Синергетичний спосіб виробництва метанолу (варіанти)

1 Синергетический способ производства метанола, включающий этапы а) электролиз воды с получением водорода и кислорода, б) обеспечение сырьевого потока органического горючего топлива, в) подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а) вместе со стехи о метрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для получения отходящих газов, содержащих монооксид углерода и водород, г) подача, по крайней мере, части упомянутых монооксида углерода и водорода в синтезатор метанола для получения метанола, и д) добавление дополнительного водорода в упомянутый синтезатор метанола для обеспечения стехи о метр и чес ко го питания водородом и монооксидом углерода упомянутого синтезатора метанола 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что упомянутое топливо является тяжелым маслом, имеющим температуру кипения выше, чем около 650 °F (343,33 °С) 3 Способ по п 2, отличающийся тем, что упомянутое тяжелое масло имеет температуру кипения выше, чем около 1000 °F (537,78 °С) 4 Способ по п 2, отличающийся тем, что дополнительно включает этап реформинга, по крайней мере, части упомянутого метанола в метаноловом реформере с получением метил-трет-бутилового эфира 5 Способ по п 4, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы а) соединение пара и бутана в изобутиленовом синтезаторе с получением водорода и изобутилена, и б) подача, по крайней мере, части упомянутого изобутилена в упомянутый метаноловый реформер с получением упомянутого метил-третбутилового эфира 6 Способ по п 1, отличающийся тем, что дополнительный водород, который подают в упомянутый метаноловый синтезатор, получен на этапе а) пункта 1 7 Способ по п 5, отличающийся тем, что упомянутый дополнительный водород, который подают в упомянутый синтезатор метанола, выбирают из водорода, полученного в результате электролиза на этапе а) пункта 1, водорода, произведенного упомянутым изобутиленовым синтезатором, или их смеси 8 Способ по п 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) обеспечение питающего потока диоксида углерода, б) нагрев упомянутого диоксида углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутого диоксида углерода с получением монооксида углерода, и в) подача, по крайней мере, части упомянутого монооксида углерода, полученной на этапе б), в упомянутый синтезатор метанола 9 Способ по п 8, отличающийся тем, что процесс также включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для получения этанола, б) реформинг, по крайней мере, части упомянутого этанола с получением этил-трет-бутилового эфира, и в) подача, по крайней мере, части упомянутого диоксида углерода из упомянутого ферментатора в упомянутый реактор этапа а) пункта 8 10 Способ по п 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для получения этанола, и О (О ю 51614 б) реформинг, по крайней мере, части упомянутого этанола с получением этил-трет-бутилового эфира 11 Способ по п 1, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) обеспечение первого питающего потока, содержащего органическое горючее топливо, б) обеспечение второго питающего потока, содержащего кислород, в) введение упомянутых первого и второго питающих потоков в согенерирующий реактор для сжигания упомянутого первого питающего потока и производства пара, электричества и дымовых газов, содержащих диоксид углерода, и г) использование, по крайней мере, части электричества для электролиза воды на этапе а) пункта 1 12 Способ по п 11, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) обработка упомянутых дымовых газов с получением первого потока, включающего серосодержащие соединения и водяные пары, и второго потока, содержащего диоксид углерода, и б) подача, по крайней мере, части упомянутого второго потока в упомянутый согенерирующий реактор 13 Способ по п 12, отличающийся тем, что упомянутый согенерирующий реактор является реактором с единственным циклом, имеющим паровой котел, и упомянутый второй поток подают в упомянутый паровой котел 14 Способ по п 12, отличающийся тем, что упомянутый согенерирующий реактор является реактором с комбинированным циклом, имеющим турбину внутреннего сгорания, и упомянутый второй поток подают в упомянутую турбину внутреннего сгорания 15 Способ по п 12, отличающийся тем, что дополнительно включает установку разделения воздуха для получения первого потока, содержащего кислород, и второго потока, содержащего азот, и, по крайней мере, часть упомянутого первого потока подают в упомянутый согенерирующий реактор 16 Способ по п 12, отличающийся тем, что упомянутый второй поток состоит из, по существу, чистого диоксида углерода 17 Способ по п 11, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) обеспечение питающего потока диоксида углерода, б) нагрев упомянутого диоксида углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутого диоксида углерода для получения монооксида углерода, и в) подача, по крайней мере, части упомянутого монооксида углерода, полученной на этапе б), в упомянутый синтезатор метанола 18 Способ по п 17, отличающийся тем, что диоксид углерода выделяют из упомянутых дымовых газов и подают в упомянутый реактор этапа а) пункта 17 19 Способ по п 5, отличающийся тем, что отходящие газы дополнительно содержат водород, и упомянутый водород отделяют от упомянутых отходящих газов 20 Способ по п 5, отличающийся тем, что допол нительно включает этапы а) обеспечение питающего потока диоксида углерода, б) нагрев упомянутого диоксида углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутого диоксида углерода для получения монооксида углерода, и в) выдача, по крайней мере, части упомянутого монооксида углерода, полученной на этапе а), в упомянутый синтезатор метанола 21 Способ по п 20, отличающийся тем, что водород, который подают в упомянутый синтезатор метанола, выбирают из водорода, полученного в результате проведения электролиза на этапе а) пункта 1, и водорода, произведенного в упомянутом изобутиленовом синтезаторе, или их комбинации 22 Способ по п 21, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для получения этанола и диоксида углерода, б) выделение упомянутого диоксида углерода, и в) подача упомянутого диоксида углерода в упомянутый реактор этапа а) пункта 15 23 Способ по п 21, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для получения этанола и диоксида углерода, б) реформинг, по крайней мере, части упомянутого этанола с получением этил-трет-бутилового эфира 24 Способ по п 23, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) выделение упомянутого диоксида углерода, полученного в упомянутом ферментаторе, и б) подача диоксида углерода, выбранного из группы, включающей диоксид углерода из упомянутого ферментатора, диоксид углерода из упомянутых дымовых газов или их смеси, в упомянутый реактор этапа а) пункта 20 25 Синергетический способ производства метанола, включающий этапы а) электролиз воды с получением водорода и кислорода, б) обеспечение питающего потока органического горючего топлива, в) подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а), вместе со стехи о метрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для производства отходящих газов, включающих монооксид углерода и водород, г) обеспечение питающего потока диоксида углерода для охлаждения упомянутого реактора частичного охлаждения с тем, чтобы повысить температуру упомянутого диоксида углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутого диоксида углерода для получения монооксида углерода и кислорода, д) подача упомянутого монооксида углерода и кислорода, полученных на этапе г), в упомянутый реактор частичного окисления для получения дополнительных количеств монооксида углерода, водорода и тепла, 51614 є) подача, по крайней мере, части упомянутых монооксида углерода и водорода в синтезатор метанола для производства метанола, и ж) добавление дополнительного водорода в упомянутый синтезатор метанола для обеспечения стехиометрического питания водородом и монооксидом углерода упомянутого синтезатора метанола 26 Способ по п 25, отличающийся тем, что