початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2127720

Синергетичний СПОСІБ ВИРОБНИЦТВА МЕТАНОЛА (ВАРІАНТИ)

Ім'я винахідника: Норман Джеймс Макгрегор (CA); Геррі Шессел (CA)
Ім'я патентовласника: Інтегрейтед Енерджі дівелопмент Корп. (CA)
Адреса для листування: 103735, Москва, ул.Ільінка, 5/2 Союзпатент
Дата початку дії патенту: 1994.11.04

Винахід відноситься до об'єднаного синергетичного способу виробництва метанолу та виробництва теоретичних бутилових ефірів нижчих алкілів частковим окисленням важких фракцій вуглеводнів. Синергетичний спосіб виробництва метанолу включає електроліз води з отриманням водню і кисню, забезпечення живлячої потоку органічного пального палива, подачу принаймні частини кисню разом зі стехиометрическим кількістю органічного пального палива в реактор часткового окислення для отримання газів, що відходять, що включають моноокись вуглецю і водню, подачу стехиометрического кількості моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу для виробництва метанолу. Перевагою даного винаходу є те, що процес може стати ефективною губкою для двоокису вуглецю, одного з основних з'єднань вихлопних (тепличних) газів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до об'єднаного синергетичного способу виробництва метанолу, в якому, по суті, знижене виділення газів, що відходять і краще воно є незначним. Винахід і відноситься до способу виробництва теоретичних бутилових ефірів нижчих алкілів допомогою процесу часткового окислення важких фракцій вуглеводнів, в якому знижене виділення газів, що відходять або краще воно є незначним.

Третинні бутилові ефіри нижчих алкілів, такі як метил-трет-бутиловий ефір (MTBE) і / або етил-трет-бутиловий ефір (ETBE), можуть додаватися до бензину в якості оксигенату. Такі ефіри є відносно слаболетучімі компонентами, які можна використовувати для збільшення октанового числа бензину.

Ці ефіри можуть проводитися з метанолу. Звичайним процесом отримання метанолу є конвертація водяною парою. Згідно з цим процесу метан реагує з парою при високих температурах і тисках. Традиційно в якості джерела метану використовується природний газ. Згідно з цим процесу менше 85% природного газу конвертується в метанол. Залишок природного газу використовується як паливо для процесу. Одним з недоліків процесу конвертації паром є те, що він використовує цінний комерційний продукт, а саме природний газ, для отримання метанолу. Ще одним недоліком конвертації паром є те, що в результаті здійснення цього процесу виділяється значна кількість газів, що відходять.

Альтернативним способом виробництва метанолу є спосіб газифікації Техасо. Відповідно до цього способу вуглеводневу сировину, як, наприклад, природний газ, піддають часткового окислювання чистим киснем з отриманням моноокиси вуглецю (CO) і водню. Кисень отримують з кріогенної установки. Потім окис вуглецю і кисень подаються в стехиометрическом співвідношенні в синтезатор метанолу.

В якості додаткової альтернативи в якості сировини для процесу часткового окислення може використовуватися важке дістіляціонное масло з низьким числом з отриманням масла з більш високим числом. Молярне співвідношення моноокиси вуглецю і водню в отриманому сировину для синтезатора одно один до чотирьох для впливу на синтез метанолу. Відповідно, суміш моноокиси вуглецю і водню піддають дії процесу переміщення води, який конвертує приблизно половину моноокиси вуглецю, тобто вуглецю з олійної сировини і вуглецю з кріогенної сепарації, в двоокис вуглецю. Потім двоокис вуглецю повинна бути відокремлена від сировинного потоку, що вимагає великого і дорогого капітального обладнання та подальших експлуатаційних витрат. Потім моноокись вуглецю і водень приблизно в стехіометричних співвідношеннях подаються в реактор для виробництва метанолу. Одним з недоліків цього процесу є те, що для отримання кисню для реакції часткового окислення потрібно кріогенна установка. Додатковим недоліком цього процесу є те, що реакція переміщення води потрібно для отримання стехіометричних кількостей моноокиси вуглецю і водню для синтезатора метанолу. Крім того, в цьому процесі, по суті, половина моноокиси вуглецю, тобто вуглець і кисень, конвертуються в двоокис вуглецю, яка не сприяє далі цього процесу. Високий рівень двоокису вуглецю, який відходить газ (тепличний газ) створює негативно впливає на навколишнє середовище аспект використання метанолових палив і має дуже суттєві втрати використовуваної енергії. Відповідно, використання масла з низьким октановим числом, наявного в достатку, не може порівнюватися за вартістю з витрачанням природного газу з високим октановим числом.

КОРОТКИЙ ОПИС ВИНАХОДИ

Згідно з даним винаходом створений синергетичний спосіб виробництва метанолу, що включає етапи:

• електроліз води для отримання водню і кисню;
• забезпечення сировинного потоку органічного пального палива;
• подача, по крайней мере, частини кисню, отриманого на етапі а), разом зі стехиометрическим кількістю згаданого органічного пального палива в реактор часткового окислення для отримання газів, що відходять, містять моноокись вуглецю і водень;
• подача, по крайней мере, частини згаданих моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу для отримання метанолу;
• додавання додаткового водню в згаданий синтезатор метанолу для забезпечення стехіометричного харчування воднем і моноокиси вуглецю згаданого синтезатора метанолу.

Згідно з додатковою варіанту цього винаходу спосіб включає наступні етапи:

• електроліз води з отриманням водню і кисню;
• забезпечення сировинного потоку органічного пального палива;
• подача, по крайней мере, частини кисню, отриманого на етапі а), разом зі стехиометрическим кількістю згаданого органічного пального палива в реактор часткового окислення для отримання газів, що відходять, містять моноокись вуглецю і водень;
• забезпечення подачі сировинного потоку двоокису вуглецю для охолодження згаданого реактора часткового окислення з тим, щоб підвищити температуру згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю;
• подача згаданої нагрітої двоокису вуглецю в згаданий реактор часткового окислення;
• подача принаймні частини згаданих моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу для отримання метанолу;
• додавання додаткового водню в згаданий синтезатор метанолу для отримання стехиометрической завантаження водню і моноокиси вуглецю в згаданий синтезатор метанолу.

У додатковому альтернативному варіанті метанол може бути з'єднаний з ізобутанолом для отримання метил-трет-бутилового ефіру.

У додатковому необов'язковий варіанті спосіб і може включати синтезатор изобутилена, в якому бутан і пар з'єднуються з отриманням изобутилена і водню.

Одним з переваг даного винаходу є використання електролізу для отримання чистого кисню і чистого водню. Електролізна установка може працювати, використовуючи надлишки енергії від енергоподводящіх компаній. Традиційно енергоподводящіе компанії знижують споживання електрики вечорами і на вихідних днях. Однак з точки зору рентабельності краще підтримувати роботу генераторних станцій на постійній основі. Відповідно, можна отримати значну кількість надлишкової енергії за дуже низькими цінами. Надлишки енергії можуть використовуватися для виробництва водню і кисню дуже високої чистоти. Водень і кисень можуть накопичуватися для використання, коли вони можуть знадобитися в виробництві моноокиси вуглецю.

Додатковою перевагою даного способу є те, що використання електролізу призводить до отримання одночасно кисню для реактора часткового окислення і водню, який може використовуватися для отримання стехиометрического балансу моноокиси вуглецю і водню, що подається в синтезатор метанолу.

Водень для синтезатора метанолу може бути отриманий як з реакції часткового окислення, так і в якості побічного продукту виробництва изобутилена. У такому варіанті водень з електролізної установки може збиратися і продаватися як комерційний продукт.

