифицированного кокса.

Что касается метанольного реактора 105, специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать известные способы и системы/установки, способные производить метанол из монооксида углерода и водорода. Например, метанольные реакторы могут использовать катализаторы, включающие смесь меди, оксида цинка и оксида алюминия, при давлении от примерно 5 МПа до примерно 10 МПа и при температуре от 200°С до 300°С для получения метанола из монооксида углерода и водорода, часто с высокой селективностью.

Что касается диметилсульфидного реактора 111, специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать известные способы и системы/установки, способные производить диметилсульфид из метанола и сероводорода. Например, в диметилсульфидном реакторе может использоваться твердый кислотный катализатор, обладающий умеренной кислотностью, такой как катализатор La₂O₃/Al₂O₃, γ-Al₂O₃, WO₃/ZrO₂ или WO₃/Al₂O₃, для получения диметилсульфида из метанола и сероводорода. Следует отметить, что в вышеупомянутых способах и системах получение диметилсульфида может предпочтительно включать избыток относительно стехиометрического количества метанола, используемого для получения диметилсульфида, чтобы свести к минимуму неполное протекание реакции, которое может давать значительные количества метантиола в диметилсульфидном продукте. В отличие от диметилсульфида, метантиол является реакционноспособным и токсичным, и предпочтительно не производится в существенных количествах в описанных здесь способах. В некоторых случаях рециркуляционный контур может включаться для уменьшения образования метантиола в существенных количествах.

В некоторых вариантах осуществления получение диметилсульфида из потока газифицированного кокса может включать в себя: выделение монооксида углерода, водорода и сероводорода из потока газифицированного кокса в отдельные потоки или разделение сероводорода и газа, содержащего монооксид углерода и водород, на отдельные потоки; получение метанола из части отделенного потока монооксида углерода и отделенного потока водорода или из отделенного газа, содержащего монооксид углерода и водород; получение метантиола из части потока монооксида углерода, потока сероводорода и, необязательно, части потока водорода, или из части газа, содержащего монооксид углерода и водород, и потока сероводорода; и получение диметилсульфида из метанола и метантиола. Некоторые варианты осуществления могут дополнительно включать в себя получение потока газифицированного кокса с помощью газификации кокса.

Обратимся теперь к фиг. 2, иллюстрирующей приводимую в качестве примера систему настоящего изобретения, где система 200 содержит сепаратор 101, который принимает поток газифицированного кокса по трубопроводу 103 и сконструирован и выполнен с возможностью получения потока монооксида углерода, потока водорода и потока сероводорода из потока газифицированного кокса. Метанольный реактор 105 при функционировании, связан по текучей среде с сепаратором 101 для приема части потока монооксида углерода по трубопроводу 107 и части потока водорода по трубопроводу 109. Метанольный реактор 105 сконструирован и выполнен с возможностью получения потока метанола из поступающих в него потока монооксида углерода и потока водорода. Система 200 также содержит метантиольный реактор 219, который при функционировании связан по текучей среде с сепаратором 101 для приема части потока монооксида углерода по трубопроводу 221, части потока водорода по трубопроводу 223 и по меньшей мере части потока сероводорода по трубопроводу 115. Метантиольный реактор 219 сконструирован и выполнен с возможностью получения потока метантиола из поступающих в него потока монооксида углерода, потока водорода и потока сероводорода. Диметилсульфидный реактор 211 при функционировании связан по текучей среде с метанольным реактором 105 для приема потока метанола по трубопроводу 113 и с метантиольным реактором 219 для приема потока метантиола по трубопроводу 225. Диметилсульфидный реактор 211 сконструирован и выполнен с возможностью получения потока диметилсульфида из поступающих в него потока метанола и потока метантиола. Поток диметилсульфида может выходить из диметилсульфидного реактора 211 по трубопроводу 117. В некоторых вариантах осуществления (не показано) система 200 может дополнительно содержать реактор газификации кокса, который сконструирован и выполнен с возможностью получения потока газифицированного кокса, при этом сепаратор 101 при функционировании связан по текучей среде с реактором газификации кокса для приема потока газифицированного кокса по трубопроводу 103.

Что касается метантиольного реактора 219, специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать известные способы и системы/установки, способные производить метантиол из монооксида углерода, водорода и сероводорода. Например, в метантиольном реакторе могут использоваться каталитические системы, которые включают в себя K₂МoО₄ для получения метантиола из монооксида углерода, водорода, и сероводорода.

