|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] В способе удаления летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), образованных в виде побочных продуктов в секции сдвига (СС) установки по производству аммиака, поток диоксида углерода (CO 2 ) из линии сброса, которая расположена после секции сдвига и секции удаления CO 2 , рециркулируется в первичный риформер установки по производству аммиака. Таким образом, оксигенаты, содержащиеся в потоке сброса диоксида углерода в атмосферу, разлагаются в горелках первичного риформера, и общее количество выброса ЛОС и ОЗВ значительно снижается. 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
В способе удаления летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), образованных в виде побочных продуктов в секции сдвига (СС) установки по производству аммиака, поток диоксида углерода (CO 2 ) из линии сброса, которая расположена после секции сдвига и секции удаления CO 2 , рециркулируется в первичный риформер установки по производству аммиака. Таким образом, оксигенаты, содержащиеся в потоке сброса диоксида углерода в атмосферу, разлагаются в горелках первичного риформера, и общее количество выброса ЛОС и ОЗВ значительно снижается.
Евразийское (21) 201791176 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.12.29
(22) Дата подачи заявки 2015.11.25
(51) Int. Cl.
C01B 3/02 (2006.01) C01B 3/48 (2006.01) C01B 3/50 (2006.01)
(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И ОПАСНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ВОЗДУХА В УСТАНОВКАХ ПО ПРОИЗВОДСТВУ АММИАКА
(31) 3495/DEL/2014; PA 2015 00076
(32) 2014.12.01; 2015.02.11
(33) IN; DK
(86) PCT/EP2015/077598
(87) WO 2016/087275 2016.06.09
(71) Заявитель:
ХАЛЬДОР ТОПСЁЭ А/С (DK)
(72) Изобретатель:
Андерсен Нильс Ульрик, Дал Пер Юл (DK), Авасти Винай (IN)
(74) Представитель:
Беляева Е.Н. (BY) (57) В способе удаления летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), образованных в виде побочных продуктов в секции сдвига (СС) установки по производству аммиака, поток диоксида углерода (CO2) из линии сброса, которая расположена после секции сдвига и секции удаления CO2, рециркулируется в первичный риформер установки по производству аммиака. Таким образом, оксигенаты, содержащиеся в потоке сброса диоксида углерода в атмосферу, разлагаются в горелках первичного риформера, и общее количество выброса ЛОС и ОЗВ значительно снижается.
Способ удаления летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха в установках по производству аммиака
Настоящее изобретение относится к способу снижения выбросов летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), которые содержатся в потоке сброса диоксида углерода (СО2) в атмосферу, в установках по производству аммиака. В частности, настоящее изобретение относится к удалению ЛОС и ОЗВ в способе получения синтетического газа.
В установках по производству аммиака, в секции сдвига, в частности, в секции низкотемпературного сдвига (НТС) образуются определенные побочные продукты (в основном, оксигенаты, и из группы оксигенатов - в основном, метанол). Некоторые из этих соединений, включая метанол, являются крайне летучими, и они попадают в газовую фазу, которую подают в секцию удаления СО2. Тем не менее, из-за чрезвычайно высокого отношения жидкость/газ в секции удаления СО2 концентрация этих оксигенатов в растворе удаления СО2 будет увеличиваться до тех пор, пока, наконец, не установится баланс. Оксигенаты, которые подают в секцию удаления СО2, будут удаляться, в основном, с потоком СО2. Такой СО2 или, по меньшей мере, его часть будет выбрасываться в атмосферу, загрязняя окружающую среду.
В соответствии с известным уровнем техники оксигенаты, как правило, удаляют путем очистки потока СО2 с использованием жидкости, предпочтительно воды. Тем не менее, некоторые побочные продукты обладают слишком высокой летучестью для того, чтобы абсорбироваться очищающей жидкостью. Вместо этого, происходит их выброс в атмосферу, что приводит к недопустимому загрязнению окружающей среды.
В документе US 2010/0310949 раскрыт способ получения водородосодержащего газообразного продукта, пригодный для производства метанола и аммиака, при котором осуществляют улавливание СО2, и снижается его выброс в атмосферу. Указанный способ основан на риформинге смеси пар/углеводород в трубах риформера, снабженного печкой, в результате которого образуется поток продукта риформинга, содержащий Н2, СО, метан (СН4) и пар.
После этого этапа, при необходимости, следует этап вторичного риформинга, а затем этап сдвига (например, НТС) с образованием второго технологического потока, содержащего СО2, СО, Н2 и CH4. Такой второй технологический поток подвергают очистке для удаления диоксида углерода, а затем части полученного потока, из которого был удален CO2, могут использоваться в качестве топлива в печке риформера для предотвращения накопления инертных соединений, N2 и аргона.