Спосіб особливо добре пристосований для використання важких вуглеводневих фракцій, таких як газойль або кубові залишки від крекінгу сирої нафти. Спосіб має безліч джерел водню, як, наприклад, від виробництва изобутилена або з реактора часткового окислення, який може використовуватися для отримання стехиометрического кількості водню для додавання в синтезатор метанолу без використання високоякісного водню, виробленого електролізної установкою, або без здійснення реакції переміщення води.

У спосіб і може бути включений етаноловий ферментатор. Для отримання метанолу в етаноловий ферментатор можуть бути додані попередник спирту і пар. Етанол може бути конвертований, використовуючи ізобутилен з отриманням ETBE і додаткових кількостей водню, що використовується для збільшення виробництва метанолу.

У додатковому альтернативному варіанті може бути необов'язково доданий реактор для виробництва газу. Реактор для виробництва газу нагріває двоокис вуглецю, наприклад двоокис вуглецю з етанолового ферментатора, для отримання моноокиси вуглецю. Моноокись вуглецю використовується як додаткова сировина для метаноловому синтезатора. Збільшена кількість моноокиси вуглецю, що подається в синтезатор метанолу, вимагає збільшення кількості водню, що подається в синтезатор метанолу. Збільшена потреба в водні може бути забезпечена за рахунок побічного продукту з синтезатора изобутилена. Якщо необхідно, додатковий водень може бути отриманий від електролізу.

Згідно з додатковою альтернативного варіанту в процес може бути включена согенерірующая установка. У согенерірующей установці частина вуглеводневої переробленої сировини може спалюватися для отримання пара, електрики і газів, що відходять. Електрика може використовуватися для живлення електроенергією електролізної установки. Пар може використовуватися в різних місцях по всьому процесу, як, наприклад, для стиснення газів, нагнітання рідин, етапів нагрівання в процесі, як, наприклад, в ферментації, дистиляції та інших. Відходять гази можуть використовуватися для забезпечення джерел двоокису вуглецю для реактора для виробництва газу. Відповідно, додавання согенерірующей установки може бути і використано для створення ефективного об'єднаного процесу виробництва MTBE і ETBE, в той же час значно знижує або виключає виділення відходять (тепличних) газів.

У додатковому альтернативному варіанті справжнього способу двоокис вуглецю з вентиляційних газів або атмосфери може бути пропущена через теплообмінник, який прикріплений до реактору часткового окислення. Двоокис вуглецю повинна нагріватися реакційними продуктами реактора часткового окислення до або вище температури дисоціації двоокису вуглецю. Як тільки двоокис вуглецю нагрівається до цієї температури, вона дисоціює з утворенням моноокиси вуглецю, яка потім може подаватися в синтезатор метанолу, і кисень, який може подаватися в реактор часткового окислення.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

Ці та інші переваги даного винаходу стають більш зрозумілими з подальшого опису та доданих креслень кращого варіанту способу, який є предметом винаходу, де:

Фіг. 1 є технологічною схемою процесу одного з варіантів цього винаходу

Фіг. 2 є схемою другого варіанта цього процесу, яка демонструє використання
установки для виробництва газу для отримання, принаймні, частини моноокиси
вуглецю для синтезатора метанолу

Фіг. 3 є технологічною діаграмою процесу третього варіанту справжнього
винаходи, що зображає виробництво етанолу

Фіг. 4 є варіацією схеми фіг. 3

Фіг. 5 є схемою альтернативного процесу для реактора часткового окислення

Фіг. 6 є схематичною технологічної діаграмою процесу для електролізної
установки, показаної на фіг. 1, 2, 3 і 4

Фіг. 7 є технологічною діаграмою, що включає согенерірующую установку
з комбінованим циклом

Фіг. 8 є технологічною діаграмою процесу, що включає согенерірующую
установку з єдиним циклом

Фіг. 9 є варіацією схеми фіг. 2

Фіг. 10 є схемою альтернативного процесу винаходу

Фіг. 11 є схемою додаткового альтернативного процесу винаходу

ОПИС кращому варіанті

Як показано на фіг. 1, згідно з переважним варіантом винаходу процес включає електролізну установку 10, реактор часткового окислення 12, газоочисну установку 14 і синтезатор метанолу 16. Процес і може включати синтезатор ефіру 18 для виробництва теоретичних бутилових ефірів нижчого алкила, а й синтезатор изобутилена 20.

Електролізна установка 10 використовує електрику для отримання водню, кисню і, необов'язково, важкої води (D ₂ O). Електрика подається до електролізної установки за допомогою кабельних магістралях 22. В електролізних осередках піддається електролізу вода зазвичай тече постійним потоком. Відповідно, електрику, що подається до електролізної установки 10, подається в випрямляч постійного струму (не показаний) для отримання постійного електричного струму, який потім використовується в електролізних осередках електролізної установки 10. Вода, як, наприклад, у вигляді конденсату живильної води бойлера, і електроліт , наприклад гідроокис натрію (їдкий натр), подаються за допомогою технологічних потоків 24 і 26 відповідно в електролізну установку 10. Як показано на фіг. 6, електролізна установка 10 може містити безліч електролізних осередків 28, які використовуються для електролізу води на водень і кисень. Водень і кисень поділяються за допомогою відомих засобів і можуть транспортуватися в ємності або судини 30 і 32 відповідно. Потім водень і кисень можуть бути стиснуті компресорами 34 і 36 відповідно. Стиснутий кисень потім може накопичуватися в накопичувальному посудині 38. Аналогічно стислий водень може накопичуватися або зберігатися в накопичувальному водневому посудині 40. Накопичувальні судини 38 і 40 забезпечують резервуари кисню і водню, які можуть використовуватися при необхідності в процесі. Водень подається в накопичувальний посудину 40 за допомогою живильного потоку 41, і кисень подається в накопичувальний посудину 38 за допомогою живильного потоку 37. Якщо в електролізної осередку 28 отримують важку воду, остання подається у відповідний накопичувальний посудину (не показаний) за допомогою технологічного потоку 46.

Електроліз є дуже енергоємним процесом. Згідно з цим процесу, електрику, що використовується в електролізної установки 10, є надмірною електрикою, яке можна отримувати в непікові годинник за дуже низькою ціною від енергетичних корпорацій. Альтернативно, як буде розглянуто нижче, согенерірующій реактор може працювати на постійній основі для виробництва технологічної пари, використовуваного в промисловості. Однак потреба в електриці може знижуватися ночами або вихідні дні. У ці непікові годинник електрику може бути незатребуваним і може використовуватися для роботи електролізних осередків 28. Аналогічно різні види енергії зазвичай подаються кількома генеруючими станціями протягом дня для харчування електрикою різних підприємств і промисловості. Вечорами і вихідні дні промислові підприємства уповільнюють або припиняють роботу і, відповідно, споживають менше електроенергії. Однак генерує обладнання може підтримуватися в робочому стані під час цих періодів часу, і надлишки енергії потім можуть бути доступні за дуже низькими розцінками для використання в процесі відповідно до даного винаходу. Відповідно, згідно з цим процесу електролізна установка може використовуватися для перетворення надлишків електроенергії в накопичену хімічну енергію (а саме, у формі кисню і водню). Накопичена хімічна енергія потім може стати доступною для використання в зручний час обладнанням, яке працює в процесі відповідно до даного винаходу.

Реактор часткового окислення 12 включає реактор часткового окислення для конвертації джерела вуглеводнів, по суті, в моноокись вуглецю і водень. Інші гази часткового окислення можуть включати в невеликих кількостях пар, двоокис вуглецю і сульфід водню. Які конкретно гази виробляються в реакторі часткового окислення залежить, зокрема, від того, яке вуглеводневу сировину переробляється в цьому реакторі. Переважно вуглеводневу сировину, що використовується в цьому процесі, є продуктом з відносно низьким числом і краще включає важке масло, таке як газойль (який має температуру кипіння вище ніж близько 650 ^{o F} (343,33 ^{o C)} або кубові залишки (які мають температуру кипіння близько 1000 ^{o F} (537,78 ^{o C)} від переробки нафти. Зазвичай ставлення водню до вуглецю в цих нафтопродуктах становить близько 2: 1.