Что касается диметилсульфидного реактора 211, специалист в данной области, принимая во внимание раскрытие настоящего изобретения, должен осознавать известные способы и системы/установки, способные производить диметилсульфид из метанола и метантиола. Например, в диметилсульфидном реакторе могут использоваться твердые кислотные каталитические системы, обладающие умеренной кислотностью, например, катализаторы La₂O₃/Al₂O₃, γ-Al₂O₃, WO₃/ZrO₂ или WO₃/Al₂O₃, для получения диметилсульфида из метанола и метантиола. Следует отметить, что в вышеупомянутых способах и системах получение диметилсульфида может предпочтительно включать избыток относительно стехиометрического количества метанола, используемого для получения диметилсульфида, чтобы свести к минимуму количество непрореагировавшего метантиола в диметилсульфидном продукте.

Диметилсульфид, полученный в способах и системах, описанных в данном документе, может в некоторых вариантах осуществления использоваться при получении композиции для извлечения нефти. В некоторых вариантах осуществления композиция, для извлечения нефти может содержать по меньшей мере 75 мол. % диметилсульфида. В некоторых случаях композиция для извлечения нефти может содержать по меньшей мере 80 мол. %, или по меньшей мере 85 мол. %, или по меньшей мере 90 мол. %, или по меньшей мере 95 мол. %, или по меньшей мере 97 мол. %, или по меньшей мере 99 мол. % диметилсульфида. В ряде случаев, композиция для извлечения нефти может состоять по существу из диметилсульфида или может состоять из диметилсульфида.

В ряде случаев, композиция для извлечения нефти может содержать диметилсульфид и один или несколько сорастворителей. Один или несколько сорастворителей предпочтительно являются смешивающимися с диметилсульфидом. Примеры подходящих сорастворителей могут включать, в числе прочего, о-ксилол, толуол, сероуглерод, дихлорметан, трихлорметан, C₃-C₈ алифатические и ароматические углеводороды, конденсаты природного газа, сероводород, дизельное топливо, керосин, простой диметиловый эфир, декантированную нефть и их смеси. В некоторых вариантах осуществления вода отсутствует в композиции для извлечения нефти (т.е. нет добавочной воды, кроме концентраций остаточной воды в компонентах композиции для извлечения нефти в условиях окружающей среды).

В некоторых случаях композиция для извлечения нефти, описанная в данном документе, предпочтительно является относительно не токсичной или является нетоксичной. Композиция для извлечения нефти может иметь водную токсичность LC₅₀ (радужная форель) более 200 мг/л при 96-часовом воздействии. Композиция для извлечения нефти может иметь острую пероральную токсичность LD₅₀ (мышь и крыса) от 535 мг/кг до 3700 мг/кг, острую кожную токсичность LD₅₀ (кролик) более 5000 мг/кг, и острую токсичность при вдыхании LC₅₀ (крыса) по меньшей мере 40250 ч/млн при 4-часовом воздействии.

В некоторых случаях композиция для извлечения нефти, описанная в данном документе, предпочтительно имеет относительно низкую плотность (например, не более 0,9 г/см³, или не более 0,85 г/см³).

В некоторых случаях композиция для извлечения нефти, описанная в данном документе, может иметь относительно высокую плотность энергии когезионной связи (например, от 300 Па до 410 Па, или от 320 Па до 400 Па).

