Спосіб виробництва синтез-газу

1. Спосіб виробництва синтез-газу, за яким здійснюють газифікацію вугілля за допомогою реакції газифікації вугілля, подають природний газ в риформінг-установку природного газу, в якій його піддають реакції риформінгу, і комбінують продукт реакції газифікації вугілля з продуктом реакції риформінгу природного газу з одержанням синтезгазу, який відрізняється тим, що забезпечують відношення вугілля, яке газифікують, до природного газу, який подають до реакції риформінгу при C2 2 92006 1 3 92006 4 При використанні метану синтез-газ можна Відповідно до ще однієї відмітної ознаки винаодержати наступною реакцією: ходу, реакцію газифікації й реакцію риформінгу пропонується здійснювати одночасно. СН4 +Н2О СО + 3Н2 (риформінг). Відповідно до ще одного аспекту винаходу, Відношення СО:Н2, одержане таким чином, не реакцію газифікації пропонується здійснювати в може бути правильним для використання у подаокремій посудині від реакції риформінгу. льших процесах синтезу. Тому для коригування Відповідно до ще одного аспекту винаходу, відношення СО:Н2 використовують реакцію конвепропонується пристрій, який включає засіб для рсії водяного газу, описану вище. Це коригування комбінування продуктів реакції газифікації і реакції призводить до виділення СО2 або води залежно риформінгу і засіб для видалення небажаних комвід необхідного коригування. понентів із продукту реакції газифікації. Існує багато реакторів, які промислово викориВідповідно до другого аспекту винаходу, реакстовуються для виробництва синтез-газу. До чисцію газифікації пропонується здійснювати у тій ла цих реакторів відносяться реактори, основані самій посудині, що й реакцію риформінгу. на процесі Лургі, процесі Вінклера й процесі ВелВідповідно до другого аспекту винаходу, промана. понується пристрій, який включає засіб для видаУ свою чергу одержаний синтез-газ викорислення небажаних компонентів із виробленого синтовують у широкому асортименті хімічних речовин тез-газу. на основі вуглецю. Наприклад, із синтез-газу різПопри те що процеси газифікації вугілля шиними способами одержують метанол й інші вуглероко використовуються для виробництва синтезводні продукти. Ще одним продуктом, який синтегазу через економічні вигоди від використання вузують з синтез-газу реакцією з азотом у повітрі, є гілля як основного вихідного матеріалу, ці процеси аміак. саме через їх природу є неефективними з точки Процеси виробництва синтез-газу є ендотерзору споживання енергії і великих викидів діоксиду мічними і, як наслідок, для здійснення цих процевуглецю. Відповідно до даного винаходу, продукти сів необхідна значна кількість енергії, а задовопроцесу риформінгу метану об'єднують з продуклення цих вимог пов'язане із значними викидами тами реакції газифікації вугілля. Встановлено, що діоксиду вуглецю. Встановлено, що діоксид вуглекомбінування продуктів реакції риформінгу метану цю - це основний газ, який сприяє парниковому і реакції газифікації вугілля сприяє ефективнішому ефекту, і, відтак, його викиди в атмосферу не є використанню ресурсів вугілля й метану з одночаекологічними. сним зменшенням впливу на навколишнє середоМетою даного винаходу є створення способу вище на тонну виробленої продукції. виробництва синтез-газу, який принаймні частково Продемонстровано, що комбінування продукусуває деякі з вищезазначених проблем. тів реакції метану й вугілля призводить до синергіВідповідно до даного винаходу, пропонується чного ефекту навіть при незначних додаваннях спосіб виробництва синтез-газу, у якому об'єднуметану в процес. Встановлено, що ця вигода ють продукт реакції газифікації вугілля з продуктом спричиняється переважною теплотою згоряння реакції риформінгу метану. метану разом із можливістю коригування відноЩе однієї метою винаходу є забезпечення відшення вуглець : водень. Ці вигоди включають: ношення вугілля, яке подають до реакції газифіка- менші викиди діоксиду вуглецю; ції вугілля, до природного газу, який подають для - зменшення або усунення потреби у реакції реакції риформінгу метану, змінним, щоб виробляконверсії водяного газу; ти синтез-газ заданого складу. - можливість зменшити або збалансувати