Як видно з фіг. 1, масло може доставлятися за допомогою трубопроводу 50 в накопичувальний резервуар 52. Масло транспортується з накопичувального резервуара 52 за допомогою технологічного потоку 54 в реактор часткового окислення 12. Кисень подається за допомогою технологічного потоку 44 з електролізної установки 10 в реактор часткового окислення 12. Переважно, реактор часткового окислення 12 використовує некаталітичні процес часткового окислення, в якому вуглеводневу сировину реагує при високій температурі і зазвичай високому тиску з киснем, збагаченим киснем повітрям або повітрям. Переважно, як видно з фіг. 1, кисень з електролізної установки 10 використовується в реакторі часткового окислення 12. У процесі виробляється головним чином моноокись вуглецю з невеликою кількістю двоокису вуглецю, пара і, якщо сировина містить сірку, сульфід водню. Процес ефективно витрачає сировину, не проводячи важких вуглеводнів, дьогтю та інших потенційно створюють проблеми побічних продуктів, таких як оксиди сірки або азоту.

Зазвичай реактор часткового окислення працює при температурі від близько 1200 ^{o C} до близько 1500 ^{o C.} Робочий тиск зазвичай становить від близько 15 до близько 85 бар (0,15-0,85 Па). При цих умовах процесу, по суті, все переробляє вуглеводневу сировину конвертується в гази. Газ, що виходить з реактора часткового окислення, може охолоджуватися за допомогою контактування з водою в закалочной камері або може використовуватися харчування парового котла-утилізатора за допомогою непрямого теплообмінника (не показаний). Альтернативно, як буде розглянуто далі, газ може охолоджуватися входять потоком двоокису вуглецю.

Перевагою реактора часткового окислення є те, що частина вуглецевого палива не використовується для створення тепла для процесу. Це можна порівняти з конвертацією метану паром, в якому близько 15% або більше переробляється природного газу витрачається для забезпечення процесу енергією. Іншою перевагою даного процесу є те, що завдяки високо відновної атмосфері в реакторі не утворюються виділення оксидів азоту, оксидів сірки або двоокису вуглецю. Реактор часткового окислення 12 працює на основі нульовою емісії, тобто емісія або виділення шкідливих відходять (тепличних) газів, по суті, не значна.

Відходять гази з реактора часткового окислення транспортуються за допомогою технологічного потоку 56 в установку газоочистки 14. Установка газоочистки 14 обробляє гази для видалення небажаних з'єднань з моноокиси вуглецю і водню. Наприклад, під час реакції часткового окислення може утворюватися сульфід водню. Сульфід водню отруює каталізатор, який використовується в синтезаторі метанолу 16. Відповідно, шкідливі кількості сульфіду водню необхідно видалити. Сульфід водню може бути видалений за допомогою використання процесу на основі амінування, наприклад, такого, який використовує MDEA. і можуть бути видалені і інші побічні продукти, як, наприклад, пар або оксиди слідів елементарних металів.

Газоочисна установка 14 виробляє, по суті, чисті пари моноокиси вуглецю і водню 70. Якщо в якості сировини, що переробляється використовується важке масло, ставлення моноокиси вуглецю до водню в газах становить приблизно 1: 1 (тобто 2 водневих атома на кожен вуглецевий атом ). Метанол містить 4 атома водню на кожен атом вуглецю. Відповідно, додатковий компенсуючий водень повинен подаватися таким чином, щоб в синтезатор метанолу 16 можна було подавати стехиометрические кількості моноокиси вуглецю і водню.

Синтезатор метанолу 16 конвертує моноокись вуглецю і водень в метанол. Моноокись вуглецю і водень подаються в синтезатор метанолу за допомогою технологічного потоку 70, і додатковий водень може подаватися в синтезатор метанолу за допомогою технологічного потоку 74.

Додатковий водневий потік 74 використовується для гарантування того, що в синтезатор метанолу 16 подається, по суті, стехиометрическое кількість водню і моноокиси вуглецю. Як згадувалося вище, в залежності від використовуваного сировини, що переробляється додатковий водень може бути необхідний для забезпечення, по крайней мере, приблизно стехиометрического кількості моноокиси вуглецю і водню. Метанол може зберігатися до накопичувального резервуара (не показаний) або продаватися як товар на ринку. Альтернативно, деяка кількість або весь метанол можуть відправлятися за допомогою технологічного потоку 76 в синтезатор простого ефіру 18. Потік моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу 16 переважніше має стехиометрических пропорцію. Відповідно, молярне співвідношення моноокиси вуглецю і газоподібного водню краще становить близько 1: 2 (тобто чотири атома водню на кожен атом вуглецю).

Водень для синтезатора метанолу 16 може бути отриманий з накопичувального резервуара водню. Резервуар може містити водень, отриманий з електролізної установки 10 і / або изобутиленовой синтезатора 20 і / або будь-якого наявного в наявності джерела. Необхідно розуміти, якщо для реактора часткового окислення використовується важке вуглеводневу переробляє сировину, газоочисна установка 14 буде робити тільки близько половини кількості водню, необхідного для синтезатора метанолу 16. Відповідно, додатковий водень з електролізної установки може використовуватися на додаток до водню з газоочисної установки 14. Альтернативно , якщо обладнання включає изобутиленовой синтезатор 20, водень, вироблений в изобутиленовой синтезаторі 20, може використовуватися для додаткового харчування воднем синтезатора метанолу 16.

Метанол з синтезатора метанолу 16 подається за допомогою технологічного потоку 76 в синтезатор простого ефіру 18. Як видно з фіг. 1, пар, вода і ізобутилен подаються за допомогою технологічних потоків 78, 80 і 82 відповідно в синтезатор 18. Синтезатор 18 конвертує ізобутилен, пар, метанол і воду в MTBE, тепло і стічну воду, позначені технологічними потоками 84, 86 і 88 відповідно. Як показано на фіг. 1 пунктирною лінією, в синтезатор 18 може подаватися етанол для отримання як ETBE, так і MTBE. Одним з особливих переваг цього процесу є виробництво ETBE. ETBE більш ефективний як оксигенатів і збільшувач октанового числа. Однак ці переваги в даний час виключаються через дорожнечу виробництва ETBE. Однак ETBE може проводитися ефективніше і дешевше шляхом подачі етанолу за допомогою технологічного потоку 122 в синтезатор простого ефіру 18. У додатковому варіанті кілька або весь метанол 76 може зберігатися або продаватися як товар на ринку.

MTBE може транспортуватися за допомогою трубопроводу в накопичувальний резервуар, звідки він може, по суті, використовуватися в установці або продаватися як товар на ринку. Изобутилен для синтезатора 18 може бути отриманий у вигляді товару з ринку. Альтернативно, як видно з фіг. 1, ізобутилен може бути отриманий з ізомеризації / изобутиленовой синтезатора 20. Технологічний пар і бутан подаються за допомогою технологічних потоків 90 і 92 відповідно в изобутиленовой синтезатор для виробництва изобутиленовой потоку 82.

В цілому процес, показаний на фіг. 1, є синергетичним процесом виробництва MTBE. Процес є вигідним, оскільки в результаті його здійснення в навколишнє середовище не виділяються відходять (тепличні) гази. Процес використовує надлишки енергії і нафтохімічні продукти з низьким октановим числом для виробництва MTBE дешевшим і не забруднюють способом.