упомянутый диоксид углерода также используют для охлаждения отходящих газов из упомянутого реактора частичного окисления 27 Синергетический способ производства метанола, включающий этапы а) электролиз воды с получением водорода и кислорода, б) обеспечение питающего потока диоксида углерода, в) нагрев упомянутого диоксида углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутого диоксида углерода для получения монооксида углерода, и г) подача стехиометрического количества монооксида углерода и водорода в синтезатор метанола для производства метанола, при этом упомянутое стехиометрическое количество получают посредством использования, по крайней мере, части монооксида углерода, приготовленной посредством этапа в), упомянутого выше, и, по крайней мере, части водорода, приготовленного посредством этапа а), упомянутого выше 28 Способ по п 27, отличающийся тем, что дополнительно включает этап реформинга, по крайней мере, части упомянутого метанола в метаноловом реформере с получением метил-третбутилового эфира 29 Способ по п 28, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) объединение пара и бутана в изобутиленовом синтезаторе с получением водорода и изобутилена, и б) подача, по крайней мере, части упомянутого изобутилена в упомянутый метиленовый реформер для получения упомянутого метил-третбутилового эфира 30 Способ по п 29, отличающийся тем, что упомянутый водород, который подают в упомянутый синтезатор метанола, выбирают из водорода, полученного в результате проведения упомянутого электролиза на этапе а) пункта 22, и водорода, произведенного упомянутым изобутиленовым синтезатором, или их смеси 31 Способ по п 30, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для производства этанола и диоксида углерода, и б) реформинг, по крайней мере, части упомянутого этанола с получением этил-трет-бутилового эфира 32 Способ по п 31, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть диоксида углерода, произведенного в упомянутом ферментаторе, используют для приготовления питающего потока б) пункта 27 33 Способ по п 27, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы а) добавление пара и спиртового предшественника в ферментатор для получения этанола и диоксида углерода, и б) реформинг, по крайней мере, части упомянутого этанола с получением этил-трет-бутилового эфира 34 Способ по п 33, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть диоксида углерода, произведенного в упомянутом ферментаторе, используют для приготовления питающего потока б) пункта 27 Настоящее изобретение относится к объединенному синергетическому способу производства метанола, в котором, по существу, снижено выделение отходящих газов, и, предпочтительнее, оно является незначительным Изобретение также относится к способу производства третичных бутиловых эфиров низших алкилов посредством процесса частичного окисления тяжелых фракций углеводородов, в котором снижено выделение отходящих газов или, предпочтительнее, оно является незначительным Третичные бутиловые эфиры низших алкилов, такие, как метил-трет-бутиловый эфир (МТВЕ)и/или этил-трет-бутиловый эфир (ЕТВЕ)могут добавляться к бензину в качестве оксигената Такие эфиры являются относительно слаболетучими компонентами, которые можно использовать для увеличения октанового числа бензина Эти эфиры могут производиться из метанола Обычным процессом получения метанола является конвертирование водяным паром Согласно этому процессу, метан реагирует с паром при высоких температурах и давлениях Традиционно в качестве источника метана используется природный газ Согласно этому процессу менее 85% природного газа конвертируется в метанол Остаток природного газа используется как топливо для процесса Одним из недостатков процесса конвертирования паром является то, что он использует ценный коммерческий продукт, а именно, природный газ, для получения метанола Еще одним недостатком конвертирования паром является то, что в результате осуществления этого процесса выделяется значительное количество отходящих газов Альтернативным способом производства метанола является способ газификации Texaco Co 51614 гласно этому способу, углеводородное сырье, как, например, природный газ, подвергают частичному окислению чистым кислородом с получением моноокиси углерода (СО) и водорода Кислород получают из криогенной установки Затем окись углерода и кислород подаются в стехиометрическом соотношении в синтезатор метанола В качестве дополнительной альтернативы в качестве сырья для процесса частичного окисления может использоваться тяжелое дистиллятное масло с низким числом с получением масла с более высоким числом Молярное соотношение моноокиси углерода и водорода в полученном сырье для синтезатора равно один к четырем для воздействия на синтез метанола Соответственно, смесь моноокиси углерода и водорода подвергают воздействию процесса перемещения воды, который конвертирует примерно половину моноокиси углерода, т е углерода из масляного сырья и углерода из криогенной сепарации, в двуокись углерода Затем двуокись углерода должна быть отделена от сырьевого потока, что требует обширного и дорогостоящего капитального оборудования и последующих эксплуатационных затрат Затем моноокись углерода и водород, приблизительно, в стехи о метрических соотношениях подаются в реактор для производства метанола Одним из недостатков этого процесса является то, что для получения кислорода для реакции частичного окисления требуется криогенная установка Дополнительным недостатком этого процесса является то, что реакция перемещения воды требуется для получения стехи о метрических количеств моноокиси углерода и водорода для синтезатора метанола Кроме того, в этом процессе, по существу, половина моноокиси углерода, т е углерод и кислород, конвертируются в двуокись углерода, которая не способствует далее этому процессу Высокий уровень двуокиси углерода, отходящий газ (тепличный газ) создает негативно воздействующий на окружающую среду аспект использования метаноловых топлив и имеет очень существенные потери используемой энергии Соответственно, использование масла с низким октановым числом, имеющегося в изобилии, не может сравниваться по стоимости с расходованием природного газа с высоким октановым числом Согласно настоящему изобретению создан синергетический способ производства метанола, включающий этапы а) электролиз воды для получения водорода и кислорода, б) обеспечение сырьевого потока органического горючего топлива, в) подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а), вместе со стехиометрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для получения отходящих газов, содержащих моноокись углерода и водород, г) подача, по крайней мере, части упомянутых моноокиси углерода и водорода в синтезатор метанола для получения метанола, и д) добавление дополнительного водорода 6 упомянутый синтезатор метанола для обеспечения стехи о метр и чес ко го питания водородом и 8 моноокисью углерода упомянутого синтезатора метанола Согласно дополнительному варианту настоящего изобретения способ включает следующие этапы а) электролиз воды с получением водорода и кислорода, б) обеспечение сырьевого потока органического горючего топлива, в) подача, по крайней мере, части кислорода, полученного на этапе а), вместе со стехиометрическим количеством упомянутого органического горючего топлива в реактор частичного окисления для получения отходящих газов, содержащих моноокись углерода и водород, г) обеспечение подачи сырьевого потока двуокиси углерода для охлаждения упомянутого реактора частичного окисления с тем, чтобы повысить температуру упомянутой двуокиси углерода до температуры выше температуры диссоциации упомянутой двуокиси углерода, д) подача упомянутой нагретой двуокиси углерода в упомянутый реактор частичного окисления, е) подача, по крайней мере, части упомянутых моноокиси углерода и водорода в синтезатор метанола для получения метанола, и ж) добавление дополнительного водорода в упомянутый синтезатор метанола для получения стехи о метр и чес кс и загрузки водорода и моноокиси углерода в упомянутый синтезатор