В некоторых вариантах осуществления количество метанола, полученного с помощью способов и систем, описанных в данном документе, может быть свыше необходимого для получения желаемого количества диметилсульфида. В связи с этим, часть полученного метанола может сохраняться, транспортироваться в другое местоположение, направляться в другие реакторы, или имеет место любое сочетание вышеперечисленного. Примеры других реакторов могут включать, в числе, прочего, реакторы превращения метанола в бензин для получения бензина, реакторы превращения метанола в олефины для получения олефинов, и диметилэфировые реакторы для получения простого диметилового эфира. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления системы, описанные в данном документе, могут дополнительно содержать реактор превращения метанола в бензин, при функционировании связанный по текучей среде с метанольным реактором для приема части потока метанола по трубопроводу и сконструированный и выполненный с возможностью получения потока бензина. В некоторых, вариантах осуществления системы, описанные в данном документе, могут дополнительно содержать реактор превращения метанола в олефины, при функционировании связанный по текучей среде с метанольным реактором для приема части потока метанола по трубопроводу и сконструированный и выполненный с возможностью получения потока олефинов. В некоторых вариантах осуществления системы, описанные в данном документе, могут дополнительно содержать диметилэфировый реактор, при функционировании связанный по текучей среде с метанольным реактором для приема части потока метанола по трубопроводу и сконструированный и выполненный с возможностью получения потока простого диметилового эфира.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления компоненты или смеси компонентов из потока газифицированного кокса могут содержаться в количестве свыше необходимого для получения желаемого количества диметилсульфида. В связи с этим, каждый из компонентов или смесей компонентов может независимо храниться, транспортироваться в другое местоположение, направляться в другие реакторы, или имеет место, любое сочетание вышеперечисленного. Например, диоксид углерода может сжиматься, сжижаться и использоваться в методах EOR. В некоторых вариантах осуществления система, описанная в данном документе, может дополнительно содержать компрессор, конденсатор и хранилище, при функционировании связанные по текучей среде с сепаратором для приема сжатого конденсированного потока диоксида углерода по трубопроводу.

В некоторых вариантах осуществления количество по меньшей мере одного из компонентов или смесей компонентов из потока газифицированного кокса может быть недостаточным для получения желаемого количества диметилсульфида. В связи с этим, описанные здесь системы и способы могут при необходимости содержать дополнительные входящие потоки для компонентов или смесей компонентов из потока газифицированного кокса. Например, сероводород из кислого газа может быть дополнительным входящим потоком для способов или систем, описанных в данном документе. В другом примере монооксид углерода и водород, полученные из метанового реактора (например, автотермического риформера, парового риформера метана, реактора каталитического частичного окисления, реактора частичного окисления или тому подобного) могут быть входящими потоками для способов и систем, описанных в данном документе.

В некоторых вариантах осуществления описанные здесь системы также могут содержать сепаратор кислого газа, который сконструирован и выполнен с возможностью получения метанового потока и потока сероводорода. В некоторых случаях поток сероводорода из сепаратора 101 кокосового газа может объединяться с потоком сероводорода из сепаратора кислого газа, и объединенный поток сероводорода может использоваться для получения диметилсульфида в диметилсульфидном реакторе 111 или для получения метантиола в метантиольном реакторе 219. В некоторых случаях диметилсульфидный реактор 111 или метантиольный реактор 219 могут быть при функционировании связаны по текучей среде с сепаратором кислого газа для приема из него потока сероводорода.

В некоторых вариантах осуществления системы, описанные в данном документе, могут дополнительно содержать метановый реактор, который сконструирован и выполнен с возможностью получения потока монооксида углерода и потока водорода из поступающего в него потока метана (из сепаратора кислого газа или иных источников). Метановый реактор может быть автотермическим риформером, паровым риформером метана, реактором каталитического частичного окисления или реактором частичного окисления. Метановый реактор может быть при функционировании связан по текучей среде с метанольным реактором или с метантиольным реактором, или с обоими реакторами для подачи потока монооксида углерода и потока водорода, полученного с помощью метанового реактора, в метанольный реактор или в метантиольный реактор.

Хотя композиции и способы описаны терминами «содержащие» «включающие» различные компоненты или стадии, композиции и способы также могут «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов и стадий. Если термин «содержащий» используется в пункте формулы изобретения, он не является ограничивающим.

Все числа, выражающие количества ингредиентов, свойства, такие как молекулярная масса, условия реакции и тому подобное, используемые в настоящем описании и связанной с ним формуле изобретения, могут пониматься как способные быть измененными выражением «примерно».

Для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения приводятся следующие примеры предпочтительных или репрезентативных вариантов осуществления. Нижеследующие примеры никоим образом не следует считать ограничивающими или определяющими объем изобретения.