Потенційні джерела водню для синтезатора метанолу 16 більш детально показані на фіг. 2. Як видно з фіг. 2, водень може бути отриманий з електролізної установки 10 (технологічний потік 42) і / або з изобутиленовой синтезатора 20 (технологічний потік 94). Водень з електролізної установки 10 (технологічний потік 41) і надмірна водень з изобутиленовой синтезатора 20 (технологічний потік 76) можуть подаватися в центральний накопичувач водню (наприклад, накопичувальний бак 40, показаний на фіг. 6). Потім необхідну кількість водню може подаватися в синтезатор метанолу 16. Однак водень з кожного з цих джерел має різну чистоту. Кожен з них може зберігатися окремо для використання згодом у процесі або для продажу як товар на ринку. Наприклад, як видно з фіг. 2, водень з изобутиленовой синтезатора 20 і електролізної установки 10 можуть зберігатися окремо і подаватися при необхідності в синтезатор метанолу 16. Відповідно, водень з електролізної установки 10 може подаватися за допомогою технологічного потоку 41 в накопичувач водню 40. Водень з изобутиленовой синтезатора 20 подається технологічним потоком 94 в синтезатор метанолу 16. Надлишок водню може бути виведений з технологічного потоку 94 в накопичувальне обладнання за допомогою технологічного потоку 96 для використання згодом або продажу. Відповідно, синтезатор метанолу може харчуватися воднем з електролізної установки 10 і / або изобутиленовой синтезатора 20.

В альтернативному кращому варіанті реактор для виробництва газу 100 перетворює вуглекислий газ в моноокись вуглецю шляхом дисоціації двоокису вуглецю в моноокись вуглецю і кисень при підвищеній температурі. Передуючи цього процесу, двоокис вуглецю подається в реактор для виробництва газу 100 за допомогою потоків 102 і 104. Переважно, щоб двоокис вуглецю перебувала при атмосферному тиску. Пара подається в реактор для виробництва газу 100 за допомогою технологічного потоку 106. Пара використовується для нагрівання шару в реакторі, і через цей нагріте шар або над ним пропускають двоокис вуглецю. Проходячи над нагрітим шаром, двоокис вуглецю нагрівається до температури вище температури дисоціації двоокису вуглецю (приблизно 1100 ^{o C} при 1 атм) скидних парвіддаляється з реактора за допомогою потоку 108. моноокись вуглецю з реактора для виробництва газу 100 використовується для поповнення моноокиси вуглецю з реактора часткового окислення 12. Це збільшення кількості переробного сировини в синтезаторі метанолу 16 може використовуватися для збільшення виходу метанолу з синтезатора метанолу 16. збільшення кількості моноокиси вуглецю в синтезаторі метанолу 16 і вимагає введення додаткового водню. Як уже згадувалося вище, водень може бути отриманий шляхом випуску певної кількості водню, який в іншому випадку може продаватися як побічний продукт процесу. Переважно, щоб водень, який використовується в синтезаторі метанолу 16, походив із електролізної установки 10 і / або изобутиленовой синтезатора 20.

Двоокис вуглецю для реактора для виробництва газу 100 може надходити з інших процесів усередині установки. Прикладом таких процесів є етаноловий ферментатор 120. Етаноловий ферментатор 120 виробляє етанол, який представлений як технологічний потік 122 на фіг. 2. Побічним продуктом ферментаторів 120 є двоокис вуглецю, яка може подаватися за допомогою технологічного потоку 102 в реактор для виробництва газу 100. Альтернативно, двоокис вуглецю з альтернативного джерела, наприклад, що купується на ринку, і може подаватися за допомогою технологічного потоку 104 в реактор для виробництва газу 100.

Одним з переваг додавання етанолового ферментатора 120 є експансія синтезатора простого ефіру 18 до виробництва як ETBE, так і MTBE. Відповідно, синтезатор простого ефіру 18 може включати, на додаток до метаноловому реформерах, етаноловий реформер для виробництва ETBE (технологічний потік 124).

Додатковий альтернативний кращий варіант зображений на фіг. 3. Цей варіант є модифікацією варіанту, зображеного на фіг. 2. Зокрема, варіант демонструє процес використання твердих муніципальних відходів для отримання сировини для етанолового ферментатора 120.

Як видно з фіг. 3, тверді відходи подаються за допомогою живильного потоку 130 в установку поділу муніципальних твердих відходів 132. На додаток, інші природні джерела целюлозних твердих відходів, таких як качани кукурудзяних качанів, газети, зерновий сухий корм і деревні відходи, можуть подаватися за допомогою технологічного потоку 134 в установку поділу муніципальних твердих відходів 132. Повітря та електрику і подаються в установку 132 за допомогою потоків 136 і 138 відповідно. Відходи сегрегуються в установці 132 в різні групи. Вони можуть включати метали, органіку, деревні відходи, пластик, целюлозу та інші менш цінні продукти. Видобувні метали можуть бути відправлені за допомогою технологічного потоку 140 в установку пресування та утилізації 142. Продукт установки 142 може продаватися як металевий скрап для використання в операціях реціркулірованія. Органічний матеріал, наприклад кухонні і садові відходи, можуть бути відправлені за допомогою технологічного потоку 144 в установку формування продуктів добрив 146. Витягнуті деревні відходи можуть відправлятися за допомогою технологічного потоку 148 в установку формування фібрового картону 150. Видалений пластик може відправлятися за допомогою технологічного потоку 152 в установку риформінгу пластика 154. Целюлоза може направлятися за допомогою технологічного потоку 156 в установку приготування целюлози 158. Установка приготування целюлози 158 може використовувати паровзривние процеси, наприклад, такі, які передбачені Stake Technology Ltd. для виробництва целюлози для етанолового ферментатора 120. Відповідно електрику і пар високого тиску подаються за допомогою технологічних потоків 160 і 162 в установку приготування целюлози 158. Установка 158 виробляє очищену целюлозу (технологічний потік 164), скидних тепло і стічну воду (технологічні потоки 166 і 168 відповідно ). Інші малоцінні продукти і матеріали можуть спрямовуватися за допомогою технологічного потоку 170 в накопичувальне або складське устаткування, з якого їх можна транспортувати в місце поховання в землі.

Очищена целюлоза, качани кукурудзяних качанів, зерно та інші живлять матеріали можуть спрямовуватися за допомогою технологічних потоків 164, 172 і 174 відповідно в етаноловий ферментатор. Пар і електрику і подаються за допомогою технологічних потоків 176 і 178 в етаноловий ферментатор 120. Етаноловий ферментатор 120 виробляє скидного тепло (технологічний потік 180), стічну воду (технологічний потік 182) і сушену дробину (технологічний потік 184).

Як видно з фіг. 3, процес і пристосований для включення в согенерірующую установку, в той же самий час ефективно підтримуючи незначні виділення відходять (тепличних) газів. Зокрема, процес може бути включений в согенерірующую установку 200. Вуглеводневе сировину і повітря спалюються в согенерірующей установці для отримання пара, електрики і газів, що відходять. Вуглеводневу сировину може бути таким же або відрізняється від того, яке подається в реактор часткового окислення. Як видно з фіг. 3, використовується той же самий джерело вуглеводневої сировини і, відповідно, в согенерірующую установку 200 за допомогою технологічного потоку 54 подається важке масло. Повітря подається в согенерірующую установку за допомогою технологічного потоку 202. Вода і подається в согенерірующую установку за допомогою технологічного потоку 204. Согенерірующая установка виробляє пар 206, електрику 208 і гази 210.

Согенерірующая установка може використовувати або реактор одного циклу, або реактор комбінованого циклу. Типовий согенерірующій процес з комбінованим циклом, який використовує турбіну внутрішнього згоряння, показаний на фіг. 7, і типовий согенерірующій процес з одним циклом, який використовує парову турбіну, показаний на фіг. 8.