метанола В дополнительном альтернативном варианте метанол может быть соединен с изобутанолом для получения метил-трет-бутилового эфира В дополнительном необязательном варианте способ также может включать синтезатор изобутилена, в котором бутан и пар соединяются с получением изобутилена и водорода Одним из преимуществ- настоящего изобретения является использование электролиза для получения чистого кислорода и чистого водорода Электролизная установка может работать, используя излишки энергии от энергоподводящих компаний Традиционно энергопод водящие компании снижают потребление электричества по вечерам и выходным дням Однако сточки зрения рентабельности предпочтительнее поддерживать работу генераторных станций на постоянной основе Соответственно, можно получить значительное количество избыточной энергии по очень низким ценам Излишки энергии могут использоваться для производства водорода и кислорода очень высокой чистоты Водород и кислород могут накапливаться для использования, когда они могут потребоваться в производстве моноокиси углерода Дополнительным преимуществом настоящего способа является то, что использование электролиза приводит к получению одновременно кислорода для реактора частичного окисления и водорода, который может использоваться для получения стехи о метр и чес ко го баланса моноокиси углерода и водорода, подаваемого в синтезатор метанола Водород для синтезатора метанола может быть получен как из реакции частичного окисления, так и в качестве побочного продукта произ 51614 водства изобутилена В таком варианте водород из электролизной установки может собираться и продаваться как коммерческий продукт Способ особенно хорошо приспособлен для использования тяжелых углеводородных фракций, таких как газойль или кубовые остатки от крекинга сырой нефти Способ имеет множество источников водорода, как например, от производства изобутилена или из реактора частичного окисления, который может использоваться для получения стехиометрического количества водорода для добавления в синтезатор метанола без использования высококачественного водорода, производимого электролизной установкой, или без осуществления реакции перемещения воды В способ также может быть включен этаноловый ферментатор Для получения метанола в этаноловый ферментатор могут быть добавлены предшественник спирта и пар Этанол может быть конвертирован, используя изобутилен с получением ЕТВЕ и дополнительных количеств водорода, используемого для увеличения производства метанола В дополнительном альтернативном варианте может быть необязательно добавлен реактор для производства газа, реактор для производства газа нагревает двуокись углерода, например, двуокись углерода из этанолового ферментатора, для получения моноокиси углерода Моноокись углерода используется как дополнительное сырье для метанолового синтезатора Увеличенное количество моноокиси углерода, подаваемое в синтезатор метанола, требует увеличения количества водорода, подаваемого в синтезатор метанола Увеличенная потребность в водороде может быть обеспечена за счет побочного продукта из синтезатора изобутилена Если необходимо, дополнительный водород может быть получен от электролиза Согласно дополнительному альтернативному варианту, в процесс может быть включена согенерирующая установка В согенерирующей установке часть углеводородного переработанного сырья может сжигаться для получения пара, электричества и отходящих газов Электричество может использоваться для питания электроэнергией электролизной установки Пар может использоваться в различных местах по всему процессу, как, например, для сжатия газов, нагнетания жидкостей, этапов нагревания в процессе, как например, в ферментации, дистилляции и других Отходящие газы могут использоваться для обеспечения источников двуокиси углерода для реактора для производства газа Соответственно, добавление согенерирующей установки может быть также использовано для создания эффективного объединенного процесса производства МТВЕ и ЕТБЕ, в то же время значительно снижающего или исключающего выделение отходящих (тепличных) газов В дополнительном альтернативном варианте настоящего способа двуокись углерода из вентиляционных газов или атмосферы может быть пропущена через теплообменник, который закреплен к реактору частичного окисления Двуокись углерода должна нагреваться реакционными продуктами реактора частичного окисления до или выше 10 температуры диссоциации двуокиси углерода Как только двуокись углерода нагревается до этой температуры, она диссоциирует с образованием моноокиси углерода, которая затем может подаваться в синтеза- тор метанола, и кислород, который может подаваться в реактор частичного окисления Эти и другие преимущества настоящего изобретения становятся более понятными из последующего описания и приложенных чертежей предпочтительного варианта способа, который является предметом изобретения, где Фиг 1 является технологической схемой процесса одного из вариантов настоящего изобретения, Фиг 2 является схемой второго варианта этого процесса, демонстрирующей использование установки для производства газа для получения, по крайней мере, части моноокиси углерода для синтезатора метанола, ФигЗ является технологической диаграммой процесса третьего варианта настоящего изобретения, изображающей производство этанола, Фиг 4 является вариацией схемы Фиг 3, Фиг 5 является схемой альтернативного процесса для реактора частичного окисления, Фиг 6 является схематической технологической диаграммой процесса для электролизной установки, показанной на Фигурах 1, 2, 3 и 4, Фиг 7 является технологической диаграммой, включающей согенерирующую установку с комбинированным циклом, Фиг 8 является технологической диаграммой процесса, включающей согенерирующую установку с единственным циклом, Фиг 9 является вариацией схемы Фиг 2, Фиг 10 является схемой альтернативного процесса настоящего изобретения, и Фиг 11 является схемой дополнительного альтернативного процесса настоящего изобретения Как показано на Фиг1, согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения процесс включает электролизную установку 10, реактор частичного окисления 12, газоочистную установку 14 и синтезатор метанола 16 Процесс также может включать синтезатор эфира 18 для производства третичных бутиловых эфиров низшего алкила, а также синтезатор изобутилена 20 Электролизная установка 10 использует электричество для получения водорода, кислорода и, необязательно, тяжелой воды (D2O), Электричество подается к 'Электролизной установке посредством кабелепровода 22 В электролизных ячейках подвергаемая электролизу вода обычно течет постоянным потоком Соответственно, электричество, подаваемое к электролизной установке 10, подается в выпрямитель постоянного тока (не показан) для получения постоянного электрического тока, который затем используется в электролизных ячейках электролизной установки 10 Вода, как, например, в виде конденсата питающей воды бойлера, и электролит, например, гидроокись натрия (едкий натр), подаются посредством технологических потоков 24 и 26, соответственно, в электролизную установку 10 Как показано на Фиг 6, электролизная установка 10 может содержать 12 11 51614 множество электролизных ячеек 28, которые исуглеводородное сырье, используемое в настояпользуются для электролиза воды в водород и щем процессе, является продуктом с относителькислород Водород и кислород разделяются с поно низким числом и, предпочтительнее, включает мощью известных средств и могут транспортиротяжелое масло, такое, как газойль (который имеет ваться в емкости или сосуды 30 и 32, соответсттемпературу кипения выше, чем около 650°F венно Затем водород и кислород могут быть (343,33°С) или кубовые остатки (которые имеют сжаты компрессорами 34 и 36, соответственно температуру кипения около 1000°F (537,78°C) от Сжатый кислород затем может накапливаться в переработки нефти Обычно отношение водорода накопительном сосуде 38 Аналогично, сжатый к углероду в этих нефтепродуктах составляет оководород может накапливаться или храниться в ло 2 1 накопительном водородном сосуде 40 НакопиКак видно из