енеВідповідно до ще одного аспекту винаходу, ргію, необхідну для цих реакцій і подальших прореакцію газифікації вугілля пропонується здійснюцесів; вати окремо від реакції риформінгу метану і потім - підвищені економічні показники процесу; та об'єднувати продукти окремих реакцій. - скорочення необхідного обладнання. Відповіднодо ще одного аспекту винаходу, Ці вигоди є, головним чином, результатом пропонується видаляти небажані компоненти призменшення викидів діоксиду вуглецю, і саме цей наймні з продукту реакції газифікації до комбінуаспект, зокрема, виявився вельми несподіваним вання з продуктом реакції риформінгу метану і, результатом комбінування продуктів реакцій газиальтернативно або на додаток, видаляти небажані фікації і риформінгу. компоненти з синтез-газу після його виробництва. У різних випадках промислових варіантів здійВідповідно до другого аспекту винаходу, реакснення газифікація вугілля відбувається у діапазоцію газифікації вугілля пропонується проводити у ні температур 500-1200°С і при тиску від атмосфетій самій реакційній посудині, що й реакцію рифорного до 70 бар. Будь-які із цих варіантів рмінгу метану. здійснення прийнятні для окремої газифікації. Для Крім того, відповідно до даного аспекту винапроцесу газифікації може використовуватися чисходу, пропонується видаляти небажані компоненти тий кисень або подача збагаченого або стандартз синтез-газу після його виробництва. ного повітря. Пропонується також пристрій для виробництва Стандартні способи риформінгу метану здійссинтез-газу, який включає подачу вугілля й подачу нюють у діапазоні температур 700-1100°С і викоприродного газу і який відрізняється тим, що приристовують або кисень (риформінг-установки часстрій піддає подачу вугілля реакції газифікації, а ткового окислення), або пару й кисень (парові природний газ - реакції риформінгу метану. риформінг-установки). 5 92006 6 Використовуване відношення вугілля до призапобігти отруєнню подальших шарів каталізатородного газу змінюють, щоб отримати синтез-газ рів. Через різниці потоків газифікації і продукту, є заданого складу. Це у значній мірі сприяє економіпереваги як комбінування цих процесів, так і розчності подальшої переробки синтез-газу, оскільки ділення. Оскільки для видалення концентрованих дозволяє виробляти синтез-газ необхідного склатоксинів більш підходить технологія очистки газу, ду. Температуру процесу можна коригувати для можуть бути бажаними розділення газифікації вузміни відношення водню до моноксиду вуглецю гілля й риформінгу метану й окрема очистка цих шляхом реакції конверсії водяного газу. потоків перед злиттям. Проста блок-схема такого Реакції, що відбуваються: процесу представлена на Фіг.1. Реакції газифікації вугілля Зрозуміло, що реакція риформінгу й реакція Описані нижче реакції не включають реакцію газифікації могли б відбуватися одночасно або піролізу й осушення, яка зазвичай відбувається у неодночасно. пристрої Альтернативно, якщо вибирається технологія очистки газу, яка є переважнішою для складу з С + 1/2О2 СО, меншим вмістом токсинів, комбінування реакцій у С + О2 СО2, риформінг-установці й газифікаторі зменшить Н2 + О2 Н2О. вміст токсинів до рівня, на якому цю технологію Ці реакції є екзотермічними і утворюють енерможна застосовувати, як показано на блок-схемі гію, яку потребують ендотермічні реакції відновна Фіг.2. лення, піролізу і крекінгу. Обидва ці комбінування дозволять одержуваВідновні реакції ти будь-яке необхідне відношення моноксиду вугС + СО2 2СО, лецю при одночасному оптимальному використанС + Н2 О СО + Н2. ні технології очистки газу. До інших реакцій, що, як відомо, відбуваються Третій варіант, який потребує розробки відпоу газифікатору вугілля, відносяться такі: відної технології, уможливлює здійснення газифіРеакція конверсії водяного газу: кації вугілля й риформінгу метану в одній посудині. СО +Н2О СО2 + Н2. Проста блок-схема такого процесу представлена Утворення метану на Фіг.3. Екзотермічні реакції утворення метану Наведені вище приклади ілюструють ще один С +2Н2 СN4, аспект винаходу, а саме: пристрій для виробництСО +3Н2 СН4 + Н2О. ва синтез-газу. Цей пристрій відрізняється тим, що Ендотермічні реакції утворення метану включає подачу вугілля й подачу природного газу, 3С + 2Н2О СН4 + 2СО. і тим, що він піддає подачу вугілля реакції газифіРеакції крекінгу кації, а природний газ - реакції риформінгу метану. 