×
19.07.2018
218.016.7296

АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002661580
Дата охранного документа
17.07.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к установкам для получения водорода паровоздушной конверсией углеводородов и может быть использовано в автономных энергоисточниках на топливных элементах. Данная установка включает линию подачи углеводородного сырья и реактор паровоздушного риформинга, оснащенный линией ввода нагретой смеси воздуха с водой, а также линиями ввода нагретой смеси углеводородного сырья с водой и вывода водородсодержащего газа, на которых установлен теплообменник, оборудованный холодильником-конденсатором, узлом выделения водорода с линией вывода водорода и узлом окисления с линией подачи воздуха и линией вывода отходящего газа, на которой установлен теплообменник нагрева смеси воздуха с водой. При этом узел выделения водорода расположен в реакторе и оснащен водородселективной перегородкой, холодильник-конденсатор установлен на линии вывода отходящего газа после теплообменника нагрева смеси воздуха с водой и оснащен линиями подачи воды в линии подачи углеводородного сырья и воздуха, при этом установка оборудована электрогенератором с газотурбинным агрегатом, турбина которого расположена на линии вывода отходящего газа, а компрессор оснащен линией ввода воздуха и линиями подачи сжатого воздуха в узел окисления и в реактор. Технический результат заключается в автономности данной установки. 1 ил., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровоздушной конверсией углеводородов и может быть использовано в промышленности, в частности в автономных энергоисточниках на топливных элементах.

Известен способ получения водорода из углеводородного сырья [RU 2394754, опубл. 20.07.2010 г., МПК С01В 3/34, С01В 3/12], осуществляемый на установке паровой конверсии, которая включает блок сероочистки, конвертор с горелкой, котел-утилизатор и конвертор окиси углерода, блок водоподготовки и блок выделения водорода.

Недостатками данной установки являются высокая металлоемкость и сложность оборудования из-за необходимости косвенного нагрева реакционных сред при высоких температурах.

Наиболее близок к заявляемому изобретению способ получения водорода с использованием парового риформинга с частичным окислением [RU 2378188, опубл. 10.01.2010 г., МПК С01В 3/38], осуществляемый на установке с линией подачи углеводородного сырья и реактором паровоздушного риформинга, оснащенным линией ввода нагретой смеси сжатого кислородсодержащего газа (воздуха) и воды, а также линиями ввода нагретой смеси углеводородного сырья, воды и водного конденсата и вывода водородсодержащего газа, на которых установлены теплообменники, при этом на линии вывода водородсодержащего газа размещены холодильник-конденсатор и узел выделения водорода, оснащенный линией вывода водорода и линией вывода продувочного газа с узлом для его сжигания (узлом окисления), оснащенным линией подачи воздуха и линией вывода отходящего газа с теплообменниками нагрева смеси воздуха газа и воды.

Основным недостатком данной установки является потребность во внешних источниках воды, а также электроэнергии для сжатия воздуха.

Задача изобретения - автономная водородная установка.

Техническим результатом является автономная водородная установка за счет использования для сжатия воздуха вторичного энергоресурса - энергии редуцирования отходящего газа путем установки на линии его вывода газотурбинного агрегата, а также выделение из редуцированного отходящего газа и рециркуляция воды путем установки холодильника-конденсатора.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке с линией подачи углеводородного сырья и реактором паровоздушного риформинга, оснащенным линией ввода нагретой смеси воздуха с водой, а также линиями ввода нагретой смеси углеводородного сырья с водой и вывода водородсодержащего газа, на которых установлен теплообменник, оборудованный холодильником-конденсатором, узлом выделения водорода с линией вывода водорода и узлом окисления с линией подачи воздуха и линией вывода отходящего газа, на которой установлен теплообменник нагрева смеси воздуха с водой, особенностью является то, что узел выделения водорода расположен в реакторе и оснащен водородселективной перегородкой, холодильник-конденсатор установлен на линии вывода отходящего газа после теплообменника нагрева смеси воздуха с водой и оснащен линиями подачи воды в линии подачи углеводородного сырья и воздуха, при этом установка оборудована электрогенератором с газотурбинным агрегатом, турбина которого расположена на линии вывода отходящего газа, а компрессор оснащен линией ввода воздуха и линиями подачи сжатого воздуха в узел окисления и в реактор.

Узел выделения водорода может быть оснащен линией ввода продувочного газа, например водяного пара. При интегрировании установки с энергоисточником на топливных элементах он может быть соединен с узлом окисления линией подачи отработанного газа из энергоисточника.

