Патент №2473663 - Способ комплексной переработки газообразного углеродсодержащего сырья (варианты)

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.

Патент №2473663, изображение 1
Патент №2473663, изображение 2
Патент №2473663, изображение 3

Классификация патента

Код Наименование
МПК C01B 3/00Водород; газовые смеси, содержащие водород; выделение водорода из смесей, содержащих его; очистка водорода
МПК C01B 3/02Водород; газовые смеси, содержащие водород; выделение водорода из смесей, содержащих его; очистка водорода - получение водорода или газовых смесей, содержащих водород
МПК C01B 3/24Водород; газовые смеси, содержащие водород; выделение водорода из смесей, содержащих его; очистка водорода - углеводородов
МПК C07C 1/04Получение углеводородов из одного или более соединений, из которых ни одно не является углеводородом - реакцией оксида углерода с водородом
МПК C07C 1/10Получение углеводородов из одного или более соединений, из которых ни одно не является углеводородом - реакцией оксида углерода с водяным паром
МПК C07C 2/00Получение углеводородов из углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекуле
МПК C10G 2/00Получение жидких углеводородных смесей неопределенного состава из оксидов углерода