4CnHm mCH4 + (4n - m)C. Ці реакції можуть відбуватися в окремих посудиГідрогенізація нах пристрою, як показано на Фіг.1 і 2, або в одній 2CnHm + (4n - m) H2 2nCH4. посудині, як показана на Фіг.3. Тобто, пристрій Гідрогенізація містить засоби для подачі вугілля й подачі прироCnHm + (2n - m/2) H2 nCH4. дного газу та містить засоби для здійснення реакРеакції в риформінг-установці метану ції газифікації вугілля, а природного газу - реакції Згоряння метану для забезпечення енергії, риформінгу метану. необхідної для процесу Якщо реакції відбуваються в окремих посудиСН4 + 3/2О2 СО + 2Н2О, нах, пристрій включатиме засіб для комбінування СН4 + 2О2 СО2 + 2Н2О. продуктів цих реакцій. Крім того, він включатиме Реакції риформінгу засіб для видалення небажаних компонентів із СН4 + О2 CO + 2Н2, будь-якого або обох потоків продукту. Крім того, пристрій включатиме засіб для зміни відношення СН4 + Н2О CO + 3Н2. подачі вугілля до подачі природного газу для Крім того, у в риформінг-установках метану, як уможливлення виробництва синтез-газу заданого відомо, відбувається описана вище реакція конвескладу. Це дозволить узгоджувати склад синтезрсії водяного газу. газу з вимогами подальших процесів. Чистий ефект цих реакцій є екзотермічним, Подальша переробка тому зменшується потреба у додаванні енергії до Подальших процесів, у яких синтез-газ може процесу. Це призводить до значної економії енергії використовуватися, є чимало. Вони включають у порівнянні до відомих окремих процесів. виробництво вуглеводнів, таких, як метанол, і виПриклади процесів робництво комплексів азоту й водню, таких, як Реакції риформінгу й газифікації можна здійсаміак. Встановлено, що включення подальших нювати в окремих посудинах або в одній посудині. процесів для виробництва вуглеводнів і комплексів З одного боку, при здійсненні цих реакцій в одній азоту й водню може забезпечити навіть більшу посудині досягається економія за рахунок обладекономію у споживанні енергії і зменшення викидів нання; з іншого боку, при цьому збільшуються видіоксиду вуглецю. Шляхом оптимального комбінуробничі витрати. Потік продукту після газифікації вання або інтеграції процесів ці показники зменвугілля зазвичай містить набагато більше сульфішити майже до нуля. При цьому енергія екзотердних продуктів та інших небажаних компонентів, мічних процесів використовується для ніж продукт риформінг-установки метану. Перед забезпечення енергією ендотермічних процесів в будь-якою подальшою переробкою синтез-газу ці енергетично нейтральній ситуації. Крім того, діоккомпоненти зазвичай необхідно видаляти, щоб 7 92006 8 сид вуглецю, який виділяється в одному процесі, Крім того, у цій спрощеній блок-схемі випущені направляється для використання в інших процестадії видалення токсинів, оскільки вони є добре сах, завдяки чому зменшується або виключається відпрацьованими й ліцензованими технологіями. будь-який надлишковий діоксид вуглецю, що має Для молярного і масового балансів, приведебути викинутий в атмосферу. них у таблицях 1 і 2, продукт характеризується як Комбінування процесів виробництва синтезпотік октану; він є репрезентативним для розподігазу з процесами для виробництва комплексів азолу продукту, яке відповідає значенню альфа 0,86ту й водню, таких, як аміак, має подальшу перева0,88. Для значення альфа 0,84-0,86 (репрезентагу, яка полягає у тому, що в об'єднаних процесах тивний продукт - гептан) використовуватимуться використовуються обидва основні компоненти позначення у таблицях 4 й 5, а для значення 0,81вітря - кисень й азот. 0,84 можна було б використовувати гексан як потік Наведені нижче приклади ілюструють можливі репрезентативного продукту й одержувати знасценарії подальших процесів. У цих прикладах чення, наведені у таблицях 7 і 8. Потоки ентальпії „газифікація / риформінг-установка й очистка" віднаведені у таблицях 2, 5 і 8 відповідно. Енергетичноситься до стадій „риформінг-установка", „газифіні навантаження на пристрій наведені у таблицях