Згідно фіг. 7 согенерірующій процес з комбінованим циклом використовує турбіну внутрішнього згорання 220. Паливо 54 і повітря / кисень 202 подаються в турбіну внутрішнього згорання 220. Від згоряння палива в турбіні внутрішнього згоряння 220 виробляє димові гази 222 і енергію. Енергія передається генератору 224 за допомогою силового відведення 226. Обертання турбіни передається через силовий відведення 226, змушуючи генератор 224 виробляти електрику 208. Димовий газ 222 з турбіни внутрішнього згоряння 220 подається в опалювальний котел 228. Опалювальний котел 228 ефективно працює в якості теплообмінника, що передає тепло від димового газу воді в котлі 228. Димові гази, охолодити, витягуються з котла 228 як гази. Передача тепла від димових газів 222 в опалювальний котел виробляє пар 230. Пар 230 подається в парову турбіну 232. Коли пар 230 проходить через парову турбіну 232, пар змушує турбіну обертатися. Це обертання передається генератору 236 за допомогою силового відведення 234 і змушує генератор 236 виробляти електрику 208. Коли пар проходить через парову турбіну 232, частина пара конденсується і його конденсат повертається в опалювальний котел 228 за допомогою поворотного потоку 238. Решта пар, який знаходиться при більш низьких температурі і тиску, ніж пар 230, може використовуватися як технологічний пар в промисловості або на альтернативних етапах, які обговорювалися вище. Технологічний пар подається в іншу промисловість за допомогою живильного потоку 206. Пар, який використовується з метою нагріву, рециркулируют в котел 228 за допомогою поворотного потоку 240. При необхідності в казан 228 додається подпиточной вода (не показано).

При звичайній роботі турбіни внутрішнього згоряння азот, інертний газ, втягується в турбіну в поєднанні з кисневим компонентом повітря, що подається згоряння. Цей інертний газ здійснює дві функції. Нагрівання інертного газу шляхом спалювання палива змушує його розширюватися і, отже, підвищує його тиск. Інертний газ залишає турбіну, викликаючи обертання лопатей і валу, що допомагає продуктам згоряння виробляти енергію. Інертний газ і знижує температуру продуктів згоряння для виключення пошкодження металургії і матеріалів конструкції турбіни 220 внаслідок надмірно високих температур. Робота цих турбін внутрішнього згоряння свідчить про те, що використання азоту в якості інертного газу створює неприйнятно високі рівні окислів азоту, окису азоту (NO) і закису азоту (N ₂ O), які з'єднуються з атмосферною вологою з утворенням компонентів кислотних дощів. Тому бажано замінити азот інертним газом, який не сприяє кислотних дощів.

В процесі цього винаходу, представленому на фіг. 7, який відходить газ 210 в основному містить двоокис вуглецю, очищену в газоочисної установки 320, і очищений відходить газ повертається за допомогою потоку 324 на вхід турбіни внутрішнього згоряння. Эта процедура позволяет исключить азот и воздух из поступающего в турбину потока. Кислород, необходимый для сжигания топлива, может поступать, по крайней мере частично, из электролизера 330, который может быть компонентом электролизной установки 10 в других фигурах настоящего описания или может быть независимой установкой. Электролизный бак 330 действует подобно электролизеру 10, показанному выше. Кислород может обеспечиваться потоком 334, поступающим на вход турбины внутреннего сгорания, для образования по крайней мере части кислорода сгорания 202. Водород, полученный в электролизной установке 330, может подаваться посредством потока 332 для смешивания с топливом 54 с образованием по крайней мере части ( hythane ) 336 для обеспечения улучшенного топлива для турбины внутреннего сгорания. Альтернативно, некоторое количество или весь кислород, необходимый для сжигания топлива, может обеспечиваться, по крайней мере частично, из установки разделения воздуха 340. Кислород, полученный из установки разделения воздуха 340, может подаваться потоком 342 на вход турбины внутреннего сгорания. Азот и другие инертные газы транспортируются потоками 334 в хранилище азота 350 или на коммерческую распродажу.

Соответственно, двуокись углерода, циркулирующая через турбину внутреннего сгорания 220, поток отходящего газа 222, отопительный котел 228, поток отходящего газа 210, газоочистная установка 320 и поток двуокиси углерода 324 имеют высокую концентрацию, по существу, чистой двуокиси углерода. Соответственно, часть двуокиси углерода может быть отведена в поток 325 для подачи в реактор для производства газа с образованием, по крайней мере, части питающего потока 102, и/или для подачи в реактор частичного окисления с образованием по крайней мере части питающего потока 300, и/или для подачи в хранилище, и/или для коммерческой распродажи. Соответственно, концентрированная двуокись углерода может быть получена, не используя химическое оборудование или оборудование абсорбционного разделения, как требуется в обычной системе внутреннего сгорания "в один проход".

Согласно фиг. 8 , согенерирующий процесс с одним циклом использует паровой котел 250. Топливо 54 и воздухо/кислородный поток 202 подаются в паровой котел 250. Сгорание топлива в котле 250 производит дымовые газы 210 и пар 252. Пар 252 подается в паровую турбину 254. Когда пар 252 проходит через паровую турбину 254, он заставляет турбину вращаться. Это вращение передается генератору 260 посредством силового отвода 256. Вращение силового отвода 256 заставляет генератор 260 производить электричество 208. Когда пар 252 проходит через паровую турбину 254, часть пара конденсируется и этот конденсат возвращается в котел 250 оборотным потоком 258. Остальной пар, который имеет более низкие температуру и давление, чем пар 252, может использоваться как технологический пар в промышленности или в альтернативных этапах, рассмотренных выше. Технологический пар подается в остальную промышленность посредством потока 206. Пар, который используется для целей нагрева в установке, рециркулируется в паровой котел 250 посредством оборотного потока 262. При необходимости в паровой котел 250 добавляется подпиточная вода.

Согенерирующий реактор может потребляться промышленностью, которая использует пар и электричество для работы промышленности. Соответственно, технологический пар 206 может использоваться в промышленности для нагрева или в других целях, если это необходимо. Аналогичным образом, электричество 208 может использоваться в промышленности или передаваться в энергетическую сеть (не показана) для продажи другим потребителям электричества, когда это необходимо. Альтернативно, часть электричества может использоваться электролизной установкой 10 для электролиза воды с получением водорода и кислорода, как рассмотрено выше.

Потік продуктів згоряння 210 очищається в газоочисної установки 320 і повертається в технологічний потік 324 для введення в турбіну внутрішнього згорання. При нормальній експлуатації парового котла азот, інертний газ, вводиться в котел в поєднанні з кисневим компонентом повітря, що поступає спалювання. Інертний газ використовується для зниження температури продуктів згоряння в котлі для виключення нанесення шкоди металургії і матеріалів конструкції котла внаслідок надмірно високих температур. Експлуатація цих звичайних парових котлів свідчить про те, що використання азоту в якості інертного газу створює неприйнятно високі рівні окислів азоту, окису азоту (NO) і закису азоту (N ₂ O), які, з'єднуючись з атмосферною вологою, виробляють компоненти кислотних дощів. Тому бажано замінити азот інертним газом, який не сприяє кислотних дощів.

