Способ и установка для образования синтез-газа - RU2019119914A
Код документа: RU2019119914A
Формула
1. Способ образования синтез-газа, который содержит в основном монооксид углерода и водород и не содержит кислые газы, получаемого из углеводородного горючего, воздуха и пара, при этом низкотемпературное фракционирование обеспечивает разделение воздуха на поток кислорода, поток отходящего газа и поток азота, при этом поток отходящего газа и поток азота имеют температуру окружающей среды и поток азота имеет повышенное давление, при этом углеводородное горючее, смешанное с потоком кислорода и потоком с повышенной температурой и повышенным давлением, преобразуют в синтез-газ посредством способа, известного специалистам в данной области техники, и при этом кислый газ затем отделяют от него посредством низкотемпературного поглощения в абсорбционной колонне, при этом абсорбент охлаждают посредством компрессионной холодильной установки, отличающийся тем, что поток азота, образованный посредством низкотемпературного фракционирования воздуха, пропускают через расширительную турбину и одновременно охлаждают в ней, а затем используют для охлаждения абсорбента или охладителя, циркулирующего в контуре охладителя компрессионной холодильной установки.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что теплообмен проводят между потоком азота, образованным посредством низкотемпературного фракционирования воздуха, до его прохождения через расширительную турбину и тем же потоком после его прохождения через расширительную турбину, а также его теплообмена с абсорбентом или охладителем.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток азота, образованный посредством низкотемпературного фракционирования воздуха, после его теплообмена с абсорбентом или охладителем пропускают через дополнительную расширительную турбину, где его одновременно дополнительно охлаждают, а затем используют еще раз для охлаждения абсорбента или охладителя.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергию, полученную при расширении потока азота посредством расширительной турбины, используют для приведения в действие компрессионной турбины для сжатия потока отходящего газа, полученного посредством фракционирования воздуха, а затем поток отходящего газа охлаждают посредством теплообмена и расширения в дополнительной расширительной турбине, после чего используют для охлаждения абсорбента или охладителя.
5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что используемый жидкий абсорбент представляет собой метанол.
6. Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что охлаждение охладителя осуществляют посредством теплообмена с потоком азота и согласно п. 4 с потоком отходящего газа посредством теплообменника, установленного выше по потоку расширительного сопла (42) в каждом случае в контуре охладителя компрессионной холодильной установки.
7. Установка для образования синтез-газа, содержащая следующие компонентные установки:
a) установку для фракционирования воздуха, использующую воздухоразделительную установку, которая работает по принципу криогенной ректификации при повышенном давлении, подходящую для образования потока газообразного кислорода и потока газообразного азота при повышенном давлении и температуре окружающей среды, а также потока отходящего газа,
b) установку для преобразования углеродсодержащего горючего с газификационным агентом для получения синтез-газа, содержащего в основном водород и монооксид углерода, при этом компонентные установки a) и b) соединены таким образом, что кислород, полученный в компонентной установке a), может быть добавлен к газификационному агенту, использованному в компонентной установке b),
c) установку для удаления кислых газов, диоксида углерода и сероводорода, из необработанного синтез-газа, образованного в компонентной установке b), посредством поглощения при низкой температуре с помощью жидкого абсорбента, например метанола, причем установка оснащена компрессионной холодильной установкой,
отличающаяся тем, что:
установка содержит расширительную турбину, с помощью которой поток азота, образованный в установке a), может быть расширен и одновременно охлажден, и теплообменник для теплообмена между этим расширенным потоком азота и жидким абсорбентом, использованным в компонентной установке c), или охладителем компрессионной холодильной установки.
8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что установка содержит дополнительный теплообменник (20) для теплообмена между потоком (7) азота, образованным в компонентной установке a), до его расширения, и тем же потоком (19) после его расширения в расширительной турбине и после его теплообмена (17) с жидким абсорбентом или охладителем.
9. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что установка содержит вторую турбину, с помощью которой поток азота после его расширения в первой турбине и обмена теплом в теплообменнике с жидким абсорбентом или охладителем может быть дополнительно расширен, и при этом теплообменник выполнен таким образом, что возможен одновременный теплообмен между жидким абсорбентом или охладителем в нем, потоком азота после его расширения в первой турбине и потоком азота после его расширения во второй турбине.
10. Установка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит компрессионную турбину для сжатия потока отходящего газа, которая приводится в действие расширительной турбиной, служащей для расширения потока азота, при этом, например, компрессионная турбина и расширительная турбина установлены на оси турбины, при этом установка дополнительно содержит теплообменник для охлаждения сжатого потока отходящего газа охлаждающей водой и расширительную турбину для расширения потока отходящего газа, и при этом установка дополнительно содержит теплообменник, имеющий два прохода для потока отходящего газа и один проход для потока азота, и при этом теплообменник для теплообмена между потоком азота и абсорбентом или охладителем дополнительно содержит проход для потока отходящего газа.
