Водород, газовые смеси, содержащие водород, выделение водорода из смесей, содержащих его, очистка водорода: ...углеводородов – C01B 3/24

Изобретение относится к химической, нефтехимической, газовой промышленности, в частности к технологиям производства синтетического жидкого топлива. Изобретение относится к способу получения моторного топлива путем его каталитического синтеза из продуктов пиролиза углеводородов, содержащих низшие алканы. Для каталитического синтеза используют синтез-газ, который получают путем смешения газообразных продуктов пиролиза с монооксидом углерода, производимого путем окисления твердых продуктов пиролиза кислородом, производимым электролизом конденсата водяного пара, выделяемого из продуктов каталитического синтеза. Перед пиролизом проводят очистку углеводородов от соединений серы. Технический результат - повышение коэффициента использования углеводородного сырья, уменьшение затрат на производство топлива. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения аммиака включает компримирование водяных паров, углеводородного сырья и воздуха. До стадии компримирования воздуха проводят его охлаждение, обеспечивая при этом стехиометрическое соотношение азота и водорода в процессе. Проводят очистку сырья от соединений серы. Затем следуют стадии паровой и паровоздушной конверсии метана и конверсии оксида углерода. Полученную азотоводородную смесь очищают от кислородсодержащих соединений, компримируют и направляют на синтез аммиака в замкнутом цикле, из которого выделяют продукционный аммиак в жидком виде. Изобретение позволяет повысить производительность процесса и увеличить выход готовой продукции. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Способ комплексной переработки газообразного углеродсодержащего сырья относится к способам переработки метансодержащих газов, включая шахтный метан, метан угольных пластов, природный и коксовый газы, и различных металлургических газов. Способ комплексной переработки газообразного углеродсодержащего сырья включает стадию плазмохимической конверсии сырья с получением синтез-газа, стадию конверсии синтез-газа и вспомогательные стадии - рекуперации тепла, производства электроэнергии, очистки и компрессии синтез-газа, разделения газов и воздуха. В качестве газообразного углеродсодержащего сырья используют угольный метан с концентрацией воздуха не более 60% об., который разделяют на два потока: обедненный метаном поток направляют на сжигание и обогащенный метаном поток, одну часть которого вместе с выделенным из воздуха кислородом или кислородом и водяным паром подают в, по крайней мере, один электродуговой плазмотрон, а другую часть обогащенного метаном потока нагревают до температуры 100-400°С и подают на стадию сатурации и очистки от метанола, где газовый поток контактирует с метанольной водой, которую подают со стадии конверсии синтез-газа, процесс тепломассообмена газа с жидкостью осуществляют на твердом носителе или в центробежно-барботажном слое, при этом очищенную от метанола воду применяют для производства водяного пара, а выходящий газовый поток нагревают на стадии рекуперации тепла и вместе с подогретым кислородом и выходящим из плазмотрона с температурой более 1500°С потоком подают в камеру смешения плазмохимического реактора с получением синтез-газа, содержащего до 20% об. азота, при этом синтез-газ охлаждают на стадии рекуперации тепла и после прохождения стадии очистки и компрессии направляют в каталитический реактор стадии конверсии синтез-газа, где процесс конверсии синтез-газа проводят под давлением 40-150 атм или в одной зоне, или в двух последовательно расположенных зонах каталитического реактора, проводят рециркуляцию газообразных продуктов реакции и непрореагировавших компонентов синтез-газа при многоступенчатом охлаждении выходящего из реактора газа до 10-30°С и конденсации целевого органического продукта, например, бензиновой фракции и побочных продуктов - метанольной воды и углеводородных газов, которые подают в плазмохимический реактор или на стадию производства электроэнергии, при этом отводимый из рецикла сдувочный газ направляют на сжигание или разделяют на два потока: обогащенный азотом поток - сжигают, а обедненный азотом синтез-газ - компримируют и подают на смешение с очищенным и сжатым до рабочего давления синтез-газом, при этом обедненный метаном поток, сдувочный газ или обогащенный азотом поток направляют на стадию производства электроэнергии. Представлены два варианта способа. Технический результат - достижение высокой рекуперации физического тепла потоков, использование энергетического потенциала сырья для полной автономности конверсии газообразного углеродсодержащего сырья, экологическая чистота производства, создание условий для безопасности технологического процесса добычи и переработки метанвоздушных смесей, утилизация газообразного углеродсодержащего сырья (металлургический газ, коксовый газ, дымовой газ, шахтный метан). 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 5пр.