Примеры

Иллюстративный пример. Обратимся теперь к фиг. 3, на которой показана система 300 для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Газовый поток, содержащий монооксид углерода, водород, сероводород и, необязательно, аммиак, азот, диоксид углерода и воду и имеющий температуру от 830°С до 1000°С, может быть получен в установке 301 коксования, например, в установке флексикокинга или установке коксования в псевдоожиженном слое с интегрированным газификатором. Установка 301 коксования может быть при функционировании связана по текучей среде с паровым котлом 303 по трубопроводу 305 для подачи газового потока в паровой котел 303. Паровой котел 303 может быть сконструирован и выполнен с возможностью осуществления теплообмена между газовым потоком и водным потоком для охлаждения газового потока до температуры от 25°С до 80°С и нагревания водного потока с образованием водяного пара. Водяной пар, образованный в паровом котле 303, может использоваться для подачи тепловой энергии в установку для коксования, например, если установка для коксования представляет собой установку флексикокинга, водяной пар может подаваться из парового котла 303 в установку 301 для коксования по трубопроводу 304, или водяной пар может использоваться для подачи тепловой энергии к другим частям системы, требующим тепловой энергии. Охлажденный газовый поток может подаваться из парового котла 303 в абсорбер 307 аммиака, который при функционировании связан по текучей среде с паровым котлом по трубопроводу 309. Абсорбер 307 аммиака может быть сконструирован и выполнен с возможностью контактирования охлажденного газового потока с водой при температуре от 5°С до 60°С для промывки по существу всего аммиака и части диоксида углерода, и части сероводорода из охлажденного газового потока с получением обедненного аммиаком газового потока и обогащенного аммиаком водного потока.

Аммиак может быть отделен и извлечен из обогащенного аммиаком водного потока, чтобы регенерировать воду для повторного использования в абсорбере 307 аммиака. Абсорбер 307 аммиака может быть при функционирований связан по текучей среде с десорбером 311 аммиака по трубопроводу 313, и обогащенный аммиаком водный поток может подаваться из абсорбера аммиака в десорбер аммиака. Величина рН обогащенного аммиаком водного потока может быть скорректирована до рН 10-12 с помощью добавления водного раствора гидроксида натрия в обогащенный аммиаком водный поток. Обогащенный аммиаком водный поток может нагреваться в теплообменнике 314 до температуры от 65°С до 90°С перед поступлением в десорбер аммиака, или может нагреваться после поступления в десорбер аммиака с высвобождением газообразного аммиака из обогащенного аммиаком водного потока. Высвобождающийся газообразный аммиак может быть отделен из обогащенного аммиаком водного потока в десорбере 311 аммиака, затем сжат в компрессоре 315 аммиака до давления от 0,5 МПа до 3,1 МПа и охлажден в теплообменнике 317 до температуры от 10°С до 50°С с получением жидкого аммиака, который может храниться в накопительном резервуаре 319 жидкого аммиака. Десорбер 311 аммиака может быть при функционировании связан по текучей среде с накопительным резервуаром 319 жидкого аммиака для подачи туда аммиака. Величина рН обедненного аммиаком водяного пара из десорбера 311 аммиака Может быть скорректирована до рН 5-7 водным раствором кислоты, таким как водный H₂SO₄ в десорбере 321 кислых газов, который при функционировании связан по текучей среде с десорбером 311 аммиака по трубопроводу 323. Сероводород и диоксид углерода могут быть десорбированы из обедненного аммиаком водного потока в десорбере 321 кислых газов при температуре от 65°С до 120°С и повторно объединены с обедненным аммиаком газовым потоком по трубопроводу 325. Десорбированный от аммиака, сероводорода, диоксида углерода водный поток может быть охлажден в теплообменнике 329 и рециркулирован в паровой котел 303 по трубопроводу 327.

Обедненный аммиаком газовый поток может быть обработан для отделения H₂S предпочтительно от СО₂, воды, СО, N₂ и H₂. Обедненный аммиаком газовый поток может быть сжат до давления от 2,1 МПа до 6,9 МПа в компрессоре 331, и сжатый обедненный аммиаком газовый поток может быть охлажден охлаждающей водой в теплообменнике 333 до температуры от 10°С до 50°С и подан в абсорбер 335 H₂S, причем абсорбер H₂S может быть при функционировании связан по текучей среде с абсорбером 307 аммиака по трубопроводу 337. Абсорбер 335 H₂S может быть скруббером, в котором сжатый обедненный аммиаком газовый поток может контактировать при температуре от 10°С до 50°С с растворителем, имеющим высокую поглотительную способность для газообразного H₂S, но очень низкую поглотительную способность для газообр