Способ в соответствии с документом US 2010/0310949 не имеет ничего общего со способом по настоящему изобретению. Таким образом, в соответствии с известным способом в качестве топлива используют поток, из которого был удален CO2, в то время как CO2 в потоке, богатом CO2, предполагается утилизировать. Целью является снижение выбросов CO2 в атмосферу путем удаления CO2 из топливного газа таким образом, чтобы такой CO2 мог быть повторно использован. Настоящее изобретение основано на удалении CO2 из потока, богатого CO2, и подаче его в риформер для удаления из него любых ЛОС перед сбросом CO2 в атмосферу. Такой этап является оправданным, так как CO2 в любом случае сбрасывается в атмосферу.
В документе US 2014/0186258 раскрыт способ получения водорода путем парового риформинга биометана с последующим этапом сдвига. Синтетический газ, прошедший этап сдвига, очищают путем короткоцикловой адсорбции (КЦА), включая, по меньшей мере, один этап очистки первой части биогаза, содержащего (помимо других соединений) ЛОС, при этом указанный биогаз подают для производства биометана, который подвергают риформингу, а полученный синтетический газ подвергают реакции сдвига и очистке путем КЦА. Сбросный газ с этапа КЦА используют в качестве вторичного топлива для печи для риформинга, а в качестве первичного топлива для печи используют неочищенный или частично очищенный биогаз. В документе US 2014/0186258 указывается, что процесс очистки биогаза с получением биометана состоит в удалении CO2 в сочетании с удалением вредных веществ, присутствующих в биогазе, включая ЛОС. В ходе этого процесса вредоносные ЛОС удаляют из топлива путем использования его в качестве топлива для риформинга.
В документе WO 2013/049368 раскрыт способ, при котором сухой синтетический газ, полученный из биогаза, прошедшего паровой риформинг и этап сдвига, подвергают сепарации с разделением на компоненты путем КЦА с получением потока, богатого водородом, и потока сбросного газа с этапа КЦА. Сбросный газ с этапа КЦА рециркулируется для подачи топлива в горелки печки установки парового риформинга. Биогаз подвергают предварительной очистке путем удаления ЛОС с использованием, например, адсорбции при переменной температуре (АПТ).
В документах US 2006/0260193 и US 2011/0232277 описан способ и устройство для получения в качестве продукта риформинга топлива из сырья, содержащего углеводородный газ. Газы с низкой концентрацией углеводородов, которые легко испаряются и могут содержать разветвленные, неразветвленные, ароматические или кислородосодержащие углеводороды, концентрируются в газообразном или жидком топливе, содержащем ЛОС. Затем осуществляют конверсию сконцентрированного топлива, содержащего ЛОС, с получением продукта риформинга, содержащего водород и оксиды углерода, который лучше потребляется устройством преобразования энергии, таким как двигатель внутреннего сгорания или топливный элемент, с помощью которого происходит преобразование химической энергии в кинетическую или электрическую.
Настоящее изобретение относится к способу удаления летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), образованных в виде побочных продуктов в секции сдвига установки по производству аммиака, при этом поток диоксида углерода (CO2) из линии сброса, которая расположена после секции сдвига и секции удаления СО2, рециркулируется в первичный риформер установки по производству аммиака.
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу снижения выбросов летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха, которые содержатся в потоке сброса диоксида углерода (CO2) в атмосферу, в установках по производству аммиака. Способы, которые осуществляют в установке по производству аммиака, т.е. способы, которые включают подачу топлива в секцию трубчатого риформера, подачу выходящего потока из секции трубчатого риформера во второй риформер, а затем - в секцию сдвига, и подачу
выходящего потока из секции сдвига в блок удаления СО2, где происходит отделение СО2 от синтетического газа. Этот СО2 или, по меньшей мере, его часть выбрасывается в атмосферу.
Часть установки производства аммиака, где происходит производство синтез-газа, состоит, в общих чертах, из секции десульфуризации, такой как секция гидродесульфуризации (ГДС) (необходимая для того, чтобы избежать отравления катализатора в расположенном далее по ходу процесса паровом риформере), секции риформинга, секции сдвига, блока удаления диоксида углерода, метанатора и блока синтеза аммиака. В основе конструкции секции риформинга может, например, лежать трубчатый риформер, перед которым расположен предварительный риформер. Предварительный риформер используют для низкотемпературного парового риформинга углеводородного сырья, такого как природный газ. Он обеспечивает полную конверсию высших углеводородов и удаление серы, кроме того, он обеспечивает защиту катализатора, расположенного далее по ходу процесса.
Предварительный риформер расположен по ходу процесса перед блоком трубчатого риформинга. Для того чтобы получить необходимое отношение пар/водород, перед подачей в предварительный риформер сырье смешивают с технологическим газом. В предварительном риформере происходит конверсия всех высших углеводородов в смесь оксидов углерода, водорода и метана.
В установке производства аммиака блок конверсии монооксида углерода расположен далее по ходу процесса от вторичного риформера.