кація", „видалення токсинів з потоку" і „остаточне 3, 6 і 9. видалення токсинів" на Фіг.1-3. Показані потоки представляють не дійсні вихіПриклади дні потоки посудин, а скоріш чисті потоки системи Усі масові баланси звіту основані на подачі з блоків пристроїв, очікувані у цьому процесі. Це 100 молів/с вугілля (із спрощенням лише до вмісту необхідно, оскільки загальні потоки залежатимуть у ньому вуглецю) і визначатися на цій основі. Провід специфіки вибору каталізаторів і конструкції цеси розроблені таким чином, що теоретично випосудини. Ці детальні конструктивні параметри магають лише обміну продуктів подачі. Це виклюсправлятимуть вплив на ступінь рівноваги конверчає неефективність теплообміну. сії водяного газу, а також на розподіл алканів / Лише продукти за методом синтезу Фішераокислення продукту. Мета цих прикладів - демонТропша („ФТ") страція загальної теорії даного винаходу. Ці витрати є лише показовими і не включають звичайні забруднювачі процесу газифікації й риформінг-установки, а саме: H2S й ртуть та інші. Таблиця 1 Молярний баланс при значенні альфа 0,86-0,88 моль/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Вихідна сировина газифікатора 100,00 30,21 48,57 9,04 Об'єднана подача 100,00 30,21 48,57 9,04 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 193,77 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 63,56 0,00 0,00 0,00 108,99 0,00 96,88 0,00 12,11 33,33 0,00 12,11 63,56 0,00 0,00 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Таблиця 2 Масовий баланс при значенні альфа 0,86-0,88 г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Разом Ентальпія (кДж/с) Вихідна сировина газифікатора 1200,00 483,38 874,29 289,34 Об'єднана подача 1200,00 483,38 874,29 289,34 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5426,47 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2847,01 2796,45 0,00 0,00 5643,46 0,00 217,99 0,00 5643,46 4262,87 0,00 1380,59 5643,46 1466,42 0,00 1380,59 2847,01 2796,45 0,00 0,00 2796,45 -16152 -41178 -21434 -41178 -16152 -25026 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9 92006 10 Таблиця 3 Енергетичні навантаження на пристрій при значенні альфа 0,86-0,88 Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційний блок процесу ФТ Q2 Потік енергії (кДж/с) 19743,77 19743,77 Таблиця 4 Молярний баланс при значенні альфа 0,84-0,86 Вихідна сировина газифікатора Вугілля 100,00 Метан 31,53 Вода 48,92 Кисень 9,08 Моноксид вуглецю 0,00 Діоксид вуглецю 0,00 Водень 0,00 Октан 0,00 моль/с Об'єднана подача 100,00 31,53 48,92 9,08 0,00 64,44 0,00 0,00 Синтез-газ 0,00 0,00 0,00 0,00 195,98 0,00 111,99 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 97,99 0,00 14,00 Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 33,54 0,00 14,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 64,44 0,00 0,00 Таблиця 5 Масовий баланс при значенні альфа 0,84-0,86 г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Разом Ентальпія (кДж/с) Вихідна сировина газифікатора 1200,00 504,51 880,60 290,65 Об'єднана подача 1200,00 504,51 880,60 290,65 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5487,32 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2875,76 2835,54 0,00 0,00 5711,30 0,00 223,97 0,00 5711,30 4311,47 0,00 1399,83 5711,30 1475,93 0,00 1399,83 2875,76 2835,54 0,00 0,00 2835,54 -16351 -41727 -21679 -41727 -16351 -25376 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Таблиця 6 Енергетичні навантаження на пристрій при значенні альфа 0,84-0,86 Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційний блок процесу ФТ Q2 Потік енергії (кДж/с) 20048,40 20048,40 Таблиця 7 Молярний баланс при значенні альфа 0,81-0,84 моль/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Вихідна сировина газифікатора 100,00 31,31 49,42 9,14 Об'єднана подача 100,00 31,31 49,42 9,14 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 198,92 0,00 0,00 0,00 0,00 65,61 0,00 99,46 33,85 65,61 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 11 92006 12 Продовження таблиці 7 Водень Октан 0,00 0,00 0,00 0,00 116,03 0,00 0,00 16,58 0,00 16,58 0,00 0,00 Таблиця 8 Масовий баланс при значенні альфа 0,81-0,84 г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Разом Ентальпія (кДж/с) Вихідна сировина газифікатора 1200,00 532,92 889,55 292,47 Об'єднана подача 1200,00 532,92 889,55 292,47 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 5569,67 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2914,94 2886,80 0,00 0,00 5801,74 0,00 232,07 0,00 5801,74 4376,17 0,00 1425,57 5801,74 1489,37 0,00 1425,57 2914,94 2886,80 0,00 0,00 2886,80 -16626 -42461 -22004 -42461 -16626 -25835 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Таблиця 9 Енергетичні навантаження на пристрій при значенні альфа 0,86-0,88 Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційний блок процесу ФТ Q2 Потік енергії (кДж/с) 20456,93 20546,93 Теоретичними межами діоксиду вуглецю у звичайних процесах є наступні: Таблиця 10 Тонни СО2 / тонна вуглеводнів 0,75 1,6 2,5 3,7 Відношення тонн вугілля до тонн природного газу у подачі 0,5 1,5 4 Подача вугілля При порівнянні теоретичного виробництва діоксиду вуглецю у таблиці 10 з діоксидом вуглецю, який виробляється у пропонованих процесах, можна помітити, що пропоновані процеси призводять до значного зменшення викидів діоксиду вуглецю. З метою подальшого порівняння таблиці 1Α, 2Α й 3А нижче ілюструють молярні потоки, відповідно до відомих процесів використовується подача лише вугілля. Таблиця 1А Молярний баланс при значенні альфа 0,86-0,88 Подача лише вугілля моль/с Вугілля Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Вихідна сировина Продукт реакОб'єднана подача Синтез-газ газифікатора тора 100,00 100,00 0,00 0,00 64,74 64,74 0,00 0,00 10,08 10,08 0,00 0,00 Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 115,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 15,10 0,00 0,00 0,00 64,74 0,00 57,55 0,00 7,19 42,45 0,00 7,19 15,10 0,00 0,00 13 92006 14 Таблиця 2А Масовий баланс при значенні альфа 0,86-0,88 Подача лише вугілля Вихідна сировина газифікатора 1200,00 1165,37 322,55 моль/с Продукт реаПродукт Рецикл ктора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Синтез-газ 1200,00 1165,37 322,55 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3222,74 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2687,92 Вугілля Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Октан Разом Об'єднана подача 664,31 0,00 0,00 3352,23 0,00 129,49 0,00 3352,23 2532,15 0,00 820,07 3352,23 1867,85 0,00 820,07 2687,92 664,31 0,00 0,00 664,31 Таблиця 3А Енергетичні навантаження на пристрій при значенні альфа 0,86-0,88 Подача лише вугілля Потік енергії (кДж/с) 11727,84 11727,84 Потік у газифікатор Потік у реактор Порівняння даних у таблицях 1Α, 2Α й 3А з даними у таблицях 1, 2 й 3 показує, що при використанні пропонованого процесу викиди діоксиду вуглецю можна зменшити приблизно наполовину на молярну одиницю виробленого продукту. Це є як дуже вигідним, так і несподіваним. Лише продукт метанол Показані нижче потоки представляють не дійсні вихідні потоки реактора, а чисті потоки системи з блоків пристроїв, очікувані у цьому процесі. Це необхідно, оскільки загальні потоки залежатимуть від специфіки вибору каталізаторів і конструкції посудини. Таблиця 11 Молярний баланс процесу виробництва метанолу моль/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Метанол Вихідна сировина газифікатора 100,00 32,89 123,16 24,07 0,00 0,00 0,00 0,00 Сирий синтез-газ Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 94,47 38,42 188,94 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 38,42 0,00 94,47 Таблиця 12 Масовий баланс процесу виробництва метанолу г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Вихідна сировина газифікатора 1200,00 526,19 2216,96 770,24 0,00 Сирий синтез-газ Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 2645,13 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 15 92006 16 Продовження таблиці 12 Діоксид вуглецю Водень Метанол Разом Ентальпія (кДж/с) 0,00 0,00 0,00 4713,39 -37684,07284 1690,38 377,88 0,00 4713,39 -2557,92072 1690,38 0,00 3023,01 4713,39 -37684,07284 Таблиця 13 Енергетичні навантаження на пристрій для процесу виробництва метанолу Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційний блок метанолу Об'єднаний процес Для комбінування продуктів процесів є дві різні технологічні можливості. Для продукту з менш ніж 4,56 молів октанового еквіваленту (альфа = 0,86-0,88) на 100 молів по Потік енергії (кДж/с) 12106,15 12106,15 дачі вугілля схема процесу наведена нижче на Фіг.6. Відповідні молярні, масові потоки й потоки ентальпії наведені у таблицях 14, 15 і 16. Таблиця 14 Молярний баланс для об'єднаних продуктів процесу ФТ із значенням альфа 0,86-0,88 і метанолу моль/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Азот Октан Метанол Вихідна сировина газифікатора 100,00 31,88 95,06 18,41 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Сирий синтез-газ Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 131,88 0,00 158,82 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 36,50 0,00 0,00 4,56 58,88 Таблиця 15 Масовий баланс для об'єднаних продуктів процесу ФТ із значенням альфа 0,86-0,88 і метанолу г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Азот Октан Метанол Разом Ентальпія (кДж/с) Вихідна сировина газифікатора 1200,00 510,06 1711,12 589,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4010,25 -29572 Сирий синтез-газ Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 3692,60 0,00 317,64 0,00 0,00 0,00 4010,24 -14588 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1606,01 0,00 0,00 520,13 1884,11 4010,24 -29572 17 92006 18 Таблиця 16 Енергетичні навантаження на пристрій для процесу виробництва метанолу Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційні блоки Q2 Для продукту з більш ніж 4,56 молів октанового еквіваленту (альфа = 0,86-0,88) на 100 молів подачі вугілля схема процесу наведена нижче на Фіг.7. Потік енергії (кДж/с) 14983,57 14983,57 Відповідні молярні, масові потоки й потоки ентальпії наведені у таблицях 17, 18 і 19. Схожі приклади можна навести й для іншого значення альфа. Інші значення впливатимуть на склад вихідного матеріалу й роботу пристроїв. Таблиця 17 Молярний баланс для об'єднаних продуктів процесу ФТ із значенням альфа 0,86-0,88 і метанолу моль/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Азот Октан Метанол Вихідна сировина газифікатора 100,00 31,01 70,95 13,55 Об'єднана подача 100,00 31,01 70,95 13,55 0,00 0,00 0,00 0,00 Продукт реактора 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 163,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 32,96 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 132,98 0,00 0,00 0,00 67,82 0,00 0,00 8,48 28,34 34,85 0,00 0,00 8,48 28,34 32,96 0,00 0,00 0,00 0,00 Синтез-газ Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Таблиця 18 Масовий баланс для об'єднаних продуктів процесу ФТ із значенням альфа 0,86-0,88 і метанолу г/с Вугілля Метан Вода Кисень Моноксид вуглецю Діоксид вуглецю Водень Азот Октан Метанол Разом Ентальпія (кДж/с) Вихідна сировина газифікатора 1200,00 496,22 1277,09 433,61 Об'єднана поПродукт реакСинтез-газ дача тора 1200,00 0,00 0,00 496,22 0,00 0,00 1277,09 0,00 0,00 433,61 0,00 0,00 Продукт Рецикл 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 4591,37 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 3406,92 1450,40 0,00 0,00 0,00 0,00 4857,32 0,00 265,95 0,00 0,00 0,00 4857,32 2984,01 0,00 0,00 966,41 906,90 4857,32 1533,61 0,00 0,00 966,41 906,90 3406,92 1450,40 0,00 0,00 0,00 0,00 1450,40 -22612 -35592 -18139 -35592 -22612 -12980 Таблиця 19 Енергетичні навантаження на пристрій для процесу виробництва метанолу Пристрій Газифікація / Риформінг-установка й очистка Q1 Реакційні блоки Q2 Потік енергії (кДж/с) 17452,48 17452,48 19 Зрозуміло, що умови процесу змінюватимуться з огляду на різні вихідні матеріали, а також для регулювання складу синтез-газу й продуктів, одержуваних із нього. Крім того, з наведених прикладів зрозуміло, що комбінування продуктів реакції газифікації і 92006 20 реакції риформінгу призводить до значного зменшення викидів діоксиду вуглецю. Це не лише має великі екологічні вигоди, а ще й призводить до значно вищої економічності, ніж можна досягти у звичайних процесах. 21 92006 22 23 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 92006 Підписне 24 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601