У варіанті, представленому на фіг. 8, інертний газ двоокис вуглецю, яка є основним компонентом Потік продуктів згоряння 210, очищається в газоочисної установки 320 і повертається за допомогою технологічного потоку 324 на вхід котла 250. Ця процедура дозволяє виключити введення азоту і повітря з топки котла. Кисень, необхідний для спалювання палива, може надходити, принаймні частково, з установки електролізу води 330, яка може бути компонентом електролізної установки 10, показаної на інших постатях справжнього опису, або бути незалежною установкою. Електролізна установка 330 діє аналогічно електролізної установки 10, показаної вище. Кисень може подаватися за допомогою технологічного потоку 334 на вхід котла 250 з утворенням принаймні частини кисню згоряння 202. Водень, вироблений електролізної установкою 330, може подаватися за допомогою технологічного потоку 332 для змішування з паливом 54 з утворенням принаймні частини паливної суміші 336 для подачі поліпшеного палива в паровий котел 250. Альтернативно, кисень, необхідний для спалювання палива, може надходити, принаймні частково, з установки розділення повітря 340. кисень з установки розділення повітря 340 може подаватися за допомогою технологічного потоку 342 на вхід котла 250. Азот і інші інертні гази транспортуються за допомогою технологічного потоку 344 в сховище азоту або на комерційну розпродаж. Відповідно, двоокис вуглецю, що циркулює через паровий котел 250, потік відпрацьованих газів 210, газоочисна установка 320 і технологічний потік двоокису вуглецю 324 стають висококонцентрованими до, по суті, чистої двоокису вуглецю. Відповідно, частина двоокису вуглецю може бути введена в технологічний потік 325 для подачі в реактор для виробництва газу, що формує принаймні частина живильного потоку 102, і / або для подачі в реактор часткового окислення, що формує принаймні частина живильного потоку 300, і / або для подачі в сховище, і / або на комерційну розпродаж. Відповідно, концентрована двоокис вуглецю може надходити без використання хімічного обладнання або обладнання поглинювального поділу, як це потрібно в звичайних системах згоряння "в один прохід".

В альтернативних варіантах фіг. 3, 4 і 10 согенерірующая установка 200 виробляє гази 210, в основному містять двоокис вуглецю, водяні пари, азот і кисень. Крім того, в газах 210 і є невеликі кількості оксидів сірки та азоту. Відходять гази 210 очищаються в установці очищення газів, що відходять 270 за допомогою цього способу з утворенням газового потоку, що містить, по суті, кисень і азот (потік 272) і газоподібний потік водяної пари, і CO _2, H _2, SO ₂ і SO ₃ (потік 274). Газовий потік 272 може бути спокійно випущений в атмосферу через витяжну трубу 276. Газовий потік 274 подається в установку десорбирование двоокису вуглецю 278. В установці 278 потік 274 обробляється для виділення двоокису вуглецю. Це призводить до отримання потоку стічних вод 280, який може утилізуватися або направлятися на додаткову обробку, і газового потоку 282, який, по суті, містить двоокис вуглецю. Двоокис вуглецю може накопичуватися і продаватися як товар на ринку або використовуватися як сировина для установки для виробництва газу 100 та / або реактора часткового окислення 12.

Використання реактора для виробництва газу 100 забезпечує ефективний засіб для споживання двоокису вуглецю, яка виробляється согенерірующей установкою.

Відповідно, разом з установкою очищення відпрацьованих газів 270 весь процес зберігає нульові виділення або викиди в процесі виробництва метанолу.

На фіг. 4 представлений додатковий альтернативний варіант. У цьому варіанті водень з газоочисної установки 14, водень з електролізної установки 10 і водень з изобутиленовой синтезатора 20 (а саме, технологічні потоки 72, 42 і 94, відповідно) подаються в центральний резервуар, де водень об'єднується для використання, коли він може знадобитися в синтезаторі метанолу, або для продажу на ринку. Крім того, як згадувалося вище, внаслідок різної якості технологічних потоків 72, 42 і 94, водень може бути об'єднаний в одному центральному накопичувального резервуара чи декількох накопичувальних баків для збереження в окремо кожного окремого потоку водню.

Як повинно бути зрозуміло з вищеописаного, швидкість виробництва метанолу залежить від швидкості підведення моноокиси вуглецю. Для харчування воднем синтезатора метанолу 16 доступні різні джерела. Реактор часткового окислення може бути єдиним джерелом в обладнанні, який генерує моноокись вуглецю. Як видно з альтернативних варіантів на фіг. 2, 3 і 4, етаноловий ферментатор 120, согенерірующая установка 200 і реактор для виробництва газу 100 і можуть бути включені в обладнання. Согенерірующая установка і етаноловий ферментатор обидва є джерелами двоокису вуглецю. Реактор для виробництва газу 100 конвертує двоокис вуглецю з будь-якого з цих джерел або, альтернативно, двоокис вуглецю, яка закуплена на ринку, в моноокись вуглецю. Відповідно, реактор для виробництва газу 100 може стати слабким місцем в швидкості виробництва метанолу та, відповідно, MTBE і / або ETBE.

Згідно з даним винаходом і описано удосконалення реактора часткового окислення 12. Відповідно до цього удосконаленням спирання на додаткову моноокись вуглецю, вироблену реактором для виробництва газу 100, зменшується, і в деяких випадках реактор для виробництва газу 100 може не турбуватися.

Згідно фіг. 5, кисень надходить в реактор часткового окислення 12 за допомогою потоку 44. Вуглеводневе переробляє сировину подається в реактор часткового окислення 12 за допомогою технологічного потоку 54. Реактор часткового окислення 12 виробляє газовий потік 56. Відповідно до удосконаленням реактор часткового окислення забезпечується охолоджувальним кожухом 302. Двоокис вуглецю подається в охолоджуючий кожух за допомогою потоку 304. Двоокис вуглецю може бути отримана з етилового ферментатора 120, согенерірующей установки 200 або закуплена на ринку. У охолодному кожусі 302 двоокис вуглецю нагрівається до високої температури. Нагріта двоокис вуглецю затії подається за допомогою потоку 306 в теплообмінник з непрямим теплообміном 308. Газовий потік 56 і надходить в теплообмінник. У процесі проходження через теплообмінник 308 потік двоокису вуглецю додатково нагрівається, а газовий потік 56 охолоджується. За рахунок цього процесу двоокис вуглецю нагрівається до або вище температури дисоціації двоокису вуглецю (вище 1100 ^{o C,} переважно вище 1 250 ^{o C).} При цій температурі двоокис вуглецю дисоціює з утворенням моноокиси вуглецю і кисню. Потік 308 потім надходить в реактор часткового окислення 12. За допомогою цього процесу двоокис вуглецю з внутрішнього або зовнішнього джерела конвертується в моноокись вуглецю і кисень, використовуючи доступне скидного тепло в реакторі часткового окислення. Відповідно, для виробництва збільшеної кількості мокоокісі вуглецю не потрібне додаткове вуглеводневу переробляє сировину.

На фіг. 9 наведено приклад цього пізнішого варіанту, що представляє варіацію технологічної схеми фіг. 2, що ілюструє використання реактора часткового окислення фіг. 5 для конвертації двоокису вуглецю в моноокись вуглецю з виключенням використання реактора для виробництва газу. Однак в цьому варіанті двоокис вуглецю, отримана в етаноловом реакторі 120, подається за допомогою технологічного потоку 300 в охолоджуючий кожух 302 і вводиться в охолоджуючий кожух у вигляді технологічного потоку 304. Як має бути зрозуміло, етаноловий реактор 120 може бути тільки одним з безлічі можливих джерел двоокису вуглецю для охолоджуючого кожуха 302.

Фіг. 10 є ще одним прикладом цього пізнішого варіанту. Варіант цієї фігури відрізняється від варіанту фіг. 3 використанням реактора часткового окислення фіг. 5 і 9 для конвертації двоокису вуглецю в моноокись вуглецю на додаток до або з альтернативним винятком використання реактора для виробництва газу.

На фіг. 11 наведено додатковий альтернативний кращий варіант, подібний варіанту, наведеним на фіг. 2. У цьому варіанті вся моноокись вуглецю для синтезатора метанолу 16 отримана з реактора для виробництва газу. Відповідно, реактор часткового окислення 12 і газоочисна установка 14 не потрібні.