Фиг 1, масло может доставляться тельные сосуды 38 и 40 обеспечивают резервуапосредством трубопровода 50 в накопительный ры кислорода и водорода, которые могут испольрезервуар 52 Масло транспортируется из накопизоваться при необходимости в процессе Водород тельного резервуара 52 посредством технологиподается в накопительный сосуд 40 посредством ческого потока 54 в реактор частичного окисления питающего потока 41, и кислород подается в на12 Кислород подается посредством технологичекопительный сосуд 38 посредством питающего ского потока 44 из электролизной установки 10 в потока 37 Если в электролизной ячейке 28 полуреактор частичного окисления 12 Предпочтительчают тяжелую воду, последняя подается в подхонее, реактор частичного окисления 12 использует дящий накопительный сосуд (не показан) посреднекаталитический процесс частичного окисления, ством технологического потока 46 в котором углеводородное сырье реагирует при высокой температуре и обычно высоком давлении Электролиз является очень энергоемким прос кислородом, обогащенным кислородом воздухом цессом Согласно настоящему процессу, электриили воздухом Предпочтительнее, как видно из чество, используемое в электролизной установке Фиг1, кислород из электролизной установки 10 10, является избыточным электричеством, котоиспользуется в реакторе частичного окисления 12 рое можно получать в непиковые часы по очень В процессе производится главным образом мононизкой цене от энергетических корпораций Альокись углерода с небольшим количеством двуокитернативно, как будет рассмотрено ниже, согенеси углерода, пара и, если сырье содержит серу, рирующий реактор может работать на постоянной сульфид водорода Процесс эффективно расхооснове для производства технологического пара, дует сырье, не производя тяжелых углеводородов, используемого в промышленности Однако подегтя и других потенциально создающих проблетребность в электричестве может снижаться по мы побочных продуктов, таких как окислы серы ночам или выходным дням В эти непиковые часы или азота электричество может быть невостребованным и может использоваться для работы электролизных Обычно реактор частичного окисления рабоячеек 28 Аналогично различные виды энергии тает при температуре от около 1200°С до около обычно подаются несколькими генерирующими 1500°С Рабочее давление обычно составляет от станциями в течение дня для питания электричеоколо 15 до около 85бар (0,15 - 0,85Па) При этих ством различных предприятием и промышленноусловиях процесса, по существу, все перерабатысти По вечерам и выходным дням промышленные ваемое углеводородное сырье конвертируется в предприятия замедляют или прекращают работу отходящие газы Газ, выходящий из реактора часи, соответственно, потребляют меньше электротичного окисления, может охлаждаться посредстэнергии Однако генерирующее оборудование вом контактирования с водой в закалочной камере может поддерживаться в рабочем состоянии во или может использоваться питание парового котвремя этих периодов времени, и излишки энергии ла-утилизатора посредством косвенного теплообзатем могут быть доступны по очень низким расменника (не показан) Альтернативно, как будет ценкам для использования в процессе согласно рассмотрено далее, газ может охлаждаться вхонастоящему изобретению Соответственно, содящим потоком двуокиси углерода гласно настоящему процессу электролизная устаПреимуществом реактора частичного окисленовка может использоваться для преобразования ния является то, что часть углеродного топлива не излишков электроэнергии в накопленную химичеиспользуется для создания тепла для процесса скую энергию (а именно, в форме кислорода и Это сравнимо с конвертированием метана паром, водорода) Накопленная химическая энергия зав котором около 15% или более перерабатываетем может стать доступной для использования в мого природного газа расходуется для обеспечеудобное время оборудованием, которое работает ния процесса энергией Другим преимуществом в процессе согласно настоящему изобретению настоящего процесса является то, что благодаря Реактор частичного окисления 12 включает высоко восстановительной атмосфере в реакторе реактор частичного окисления для конвертироване образуются выделения окислов азота, окислов ния источника углеводородов, по существу, в мосеры или двуокиси углерода Реактор частичного ноокись уг-лерода и водород Другие ' газы часокисления 12 работает на основе нулевой эмистичного окисления могут включать в небольших сии, т е эмиссия или выделения вредных отходяколичествах пар, двуокись углерода и сульфид щих (тепличных) газов, по существу, не значиводорода Какие конкретно газы производятся в тельна реакторе частичного окисления зависит, в частноОтходящие газы из реактора частичного окиссти, от того, какое углеводородное сырье перераления транспортируются посредством технологибатывается в этом реакторе Предпочтительнее, ческого потока 56 в установку газоочистки 14 Ус 14 13 51614 тановка газоочистки 14 обрабатывает отходящие метанола 16 Соответственно, дополнительный газы для удаления нежелательных соединений из водород из электролизной установки может исмоноокиси углерода и водорода Например, во пользоваться в дополнение к водороду из газовремя реакции частичного окисления может обраочистной установки 14 Альтернативно, если обозовываться сульфид водорода Сульфид водорорудование включает изобутиленовый синтезатор да отравляет катализатор, используемый в синте20, водород, производимый в изобутиленовом заторе метанола 16 Соответственно, вредные синтезаторе 20, может использоваться для доколичества сульфида водорода необходимо удаполнительного питания водородом синтезатора лить Сульфид водорода может быть удален пометанола 16 средством использования процесса на основе Метанол из синтезатора метанола 16 подаетаминирования, например, такого, который исполься посредством технологического потока 76 в синзует MDEA Также могут быть удалены и другие тезатор простого эфира 18 Как видно из Фиг1, побочные продукты, как, например, пар или окиспар, вода и изобутилен подаются посредством лы следов элементарных металлов технологических потоков 78, 80 и 82, соответственно, в синтезатор 18 Синтезатор 18 конвертиГазоочистная установка 14 производит, по рует изобутилен, пар, метанол и воду в МТВЕ, существу, чистые пары моноокиси углерода и вотепло и сточную воду, обозначенные технологичедорода 70 Если в качестве перерабатываемого скими потоками 84, 86 и 88, соответственно Как сырья используется тяжелое масло, отношение показано на Фиг1 пунктирной линией-, в синтезамоноокиси углерода к водороду в отходящих газах тор 18 может подаваться этанол для получения составляет приблизительно 1 1 (т е 2 водородкак ЕТВЕ, так и МТВЕ Одним из особых преимуных атома на каждый углеродный атом) Метанол ществ этого процесса является производство ЕТсодержит 4 атома водорода на каждый атом углеВЕ ЕТВЕ более эффективен как оксигенат и уверода Соответственно, дополнительный компенличитель октанового числа Однако эти сирующий водород должен подаваться таким обпреимущества в настоящее время исключаются разом, чтобы в синтезатор метанола 16 можно из-за дороговизны производства ЕТВЕ Однако, было подавать стехиометрические количества ЕТВЕ может производиться эффективнее и демоноокиси углерода и водорода шевле путем подачи этанола посредством техноСинтезатор метанола 16 конвертирует монологического потока 122 в синтезатор простого окись углерода и водород в метанол Моноокись эфира- 18 В дополнительном варианте некоторое углерода и водород подаются в синтезатор метаколичество или весь метанол 76 может храниться нола посредством технологического потока 70, и или продаваться как товар на рынке дополнительный водород может подаваться в синтезатор метанола посредством технологичеМТВЕ может транспортироваться посредстского потока 74 вом трубопровода в накопительный резервуар, откуда он может, по существу, использоваться в Дополнительный водородный поток 74 исустановке или продаваться как товар на рынке пользуется для гарантирования того, что в синтезатор метанола 16 подается, по существу, стеИзобутилен для синтезатора 18 может быть хиометрическое количество водорода и моноокиси получен в виде товара с рынка Альтернативно, углерода Как упоминалось выше, в зависимости как видно из Фиг1, изобутилен может быть полуот используемого перерабатываемого сырья дочен из изомеризации/изобутиленового синтезатополнительный водород может быть необходим ра 20 Технологический пар и бутан подаются подля обеспечения, по крайней мере, примерно стесредством технологических потоков 90 и 92, хиометрического количества моноокиси углерода соответственно, в изобутиленовый синтезатор для и водорода Метанол может храниться в накопипроизводства изобутиленового потока 82 тельном резервуаре (не показан) или продаваться В целом процесс, показанный на Фиг1, являтовар на рынке Альтернативно, некоторое колиется синергетическим процессом производства чество или весь метанол могут отправляться поМТВЕ Процесс является выгодным, поскольку в средством технологического потока 76 в синтезарезультате его осуществления в окружающую тор простого эфира 18 Поток моноокиси углерода среду не выделяются отходящие (тепличные) гаи водорода в синтезатор метанола 16, предпочтизы Процесс использует излишки энергии и нефтельнее, имеет стехиометрическую пропорцию техимические продукты с низким октановым чисСоответственно, молярное соотношение моноокилом для производства МТВЕ более дешевым и си углерода и газообразного водорода, предпочнезагрязняющим способом тительнее, составляет около 1 2 (т е четыре Потенциальные источники водорода для синатома водорода на каждый атом углерода) тезатора метанола 16 более подробно показаны на Фиг 2 Как видно из Фиг 2, водород может быть Водород для синтезатора метанола 16 может получен из электролизной установки 10 (технолобыть получен из накопительного резервуара вогический поток 42) и/или из изобутиленового синдорода Резервуар может содержать водород, тезатора 20 (технологический поток 94) Водород полученный из электролизной установки 10 и/или из электролизной установки 10 (технологический изобутилеиового синтезатора 20 и/или любого поток 41) и избыточный водород из изобутиленоимеющегося в налички источника Необходимо вого синтезатора 20 (технологический поток 76) понимать, если для реактора частичного окислемогут подаваться в центральный накопитель вония используется тяжелое углеводородное передорода (например, накопительный бак 40, покарабатываемое сырье, газоочистная установка 14 занный на Фиг 6) Затем необходимое количество будет производить только около половины коливодорода может подаваться в синтезатор метаночества водорода, необходимого для синтезатора 16 15 51614 ла 16 Однако водород из каждого из этих источпотока 102 в реактор для производства газа 100 ников имеет различную чистоту Каждый из них Альтернативно, двуокись углерода из альтернаможет храниться отдельно для использования тивного источника, например, покупаемая на рынвпоследствии в процессе или для продажи в качеке, также может подаваться посредством технолостве товара на рынке Например, как видно из гического потока 104 в реактор для производства Фиг 2, водород из изобутиленового синтезатора 20 газа 100 и электролизной установки 10 могут храниться Одним из преимуществ добавления этанолораздельно и подаваться при необходимости в вого фермента-тора 120 является экспансия синсинтезатор метанола 16 Соответственно, водотезатора простого эфира 18 до производства как род из электролизной установки 10 может подаЕТВЕ, так и МТВЕ Соответственно, синтезатор ваться посредством технологического потока 41 в простого эфира 18 может включать, в дополнение накопитель водорода 40 Водород из изобутилек метаноловому реформеру, этаноловыи рефорнового синтезатора 20 подается технологическим мер для производства ЕТВЕ (технологический потоком 94 в синтезатор метанола 16 Излишек поток 124) водорода может быть выведен из технологическоДополнительный альтернативный предпочтиго потока 94 в накопительное оборудование потельный вариант изображен на ФигЗ Этот варисредством технологического потока 96 для исант является модификацией варианта, изобрапользования впоследствии или продажи женного на Фигуре 2 В частности, вариант Соответственно, синтезатор метанола может пидемонстрирует процесс использования твердых таться водородом из электролизной установки 10 муниципальных отходов для получения сырья для и/или изобутиленового синтезатора 20 этанолового ферментатора 120 В альтернативном предпочтительном варианКак видно из Фигуры 3, твердые отходы подате реактор для производства газа 100 преобразует ются посредством питающего потока 130 в устадвуокись углерода в моноокись углерода путем новку разделения муниципальных твердых отходиссоциации двуокиси углерода в моноокись угдов 132 В дополнение, другие природные лерода и кислород при повышенной температуре источники целлюлозных твердых отходов, таких Предшествуя этому процессу, двуокись углерода как кочерыжки кукурузных початков, газеты, зерподается в реактор для производства газа 100 новой сухой корм и древесные отходы, могут попосредством потоков 102 и 104 Предпочтительдаваться посредством технологического потока нее, чтобы двуокись углерода находилась при 134 в установку разделения муниципальных твератмосферном давлении Пар подается в реактор дых отходов 132 Воздух и электричество также для производства газа 100 посредством технолоподаются з установку 132 посредством потоков гического потока 106 Пар используется для на136 и 138, соответственно Отходы сегрегируются гревания слоя в реакторе, и через этот нагретый в установке 132 в различные группы Они могут слой или над ним пропускают двуокись углерода включать металлы, органику, древесные отходы, Проходя над нагретым слоем, двуокись углерода пластик, целлюлозу и другие менее ценные пронагревается до температуры выше температуры дукты Извлекаемые металлы могут быть отправдиссоциации двуокиси углерода (приблизительно лены посредством технологического потока 140 в 1100°С при 1атм) Сбросный пар удаляется из установку прессования и утилизации 142 Продукт реактора посредством потока 108 Моноокись угустановки 142 может продаваться как металличелерода из реактора для производства газа 100 ский скрап для использования в операциях рецириспользуется для пополнения моноокиси углерода кулирования Органический материал, например, из реактора частичного окисления 12 Это увеликухонные и садовые отходы могут быть отправлечение количества перерабатывающего сырья в ны посредством технологического потока 144 в синтезаторе метанола 16 может использоваться установку формирования продуктов удобрений для увеличения выхода метанола из синтезатора 146 Извлеченные древесные отходы могут отметанола 16 Увеличение количества моноокиси правляться посредством технологического потока углерода в синтезаторе метанола 16 также требу148 в установку формирования фибрового картоет ввода дополнительного водорода Как уже упона 150 Извлеченный пластик может отправляться миналось выше, водород может быть получен посредством технологического потока 152 в устапутем выпуска некоторого количества водорода, новку реформинга пластика 154 Целлюлоза мокоторый в противном случае может продаваться жет направляться посредством технологического как побочный продукт процесса Предпочтительпотока 156 в установку приготовления целлюлозы нее, чтобы водород, который используется в син158 Установка приготовления целлюлозы 158 тезаторе метанола 16, происходил из электролизможет использовать паро-взрывные процессы, ной установки 10 и/или изобутиленового например, такие, которые предусмотрены Stake синтезатора 20 Technology Ltd для производства целлюлозы для этгнолового фермента-тора 120 Соответственно, электричество и пар высокого давления подаются Двуокись углерода для реактора для произпосредством технологических потоков 160 и 162 в водства газа 100 может поступать из других проустановку приготовления целлюлозы 158 Устацессов внутри установки Примером таких процесновка 158 производит очищенную целлюлозу сов является этаноловыи ферментатор 120 (технологический поток 164)* сбросное тепло и Этаноловыи ферментатор 120 производит этанол, сточную воду (технологические потоки 166 и 168, который представлен как технологический поток соответственно) Другие малоценные продукты и 122 на Фиг 122 Побочным продуктом ферментаматериалы могут направляться посредством техтором 120 является двуокись углерода, которая может подаваться посредством технологического 18 17 51614 нологического потока 170 в накопительное или посредством силового отвода 234 и заставляет складское оборудование, из которого их можно генератор 236 производить электричество 208 транспортировать в место захоронения в земле Когда пар проходит через паровую турбину 232, часть пара конденсируется, и его конденсат возОчищенная целлюлоза, кочерыжки кукурузных вращается в отопительный котел 228 посредством початков, зерно и другие питающие материалы возвратного потока 238 Остальной пар, который могут направляться посредством технологических находится при более низких температуре и давлепотоков 164, 172 и 174, соответственно, в этанонии, чем пар 230, может использоваться как техловый ферментатор Пар и электричество также нологический пар в промышленности или на альподаются посредством технологических потоков тернативных этапах, которые обсуждались выше 176 и 178 в этаноловый ферментатор 120 ЭтаноТехнологический пар подается в остальную проловый ферментатор 120 производит сбросное мышленность посредством питающего потока 206 тепло (технологический поток 180) , сточную воду Пар, который используется в целях нагрева, ре(технологический поток 182) и сушеную дробину циркулкруется в котел 228 посредством возврат(технологический поток 184) ного потока 240 При необходимости в котел 228 Как видно из Фигуры 3, процесс также присподобавляется подпиточная вода (не показано) соблен для включения в согенерирующую установку.гто же самое время эффективно поддержиПри обычной работе турбины внутреннего вая незначительные выделения отходящих сгорания азот, инертный газ, втягивается в турби(тепличных) газов В частности, процесс может ну в сочетании с кислородным компонентом подабыть включен в согенерирующую установку 200 ваемого воздуха сгорания Этот инертный газ Углеводородное сырье и воздух сжигаются в согеосуществляет две функции Нагревание инертного нерирующей установке для получения пара, элекгаза путем сжигания топлива заставляет его растричества и отходящих газов Углеводородное ширяться и, следовательно, повышает его давлесырье может быть таким же или отличающимся от ние Инертный газ покидает турбину, вызывая того, которое подается в реактор частичного окисвращение лопастей и вала, помогающее продукления Как видно из Фигуры 3, используется тот же там лсгорания производить, энергию Инертный самый источник углеводородного сырья и, соотгаз также снижает температуру продуктов сгораветственно, в согенерирующую установку 200 пония для исключения повреждения металлургии и средством технологического потока 54 подается материалов конструкции турбины 220 вследствие тяжелое масло Воздух подается в согенерируючрезмерно высоких температур Работа этих турщую установку посредством технологического бин внутреннего сгорания свидетельствует о том, потока 202 Вода также подается в согенерируючто использование азота в качестве инертного щую установку посредством технологического газа создает неприемлемо высокие уровни окипотока 204 Согенерирующая установка произвослов азота, окиси азота (NO) и закиси азота (N2O), дит пар 206, электричество 208 и отходящие газы которые соединяются с атмосферной влагой с 210 образованием компонентов кислотных дождей Поэтому желательно заменить азот инертным Согенерирующая установка может использогазом, который не способствует кислотным дожвать либо реактор одного цикла или реактор комдям бинированного цикла Типичный согенерирующий процесс с комбинированным циклом, используюВ процессе настоящего изобретения, предщий турбину внутреннего сгорания, показан на ставленном на Фигуре 7, отходящий газ 210, в Фигуре 7, и типичный согенерирующкй процесс с основном, содержит двуокись углерода, очищенодним циклом, использующий паровую турбину, ную в газоочистной установке 320, и очищенный показан на Фигуре 8 отходящий газ возвращается посредством потока 324 на вход турбины внутреннего сгорания Эта Согласно Фигуре 7, согенерирующий процесс процедура позволяет исключить азот и воздух из с комбинированный циклом использует турбРшу поступающего в турбину потока Кислород, необвнутреннего сгорания 220 Топливо 54 и возходимый для сжигания топлива, может поступать, дух/кислород 202 подаются в турбину внутреннего по крайней мере, частично, из электролизера 330, сгорания 220 Сгорание топлива в турбине внуткоторый может быть компонентом электролизной реннего сгорания 220 производит дымовые газы установки 10 в других Фигурах настоящего описа222 и энергию Энергия передается генератору ния, или может быть независимой установкой 224 посредством силового отвода 226 Вращение Электролизный бак 330 действует подобно электурбины передается через силовой отвод 226, тролизеру 10, показанному выше Кислород может заставляя генератор 224 производить электричеобеспечиваться потоком 334, поступающим на ство 208 Дымовой газ 222 из турбины внутренневход турбины внутреннего сгорания, для образого сгорания 220 подается в отопительный канал вания, по крайней мере, части кислорода сгорания 228 Отопительный котел 228 эффективно рабо202 Водород, полученный в электролизной устатает в качестве теплообменника, передающего новке 330, может подаваться посредством потока тепло от дымового газа воде в отопительном кот332 для смешивания с топливом 54 с образованиле 228 Дымовые газы, охладившись, вытягиваютем, по крайней мере, части (hythane) 336 для ся из котла 228 как отходящие газы Передача обеспечения улучшенного топлива для турбины тепла от дымовых газов 222 в отопительный котел внутреннего сгорания Альтернативно, некоторое производит пар 230 Пар 230 подается в паровую количество или весь кислород, необходимый для турбину 232 Когда пар 230 проходит через паросжигания топлива, может обеспечиваться, по вую турбину 232, пар заставляет турбину вракрайней мере, частично, из установки разделения щаться Это вращение передается генератору 236 20 19 51614 воздуха 340 Кислород, полученный из установки очистной установке 320 и возвращается в техноразделения воздуха 340, может подаваться потологический поток 324 для ввода в турбину внутком 342 на вход турбины внутреннего сгорания реннего сгорания При обычной эксплуатации Азот и другие инертные газы транспортируются парового котла азот, инертный газ вводится в ко'потоками 334 в хранилище азота 350 или на комтел в сочетании с кислородным компонентом померческую распродажу ступающего воздуха сжигания Инертный газ используется для снижения температуры продуктов Соответственно, двуокись углерода, циркулисгорания в котле для исключения нанесения врерующая через турбину внутреннего сгорания 220, да металлургии и материалам конструкции котла поток отходящего газа 222, отопительный котел вследствие чрезмерно высоких температур Экс228, поток отходящего газа 210, газоочистная усплуатация этих обычных паровых котлов свидетановка 320 и поток двуокиси углерода 324 имеют тельствует о том, что использование азота в качевысокую концентрацию, по существу, чистой двустве инертного газа создает неприемлемо окиси углерода Соответственно, часть двуокиси высокие уровни окислов азота, окиси азота (NO) и углерода может быть отведена в поток 325 для закиси азота (N2O), которые соединяясь с атмоподачи в реактор для производства газа с образосферной влагой, производят компоненты кислотванием, по крайней мере, части питающего потока ных дождей Поэтому желательно заменить азот 102, и/или для подачи в реактор частичного окисинертным газом, который не способствует кислотления с образование, по крайней мере, части пиным дождям тающего потока 300, и/или для подачи в хранилище, и/или для коммерческой распродажи В варианте, представленном на Фигуре 8, Соответственно, концентрированная двуокись инертный газ двуокись углерода, которая является углерода может быть получена, не используя хиосновным компонентом потока отходящего газа мическое оборудование или оборудование аб210, очищается в газоочистной установке 320 и сорбционного разделения, как требуется в обычвозвращается посредством технологического поной системе внутреннего сгорания "в один тока 324 на вход котла 250 Эта процедура позвопроход" ляет исключить ввод азота и воздуха из топки котла Кислород, необходимый для сжигания Согласно Фиг 8, согенерирующий процесс с топлива, может поступать, по крайней мере, часодним циклом использует паровой котел 250 Топтично, из установки электролиза воды 330, котоливо 54 и воздухо/кислородный поток 202 подаютрая может быть компонентом электролизной устася в паровой котел 250 Сгорание топлива в котле новки 10, показанной на других Фигурах 250 производит дымовые газы 210 и пар 252 Пар настоящего описания, или быть независимой ус252 подается в паровую турбину 254 Когда пар тановки Электролизная установка 330 действует 252 проходит через паровую турбину 254, он зааналогично электролизной установке 10, показанставляет турбину вращаться Это вращение переной выше Кислород может подаваться посредстдается генератору 260 посредством силового отвом технологического потока 334 на вход котла вода 256 Вращение силового отвода 256 250 с образованием, по крайней мере, части кизаставляет генератор 260 производить электричеслорода сгорания 202 Водород, производимый ство 208 Когда пар 252 проходит через паровую электролизной установкой 330, может подаваться турбину 254, часть пара конденсируется, и этот посредством технологического потока 332 для конденсат возвращается в котел 250 оборотным смешивания с топливом 54 с образованием, по потоком 258 Остальной пар, который имеет более крайней мере, части топливной смеси 336 для низкие температуру и давление, чем пар 252, моподачи улучшенного топлива в паровой котел 250 жет использоваться как технологический пар в Альтернативно, кислород, необходимый для сжипромышленности или в альтернативных этапах, гания топлива, может поступать, по крайней мере, рассмотренных выше Технологический пар подачастично, из установки разделения воздуха 340 ется в остальную промышленность посредством Кислород из установки разделения воздуха 340 потока 206 Пар, который используется для целей может подаваться посредством технологического нагрева в установке, рециркулируется в паровой потока 342 на вход котла 250 Азот и другие котел 250 посредством оборотного потока 262 инертные газы транспортируются посредством При необходимости в паровой котел 250 добавлятехнологического потока 344 в хранилище азота ется подпиточная вода или на коммерческую распродажу СоответственСогенерирующий реактор может потребляться но, двуокись углерода, циркулирующая через папромышленностью, которая использует пар и ровой котел 250, поток отходящего газа 210, газоэлектричество для работы промышленности Соочистная установка 320 и технологический поток ответственно, технологический пар 206 может двуокиси углерода 324 становятся высококонцениспользоваться в промышленности для нагрева трированными до, по существу, чистой двуокиси или в других целях, если это необходимо Аналоуглерода Соответственно, часть двуокиси углегичным образом, электричество 208 может исрода может быть введена в технологический поток пользоваться в промышленности или передавать325 для подачи в реактор для производства газа, ся в энергетическую сеть (не показана) для формирующего, по крайней мере, часть питающепродажи другим потребителям электричества, го потока 102, и/или для подачи в реактор частичкогда это необходимо Альтернативно, часть элекного окисления, формирующего, по крайней мере, тричества может использоваться электролизной часть питающего потока 300, и/или для подачи в установкой 10 для электролиза воды с полученихранилище, и/или на коммерческую распродажу ем водорода и кислорода, как рассмотрено выше Соответственно, концентрированная двуокись Поток отходящего газа 210 очищается в газо 22 21 51614 углерода может поступать без использования хиками двуокиси углерода Реактор для производстмического оборудования или оборудования поглова газа 100 конвертирует двуокись углерода из тительного разделения, как это требуется в обычлюбого из этих источников или, альтернативно, ных системах сгорания "в один проход" двуокись углерода, которая закуплена на рынке, в моноокись углерода Соответственно, реактор для В альтернативных вариантах Фигур 3, 4 и 10 производства газа 100 может стать слабым месогенерирующая установка 200 производит отхостом в скорости производства метанола и, соотдящие, газы 210, в основном, содержащие двуветственно, МТВЕ и/или ЕТВЕ окись углерода, водяные пары, азот и кислород Кроме того, в отходящих газах 210 также имеются Согласно настоящему изобретению также небольшие количества окислов серы и азота Отописано усовершенствование реактора частичноходящие газы 210 очищаются в установке очистки го окисления 12 В соответствии с этим усоверотходящих газов 270 посредством этого способа с шенствованием опирание на дополнительную мообразованием газового потока, содержащего, по коокись углерода, производимую реактором для существу, кислород и азот (поток 272) и газообпроизводства газа 100, уменьшается, и в некоторазный поток водяного пара, и ССЬ, ЬЬ, SO2 и SO3, рых случаях реактор для производства газа 100 (поток 274) Газовый поток 272 может быть споможет не требоваться койно выпущен в атмосферу через вытяжную труСогласно Фигуре 5, кислород поступает в ребу 276 Газовый поток 274 подается в установку актор частичного окисления 12 посредством потодесорбирования двуокиси углерода 278 В устака 44 Углеводородное перерабатываемое сырье новке 278 поток 274 обрабатывается для выделеподается в реактор частичного окисления 12 пония двуокиси углерода Это приводит к получению средством технологического потока 54 Реактор потока сточных вод 280, который может утилизичастичного окисления 12 производит газовый пороваться или направляться на дополнительную ток 56 В соответствии с усовершенствованием обработку, и газового потока 282, который, по суреактор частичного окисления снабжается охлажществу, содержит двуокись углерода Двуокись дающим кожухом 302 Двуокись углерода подаетуглерода может накапливаться и продаваться как ся в охлаждающий кожух посредством потока 304 товар на рынке или использоваться как сырье для Двуокись углерода может быть получена из этиустановки для производства газа 100 и/или реаклового ферментатора 120, согенерирующей устатора частичного окисления 12 новки 200 или закуплена на рынке В охлаждающем кожухе 302 двуокись углерода нагревается до Использование реактора для производства гаповышенной температуры Нагретая двуокись за 100 обеспечивает эффективное средство для углерода затем подается посредством потока 306 потребления двуокиси углерода, которая произвов теплообменник с косвенным теплообменом 308 дится согенерирующей установкой Газовый поток 56 также поступает в теплообменСоответственно, вместе с установкой очистки ник В процессе прохождения через теплообменотходящего газа 270 весь процесс сохраняет нуник 308 поток двуокиси углерода дополнительно левые выделения или выбросы в процессе произнагревается, а газовый поток 56 охлаждается За водства метанола счет этого процесса двуокись углерода нагреваетНа Фигуре 4 представлен дополнительный ся до или выше температуры диссоциации двуальтернативный вариант В этом варианте водоокиси углерода (выше 1100°С, предпочтительнее, род из газоочистной установки 14, водород из выше 1250°С) При этой температуре двуокись электролизной установки 10 и водород из изобууглерода диссоциирует с образованием моноокитиленового синтезатора 20 (а именно, технологиси углерода и кислорода Поток 308 затем постуческие потоки 12, 42 и 94, соответственно) подапает в реактор частичного окисления 12 Посредются в центральный резервуар, где водород ством этого процесса двуокись углерода из объединяется для использования, когда он может внутреннего или внешнего источника конвертирупотребоваться в синтезаторе метанола или для ется в моноокись углерода и кислород, используя продажи на рынке, &роме того, как упоминалось доступное сбросное тепло в реакторе частичного выше, вследствие различного качества технолоокисления Соответственно, для производства гических потоков 72, 42 и 94, водород может быть увеличенного количества мокоокиси углерода не объединен в одном центральном накопительном требуется дополнительное углеводородное перерезервуаре или во множестве накопительных барабатываемое сырье ков для сохранения в отдельности каждого отдельного потока водорода На Фигуре 9 приведен пример этого более Как должно быть понятно из вышеописанного, позднего варианта, представляющего вариацию скорость производства метанола зависит от скотехнологической схемы Фигуры 2, иллюстрируюрости подвода моноокиси углерода Для питания щей использование реактора частичного окислеводородом синтезатора метанола 16 доступны ния Фигуры 5 для конвертирования двуокиси углеразличные источники Реактор частичного окислерода в моноокись углерода с исключением ния может быть единственным источником в обоиспользования реактора для производства газа рудовании, который генерирует моноокись углеОднако в этом варианте двуокись углерода, полурода Как видно из альтернативных вариантов на ченная в этаноловом реакторе 120, подается поФигурах 2, 3 и 4, этаноловый ферментатор 120, средством технологического потока 300 в охлажсогенерирующая установка 200 и реактор для дающий кожух 302 и вводится в охлаждающий производства газа 100 также могут быть включены кожух в виде технологического потока 304 Как в оборудование Согенерирующая установка и должно быть понятно, этаноловый реактор 120 этаноловый ферментатор оба являются источниможет быть только одним из множества возмож 24 23 51614 ных источников двуокиси углерода для охлажметанола В электролизную установку 10 подавадающего кожуха 302 ли 100 Мегаватт электричества для производства 3800фунт/час (1723,68кг/час водорода, 85фунт/час Фигура 10 является еще одним примером это(38,556кг/час) тяжелой воды и 30400фунт/час го более позднего варианта Вариант этой фигуры (13789,44кг/час) кислорода 26330фунт/час отличается от варианта Фигуры 3 использованием (11943кг/час) газойля или масла № 6 и реактора частичного окисления Фигур 5 и 9 для 29860фунт/час (13544,5кг/час) кислорода подаваконвертирования двуокиси углерода в моноокись ли в реактор частичного окисления Полученные углерода в дополнение к или с альтернативным газы поступали в газоочистную установку 14, коисключением использования реактора для произторая произвела 52253фунт/час (23701,96кг/час) водства газа ионоокиси углерода и 351 Зфунт/час (1593,5кг/час) На Фигуре 11 приведен дополнительный альводорода Эти газы вместе с водородом, получентернативный предпочтительный вариант, подобным в электролизной установке 10, и ный варианту, приведенному на Фигуре 2 Б этом 4527фунт/час (2053,45кг/час) водорода, полученварианте вся моноокись углерода для синтезатоного в изобутиленовом синтезаторе, поступали в ра метанола 16 получена из реактора для произсинтезатор метанола В реактор для производства водства газа Соответственно, реактор частичного газа 100 подавали 24066фунт/час (10916,34кг/час) окисления 12 и газоочистная установка 14 не тредвуокиси углерода из этанолового ферментатора буются производительностью 100 миллионов литров в Соответственно, преимуществом настоящего год Кроме того, в реактор для производства газа изобретения является то, что процесс может стать 100 подавали 6566фунтов/час (2978,34кг/час) двуэффективной губкой для двуокиси углерода, одноокиси углерода для производства 30630фунт/час го из основных соединений выхлопных (теплич(13893,77кг/час) моноокиси углерода Эту мононых) газов Путем модификации реактора частичокись углерода также подавали в синтезатор меного окисления, изображенного на Оигуре 5, или танола 16 Синтезатор метанола 16 произисключения реактора для производства газа 100, вел*94723фунт/час (42967,26кг/час) метанола, двуокись углерода конвертируют в моноокись угкоторый поступил в синтезатор простого эфира лерода, которая затем транспортируется в синтезатор метанола для производства метанола МеВ изобутиленовый синтезатор подавали танол затем конвертируется с получением МТВЕ 17168,6фунт/час (77876,77кг/час) бутана для проТаким образом, отходящий или выхлопной (тепизводства 5920фунт/час (2685,31 кг/час) водорода личный) газ эффективно конвертируется в МТВЕ, и 165766фунт/час (75191,46кг/ час) изобутилена который может использоваться в качестве оксиКак упомянуто выше, 4527фунт/час (2053,45кг/час) генгта для насыщения кислородом бензина для водорода подавали в синтезатор метанола и улучшения сгорания 1393фунт/час (631,86кг/час) водорода направляли в хранилище Изобутилен и метанол соединяли в Пример 1 синтезаторе простого эфира с получением В электролизную установку подавали 100 Ме260500фунт/час (118162,8кг/час) МТВЕ гаватт электричества Электролизная установка 10 использовала это электричество для производПример 3 ства 3800фунт/час (1723,68кг/час) водорода, 85 Этот пример демонстрирует вариант, предфунт/час (38 556кг/час) тяжелой воды и ставленный на Фигуре 3, который является уста29860фунт/час (13544,5 кг/час) кислорода Кислоновкой для производства 240 миллионов литров в род вместе с 26330фукт/час (11943,3кг/час) газойгод метанола ля или масла № 6 подавали в реактор частичного 84000 фунт/час (38102,4 кг/час) газойля или окисления 12 Реактор частичного окисления 12 масла № 6, 297577фунт/час (134980,92кг/час) кипроизводит 56160фунт/час (25474,2кг/час) отхослорода и 984980фунт/час (445786,92кг/час) азота дящих газов, которые поступают в газоочистную подавали в 80-м era Ваттную согенеркруюцую усустановку 14 Газоочистная установка 14 произвотановку 200 Атмосферный воздух использовался дила 351 Зфунт/час (1593,5кг/час) водорода и в качестве источника кислорода и азота 120% 52253фунт/час (23701,96кг/час) моноокиси углекислорода подавали в согенеркруюцую установку рода Моноокись углерода вместе с 7465фунт/час 200 Установка произвела 1,2 миллиона фунт/час (3386,12кг/час) водорода подавали в синтезатор (544320кг/час) пара 180р 2л (12,654кг/см2) и отхометанола 16 Синтезатор метанола 16 производит дящих газов Электричество из согенерирующей 59717фунт/час (27087,63кг/час) метанола Метаустановки и 100 Мегаватт из энергосети подавали нол подавали в синтезатор простого эфира 18 В в электролизную установку 10 для производства изобутиленовый синтезатор подавали 3800фунт/час (1723,68кг/час) водорода, 108237фунт/час (499096,Зкг/час) бутана Иаобути85фунт/час (38,556кг/час) тяжелой воды и леновый синтезатор произвел 3732фунт/час 30400фукт/час (13789,44кг/час) кислорода Ос(1692,84кг/час) водорода и 104505фунт/час тальные расходы для синтезатора метанола 16, (47404,5кг/час) изобутилена Изобутилен подавареактора для производства газа 100, синтезатора ли в синтезатор простого эфира 18 вместе с метапростого эфира 18 и изобутиленового синтезатора нолом Синтезатор простого эфира произвел те же самые, что и в Примере 2 164222фунт/час (74491,1 кг/час) МТВЕ Отходящие газы из согенерирующей установки 20С содержат смешанные потоки кислорода, Пример 2 азота, двуокиси углерода, водяных паров и частиц Пример 2 демонстрирует оборудование, изосеры, которые разделялись в установке очистки браженное на Фигуре 4, которое сконструировано отходящих газов 278 следующим образом Газодля производства 380 миллионов литров в год 51614 25 очистка отходящих газов произвела 984980фунт/час (4467,92кг/час) азота и 49596фунт/час (22496,75кг/час) кислорода, которые выпускались в атмосферу Также были произведены 75600фунт/час (34292,16кг/час) воды и 26 2500фунт/час образцов серы (1134кг/час), которые были обработаны в установке водной обработки Установка водной обработки /промывная установка(получено 252787фунт/час (114664,18кг/час) двуокиси углерода Фиг 2 ЮТ ' -170 ' 134 Фиг 4 Фиг.З 42 з о 34 32 Эй 0 22 2a 25 г— 4C 12 •302 Фиг.5 3в 37 44 Фиг.6 27 28 51614 335 94 2 аза 334 зао 30 4 KID 222 226 ЭЭ6. 230. £24 23Э. - 2Ї0 © Фиг.7 34 2 32 3 35 £ ^— > ?--•• Э20 ; 206,22 ЭЗО 2-ГО ЭЭ6 252. 254 £56 Фиг.9 29 51614 '--170 — 134 Фиг.Ю Фиг.11 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71