Узел выделения водорода может быть выполнен, например, в виде трубчатых элементов с газопроницаемыми стенками, на которые нанесена водородселективная мембрана, например, из палладий-серебряного сплава. Узел окисления представляет собой, например, реактор с катализатором окисления. Вырабатываемая электроэнергия может использоваться, например, для компримирования водорода и/или подачи топлива. В качестве остальных элементов установки могут быть использованы любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Расположение узла выделения водорода с водородселективной перегородкой в реакторе позволяет получить водород высокой чистоты без использования дополнительного оборудования. Установка газотурбинного агрегата позволяет исключить потребление электроэнергии со стороны за счет использования энергии редуцирования отходящего газа для энергообеспечения установки, а оснащение холодильником-конденсатором позволяет получить воду для компенсации химического потребления воды при паровоздушном риформинге, обеспечивая автономность водородной установки.

Предлагаемая установка (см. чертеж) включает реактор паровоздушного риформинга 1 с катализатором 2 и узлом выделения водорода с водородселективной перегородкой 3, узел окисления 4, теплообменники 5 и 6, холодильник-конденсатор 7 и газотурбинный агрегат, состоящий из турбины 8, компрессора 9 и электрогенератора 10.

При работе установки углеводородное сырье, подаваемое по линии 11, смешивают с первой частью воды, подаваемой по линии 12 из линии 13, и после нагрева и испарения в теплообменнике 5 направляют по линии 14 в реактор 1 совместно со смесью воздуха с водой, подаваемой по линии 15 после нагрева и испарения в теплообменнике 6, где в присутствии катализатора паровоздушного риформинга 2 получают водородсодержащий газ, водород из которого диффундирует через водородселективную перегородку узла 3 и выводится с установки по линии 16. Обедненный водородсодержащий газ из реактора 1 по линии 17 после охлаждения в теплообменнике 5 подают в узел 4 совместно с первой частью сжатого воздуха, подаваемого по линии 18 из компрессора 9, в который по линии 19 подают атмосферный воздух. Полученный в узле 4 отходящий газ выводят по линии 20 после редуцирования в турбине 8, охлаждения в теплообменнике 6 и доохлаждения, например, воздухом, с выделением воды в холодильнике-конденсаторе 7, выводимой по линии 13. Смесь воздуха с водой получают смешением второй части сжатого воздуха, подаваемой из компрессора 9 по линии 21, и второй части воды, подаваемой по линии 22 из линии 13. Электроэнергию, вырабатываемую генератором 10, используют на собственные нужды и/или подают сторонним потребителям. Пунктиром показана возможная подача в узел 3 по линии 23 продувочного газа, а в узел 4 по линии 24 - отработанного газа топливных элементов.

Таким образом, предлагаемая установка работает автономно и может быть использована в промышленности.

Автономная установка для получения водорода с линией подачи углеводородного сырья и реактором паровоздушного риформинга, оснащенным линией ввода нагретой смеси воздуха с водой, а также линиями ввода нагретой смеси углеводородного сырья с водой и вывода водородсодержащего газа, на которых установлен теплообменник, оборудованная холодильником-конденсатором, узлом выделения водорода с линией вывода водорода и узлом окисления с линией подачи воздуха и линией вывода отходящего газа, на которой установлен теплообменник нагрева смеси воздуха с водой, отличающаяся тем, что узел выделения водорода расположен в реакторе и оснащен водородселективной перегородкой, холодильник-конденсатор установлен на линии вывода отходящего газа после теплообменника нагрева смеси воздуха с водой и оснащен линиями подачи воды в линии подачи углеводородного сырья и воздуха, при этом установка оборудована электрогенератором с газотурбинным агрегатом, турбина которого расположена на линии вывода отходящего газа, а компрессор оснащен линией ввода воздуха и линиями подачи сжатого воздуха в узел окисления и в реактор.
АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
АВТОНОМНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 317.
27.07.2013
№216.012.5917

Способ подготовки газа и газового конденсата к транспорту

Изобретение относится к способу подготовки газа и газового конденсата к трубопроводному транспорту. Способ включает каталитическую переработку углеводородного газа при повышенной температуре и характеризуется тем, что каталитической переработке подвергают смесь газа стабилизации и широкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488428
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59dd

Реактор термической конверсии

Изобретение относится к оборудованию для осуществления жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, склонного к образованию отложений кокса на поверхности оборудования, и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488626
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.6063

Способ переработки нефти

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки нефти, включающего фракционирование нефти с выделением бензиновой, легкой газойлевой, тяжелых газойлевых фракций и остатка, термическую конверсию тяжелых газойлевых фракций с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490307
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6064

Способ переработки тяжелого углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки тяжелого углеводородного сырья, включающего нагрев и сепарацию с получением тяжелого остатка, выделение тяжелой дистиллятной фракции, ее нагрев до 440-500°С и сепарацию с получением паров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490308
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.72f3