Відповідно, перевагою даного винаходу є те, що процес може стати ефективною губкою для двоокису вуглецю, одного з основних з'єднань вихлопних (тепличних) газів. Шляхом модифікації реактора часткового окислення, зображеного на фіг. 5, або виключення реактора для виробництва газу 100 двоокис вуглецю конвертують в моноокись вуглецю, яка потім транспортується в синтезатор метанолу для виробництва метанолу. Метанол потім конвертується з отриманням MTBE. Таким чином, відходить або вихлопної (тепличний) газ ефективно конвертується в MTBE, який може використовуватися в якості оксигенату для насичення киснем бензину для поліпшення згоряння.

приклад 1
У електролізну установку подавали 100 МВт електрики. Електролізна установка 10 використовувала це електрику для виробництва 3800 фунт / год (1723,68 кг / год) водню, 85 фунт / год (38,556 кг / год) важкої води і 29860 фунт / год (13544,5 кг / год) кисню. Кисень разом з 26330 фунт / год (11943,3 кг / год) газойлю або масла N 6 подавали в реактор часткового окислення 12. Реактор часткового окислення 12 виробляє 56160 фунт / год (25474,2 кг / год) газів, що відходять, які надходять в газоочисну установку 14. Газоочисна установка 14 виробляла 3513 фунт / год (1593,5 кг / год) водню і 52253 фунт / год (23701,96 кг / год) моноокиси вуглецю. Моноокись вуглецю разом з 7465 фунт / год (3386,12 кг / год) водню подавали в синтезатор метанолу 16. Синтезатор метанолу 16 виробляє 5 9717 фунт / год (27087,63 кг / год) метанолу. Метанол подавали в синтезатор простого ефіру 18. У изобутиленовой синтезатор подавали 108237 фунт / год (499096,3 кг / год) бутану. Изобутиленовой синтезатор справив 3732 фунт / год (1692,84 кг / год) водню і 104505 фунт / год (47404,5 кг / год) изобутилена. Изобутилен подавали в синтезатор простого ефіру 18 разом з метанолом. Синтезатор простого ефіру справив 164222 фунт / год (74491,1 кг / год) MTBE.

приклад 2
Приклад 2 демонструє обладнання, зображене на фіг. 4, яке сконструйоване для виробництва 380 мільйонів літрів на рік метанолу. У електролізну установку 10 подавали 100 МВт електрики для виробництва 3800 фунт / год (1723,68 кг / год водню, 85 фунт / год (38,556 кг / год) важкої води і 30400 фунт / год (13789,44 кг / год) кисню. 26330 фунт / год (11943 кг / год) газойлю або масла N 6 і 29860 фунт / год (13544,5 кг / год) кисню подавали в реактор часткового окислення. Отримані гази надходили в газоочисну установку 14, яка справила 52253 фунт / год ( 23701,96 кг / год) моноокиси вуглецю і 3513 фунт / год (1593,5 кг / год) водню. Ці гази разом з воднем, отриманим в електролізної установки 10, і 4527 фунт / год (2053,45 кг / год) водню , отриманого в изобутиленовой синтезаторі, надходили в синтезатор метанолу. у реактор для виробництва газу 100 подавали 24066 фунт / год (10916,34 кг / год) двоокису вуглецю з етанолового ферментатора продуктивністю 100 мільйонів літрів на рік. Крім того, в реактор для виробництва газу 100 подавали 6566 фунтів / год (2978,34 кг / год) двоокису вуглецю для виробництва 30630 фунт / год (13893,77 кг / год) моноокиси вуглецю. Цю моноокись вуглецю і подавали в синтезатор метанолу 16. Синтезатор метанолу 16 справив 94723 фунт / год (42967,26 кг / год) метанолу, який надійшов в синтезатор простого ефіру.

У изобутиленовой синтезатор подавали 171686 фунт / год (77876,77 кг / год) бутану для виробництва 5920 фунт / год (2685,31 кг / год) водню і 165 766 фунт / год (75191,46 кг / год) изобутилена. Як згадано вище, 4527 фунт / год (2053,45 кг / год) водню подавали в синтезатор метанолу і 1393 фунт / год (631,86 кг / год) водню направляли в сховище. Изобутилен і метанол з'єднували в синтезаторі простого ефіру з отриманням 260500 фунт / год (118162,8 кг / год) MTBE.

приклад 3
Цей приклад демонструє варіант, представлений на фіг. 3, який є установкою для виробництва 240 мільйонів літрів на рік метанолу.

84000 фунт / год (38102,4 кг / год) газойлю або масла N 6, 297577 фунт / год (134980,92 кг / год) кисню і 984 980 фунт / год (445786,92 кг / год) азоту подавали в 80-мегаватний согенерірующую установку 200. Атмосферне повітря використовувався як джерело кисню та азоту. 120% кисню подавали в согенерірующую установку 200. Установка справила 1,2 мільйона фунт / год (544320 кг / год) пара 180 psi (12,654 кг / см ²⁾ і газів, що відходять. Електрика з согенерірующей установки і 100 МВт з енергомережі подавали в електролізну установку 10 для виробництва 3800 фунт / год (1723,68 кг / год) водню, 85 фунт / год (38,556 кг / год) важкої води і 30400 фунт / год (13789, 44 кг / год) кисню. Решту витрат для синтезатора метанолу 16, реактора для виробництва газу 100, синтезатора простого ефіру 18 і изобутиленовой синтезатора ті ж самі, що і в Прімері 2.

Відходять гази з согенерірующей установки 200 містять змішані потоки кисню, азоту, двоокису вуглецю, водяної пари і частинок сірки, які поділялися в установці очищення газів, що відходять 278 наступним чином. Газоочистка газів, що відходять справила 984980 фунт / год (446786,92 кг / год) азоту і 49596 фунт / год (22496,75 кг / год) кисню, які випускалися в атмосферу. і були зроблені 75600 фунт / год (34292,16 кг / год) води і 2500 фунт / год зразків сірки (1134 кг / год), які були оброблені в установці водної обробки. Установка водної обробки / промивна установка (отримано 252787 фунт / год (114664,18 кг / год) двоокису вуглецю.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Синергетичний спосіб виробництва метанолу, що включає етапи: а) електроліз води з отриманням водню і кисню; б) забезпечення сировинного потоку органічного пального палива; в) подача принаймні частини кисню, отриманого на етапі а), разом зі стехиометрическим кількістю згаданого органічного пального палива в реактор часткового окислення для отримання газів, що відходять, містять моноокись вуглецю і водень; г) подача принаймні частини згаданих моноокись вуглецю і водню в синтезатор метанолу для отримання метанолу; і д) додавання додаткового водню в згаданий синтезатор метанолу для забезпечення стехіометричного харчування воднем і моноокиси вуглецю згаданого синтезатора метанолу.

2. Процес по п. 1, який відрізняється тим, що згадане паливо є важким маслом, що має температуру кипіння вище, ніж близько 650 ^{o F} (343, 33 ^{o C).}

3. Процес по п.2, що відрізняється тим, що згадане важке масло має температуру кипіння вище, ніж близько 1000 ^{o F} (537, 78 ^{o C).}

4. Процес по п. 2, який відрізняється тим, що додатково включає етап риформінгу, принаймні частини згаданого метанолу в метаноловому реформерах з отриманням метил-третбутилового ефіру.

5. Процес по п.4, що відрізняється тим, що додатково включає наступні етапи: а) з'єднання пара і бутану в изобутиленовой синтезаторі з отриманням водню і изобутилена і б) подачу принаймні частини згаданого изобутилена в згаданий метаноловий реформер з отриманням згаданого метил-трет- бутилового ефіру.

6. Процес по п.1, що відрізняється тим, що додатковий водень, який подають до згаданого метаноловий синтезатор, отриманий на етапі а) п.1.