Изобретение относится к технологии получения синтез-газа, который может быть использован в нефтехимии для получения моторных топлив. Способ включает пиролиз углеводородного сырья, закалку газов пиролиза, утилизацию их тепла, при этом закалку газов пиролиза осуществляют инертным газом до температуры 500-600°С в течение 0,2-1 сек, пиролиз ведут при температуре 800-1600°С в течение 0,1-0,5 сек в жидкометаллическом теплоносителе. В качестве углеводородного сырья могут быть использованы метансодержащий и углекислый газы. Реактор пиролиза содержит помещенный в герметичный обогреваемый корпус тигель 1 с крышкой 2 и с жидкометаллическим теплоносителем 3, в который опущена керамическая трубка для подачи уплеводородного сырья. Концентрично керамической трубке установлен керамический стакан 5, днищем 6 прикрепленный к крышке 2, в днище 6 стакана 5 и крышке 2 выполнены сквозные отверстия 7, 8 для подвода закалочного газа в полость стакана 5 над жидкометаллическим теплоносителем 3 и отвода его в смеси с продуктами реакции, а в боковых стенках крышки 2 установлены патрубки 9, 10 для подачи продувочного газа в пространство вокруг стакана над расплавом и отвода его. Технический результат - получение заданного целевого продукта и упрощение аппаратурного обеспечения способа. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к системе синтеза жидкого топлива, включающей: реформинг-аппарат, который преобразует углеводородный сырьевой материал для получения синтез-газа, содержащего газообразный монооксид углерода и газообразный водород в качестве основных компонентов; реактор, который синтезирует жидкие углеводороды из газообразного монооксида углерода и газообразного водорода, содержащихся в синтез-газе с помощью реакции синтеза Фишера-Тропша; устройство для повышающей качество обработки, которое осуществляет заданную повышающую качество обработку жидких углеводородов, синтезированных в реакторе; и нагревательное устройство, которое нагревает жидкие углеводороды, вводимые в устройство для повышающей качество обработки, с использованием отработанного газа, полученного сжиганием газообразного топлива в горелке реформинг-аппарата и выводимого из реформинг-аппарата, в качестве теплоносителя, причем отработанный газ непосредственно подается в устройство для повышающей качество обработки, и причем устройство для повышающей качество обработки представляет собой ректификационную колонну, которая производит фракционную разгонку жидких углеводородов на множество видов жидких топлив, имеющих различные температуры кипения, и/или реактор для гидрирования, который производит гидрирование жидких углеводородов. Использование настоящей системы позволяет улучшить тепловую эффективность всей системы синтеза жидкого топлива в целом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Исходный углеводородный материал в присутствии газообразных продуктов сгорания топлива в ступенчатом реакторе превращают в сажу. Полученный поток продуктов содержит сажу, газообразный водород, СО и одну или более примесей. Указанный поток продуктов очищают от примесей. По меньшей мере, часть СО превращают в СО₂ и извлекают полученную сажу. Очищенный газообразный поток направляют на другую технологическую установку для использования в качестве топлива или химического сырья. Способ позволяет получить газообразный водород в количестве от 90 до 99,99% объема полученного потока продуктов наряду с экономически применимыми количествами сажи, которая отвечает техническим условиям ASTM на сажу по структуре и удельной поверхности. 2 н. и 54 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в энергетике, в частности водородной энергетике, металлургии, где получаемый пироуглерод может применяться для раскисления и науглероживания стали, а также в электродной промышленности. Получаемые по предлагаемому изобретению углеродные материалы могут быть использованы в процессах очистки газов и жидкостей в качестве сорбентов. Способ получения углеводородного топлива, технического водорода и углеродных материалов из гранулированной биомассы, в котором исходную биомассу подают в сушильный аппарат, из него подсушенную биомассу подают в предкарбонизатор, где нагревают твердый материал до 250-400°С, из него в карбонизатор, где нагревают твердый материал до 600-700°С, из карбонизатора в активатор, угольный остаток из последнего с тепературой 850-900°С направляют в реактор науглероживания угольного остатка с внешним обогревом для получения пироуглерода и водорода, а газы из карбонизатора подают последовательно в систему пылеулавливания и конденсатор высокомолекулярных углеводородов, из последнего газы, содержащие неконденсирующиеся топливные компоненты, подают в топки предкарбонизатора и/или активатора и внешним потребителям, а часть или все жидкие высокомолекулярные углеводороды из конденсатора направляют в испаритель, отличающийся тем, что часть твердого материала из карбонизатора и/или активатора возможно выводят из системы и поставляют внешним потребителям, а в реактор науглероживания подают часть или весь пористый материал из активатора и образующиеся в испарителе пары жидких высокомолекулярных углеводородов, причем обогрев реактора науглероживания осуществляют за счет сгорания части неконденсирующихся газов в топке системы обогрева, из которой продукты сгорания подают в смеситель сушилки, причем пары жидких высокомолекулярных углеводородов направляют в реактор науглероживания с избыточным давлением, а отходящий из реактора науглероживания технический водород выводят из системы по автономному тракту с регулируемым аэродинамическим сопротивлением, при этом часть газов из сушилки и активатора направляют на рецикл, а из предкарбонизатора все или часть газов подают в топку системы обогрева реактора науглероживания и/или на рецикл, причем процессы термообработки в сушилке, предкарбонизаторе, карбонизаторе и активаторе осуществляют в аппаратах локально псевдоожиженного слоя с наклонными беспровальными решетками, а процесс науглероживания ведут в гравитационно движущемся плотном или псевдоожиженном слое. Технический результат заключается в диверсификации получения конечных целевых продуктов, например древесного и/или активного углей, пироуглерода, газообразного и/или жидкого топлив, а также технического водорода при отказе или сокращении использования невозобновляемых источников углеводородного сырья. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в химической и резинотехнической промышленности. Установка содержит камеру плазмогенератора 1 и плазмохимический блок 2, футерованные изнутри графитом 8, а также фазоразделительное устройство, включающее последовательно установленные смесительный короб, циклон и фильтр. Основную часть углеводородного сырья подогревают до 800°С в теплообменнике 3, расположенном между футеровкой 8 и теплоизоляционной рубашкой 9, и вводят в факел газовой горелки 4. Остальную часть сырья подают через газовую горелку в камеру плазмогенератора 1. Плазмохимическое разложение сырья осуществляется в камере плазмогенератора 1 в электрической дуге, создаваемой электродами 5 и 6. Камера плазмогенератора 1 и плазмохимический блок 2 соединены сужающимся отверстием. Полученные технический углерод и водород, а также непрореагировавшие продукты разделяют в фазоразделительном устройстве. Изобретение позволяет упростить конструкцию, обеспечить непрерывное производство и контролировать качество получаемых продуктов. 2 ил.

Изобретение относится к микроволновым плазменным конверторам углеводородного сырья и топлив в синтез-газ малой мощности, для использования, например, в качестве источника водорода и синтез-газа в разработках мобильных и автономных энергоустановок на основе топливных элементов. Изобретение позволяет упростить и удешевить плазменный конвертор. Плазменный конвертор газообразного и жидкого углеводородного сырья и топлив в синтез-газ на основе микроволнового разряда включает в себя плазмотрон типа микроволновая свеча, состоящий из магнетрона и цилиндрического коаксиального тракта транспортировки микроволнового излучения магнетрона к разрядной зоне, образуемой за торцом внутреннего проводника коаксиального тракта, и реактор смешения, соединенный с разрядной зоной плазмотрона посредством отверстия связи, выполненного в торце внешнего проводника, в стенке которого выполнены отверстия для подачи плазмообразующего газа. Магнетрон выполнен с антенным выводом микроволнового излучения в виде цилиндрического керамического элемента, заканчивающегося металлическим наконечником. Внутренний проводник коаксиального тракта закреплен на указанном металлическом наконечнике. Внешний проводник закреплен на магнетроне. Во внешнем проводнике напротив керамического элемента антенного вывода микроволнового излучения выполнено не менее 2-х тангенциально направленных отверстий для подачи плазмообразующего газа. Внутренний диаметр внешнего проводника D равен (2,3÷2,6)d, где d - диаметр внутреннего проводника, при этом длина внутреннего проводника составляет не менее чем /4, где - длина волны микроволнового излучения магнетрона. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в энергетике, машиностроении и охране окружающей среды. Во взрывозащитную камеру 1 с двойными стенками подают одновременно газообразную взрывчатую смесь по трубопроводу 4 через каналы 5 и впрыскивают углеводороды с зародышами кристаллизации углерода по трубопроводу 6 через форсунку 7 с образованием конусообразной оболочки 8 с инертной полостью в центральной зоне. Оболочка 8 и взрывчатая смесь 9 образуют кумулятивный заряд. Производят инициирование подрыва взрывчатой смеси 9, в результате которого кумулятивный заряд образует кумулятивную струю 10, движущуюся с высокой скоростью по оси кумуляции. Газообразные продукты отводят по трубопроводу 17. При столкновении кумулятивной струи 10 с преградой, снабженной каналами 11 блока охлаждения, 2 резко возрастают давление и температура, обеспечивая рост образовавшихся кристаллов алмаза. Одновременно производят охлаждение при помощи трубопроводов 12, расположенных в металлических опилках и гранулах 13. Распыленная и охлажденная кумулятивная струя попадает во вспомогательную камеру 3, где алмазы 14 выделяют, направляют по трубопроводу 15 к энергоприемнику 16, в котором осаждают их. Отделенный нагретый водород отводят для хранения или использования. Изобретение позволяет увеличить размеры кристаллов алмаза до 800 мкм и более, уменьшить выбросы в атмосферу, снизить себестоимость алмазов, повысить эффективность устройства. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.