Способ переработки нефти

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Изобретение касается способа переработки нефти, включающего фракционирование нефти с выделением бензиновой, легкой газойлевой, тяжелых газойлевых фракций и остатка, термическую конверсию тяжелых газойлевых фракций с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495084
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.75d0

Способ получения элементарной серы из высококонцентрированных сероводородсодержащих газов

Изобретение относится к способу получения элементарной серы из высококонцентрированных сероводородсодержащих газов, включающему окисление сероводорода кислородом в неподвижном слое гранулированного катализатора при повышенной температуре и конденсацию получаемой серы на теплообменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495820
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.762a

Реактор для гидропереработки углеводородного сырья

Изобретение относится к реакционным аппаратам для гидропереработки углеводородного сырья. Изобретение касается реактора, состоящего из корпуса с цилиндрической обечайкой, верхнего и нижнего днища, аксиального патрубка для ввода сырья, расположенного на верхнем или нижнем днище, сепарационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495910
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7c9a

Способ подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом. Углеводородный газ подают в среднюю часть абсорбционной колонны, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497571
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7c9c

Способ осушки и очистки природных газов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа. Способ и устройство для осушки и очистки природных газов включает смешение с рециркулируемым газом регенерации, сепарацию от капельной жидкости и механических примесей, двухступенчатую адсорбцию паров тяжелых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497573
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.85e9

Способ нагрева воздуха, устройство для его осуществления и способ регулирования нагрева воздуха

Группа изобретений относится к энергетике и может использоваться в нефтегазовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для получения нагретого воздуха. Предложен способ нагрева воздуха, путем смешения топлива с частью воздуха, взятой с коэффициентом избытка от 1 до 5 к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499959
Дата охранного документа: 27.11.2013
Показаны записи 1-10 из 348.
27.07.2013
№216.012.5917

Способ подготовки газа и газового конденсата к транспорту

Изобретение относится к способу подготовки газа и газового конденсата к трубопроводному транспорту. Способ включает каталитическую переработку углеводородного газа при повышенной температуре и характеризуется тем, что каталитической переработке подвергают смесь газа стабилизации и широкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488428
Дата охранного документа: 27.07.2013
27.07.2013
№216.012.59dd

Реактор термической конверсии

Изобретение относится к оборудованию для осуществления жидкофазной термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, склонного к образованию отложений кокса на поверхности оборудования, и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488626
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.08.2013
№216.012.6063

Способ переработки нефти

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки нефти, включающего фракционирование нефти с выделением бензиновой, легкой газойлевой, тяжелых газойлевых фракций и остатка, термическую конверсию тяжелых газойлевых фракций с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490307
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6064

Способ переработки тяжелого углеводородного сырья

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки тяжелого углеводородного сырья, включающего нагрев и сепарацию с получением тяжелого остатка, выделение тяжелой дистиллятной фракции, ее нагрев до 440-500°С и сепарацию с получением паров...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490308
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.72f3

Способ переработки нефти

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Изобретение касается способа переработки нефти, включающего фракционирование нефти с выделением бензиновой, легкой газойлевой, тяжелых газойлевых фракций и остатка, термическую конверсию тяжелых газойлевых фракций с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495084
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.75d0

Способ получения элементарной серы из высококонцентрированных сероводородсодержащих газов

Изобретение относится к способу получения элементарной серы из высококонцентрированных сероводородсодержащих газов, включающему окисление сероводорода кислородом в неподвижном слое гранулированного катализатора при повышенной температуре и конденсацию получаемой серы на теплообменной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495820
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.10.2013
№216.012.762a

Реактор для гидропереработки углеводородного сырья

Изобретение относится к реакционным аппаратам для гидропереработки углеводородного сырья. Изобретение касается реактора, состоящего из корпуса с цилиндрической обечайкой, верхнего и нижнего днища, аксиального патрубка для ввода сырья, расположенного на верхнем или нижнем днище, сепарационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495910
Дата охранного документа: 20.10.2013
10.11.2013
№216.012.7c9a

Способ подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом. Углеводородный газ подают в среднюю часть абсорбционной колонны, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497571
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7c9c

Способ осушки и очистки природных газов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа. Способ и устройство для осушки и очистки природных газов включает смешение с рециркулируемым газом регенерации, сепарацию от капельной жидкости и механических примесей, двухступенчатую адсорбцию паров тяжелых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497573
Дата охранного документа: 10.11.2013
27.11.2013
№216.012.85e9

Способ нагрева воздуха, устройство для его осуществления и способ регулирования нагрева воздуха

Группа изобретений относится к энергетике и может использоваться в нефтегазовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для получения нагретого воздуха. Предложен способ нагрева воздуха, путем смешения топлива с частью воздуха, взятой с коэффициентом избытка от 1 до 5 к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499959
Дата охранного документа: 27.11.2013
+ добавить свой РИД