Целью секции сдвига является максимальное увеличение выхода водорода и снижение уровня содержания монооксида углерода в синтез-газе.
В установке производства аммиака секция сдвига, как правило, состоит из высокотемпературного реактора сдвига (реактор ВТС), после которого расположен низкотемпературный реактор сдвига (реактор НТС). Секция сдвига, при необходимости, может состоять из среднетемпературного реактора сдвига (реактор CTC), после которого расположен низкотемпературный реактор сдвига (реактор НТС). Для того чтобы синтез-газ в установке производства аммиака при подаче в петлю синтеза аммиака не содержал оксидов углерода, его пропускают
через метанатор, в котором происходит конверсия остаточных количеств диоксида углерода и непрореагировавшего монооксида углерода из секции сдвига в метан.
Эффективность функционирования блока сдвига сильно влияет на общую энергоэффективность установки производства аммиака, так как непрореагировавший монооксид углерода вступает в реакцию с водородом с образованием метана (СН4) в метанаторе, таким образом, поток сырья уменьшается, и повышается уровень содержания инертного газа в петле синтеза.
Далее настоящее изобретение более подробно поясняется Фигурами, на которых показаны части установки по производству аммиака, которые могут использоваться в соответствии с изобретением. Исходный поток п из реактора предварительного риформинга проходит через трубчатый риформер TP, в который также подают топливо, а также, при необходимости, воздух для горения ВГ. Газообразный продукт горения из трубчатого риформера подают через секцию регенерации отходящего тепла (СРТ) в выводную трубу.
Выходящий поток из трубчатого риформера направляется во вторичный риформер BP и секцию сдвига СС для охлаждения и сепарации. Затем от потока отделяют диоксид углерода, после этого поток состоит, в основном, из синтетического газа, который подают в метанатор (не показан). После сброса в атмосферу части отделенного СО2 оставшуюся часть подают, например, на этап производства мочевины.
Согласно конструкции в соответствии с известным уровнем техники, которая показана на Фигуре 1, поток сброса CO2, который, как правило, содержит приблизительно 300 ч./млн. метанола, 5 ч./млн. диметилового эфира, 50 ч./млн. метилформиата и 15 ч./млн. ацетальдегида, промывают с использованием жидкости, предпочтительно воды, в системе промывки СП. Тем не менее, как указывалось ранее, загрязняющие соединения в канале сброса CO2, как правило, обладают слишком высокой летучестью для того, чтобы достаточно абсорбироваться очищающей жидкостью. В частности, газ, сбрасываемый в атмосферу после процесса очистки, все еще содержит приблизительно 15 ч./млн.
метанола, 5 ч./млн. диметилового эфира, 40 ч./млн. метилформиата и 15 ч./млн. ацетальдегида.
Вместо этого, в соответствии с настоящим изобретением для снижения выброса летучих органических соединений (ЛОС), содержащихся в потоке сброса диоксида углерода (СОг), в установках по производству аммиака, сбрасываемый газ, содержащий CO2, направляется в трубчатый (первичный) риформер (Фигура 2), в частности, в камеру сгорания первичного риформера. Предпочтительно поток сброса CO2 направляется в топливную систему первичного риформера (Фигура 3), наиболее предпочтительно в систему подачи воздуха в камеру сгорания (Фигура 4).
Путем рециркуляции потока диоксида углерода из линии сброса в первичный риформер установки по производству аммиака оксигенаты, содержащиеся в потоке сброса диоксида углерода в атмосферу, будут разлагаться в горелках первичного риформера, и общее количество выброса ЛОС и ОЗВ будет значительно сниженным по сравнению с решением в соответствии с известным уровнем техники, где используется очистка. Кроме того, устраняется необходимость в дорогостоящем оборудовании, которое необходимо при применении решения с использованием секции очистки и этапа обработки потока отработанной жидкости.
Формула изобретения
1. Способ удаления летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (ОЗВ), образованных в виде побочных продуктов в секции сдвига установки по производству аммиака, отличающийся тем, что поток диоксида углерода (CO2) из линии сброса, которая расположена после секции сдвига и секции удаления CO2, рециркулируется в первичный риформер установки по производству аммиака.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток CO2 рециркулируется в топливную систему первичного риформера.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поток CO2 рециркулируется в систему подачи воздуха в камеру сгорания первичного риформера.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поток CO2 рециркулируется в камеру сгорания первичного риформера.
1.
выводная труба
wt-*
ВР/СС
удаление
С02
Синтетический
топливо ВГ
Фиг. 1
выводная труба
Канал сброса СО2
-*со,
¦* Синтетический
топливо ВГ
Фиг. 2
выводная труба
Канал сброса СО2
-^СО,
¦* Синтетический
топливо ВГ
выводная труба
^Канал сбросаСО2
-*СО,
удаление
С02
¦*Синтетический газ
топливо ВГ
(19)
(19)
(19)
(19)
|