7. Процес по п.5, що відрізняється тим, що згаданий додатковий водень, який подають до згаданого синтезатор метанолу, вибирають з водню, отриманого в результаті електролізу на етапі а) п.1, водню, виробленого згаданим изобутиленовой синтезатором або їх суміші.

8. Процес по п.1, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) забезпечення живлячої потоку двоокису вуглецю; б) нагрівання згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю з отриманням моноокиси вуглецю і в) подача принаймні частини згаданої моноокиси вуглецю, отриманої на етапі б), в згаданий синтезатор метанолу.

9. Процес по п.8, який відрізняється тим, що процес і включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для отримання етанолу; б) реформінг принаймні частини згаданого етанолу з отриманням етил-трет-бутилового ефіру і в) подача принаймні частини згаданої двоокис вуглецю зі згаданого ферментатора в згаданий реактор етапу а) п. 8.

10. Процес по п.1, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для отримання етанолу і б) реформінг принаймні частини згаданого етанолу з отриманням етил-трет-бутилового ефіру.

11. Процес по п.1, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) забезпечення першого живлячої потоку, що містить органічне пальне паливо; б) забезпечення другого живильного потоку, що містить кисень; в) введення згаданих першого і другого живлять потоків в согенерірующій реактор для спалювання згаданого першого живлячої потоку та виробництва пари, електрики і димових газів, що містять двоокис вуглецю; і г) використання принаймні частини електрики для електролізу води на етапі а) п.1.

12. Процес по п.11, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) обробка згаданих димових газів з одержанням першого потоку, що включає сірковмісні сполуки і водяні пари, і другого потоку, що містить двоокис вуглецю; і б) подача принаймні частини згаданого другого потоку в згаданий согенерірующій реактор.

13. Процес по п. 12, який відрізняється тим, що згаданий согенерірующій реактор є реактором з єдиним циклом, що має паровий котел, і згаданий другий потік подають до згаданого паровий котел.

14. Процес по п. 12, який відрізняється тим, що згаданий согенерірующій реактор є реактором з комбінованим циклом, що має турбіну внутрішнього згоряння, і згаданий другий потік подають в згадану турбіну внутрішнього згорання.

15. Процес по п.12, що відрізняється тим, що додатково включає установку поділу повітря для отримання першого потоку, що містить кисень, і другого потоку, що містить азот, і принаймні частина згаданого першого потоку подають до згаданого согенерірующій реактор.

16. Процес по п.12, що відрізняється тим, що другий потік складається з по суті чистою двоокис вуглецю.

17. Процес по п.11, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) забезпечення живлячої потоку двоокису вуглецю; б) нагрівання згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю для отримання моноокиси вуглецю і в) подача принаймні частини згаданої моноокиси вуглецю, отриманої на етапі б) в згаданий синтезатор метанолу.

18. Процес по п.17, що відрізняється тим, що двоокис вуглецю виділяють зі згаданих димових газів і подають до згаданого реактор етапу а) п.17.

19. Процес по п.5, що відрізняється тим, що гази додатково містять водень і згаданий водень відділяють від згаданих газів, що відходять.

20. Процес по п.5, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) забезпечення живлячої потоку двоокису вуглецю; б) нагрівання згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю для отримання моноокиси вуглецю і в) подачу принаймні частини згаданої моноокиси вуглецю, отриманої на етапі а), в згаданий синтезатор метанолу.

21. Процес по п. 20, який відрізняється тим, що водень, який подають до згаданого синтезатор метанолу, вибирають з водню, отриманого в результаті проведення електролізу на етапі а) п.1, і водню, виробленого в згаданому изобутиленовой синтезаторі, або їх комбінації.

22. Процес по п.21, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для отримання етанолу і двоокису вуглецю, б) виділення згаданої двоокису вуглецю і в) подача згаданої двоокису вуглецю в згаданий реактор етапу а) п .15.

23. Процес по п.21, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для отримання етанолу і двоокису вуглецю; б) реформінг принаймні частини згаданого етанолу з отриманням етил-трет-бутилового ефіру.

24. Процес по п.23, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) виділення згаданої двоокису вуглецю, отриманої в згаданому ферментаторі, і б) подача двоокису вуглецю, обраної з групи, що включає двоокис вуглецю зі згаданого ферментатора, двоокису вуглецю зі згаданих димових газів або з суміші, в згаданий реактор етапу а) п.20.

25. Синергетичний спосіб виробництва метанолу, що включає етапи: а) електроліз води з отриманням водню і кисню, б) забезпечення живлячої потоку органічного пального палива, в) подача принаймні частини кисню, отриманого на етапі а), разом зі стехиометрическим кількістю згаданого органічного пального палива в реактор часткового окислення для виробництва газів, що відходять, що включають моноокись вуглецю і водень; г) забезпечення живлячої потоку двоокису вуглецю для охолодження згаданого реактора часткового окислення з тим, щоб підвищити температуру згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю для отримання моноокиси вуглецю і кисню; д) подача згаданої моноокиси вуглецю і кисню, отриманих на етапі г), в згаданий реактор часткового окислення для отримання додаткових кількостей моноокиси вуглецю, водню і тепла; е) подача принаймні частини згаданих моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу для виробництва метанолу та ж) додавання додаткового водню в згаданий синтезатор метанолу для забезпечення стехіометричного харчування воднем і моноокиси вуглецю згаданого синтезатора метанолу.

26. Процес по п.25, що відрізняється тим, що згадану двоокис вуглецю і використовують для охолодження газів, що відходять з згаданого реактора часткового окислення.

27. Синергетичний спосіб виробництва метанолу, що включає етапи: а) електроліз води з отриманням водню і кисню; б) забезпечення живлячої потоку двоокису вуглецю; в) нагрівання згаданої двоокису вуглецю до температури вище температури дисоціації згаданої двоокису вуглецю для отримання моноокиси вуглецю і г) подача стехиометрического кількості моноокиси вуглецю і водню в синтезатор метанолу для виробництва метанолу, при цьому згадане стехиометрическое кількість отримують за допомогою використання принаймні частини моноокиси вуглецю, приготовленої за допомогою етапу в), згаданого вище, і принаймні частини водню, приготованого за допомогою етапу а), згаданого вище.

28. Процес по п.27, що відрізняється тим, що додатково включає етап риформінгу принаймні частини згаданого метанолу в метаноловому реформерах з отриманням метил-трет-бутилового ефіру.

29. Процес по п.28, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) об'єднання пара і бутану в изобутиленовой синтезаторі з отриманням водню і изобутилена і б) подача принаймні частини згаданого изобутилена в згаданий метиленовий реформер для отримання згаданого метил-трет-бутилового ефіру.

30. Процес по п.29, що відрізняється тим, що згаданий водень, який подають до згаданого синтезатор метанолу, вибирають з водню, отриманого в результаті проведення згаданого електролізу на етапі а) п.22, і водню, виробленого згаданим изобутиленовой синтезатором, або їх суміші.

31. Процес по п.30, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для виробництва етанолу та двоокису вуглецю і б) реформінг принаймні частини згаданого етанолу з отриманням етил-трет-бутилового ефіру.

32. Процес по п.31, що відрізняється тим, що принаймні частина двоокису вуглецю, виробленої в згаданому ферментаторі, використовують для приготування живильного потоку б) п.27.

33. Процес по п.27, що відрізняється тим, що додатково включає етапи: а) додавання пара і спиртового попередника в ферментатор для отримання етанолу і двоокису вуглецю і б) реформінг принаймні частини згаданого етанолу з отриманням етил-трет-бутилового ефіру.

34. Процес по п.33, що відрізняється тим, що принаймні частина двоокису вуглецю, виробленої в згаданому ферментаторі, використовують для приготування живильного потоку б) п.27.

Версія для друку
Дата публікації 03.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів