Спосіб і пристрій для конверсії діоксиду вуглецю в монооксид вуглецю
Формула / Реферат
1. Спосіб конверсії діоксиду вуглецю СО2 в монооксид вуглецю СО, який включає наступні стадії:
розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню за допомогою підведення енергії в конвертері вуглеводнів, при цьому ця енергія, щонайменше частково, є тепловою, при цьому вуглець і водень після стадії розкладання мають температуру щонайменше 200 °C,
направлення щонайменше частини вуглецю, який утворився на стадії розкладання, з конвертера вуглеводнів у конвертер СО2,
подача в конвертер СО2 газоподібного СО2, який надходить з електростанції або з іншого промислового процесу,
змішування цього газоподібного СО2 щонайменше з частиною вуглецю, що утворився на стадії розкладання, при цьому при змішуванні вуглецю з газоподібним СО2 вуглець, отриманий на стадії розкладання, охолоджується не більше, ніж на 50 % у°С відносно його температури після стадії розкладання,
перетворення щонайменше частини газоподібного СО2 і вуглецю, отриманого на стадії розкладання, в СО при температурі від 800 до 1700 °C.
2. Спосіб за п. 1, в якому стадію розкладання проводять при температурі вище 1000 °C, і в якому вуглець змішують із газоподібним СО2 при температурі щонайменше 800 °C.
3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому тепло, необхідне для досягнення температури від 800 до 1700 °C для конверсії СО2, надходить по суті повністю за рахунок тепла, яке виділяється при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень.
4. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому вуглець, отриманий на стадії розкладання, і водень, отриманий на стадії розкладання, спільно змішують із газоподібним СО2.
5. Спосіб за одним із пп. 1-3, в якому вуглець, отриманий на стадії розкладання, відділяють від водню, отриманого на стадії розкладання, до стадії змішування вуглецю з газоподібним СО2.
6. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому щонайменше частина тепла щонайменше частини вуглецю, отриманого на стадії розкладання, і/або частини водню, отриманого на стадії розкладання, використовують для нагрівання газоподібного СО2 перед змішуванням газоподібного СО2 з вуглецем і/або використовують для нагрівання технологічної камери, в якій газоподібний СО2 змішують із вуглецем.
7. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому CO після конверсії має температуру від 800 до 1700 °C, і в якому щонайменше частину його тепла використовують для підігрівання газоподібного СО2 перед змішуванням із вуглецем.
8. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому щонайменше частину тепла щонайменше частини вуглецю, отриманого на стадії розкладання, і/або частини водню, отриманого на стадії розкладання, або частини CO після конверсії до CO використовують для вироблення електроенергії, при цьому електроенергія, зокрема, може являти собою носій енергії для підведення енергії на розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень.
9. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому енергію підводять, головним чином, за допомогою плазми.
10. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому стадію розкладання здійснюють у реакторі Квернера.
11. Спосіб виробництва синтез-газу, в якому СО2 конвертують в CO відповідно до одного з попередніх пунктів; і в якому водень змішують із CO.
12. Спосіб за п. 11, в якому водень отримують при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню шляхом підведення енергії, яка щонайменше частково є тепловою енергією.
13. Спосіб за п. 12, в якому щонайменше частину водню отримують при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень, при температурі менше ніж 1000 °C, зокрема менше ніж 600 °C, за допомогою мікрохвильової плазми.
14. Спосіб за одним із пп. 11-13, в якому співвідношення CO і водню в синтез-газі має величину від 1:1 до 1:3, зокрема величину близько 1:2,1.
15. Спосіб виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів, в якому спочатку отримують синтез-газ відповідно до способу за одним із пп. 11-14, і в якому цей синтез-газ приводять в контакт із належним каталізатором з метою здійснення конверсії синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, при цьому температуру каталізатора і/або синтез-газу у відкритому контурі контролюють або в закритому контурі регулюють у заданому температурному діапазоні.
16. Спосіб за п. 15, в якому конверсію синтез-газу проводять із використанням процесу Фішера-Тропша, зокрема процесу SMDS (Shell Middle Distillates Synthesis - синтез середніх дистилятів способом Shell).
17. Спосіб за п. 15, в якому конверсію синтез-газу проводять із використанням процесу Бергіуса-П'єра, процесу П'єра або поєднання процесу П'єра і процесу MtL (Methanol to Liquid - рідкі продукти з метанолу).
18. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому текуче середовище, що містить вуглеводень, яке підлягає розкладанню, являє собою природний газ, метан, жирні гази, важку нафту або їх суміш.
19. Пристрій для конверсії діоксиду вуглецю СО2 в монооксид вуглецю СО, який включає:
конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводні, до вуглецю і водню, при цьому конвертер вуглеводнів включає щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, і щонайменше один вихідний отвір для вуглецю і/або водню, і при цьому конвертер вуглеводнів включає щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії,
конвертер СО2, призначений для конверсії СО2 в СО, при цьому конвертер СО2 включає щонайменше одну додаткову технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для СО2, придатний для подачі СО2, що надходить з електростанції або з іншого промислового процесу, в конвертер СО2, щонайменше один вхідний отвір для щонайменше вуглецю і щонайменше один вихідний отвір, при цьому вхідний отвір для щонайменше вуглецю безпосередньо з'єднаний щонайменше з одним вихідним отвором конвертера вуглеводнів.
20. Пристрій за п. 19, в якому щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери сконструйований таким чином, що придатний для забезпечення нагрівання, щонайменше локально, до температури вище 1000 °C.
21. Пристрій за п. 19 або 20, в якому щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери включає плазмовий пристрій, зокрема мікрохвильовий плазмовий пристрій.
22. Пристрій за одним із пп. 19-21, в якому технологічна камера конвертера СО2 утворена вихідною трубою конвертера вуглеводнів, при цьому ця вихідна труба з'єднана з вхідним отвором для газоподібного СО2.
23. Пристрій за одним із пп. 19-22, що додатково включає роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю, який утворився в ході розкладання, і водню, який утворився в ході розкладання, що має різні вихідні отвори для розділених матеріалів, які виводяться з роздільного пристрою, при цьому вихідний отвір для вуглецю з'єднаний з конвертером СО2.
24. Пристрій за одним із пп. 19-23, в якому конвертер вуглеводнів являє собою реактор Квернера.
25. Пристрій для виробництва синтез-газу, який включає пристрій за одним із пп. 19-24 і щонайменше одну окрему трубу подачі, призначену для подачі водню в конвертер СО2 або в розташовану далі по потоку змішувальну камеру.
26. Пристрій за п. 25, який містить щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню, при цьому цей конвертер вуглеводнів включає:
щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень,
щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії,
роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю, отриманого внаслідок розкладання, і водню, отриманого внаслідок розкладання, при цьому в роздільному пристрої передбачені окремі вихідні отвори для вуглецю і водню, при цьому вихідний отвір для водню з'єднаний з окремим вхідним отвором для водню.
27. Пристрій за п. 26, в якому щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів належить до такого типу, в якому розкладання здійснюється при температурах менше ніж 1000 °C, більш конкретно - менше ніж 600 °C, за допомогою мікрохвильової плазми.
28. Пристрій для перетворення синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, який включає:
пристрій за одним із пп. 25-27, і
конвертер CO, що включає технологічну камеру, забезпечену каталізатором, засіб приведення синтез-газу в контакт із каталізатором і блок керування для контролю у відкритому контурі або регулювання в закритому контурі температури каталізатора і/або синтез-газу відповідно до заданої величини.
29. Пристрій за п. 28, в якому конвертер CO включає конвертер Фішера-Тропша, зокрема конвертер SMDS.
30. Пристрій за п. 28, в якому конвертер CO включає конвертер Бергіуса-П'єра, конвертер П'єра або поєднання конвертера П'єра і конвертера MtL.
31. Пристрій за одним із пп. 28-30, який додатково включає блок керування для контролю у відкритому контурі або регулювання в закритому контурі тиску синтез-газу всередині конвертера CO.
Текст
Реферат: Описаний спосіб і пристрій для конверсії діоксиду вуглецю СО 2 в монооксид вуглецю СО із використанням вуглеводнів. У додаткових варіантах здійснення винаходу описані способи і пристрої для виробництва синтез-газу, і способи і пристрої для перетворення синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні з використанням СО2 і вуглеводнів. Ці способи і пристрої придатні для перетворення СО 2, що виділяється в промислових процесах, і, таким чином, можливе зменшення кількості діоксиду вуглецю, який викидається в атмосферу. UA 111259 C2 (12) UA 111259 C2 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Даний винахід стосується способу і пристрою для виробництва монооксиду вуглецю з вуглеводнів і CO2. Великі кількості діоксиду вуглецю (CO2), який вважається газом, що негативно впливає на клімат, утворюються під час виробництва електроенергії і інших промислових процесів. Великі зусилля затрачуються на те, щоб уникнути утворення діоксиду вуглецю. Крім того, робляться спроби відділення діоксиду вуглецю, що утворився, від димових газів і закладання діоксиду вуглецю на зберігання. Одним із прикладів є зберігання CO2 або концепція уловлювання і зберігання діоксиду вуглецю (Carbon-Capture-to-Storage-CCS), скорочено концепція CCS, яка полягає в тому, що CO2 відділяють від димових газів, після чого стискають і закладають на зберігання в належні геологічні формації. Спосіб CCS відрізняється дорожнечею, споживанням великої кількості енергії, обмеженістю об'ємів зберігання і, з різних причин, наявністю сильної протидії з боку місцевого населення. Щонайменше в Німеччині його здійсненність з технічної і політичної точок зору виявилася неспроможною. Іншою можливістю є використання діоксиду вуглецю як вихідного матеріалу для інших промислових процесів, тобто як вихідного матеріалу промисловості з виробництва пластмас для виробництва поліуретану в тому вигляді, в якому це здійснюється фірмою Bayer AG в межах проекту CO2RRECT. З точки зору задіюваних кількостей CO2, використання CO2 як вихідного матеріалу є лише однією з ніш для можливого застосування, оскільки загальносвітове виробництво кінцевих продуктів цього варіанту застосування дуже мале для перетворення значної кількості діоксиду вуглецю, що виробляється. Жодна з цих концепцій не дає варіантів застосування, які придатні для зв'язування великої кількості діоксиду вуглецю або є соціально прийнятними при їх здійсненні. Синтез-газ являє собою газоподібну суміш, що містить монооксид вуглецю і водень, яка також може містити діоксид вуглецю. Наприклад, синтез-газ утворюється внаслідок газифікації вуглецевмісного палива до газоподібного продукту, що має певну теплотворну здатність. Синтез-газ характеризується приблизно 50 % густиною енергії порівняно з природним газом. Синтез-газ може бути спалений і, таким чином, використаний як паливо. Синтез-газ також може бути використаний як проміжний продукт для виробництва інших хімічних продуктів. Наприклад, синтез-газ може бути отриманий при газифікації вугілля або відходів. При отриманні синтез-газу вуглець може вступати в реакцію з водою, або вуглеводень може вступати в реакцію з киснем. Є технології промислового масштабу з переробки синтез-газу з отриманням промислових газів, добрив, хімікатів і інших хімічних продуктів. Однак більшості відомим технологіям (наприклад, реакція конверсії водяного газу), що включають отримання і конверсію синтез-газу, властива проблема, яка полягає в тому, що синтез належної кількості водню спричиняє утворення більшої кількості додаткового CO2, який, зрештою, викидається в атмосферу, де він впливає на зміну клімату. Іншою відомою технологією виробництва синтез-газу є часткове окислення метану відповідно до рівняння 2CH4+O2 2CO+4H2, під час якого можна досягнути максимального відношення H2:CO, яке дорівнює 2,0. Однак її недоліком є використання чистого кисню, отримання якого вимагає витрат великої кількості енергії. У DD 276098 A1 описане більш повне використання матеріалу природного газу на підприємствах парового реформінгу. Зокрема, крім інших, описаний спосіб виробництва сажі з природного газу за допомогою плазмово-дугового піролізу. Крім того, в US 4040976 описана обробка вуглецевмісного матеріалу, особливо вугілля, діоксидом вуглецю з метою виробництва газоподібного монооксиду вуглецю. У ході вказаної обробки діоксид вуглецю спочатку змішують із вуглецевмісним матеріалом, потім швидко нагрівають у реакторі разом із діоксидом вуглецю зі швидкістю >500C/с, після чого швидко охолоджують, при цьому фаза нагрівання триває від 0,1 до 50 мс, і загальний час контакту реагентів обмежений часовим діапазоном від 10 мс до 5 с. Крім того, виробництво монооксиду вуглецю в плазмі відоме з US 4190636 А, де в плазму, що генерується з монооксиду вуглецю, вводять твердий вуглець. Отримані продукти піддають термічному загартуванню і фільтрують з метою отримання монооксиду вуглецю. У ЕР 0219163 А2 описаний спосіб виробництва синтез-газу, при цьому вуглеводневмісний матеріал розкладають на вуглець і водень в першій реакційній камері, при цьому, вуглець направляють у другу реакційну камеру, і у другій реакційній камері здійснюють його реакцію з пароподібною Н2О. У GB 873213 А2 описаний спосіб виробництва синтез-газу, в якому перший вуглеводень розкладають до вуглецю за допомогою каталізатора, після чого каталізатор, що знаходиться в контакті з вуглецем, піддають впливу СО2. Отже, проблемою, яка підлягає вирішенню, є забезпечення способу конверсії CO2, причому даний спосіб повинен бути придатний для ефективного відновлення тієї кількості діоксиду 1 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вуглецю, яка виділяється в промислових процесах, і для виробництва хімічних продуктів, які мають попит. Даним винаходом забезпечується спосіб, відповідний одному з пунктів 1, 11 або 14 формули винаходу, і пристрій, відповідний одному з пунктів 18, 24 або 27 формули винаходу. Зокрема, спосіб конверсії діоксиду вуглецю CO2 в монооксид вуглецю CO включає розкладання до вуглецю і водню текучого середовища, що містить вуглеводень, за допомогою підведення енергії, яка, щонайменше частково, є тепловою, тим самим, вуглець і водень після стадії розкладання мають температуру щонайменше 200C. Потім щонайменше частину вуглецю, який утворився на стадії розкладання, змішують із газоподібним CO2, при цьому вуглець, що утворився на стадії розкладання, при змішуванні з газоподібним CO2 охолоджується не більше, ніж на 50 % в C відносно його температури після стадії розкладання, при цьому щонайменше частину вуглецю, який утворився на стадії розкладання, перетворюють в CO при температурі від 800 до 1700C. Цей спосіб робить можливим просту і ефективну конверсію CO2 в CO, при цьому щонайменше частина енергії, необхідної для забезпечення вуглецю (шляхом розкладання вуглеводню), використовується на стадії конверсії в формі тепла. Це особливо актуально, якщо стадію розкладання проводять при температурі більше, ніж 1000C і вуглець змішують із газоподібним CO2 при температурі щонайменше 800C, оскільки в цьому випадку не потрібна або потрібна тільки невелика додаткова кількість тепла для конверсії CO2 в CO. Переважно, тепло, необхідне для досягнення температури від 800 до 170C (зокрема, близько 1000C) з метою конверсії CO2, по суті повністю забезпечується за рахунок тепла, яке використовується для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень. Це по суті означає, що щонайменше 80 %, а саме — щонайменше 90 %, необхідного тепла надходить зі стадії розкладання. У одному з варіантів здійснення винаходу і вуглець, отриманий на стадії розкладання, і водень, отриманий на стадії розкладання, спільно змішують із газоподібним CO2. Водень не ставить під загрозу процес конверсії і може виступати в ролі додаткової теплопередавальної речовини. Це особливо вигідно, якщо вуглець і водень мають температуру 1000C (переважна температура конверсії або перетворення) або вище. В цьому випадку газ після конверсії є не чистим CO, а синтез-газом. Як альтернатива, вуглець, отриманий на стадії розкладання, може бути відділений від водню, отриманого на стадії розкладання, до змішування з газоподібним CO2. Щоб підвищити ефективність використання енергії, в даному способі щонайменше частина тепла щонайменше частини вуглецю і/або частини водню, які отримуються на стадії розкладання, може бути використана для нагрівання газоподібного CO2 перед стадією змішування газоподібного CO2 з вуглецем, і/або може бути використана для нагрівання технологічної камери, в якій газоподібний CO2 змішують із вуглецем. У цьому значенні потрібно зазначити, що CO після конверсії має температуру від 800 до 1700C, і що щонайменше частина його тепла може бути використана для попереднього нагрівання газоподібного CO2 перед стадією змішування газоподібного CO2 з вуглецем. Також можливо, щоб щонайменше частина тепла щонайменше частини вуглецю і/або частини водню, отриманих на стадії розкладання, і/або частини CO після конверсії, була використана для вироблення електроенергії, яка може бути використана як джерело енергії, що підводиться для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень. Переважно, енергію для розкладання вуглеводню, головним чином, підводять за допомогою плазми. Це спосіб прямого і, таким чином, ефективного підведення енергії. Переважно, стадію розкладання здійснюють в реакторі Квернера, який дозволяє проводити безперервне розкладання потоку вуглеводнів. У даному способі виробництва синтез-газу CO2 спочатку перетворюють або трансформують в CO, як описано вище, потім CO змішують із воднем. Переважно, водень отримують при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень, на вуглець і водень шляхом підведення енергії, яка, щонайменше частково, являє собою тепло. Отже, на стадії розкладання одночасно може бути отриманий вуглець, а також водень, необхідний для конверсії CO2. У одному з варіантів здійснення винаходу щонайменше частину водню отримують шляхом розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, при температурі менше, ніж 1000C, а саме — менше, ніж 600C, за допомогою мікрохвильової плазми. Якщо для досягнення співвідношення компонентів синтез-газу потрібна додаткова кількість водню (більше, ніж утворюється при виробництві вуглецю, необхідного для конверсії CO2), переважно виробляти вказаний водень, ефективно використовуючи енергію, при низьких температурах з текучого середовища, що містить вуглеводень. Переважно, відношення CO до водню в синтезігазі доводять до значення від 1:1 до 1:3, більш конкретно — до значення 1:2,1. 2 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У способі виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів спочатку отримують синтез-газ, як описано вище, і цей синтез-газ приводять в контакт із належним каталізатором з метою здійснення конверсії синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, при цьому температуру каталізатора і/або синтез-газу контролюють (відкритий контур) або регулюють (закритий контур) в заданому температурному діапазоні. Таким чином, синтез-газ може бути отриманий шляхом змішування CO з воднем або до, або під час приведення його в контакт із каталізатором. У одному з варіантів здійснення винаходу конверсію синтез-газу здійснюють за допомогою процесу Фішера-Тропша, більш конкретно — процесу SMDS (Shell Middle Distillates Synthesis — синтез середніх дистилятів способом Shell). Як альтернатива, конверсія синтез-газу може бути здійснена за допомогою процесу Бергіуса-П'єра, процесу П'єра або поєднання процесу П'єра з процесом MtL (Methanol to Liquid — рідкі продукти з метанолу). Саме вибір цього процесу визначає, головним чином, природу синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів. Переважно, текуче середовище, що містить вуглеводень, яке підлягає розкладанню, являє собою природний газ, метан, жирний газ, важку нафту або їх суміш. Пристрій для конверсії діоксиду вуглецю CO2 у монооксид вуглецю CO включає конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводні, до вуглецю і водню, при цьому конвертер вуглеводнів включає щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, щонайменше один вихідний отвір для вуглецю і/або водню і щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії. Додатково пристрій включає конвертер CO2, призначений для конверсії CO2 в CO, при цьому конвертер CO2 включає щонайменше одну додаткову технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для CO2, щонайменше один вхідний отвір для щонайменше вуглецю і щонайменше один вихідний отвір, при цьому вхідний отвір для щонайменше вуглецю безпосередньо з'єднаний щонайменше з одним вихідним отвором конвертера вуглеводнів. У цьому випадку термін "безпосередньо з'єднаний" означає, що вуглець, який виходить із конвертера вуглеводнів, не охолоджується більше, ніж на 50 % його температури в C, переважно, не більше, ніж 20 %, по шляху в конвертер CO2 без використання додаткової енергії для нагрівання цього вуглецю. Роздільний пристрій, призначений для відділення вуглецю від водню, може бути встановлений між пристроєм для здійснення стадії розкладання і щонайменше одним виходом конвертера вуглеводнів. Цей роздільний пристрій може становити частину конвертера вуглеводнів або може розташовуватися поза конвертером вуглеводнів і являти собою окремий пристрій. Роздільний пристрій між виходом конвертера вуглеводнів і входом конвертера CO2 не завдає збитку безпосередньому з'єднанню, якщо виконано вказану вище умову. Переважно, щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери сконструйований таким чином, що він придатний для збільшення температури, щонайменше локально, до більш ніж 1000C, більш конкретно, більше, ніж 1500C. В одному з варіантів здійснення винаходу щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери являє собою плазмовий пристрій. Зокрема, якщо необхідна температура розкладання становить менше, ніж 1000C, то цей щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери переважно являє собою мікрохвильовий плазмовий пристрій. В особливо простому варіанті здійснення даного винаходу технологічна камера конвертера CO2 утворена вихідною трубою конвертера вуглеводнів, яка з'єднана з трубою подачі газоподібного CO2. В одному з варіантів здійснення винаходу роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю і водню, які утворилися під час розкладання, розташований поблизу конвертера вуглеводнів і має різні вихідні отвори для розділених матеріалів, при цьому вихідний отвір для вуглецю з'єднаний з конвертером CO2. Переважно, конвертер вуглеводнів являє собою реактор Квернера, придатний для забезпечення необхідних для безперервного розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, температур протягом тривалих періодів роботи. Пристрій для виробництва синтез-газу включає пристрій раніше описаного типу, а також щонайменше одну окрему трубу подачі, призначену для подачі водню в конвертер CO2 або в розташовану далі по потоку змішувальну камеру. Такий пристрій робить можливим просте і ефективне виробництво синтез-газу з CO2 і текучого середовища, що містить вуглеводень. У одному з варіантів здійснення винаходу пристрій для виробництва синтез-газу включає щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого 3 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню. Цей щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів також включає щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії, і роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю і водню, які були отримані внаслідок розкладання, при цьому в роздільному пристрої передбачені окремі вихідні отвори для вуглецю і водню, при цьому вихідний отвір для водню з'єднаний з окремою трубою подачі для водню. З міркувань ефективного використання енергії, щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів переважно належить до такого типу, в якому розкладання здійснюється при температурах менше, ніж 1000C, більш конкретно — менше, ніж 600C, за допомогою мікрохвильової плазми. Пристрій для перетворення синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні включає пристрій для виробництва синтез-газу описаного вище типу і конвертер CO. Конвертер CO включає технологічну камеру, забезпечену каталізатором, засіб приведення синтез-газу в контакт з каталізатором і блок керування для контролю (відкритий контур) або регулювання (закритий контур) температури каталізатора і/або синтезгазу відповідно до заданої величини. При цьому частини пристрою для виробництва синтез-газу можуть бути інтегровані в конвертер CO, наприклад, змішувальна камера для CO і додаткового водню. У одному з варіантів здійснення винаходу конвертер CO включає конвертер ФішераТропша, зокрема, конвертер SMDS. Як альтернатива, конвертер CO може включати конвертер Бергіуса-П'єра, конвертер П'єра або поєднання конвертера П'єра і конвертера MtL. Також можлива наявність в даному пристрої декількох конвертерів CO одного і того ж або різних типів. Переважно, даний пристрій включає блок керування для контролю або регулювання тиску синтез-газу всередині конвертера CO. Далі винахід описаний більш детально з посиланням на певні варіанти свого здійснення і креслення, на яких: на фіг. 1 представлена схема установки з виробництва монооксиду вуглецю; на фіг. 2 представлена схема установки з виробництва синтез-газу; на фіг. 3 представлена схема установки з виробництва функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів; на фіг. 4 представлена схема іншої установки з виробництва функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу; на фіг. 5 представлена схема установки з виробництва функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу; на фіг. 6 представлена схема установки з виробництва функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу; на фіг. 7 представлена схема установки з виробництва синтез-газу відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу; на фіг. 8 представлена схема установки з виробництва функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів відповідно до іншого варіанту здійснення винаходу. Потрібно зазначити, що терміни верх, низ, праворуч, зліва, а також аналогічні їм, в нижченаведеному описі стосуються орієнтації і розташування, відповідно, показаного на фігурах, і призначені тільки для опису варіантів здійснення винаходу. Ці терміни не мають обмежувального характеру. Крім того, на різних фігурах для позначення одних і тих же або аналогічних частин використовуються одні і ті ж номери позицій. У нижченаведеному описі описані способи і пристрої, пов'язані з обробкою "гарячих" матеріалів або здійснення "гарячих" процесів. У контексті даного опису вираз "гарячий" означає температуру більше, ніж 200C, переважно більше, ніж 300C. На фіг. 1 схематично показана установка 1 для конверсії діоксиду вуглецю до монооксиду вуглецю. На фіг. 1 також пояснюються основні технологічні стадії конверсії діоксиду вуглецю до монооксиду вуглецю відповідно до даного опису. Установка 1 включає конвертер 3 вуглеводнів, в якому є вхідний отвір 4 для вуглеводнів і перший вихідний отвір 5 для вуглецю, необов'язковий вихідний отвір 6 для водню, а також необов'язковий другий вихідний отвір 7 для вуглецю. Установка 1 для виробництва монооксиду вуглецю додатково включає конвертер 9 CO2, в якому є вхідний отвір 10 для CO2, вихідний отвір 11 для вуглецю (що також називається "вхідний отвір С") і вихідний отвір 12. Конвертер 3 вуглеводнів і конвертер 9 CO2 розміщені так, що вихідний отвір 5 для вуглецю конвертера 3 вуглеводнів з'єднаний із вхідним отвором 11 для вуглецю конвертера 9 CO2 шляхом безпосереднього з'єднання 8, при цьому вихідний отвір 5 може безпосередньо бути вхідним 4 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отвором 11 для вуглецю конвертера 9 CO2. Таким чином, вуглець може бути безпосередньо переміщений з конвертера 3 вуглеводнів у конвертер 9 CO2. Конвертер 3 вуглеводнів являє собою будь-який конвертер вуглеводнів, придатний для здійснення конверсії або розкладання поданих вуглеводнів до вуглецю і водню. Конвертер 3 вуглеводнів включає технологічну камеру, в якій є вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, щонайменше один пристрій для підведення до цього текучого середовища енергії розкладання і щонайменше один вихідний отвір. Енергія розкладання, щонайменше частково, підводиться за допомогою нагрівання, яке, наприклад, здійснюють за допомогою плазми. Проте, енергія розкладання може бути підведена іншими засобами і, якщо розкладання здійснюється, головним чином, за рахунок нагрівання, то текуче середовище повинно бути нагріте до більш ніж 1000C, зокрема, до температури більше, ніж 1500C. В описуваному варіанті здійснення винаходу використовують реактор Квернера, в якому необхідне тепло підводиться за допомогою плазмової дуги і плазмового факела. Однак відомі інші реактори, які працюють при більш низьких температурах, зокрема, менше, ніж 1000C, в яких додаткова, крім теплової, енергія підводиться до вуглеводнів, наприклад, за допомогою мікрохвильової плазми. Як додатково пояснено далі, в контексті даного винаходу розглядаються обидва типи реакторів (а також реактори, які функціонують без використання плазми), зокрема, також обидва типи реакторів в поєднанні один з одним. Конвертери вуглеводнів, які працюють при температурі більше, ніж 1000C, є переважними як високотемпературні реактори, тоді як конвертери, які працюють при температурах менше, ніж 1000C, зокрема, при температурах від 200C до 1000C, є переважними як низькотемпературні реактори. У конвертері вуглеводнів вуглеводні (CnHm) піддаються розкладанню до водню і вуглецю під дією теплової енергії і/або плазми. Ці вуглеводні переважно подають у реактор у газоподібному стані. Вуглеводні, які при стандартних умовах є рідинами, перед подачею в реактор можуть бути піддані випаровуванню або можуть бути подані у вигляді мікрокрапель. Обидві форми далі називаються текучими середовищами. Розкладання вуглеводнів, якщо можливо, потрібно провести за відсутності кисню, щоб пригнічувати утворення оксидів вуглецю або води. Проте, невелика кількість кисню, яка може бути внесена разом із вуглеводнями, не є згубною для процесу. У реакторі Квернера, описаному вище, розкладання текучих середовищ, що містять вуглеводень, відбувається в плазмовому пальнику при високій температурі до чистого вуглецю (наприклад, такого, як активоване вугілля, технічний вуглець, графіт або промислова сажа), водню і, можливо, домішок. Текучі середовища, що містять вуглеводень, які використовуються як вихідний матеріал для конвертера 3 вуглеводнів, являють собою, наприклад, метан, природний газ, біогази, жирний газ або важку нафту. Однак синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні також можуть бути використані як вихідний матеріал для конвертера 3 вуглеводнів. Після початкової стадії розкладання елементи звичайно присутні у вигляді суміші, зокрема, в формі аерозолю. Ця суміш, як описано нижче, може бути подана в інший процес в цій формі або може бути розділена на індивідуальні елементи за допомогою роздільного пристрою, який не показаний. У контексті даної заявки такий роздільний пристрій розглядається як частина конвертера вуглеводнів, однак роздільний пристрій може бути сконструйований і як окремий пристрій. Якщо наявності роздільного пристрою не передбачається, то вихідний отвір 5 для вуглецю є єдиним вихідним отвором конвертера 3 вуглеводнів, через який суміш (аерозоль) вуглецю і водню направляють безпосередньо в конвертер 9 CO2. Якщо роздільний пристрій є, то вуглець, який, щонайменше частково, відділений від водню, може бути направлений в конвертер 9 вуглеводнів через вихідний отвір 5 для вуглецю. Відділений водень і, можливо, кількість вуглецю, що залишилася, можуть бути відведені через необов'язкові вихідні отвори 6 і 7. Конвертер 9 CO2 може являти собою будь-який конвертер CO2, який відповідає вимогам, придатний для виробництва монооксиду вуглецю (CO) з вуглецю (С) і діоксиду вуглецю (CO2). У представленому на фіг. 1 варіанті здійснення винаходу конвертер 9 CO2 функціонує відповідно до частини відомої реакції, яка відбувається в доменній печі, при цьому вказана частина реакції відбувається при температурі приблизно від 750C до 1200C без необхідності використання каталізатора. Переважно, конвертер CO2 функціонує при температурі від 800C до 1000C, при цьому тепло, необхідне для досягнення цієї температури, забезпечується, головним чином, матеріалом, що виходить із конвертера 3 вуглеводнів, як буде більш детально описано далі. У конвертері 9 CO2, CO2 пропускають над гарячим вуглецем або змішують із гарячим вуглецем (і, можливо, воднем) з метою його конверсії відповідно до хімічної реакції CO2+C 2CO. Найкраще конвертер 9 CO2 функціонує в стані рівноваги Будуара (Boudouard) при температурі 5 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1000C. При температурах близько 800C забезпечується приблизно 94 % монооксиду вуглецю, а при температурах близько 1000C забезпечується близько 99 % монооксиду вуглецю. Додаткове збільшення температури не приводить до істотних змін. Функціонування установки 1 для конверсії діоксиду вуглецю до монооксиду вуглецю більш детально описане далі з посиланням на фіг. 1. У нижченаведеному описі приймається, що конвертер 3 вуглеводнів являє собою високотемпературний (High temperature — HT) реактор типу реактора Квернера. Текучі середовища, що містять вуглеводень (особливо в газоподібній формі), подають у конвертер 3 вуглеводнів через вхідний отвір 4 для вуглеводнів. Якщо вуглеводень являє собою, наприклад, метан (CH4), то з 1 моля метану утворюється 1 моль вуглецю і 2 молі водню. Розкладання вуглеводнів при температурі приблизно 1600C в конвертері 3 вуглеводнів відбувається відповідно до наступних рівнянь реакції, причому енергія, що підводиться, являє собою тепло, яке виробляється плазмою за допомогою електроенергії: CnHm + енергія nC+m/2H2 При належному регулюванні процесу в реакторі Квернера майже 100 % вуглеводнів може бути розкладено на їх складові елементи в безперервному режимі. У нижченаведеному описі приймається, що в конвертері 3 вуглеводнів вуглець відділяється від водню, і що вуглець і водень виводять, головним чином, окремо. Однак також можливо, щоб розділення не проводилося, навпаки, вуглець і водень виводять і подають в конвертер 9 CO2 у вигляді суміші. Водень не заважає процесу конверсії в конвертері 9 CO2, але може служити додатковою теплопередавальною речовиною. Вуглець, щонайменше частково, направляють безпосередньо через вихідний отвір 5 для вуглецю у вхідний отвір 11 для вуглецю конвертера 9 CO2. Термін "безпосереднє" направлення з вихідного отвору 5 конвертера 3 вуглеводнів у вхідний отвір 11 для вуглецю конвертера 9 CO2 включає всі варіанти здійснення, при цьому матеріали, які направляються, не зазнають охолоджування більш ніж на 50 % температури (переважно, не більше, ніж 80 % (примітка перекладача (на англ. мову): очевидно, мається на увазі 20 %, тобто 80 % енергії/температури залишається — див. наступний абзац)). Оскільки вуглець на виході з конвертера 3 вуглеводнів має високу температуру, переважно вище, ніж 1000C, теплова енергія, яка міститься в ньому, може бути використана для підтримки температури, необхідної для процесу конверсії в конвертері 9 CO2, який переважно функціонує при температурі близько 1000C. Безпосереднє з'єднання 8 між конвертером 3 вуглеводнів і конвертером 9 CO2 сконструйоване так, що вуглець сильно не охолоджується (менш ніж на 50 %, переважно, менш ніж на 20 % за температурою) по шляху з конвертера 3 вуглеводнів у конвертер 9 CO2. Наприклад, з'єднання 8 може бути спеціально ізольованим і/або таким, що активно нагрівається, при цьому до системи переважно не підводиться додаткове тепло, тобто додаткове до тепла, яке вводиться в конвертері 3 вуглеводнів. Водень, що утворився в конвертері 3 вуглеводнів, також містить теплову енергію через високу робочу температуру в конвертері 3 вуглеводнів. Отже, однією з можливостей нагрівання з'єднання 8 є використання теплової енергії водню, який виходить через вихідний отвір 6 для водню, для нагрівання з'єднання 8 між конвертером 3 вуглеводнів і конвертером 9 CO2 або безпосередньо, або непрямо за допомогою теплообмінника. У конвертері 9 CO, СО2, який поданий через вхідний отвір 10 для CO2 конвертера 9 CO2, пропускають над гарячим вуглецем і/або змішують із гарячим вуглецем. Конвертер 9 CO2 найкраще функціонує в стані рівноваги Будуара, який встановлюється під час реакції діоксиду вуглецю з гарячим вуглецем. Ця реакція, відома фахівцям в даній галузі, залежна від тиску і температури і далі детально не описується. Кількість CO2 або кількість вуглецю, що подається в конвертер 9 CO2, можна контролювати (відкритий контур) або регулювати (закритий контур) належним чином. Δ H = + 172,45 кДж/моль CO2+C 2CO CO2 може надходити, наприклад, з електростанції (яка працює на вугіллі, газі і/або нафті) або з іншого промислового процесу (наприклад, виробництва сталі або цементу), в якому утворюються належні кількості CO2. Залежно від температури CO2, який надходить з конкретного джерела CO2, корисно заздалегідь підігрівати CO2, що подається у вхідний отвір 10 для CO2 конвертера 9 CO2, оскільки конвертер 9 CO2 функціонує при температурі від 800 до 1200C. Попереднє нагрівання CO2 може бути виконане, наприклад, шляхом використання теплової енергії гарячого водню або безпосередньо, або непрямо через теплообмінник підігрівання CO2. Переважно, теплової енергії, що міститься у вуглеці, достатньо для нагрівання CO2 до заданої температури. Тільки у випадку, коли тепла, яке виділяється в конвертері 3 вуглеводнів, недостатньо для досягнення заданої температури конверсії, яка дорівнює приблизно 1000C, може бути передбачена наявність необов'язкового додаткового 6 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нагрівального пристрою для нагрівання конвертера 9 CO2 або елементів, що містяться в йому. Такий пристрій також може являти собою пристрій підігрівання, розташований в безпосередній близькості від лінії подачі CO2 або вуглецю. Такий пристрій також може використовуватися тільки на стадії пуску установки для доведення конвертера 9 CO2 або елементів установки, що містять текучі середовища, до вихідної температури для того, щоб вся система швидше досягла заданого температурного стану. Нагрівання всіх елементів установки, що містять текучі середовища, виключно теплом, яке виділяється в конвертері 3 вуглеводнів, на початку процесу може зайняти дуже багато часу. З конвертера 9 CO2 виходить гарячий монооксид вуглецю (CO) з температурою приблизно від 800 до 1000C (залежно від робочої температури в конвертері 9 CO2). Монооксид вуглецю, що виходить із конвертера 9 CO2, також містить теплову енергію, яка може бути використана, наприклад, для підігрівання CO2, який подається у вхідний отвір 10 для CO2, безпосередньо або непрямо за допомогою теплообмінника (на фіг. 1 не показаний). Як вказано вище, в конвертері 3 вуглеводнів може передбачатися наявність другого вихідного отвору 7 для вуглецю, призначеного для відведення вуглецю. Вуглець, що утворюється в конвертері 3 вуглеводнів, може бути виведений — після належної стадії розділення (або у вигляді суміші C-H2) — в різних пропорціях через перший вихідний отвір 5 для вуглецю і другий вихідний отвір 7 для вуглецю. Другий вихідний отвір 7 для вуглецю використовують для відведення частини вуглецю, що утворився, який не використовується в конвертері 9 CO2 для виробництва монооксиду вуглецю. Вуглець, виведений через другий вихідний отвір 7 для вуглецю, може бути виведений в формі активованого вугілля, графіту, технічного вуглецю або іншої модифікації, такої, як вуглецеві конуси або вуглецеві диски. Залежно від форми і кількості вуглецю, що відводиться, вуглець, що відводиться, може бути використаний як вихідний матеріал для хімічної промисловості або електронної промисловості. Можливими варіантами застосування є, наприклад, виробництво напівпровідників, виробництво шин, чорнила, тонера і подібних продуктів. Вуглець, що утворився в конвертері 3 вуглеводнів, являє собою високочистий вихідний матеріал, який добре підходить для подальшої переробки. За допомогою описаного вище способу конверсії діоксиду вуглецю в CO можливо перетворювати гарячий вуглець, що надходить із конвертера 3 вуглеводнів у конвертер 9 CO2, теплим або гарячим діоксидом вуглецю, що надходить у вигляді газу, що відходить, промислових процесів у CO без підведення енергії ззовні або щонайменше без підведення значної її кількості. Переважно, щонайменше 80 %, більш конкретно — щонайменше 90 % теплової енергії, необхідної для досягнення температури конверсії, повинно надходити з конвертера 3 вуглеводнів. На фіг. 2 показана установка 20 для виробництва синтез-газу, яка включає описані вище елементи установки 1 для виробництва монооксиду вуглецю, а також змішувальну камеру 21, при цьому в змішувальній камері 21 є вхідний отвір 22 для CO, призначений для введення монооксиду вуглецю, і вхідний отвір 23 для H2, призначений для введення водню, а також вихідний отвір 24 для синтез-газу, призначений для виведення синтез-газу. Вхідний отвір 22 для CO з'єднаний із вихідним отвором 12 для CO конвертера 9 CO2. Вхідний отвір 23 для H2 змішувальної камери 21 з'єднаний із вихідним отвором 6 для H2 конвертера 3 вуглеводнів. Як зрозуміло фахівцям в даній галузі, в даному варіанті здійснення винаходу, в якому суміш C-H2 подають у конвертер 9 CO2 через вихідний отвір 5 для вуглецю, автоматично утворюється синтез-газ, що характеризується співвідношенням компонентів CO-H2 близько 1:1. У такому випадку змішувальна камера 21 може бути відсутньою, або змішувальна камера 21 може використовуватися для отримання інших співвідношень компонентів. Змішувальна камера 21 може являти собою будь-який пристрій, придатний для змішування газів, в найпростішому випадку змішувальна камера 21 може мати форму труби з належними вхідними отворами і вихідним отвором. За допомогою змішувальної камери 21 і, особливо, за допомогою контролю/регулювання (відкритий/закритий контур) кількості (додаткового) водню, який подається через вхідний отвір 23 для H2 змішувальної камери 21, на співвідношення компонентів синтез-газу у вихідному отворі 24 для синтез-газу може бути здійснено такий вплив, щоб отримувана композиція була придатна для використання в інших процесах. Для багатьох процесів, наприклад, для синтезу Фішера-Тропша, відношення кількості водню до кількості CO повинне бути великим. За допомогою змішувальної камери 21 у вихідному отворі 24 для синтез-газу може бути досягнуто задане відношення водню до CO. Береться до уваги, що тільки частину CO і/або частину водню подають у змішувальну камеру 21, тоді як ті частини CO і водню, які не були подані в змішувальну камеру, окремо виводяться з процесу у вигляді чистих газів. Отже, наприклад, можливо а) відводити тільки CO; b) відводити тільки 7 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 водень; с) відводити синтез-газ — суміш CO і водню або d) відводити потік CO, потік водню і потік синтез-газу (суміші CO + водень). Крім того, установка 20 для виробництва синтез-газу, показана на фіг. 2, включає перший теплообмінник 25, другий теплообмінник 26 і третій теплообмінник 27. Перший теплообмінник 25 знаходиться в теплопровідному контакті зі з'єднанням 8 між конвертером 3 вуглеводнів і конвертером 9 CO2 і призначений для відведення, якщо треба, надлишку тепла, яке не потребується для досягнення температури конверсії в конвертері 9 CO2 від цього з'єднання, або для підведення, якщо треба, тепла від інших ділянок установки. Другий теплообмінник 26 знаходиться у теплопровідному контакті із з'єднанням між конвертером 9 CO2 і змішувальною камерою 21 і призначений для відведення надмірного тепла від цього з'єднання і, таким чином, для відведення надмірного тепла, що міститься в гарячому CO. Це надмірне тепло може бути використане, наприклад, для попереднього нагрівання CO2, що подається в конвертер 9 CO2. Для подібної передачі тепла, як відомо в даній галузі, особливо добре підходить так званий протитечійний теплообмінник. Третій теплообмінник 27 знаходиться в теплопровідному контакті зі з'єднанням між конвертером 3 вуглеводнів і змішувальною камерою 21 і призначений для відведення надмірного тепла від цього з'єднання і, таким чином, від гарячого водню, що міститься в йому. Тепло, відведене в одному з теплообмінників (першому, другому і третьому), може бути використане для нагрівання на інших ділянках установки, а саме: для підтримки температури в конвертері CO2 або для попереднього нагрівання CO2, який подається в конвертер CO2. Частина тепла може бути перетворена в електроенергію, наприклад, за допомогою парогенератора або парової турбіни, або іншого належного пристрою. Відносно функціонування конвертера 3 вуглеводнів і конвертера 9 CO2, функціонування установки 20 для виробництва синтез-газу аналогічне до описаного вище функціонування установки 1, яка відповідає фіг. 1. В установці 20 для виробництва синтез-газу задане співвідношення водню і CO встановлюється в змішувальній камері і відводиться через вихідний отвір 24 для синтез-газу змішувальної камери, залежно від необхідного складу синтез-газу. Переважно, але не обов'язково, подача водню забезпечується з конвертера 3 вуглеводнів, як було описано. Можуть бути взяті до уваги інші джерела водню, зокрема, другий конвертер 3 вуглеводнів, зокрема, низькотемпературний конвертер вуглеводнів. Якщо використовується не вся кількість CO, який є, і/або не вся кількість H2, що є, то ці порції газоподібних CO і H2, які не надійшли на змішування в змішувальну камеру, можуть бути піддані подальшій обробці окремо. На фіг. 3 представлена установка 30 для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів, яка включає установку 1 для конверсії діоксиду вуглецю в монооксид вуглецю (показану на фіг. 1) і конвертер 31 CO. Ці частини установки, що відповідають установці 1, детально не описуються, щоб уникнути повторення. Конвертер 31 CO розташований по потоку після конвертера 9 CO2 і включає вхідний отвір 32 для CO, призначений для подачі CO, вхідний отвір 33 для H2, призначений для подачі водню, і вихідний отвір 34 для вуглеводню, призначений для виведення синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів. Вхідний отвір 32 для CO конвертера 31 CO з'єднаний із вихідним отвором 12 для CO конвертера 9 CO2 за допомогою з'єднання 35 по CO. Вхідний отвір 33 для H2 конвертера 31 CO з'єднаний із вихідним отвором 6 для H2 конвертера 3 вуглеводнів за допомогою з'єднання 36 по H2. Установка 30 для виробництва вуглеводнів також, необов'язково, включає теплообмінники 25, 26, 27, описані в зв'язку з установкою 20 (фіг. 2), при цьому всі вони функціонують описаним вище чином (див. опис до фіг. 2). Конвертер 31 CO може являти собою будь-який конвертер CO для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів. У варіанті здійснення винаходу, показаному на фіг. 3, конвертер CO переважно являє собою конвертер ФішераТропша, конвертер Бергіуса-П'єра або конвертер П'єра з належним каталізатором і блоком керування температурою і/або тиском. В одному з варіантів здійснення винаходу конвертер 31 CO включає конвертер ФішераТропша. У конвертері Фішера-Тропша відбувається каталітична конверсія синтез-газу у вуглеводні і воду. Фахівцям в даній галузі відомо декілька варіантів здійснення реакторів Фішера-Тропша і процесів Фішера-Тропша, які детально не описуються. Основні рівняння реакцій наступні: nCO + (2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O для алканів nCO+2nH2 CnH2n+nH2О для алкенів nCO+2nH2 CnH2n+10H + (n-1)H2O для спиртів 8 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Процес Фішера-Тропша може бути здійснений як високотемпературний процес або низькотемпературний процес, при цьому робочі температури звичайно знаходяться в діапазоні від 200 до 400C. Відомими варіантами процесу Фішера-Тропша, крім іншого, є синтез Hochlast, синтез Synthol і процес SMDS (Shell Middle Distillate Synthesis) компанії Shell. У конвертері Фішера-Тропша звичайно отримують вуглеводневе з'єднання жирних газів (пропан, бутан), бензин, гас, м'які парафіни, тверді парафіни, метанол, метан, дизельне паливо або суміш декількох з них. Фахівцям в даній галузі відомо, що синтез Фішера-Тропша є екзотермічним. Тепло реакції процесу Фішера-Тропша може бути використане, наприклад, за допомогою теплообмінника (на фігурах не показано) для попереднього нагрівання CO2. Як один із прикладів розглядається двостадійний процес попереднього нагрівання CO2, що підлягає подачі в конвертер 9 CO2, при цьому першу стадію попереднього нагрівання проводять, використовуючи надлишок тепла конвертера 31 CO (у варіанті здійснення конвертера ФішераТропша), а на наступній стадії додатково нагрівають CO2 теплом одного або декількох теплообмінників 25, 26, 27. В альтернативному варіанті здійснення винаходу конвертер 31 CO являє собою конвертер Бергіуса-П'єра або поєднання конвертера П'єра з конвертером MtL (MtL=Methan-to-Liquid). У реакторі Бергіуса-П'єра здійснюють процес Бергіуса-П'єра, добре відомий фахівцям в даній галузі, при цьому вуглеводні отримують шляхом гідрування вуглецю воднем в ході екзотермічної хімічної реакції. Діапазон продуктів процесу Бергіуса-П'єра залежить від умов реакції і регулювання процесу. Отримують, головним чином, рідкі продукти, які можуть бути використані як паливо для транспорту, наприклад, важке паливо і паливо середньої густини. Відомими варіантами процесу Бергіуса-П'єра є, наприклад, процес Konsol і процес H-coal. У вказаному вище поєднанні конвертера П'єра з конвертером MtL перший синтез-газ перетворюють у метанол відповідно до процесу П'єра. Конвертер MtL являє собою конвертер, в якому метанол перетворюється в бензин. Широко поширеним є варіант процесу MtL фірми ExxonMobil, відповідно, Esso. Вихідним матеріалом конвертера MtL звичайно є метанол, який надходить, наприклад, з конвертера П'єра. Продуктом, що виробляється конвертером MtL, звичайно є бензин, який придатний для використання в двигунах, які працюють за циклом Отто. Підводячи підсумок, можна сказати, що конвертер 31 CO, незалежно від принципів роботи, які пояснюються вище, виготовляє як кінцеві продукти синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні з CO і H2. За допомогою теплообмінника технологічне тепло, яке виділяється в ході екзотермічного процесу конверсії в конвертері 31 CO, може бути використане для нагрівання різних ділянок установки або для вироблення електроенергії з метою підвищення ефективності описуваної установки. Що стосується суміші вуглеводнів, які отримуються як кінцеві продукти на виході конвертера 31 CO, які не можуть бути піддані подальшій обробці безпосередньо або вигідно продані як кінцевий продукт після розділення і визначення характеристик, то ці вуглеводні, наприклад, метан або парафіни з коротким ланцюгом, можуть бути рециркульовані в процес, описаний вище. З цією метою установка 30 включає рециркуляційне з'єднання 39, призначене для направлення частини синтезованих вуглеводнів знову у вхідний отвір 4 для вуглеводнів конвертера 3 вуглеводнів. Залежно від складу рециркульованих синтезованих вуглеводнів, здійснюють стадію обробки або відділення непридатних вуглеводнів, щоб не подавати непридатні вуглеводні у вхідний отвір 4 для вуглеводнів. На фіг. 4 показаний ще один варіант здійснення установки 40 для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів. Установка 40 включає описану вище установку 20 для виробництва синтез-газу, а також конвертер 31 CO, як описано вище з посиланням на варіант здійснення, який пояснюється фіг. 3. Вихідний отвір 24 для синтез-газу змішувальної камери 21 з'єднаний з конвертером 31 CO. Змішувальна камера 21 встановлена таким чином, що забезпечує подачу синтез-газу, спеціально адаптованого до умов конвертера 31 CO, з'єднаного з вихідним отвором 24 для синтез-газу. Інші елементи установки 40 аналогічні описаним вище, і функціонування індивідуальних елементів по суті відбувається так, як описано вище. Вважається, що, залежно від розміру установки, множину конвертерів вуглеводнів встановлюють паралельно з метою забезпечення необхідної продуктивності конверсії. Як вказано вище, конвертери вуглеводнів можуть бути реалізовані як високотемпературні конвертери вуглеводнів і/або як низькотемпературні конвертери вуглеводнів. Високотемпературний конвертер вуглеводнів функціонує при температурі вище 1000C, а низькотемпературний конвертер вуглеводнів функціонує при температурі від 200 до 1000C, при цьому може бути передбачена наявність додаткового джерела енергії, наприклад, мікрохвильового пристрою, з метою проведення розкладання вуглеводню на вуглець і водень. 9 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Одним із прикладів установки з множиною встановлених паралельно конвертерів вуглеводнів є показаний на фіг. 5 додатковий варіант здійснення установки 30 для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів. На фіг. 5 використані ті ж номери позицій, що і на фігурах, які пояснюють раніше описані варіанти здійснення винаходу, якщо вони стосуються тих же самих або подібних описуваних елементів. У варіанті здійснення винаходу, поданому на фіг. 5, замість одного конвертера 3 вуглеводнів застосовано поєднання високотемпературного конвертера 3а вуглеводнів і низькотемпературного конвертера 3b вуглеводнів. У високотемпературному конвертері 3а вуглеводнів є вхідний отвір 4а для вуглеводню, перший вихідний отвір 5а для відведення вуглецю і другий вихідний отвір 6а для відведення водню. Точно так само, один вихідний отвір 5а може призначатися для суміші (зокрема, аерозолю) вуглецю і водню. Вихідний отвір 5а з'єднаний із вхідним отвором 11 конвертера 9 CO2 за допомогою з'єднання 8. Необов'язковий вихідний отвір 6а високотемпературного конвертера 3а вуглеводнів з'єднаний з вхідним отвором 33 для H2 конвертера 31 CO. Високотемпературний конвертер 3а вуглеводнів, необов'язково, може мати додатковий вихідний отвір для вуглецю (на фіг. 5 не показано). Низькотемпературний конвертер 3b вуглеводнів включає технологічну камеру, в якій є вхідний отвір 4b для вуглеводню, перший вихідний отвір 5b для відведення вуглецю, другий вихідний отвір 6b для відведення водню і необов'язковий третій вихідний отвір 7b для відведення вуглецю. Переважно, низькотемпературний конвертер 3b вуглеводнів включає роздільний пристрій, призначений для розділення водню і вуглецю після стадії розкладання і для спрямування водню і вуглецю у відповідні вихідні отвори. Перший вихідний отвір 5b, необов'язково, з'єднаний із вхідним отвором 11 конвертера 9 CO2 за допомогою з'єднання 8, але також може бути з'єднаний з пристроєм зберігання вуглецю. Вихідний отвір 6b низькотемпературного конвертера 3b вуглеводнів з'єднаний із вхідним отвором 33 для H2 конвертера 31 CO. Необов'язковий вихідний отвір 7b з'єднаний із пристроєм зберігання вуглецю, з якого періодично видаляють нагромаджений вуглець, наприклад, у формі технічного вуглецю, активованого вугілля або в іншій формі. Вуглеводень, поданий у вхідний отвір 4а для вуглеводню, і вуглеводень, поданий у вхідний отвір 4b для вуглеводню, може являти собою один і той же вуглеводень або може бути різними вуглеводнями. Вуглеводень із першого джерела вуглеводню, наприклад, природний газ з джерела природного газу, може бути поданий у вхідний отвір 4а для вуглеводню. Однак у вхідний отвір 4b для вуглеводню низькотемпературного конвертера 3b вуглеводнів може бути поданий, наприклад, функціоналізований і/або нефункціоналізований отриманий синтетичним шляхом вуглеводень, наприклад, за допомогою раніше згаданого необов'язкового рециркуляційного з'єднання 39. Завдяки використанню декількох конвертерів 3а, 3b вуглеводнів, які працюють паралельно, установку 30 легше масштабувати, нею легше керувати, і можна виробляти різні види вуглецю. Крім того, високотемпературний конвертер 3а вуглеводнів може бути з успіхом використаний для отримання "гарячого" вуглецю, переважно з температурою більше, ніж 1000C, для процесу конверсії CO2 в конвертері 9 CO2. Зокрема, в цьому випадку високотемпературний конвертер 3а вуглеводнів може функціонувати без роздільного пристрою, оскільки суміш C-H2, що отримується при розкладанні, може бути подана безпосередньо в конвертер CO2. У цьому випадку в конвертері 9 CO2 проводять синтез-газ зі співвідношенням CH2, наприклад, близько 1:1 на виході. Однак низькотемпературний конвертер 3b вуглеводнів використовують, головним чином, для забезпечення додаткової кількості водню для виробництва в конвертері 31 CO синтез-газу або суміші C-H2 зі співвідношенням C-H2 більше, ніж 1:1, зокрема, більше, ніж 1:2. Оскільки немає необхідності в перенесенні тепла з низькотемпературного конвертера 3b вуглеводнів на подальші стадії процесу, низькотемпературний конвертер 3b вуглеводнів може ефективним чином експлуатуватися при температурі нижче 1000C і, переважно, при найменшій можливій температурі. Таким чином, частина вуглецю, отриманого в конвертерах 3а, 3b вуглеводню (переважно, частина з високотемпературного конвертера 3а вуглеводнів), в ході функціонування установки 30 може бути подана в конвертер 9 CO2, тоді як інша частина (переважно, частина з низькотемпературного конвертера 3b вуглеводнів) може бути виведена з процесу як вихідний матеріал для виробництва інших продуктів. Такими продуктами є, наприклад, технічний вуглець або промислова сажа, активоване вугілля, спеціальні різновиди вуглецю, такі, як вуглецеві диски і вуглецеві конуси, і т. д., які мають форму чорного порошкоподібного твердого матеріалу. Цей вуглець є важливим технічним продуктом, який може бути використаний, наприклад, як 10 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наповнювач у гумовій промисловості, як сажовий пігмент для друкарських барвників, чорнило, фарби, або як вихідний матеріал для виробництва електротехнічних деталей, наприклад, вугільно-цинкових акумуляторних батарей і для виробництва катодів або анодів. Якийсь надлишок водню може бути направлений в хімічну промисловість або може бути використаний для вироблення електроенергії (шляхом спалювання), тим самим, низькотемпературний конвертер 3b вуглеводнів переважно експлуатують таким чином, що він тільки забезпечує необхідну додаткову кількість водню. На фіг. 6 показаний альтернативний варіант здійснення описаної вище установки 40 для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів, в якій також передбачена наявність множини високотемпературних і/або низькотемпературних конвертерів вуглеводнів, які працюють паралельно. Установка 40 для виробництва вуглеводнів, показана на фіг. 6, відрізняється від установки 30, показаної на фіг. 5, тим, що змішувальна камера 21 розташована по потоку до конвертера 31 CO. У змішувальній камері 31 відбувається змішування синтез-газу, спеціально адаптованого до умов конвертера 31 CO, і цей синтез-газ подають у конвертер 31 CO. Показані на фіг. 6 елементи установки вже були описані вище і працюють відповідно до описаних принципів. Отже, щоб уникнути повторення, докладний опис не наводиться. На фіг. 7 і 8 показані варіанти здійснення установок 20 і 30, які включають перший теплообмінник 25, другий теплообмінник 26 і третій теплообмінник 27, при цьому кожний з них з'єднаний з двигуном/генератором 45. Двигун/генератор 45 придатний, щонайменше частково, для вироблення електроенергії з надмірного тепла різних ділянок установки, при цьому вказана електроенергія або може бути подана в основну електромережу, або може бути використана для експлуатації установки 20, особливо конвертера(ів) вуглеводнів. Крім того, двигун/генератор 45 може бути з'єднаний із теплообмінником (на фіг. 8 не показаний), який розсіює теплову енергію, що виділяється в ході екзотермічного процесу конверсії в конвертері 31. Таким чином, з одного боку, конвертер CO може бути охолоджений контрольованим і регульованим способом, що є перевагою з точки зору проведення процесу, з іншого боку, може бути отримана електроенергія. Двигун/генератор 45 може являти собою будь-який пристрій, придатний для перетворення теплової енергії в електричну, наприклад, поєднання парової турбіни і генератора або поршневого двигуна і генератора. Під час роботи двигун/генератор 45 перетворює надмірне тепло установки в електроенергію, тобто те тепло, яке не потрібне для конверсії CO2. Двигун/генератор 45 і теплообмінники 25, 26 і 27 є необов'язковими елементами, які можуть бути використані у всіх установках, описаних вище. Через високу робочу температуру у відповідних конвертерах 3, 3а, 3b вуглеводнів вуглець, що виводиться через відповідні другі вихідні отвори 7, 7а, 7b, також містить значну кількість теплової енергії. Залежно від заданої температури вуглецю, який виводиться, велика кількість теплової енергії може бути розсіяна за допомогою теплообмінників (на фігурах не показані), і це тепло може бути повторно використане в описуваних процесах і/або може бути перетворене в електроенергію за допомогою двигуна/генератора 45. В установках 30 і 40 для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів охолоджування водню, що виходить із конвертерів 3, 3а, 3b вуглеводнів, і/або охолоджування CO, що виходить з конвертера 9 CO2, здійснюють тільки в тому випадку, якщо температура вуглеводнів і водню не опускається нижче робочої температури конвертера 31 CO. Робоча температура конвертера 31 CO звичайно становить від 200 до 400C, залежно від вибраного процесу. В установках, описаних вище, конвертер 3 вуглеводнів може являти собою високотемпературний реактор, який функціонує при температурі більше, ніж 1000C (наприклад, високотемпературний реактор Квернера), або низькотемпературний реактор, який функціонує при температурі від 200C до 1000C (наприклад, низькотемпературний реактор Квернера). Сучасний низькотемпературний реактор, що пройшов випробування, функціонує при температурі від 300 до 800C. У випадку використання низькотемпературного реактора, який працює при температурі від 200 до 800C, береться до уваги, що вуглець, який подається, заздалегідь нагрівають у з'єднанні 8 між конвертером 3 вуглеводнів і конвертором 9 CO2, оскільки конвертер CO2 функціонує при температурі від 800 до 1000C. Крім того, з фіг. 7 і 8 зрозуміло, що поєднання високотемпературних і/або низькотемпературних конвертерів може бути використане в установках 1, 20, 30 і 40, описаних вище. В установках 1, 20, 30 і 40, описаних вище, частина вуглецю, що утворився в конвертерах 3, 3а, 3b вуглеводнів, може бути виведена у вигляді технічного вуглецю, активованого вугілля або іншого вихідного матеріалу при умові, що вказаний вуглець не піддається перетворенню в 11 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 конвертері 9 CO2 установки 1, 20, 30, 40. Потрібно також зазначити, що і частина водню, який утворився в конвертері 3 вуглеводнів, може бути безпосередньо виведена з процесу і виставлена на продаж як продукт. Крім того, небажані синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, що утворилися в конвертері 31 CO, можуть бути повернені і подані у вхідні отвори 4, 4а, 4b для вуглеводнів конвертера 3 вуглеводнів у всіх установках 30 і 40, описаних вище. Вважається, що CO2, який подається в конвертер 9 CO2, є газом, що відходить, електростанції на спалюваному паливі або CO2, який утворюється в іншому промисловому процесі. Нещодавно почали приділяти більше уваги тому, щоб викидати в довкілля менше CO2, оскільки CO2 розглядається як одна із забруднювальних речовин, які впливають на зміну клімату. У вказаних вище газах, що відходять, CO2 змішаний з іншими газами, включаючи, крім інших, велику кількість азоту з повітря. На жодній з описаних вище установок 1, 20, 30, 40 немає необхідності у відділенні азоту перед подачею суміші CO2 з іншими газами в конвертер 9 CO2. При умові, що ці інші гази присутні тільки в невеликих кількостях або є хімічно інертними (наприклад, азот), присутність додаткових газів не порушує функціонування конвертера 9 CO2. Залишок кисню згоряє в конвертері CO2 при високій робочій температурі в присутності вуглецю. Для додаткового пояснення наводиться декілька прикладів: Приклад 1: Газова електростанція з нульовим викидом CO2 За допомогою реактора Квернера як конвертера 3 вуглеводнів проводять розкладання метану на вуглець і водень. На кожний атом вуглецю отримують дві молекули водню (CH4 C+2H2). Виходячи з традиційної електростанції, яка працює на природному газі, наприклад, типу Irsching IV виробництва Siemens AG з номінальною продуктивністю 561 МВт, CO2, який міститься в газах, що відходять, подають у конвертер 9 CO2 — приблизно 1,5 мільйони тонн на рік. CO2 із газів, що відходять, електростанції яка працює на природному газі, відновлюють половиною вуглецю, який відводиться з конвертера 3 вуглеводнів. Водень з конвертера 3 вуглеводнів охолоджують, розсіяне тепло перетворюють в електроенергію за допомогою двигуна/генератора 45. CO2 із газів, що відходять, електростанції, яка працює на природному газі, пропускають над гарячим вуглецем всередині конвертера 9 CO2, внаслідок чого він перетворюється в два рази більшу кількість монооксиду вуглецю відповідно до рівноваги Будуара (CO2+C 2CO). Гарячий монооксид вуглецю, який виходить із конвертера 9 CO2, охолоджують і розсіяне тепло перетворюють в електроенергію. Монооксид вуглецю з конвертера 9 CO2 (рівновага Будуара) і водень з конвертера 3 вуглеводнів (процес Квернера) перетворюють у конвертері 31 CO (установка Фішера-Тропша) у вуглеводні. Модуль синтезу важких парафінів, з'єднаний з подальшим Модулем конверсії важких парафінів процесу SMDS компанії Shell, є переважним. Тепло цього процесу перетворюють в електроенергію. Природа отримуваних вуглеводнів залежить від вибраного процесу Фішера-Тропша і в процесі SMDS компанії Shell може змінюватися. На конкретній електростанції (561 МВт), яка працює на природному газі, з коефіцієнтом корисної дії (ККД) 60,4 %, приймаючи, що в процесі перетворення теплової енергії в електричну ККД становить 60 %, і приймаючи, що при перетворенні розсіяного тепла в електроенергію ККД становить 50 %, процес має наступні параметри: Приклад 2: Установка конверсії газу в рідкі вуглеводні Якщо установка прикладу 1 працює без перетворення технологічного тепла і розсіяного тепла в електроенергію, то істотної кількості електроенергії не виробляється. У цьому випадку приклад являє собою процес конверсії газоподібних матеріалів (діоксиду вуглецю і метану) в рідкі палива (для двигунів, які працюють за циклом Отто, і дизельних двигунів, гас), тобто 12 UA 111259 C2 установку конверсії газу в рідкі вуглеводні, або GtL (Gas-to-Liquid). У даному прикладі виробляється додаткова кількість вуглецю. Процес має наступні параметри: 3 Споживання метану Вироблення електроенергії Виробництво технічного вуглецю Виробництво парафінів Викид CO2 2515 млн станд. м CH4 на рік 0 МВт 447000 тонн на рік 1,0 млн тонн на рік майже 0 5 10 15 20 25 Винахід пояснений в деяких деталях відносно конкретних варіантів здійснення і прикладів, не будучи обмеженим цими прикладами. Зокрема, елементи окремих варіантів здійснення винаходу можуть бути з'єднані і/або замінені один одним, якщо вони є сумісними. Фахівцям в даній галузі зрозумілі численні модифікації і зміни, які не виходять за межі прикладеної формули винаходу. В особливо простому варіанті здійснення установки для виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів конвертер СО2 може бути сконструйований, наприклад, як проста труба (наприклад, як випускна труба високотемпературного конвертера вуглеводнів, який не має роздільного пристрою), при цьому лінія CO2 веде до вказаної труби. Лінія CO2 повинна з'єднуватися із вказаною трубою таким чином, щоб два потоки газів добре перемішувалися. Труба повинна бути ізольована і може бути з'єднана з теплообмінником, наприклад, біля вхідної частини, щоб нагрівати цю трубу (особливо на початку функціонування) до робочої температури. Далі по потоку ця труба може бути з'єднана з теплообмінником, призначеним для зняття надмірного тепла і для використання цього тепла для нагрівання інших ділянок установки і/або для вироблення електроенергії. Крім того, ця труба може включати впускну трубу для водню (наприклад, по потоку після теплообмінника), при цьому одна і та ж труба функціонує не тільки як конвертер CO2, а також і як змішувальна камера для виробництва синтез-газу. Впускна труба для водню може починатися, наприклад, від вихідного отвору для водню низькотемпературного конвертера вуглеводнів (що має роздільний пристрій). У цьому випадку інший кінець цієї труби, через який відводиться синтез-газ, який має заздалегідь задане співвідношення компонентів, може бути з'єднаний з конвертером CO. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 1. Спосіб конверсії діоксиду вуглецю СО2 в монооксид вуглецю СО, який включає наступні стадії: розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню за допомогою підведення енергії в конвертері вуглеводнів, при цьому ця енергія, щонайменше частково, є тепловою, при цьому вуглець і водень після стадії розкладання мають температуру щонайменше 200 °C, направлення щонайменше частини вуглецю, який утворився на стадії розкладання, з конвертера вуглеводнів у конвертер СО2, подача в конвертер СО2 газоподібного СО2, який надходить з електростанції або з іншого промислового процесу, змішування цього газоподібного СО2 щонайменше з частиною вуглецю, що утворився на стадії розкладання, при цьому при змішуванні вуглецю з газоподібним СО 2 вуглець, отриманий на стадії розкладання, охолоджується не більше, ніж на 50 % у °С відносно його температури після стадії розкладання, перетворення щонайменше частини газоподібного СО 2 і вуглецю, отриманого на стадії розкладання, в СО при температурі від 800 до 1700 °C. 2. Спосіб за п. 1, в якому стадію розкладання проводять при температурі вище 1000 °C, і в якому вуглець змішують із газоподібним СО2 при температурі щонайменше 800 °C. 3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому тепло, необхідне для досягнення температури від 800 до 1700 °C для конверсії СО2, надходить по суті повністю за рахунок тепла, яке виділяється при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень. 4. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому вуглець, отриманий на стадії розкладання, і водень, отриманий на стадії розкладання, спільно змішують із газоподібним СО2. 5. Спосіб за одним із пп. 1-3, в якому вуглець, отриманий на стадії розкладання, відділяють від водню, отриманого на стадії розкладання, до стадії змішування вуглецю з газоподібним СО 2. 13 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому щонайменше частина тепла щонайменше частини вуглецю, отриманого на стадії розкладання, і/або частини водню, отриманого на стадії розкладання, використовують для нагрівання газоподібного СО 2 перед змішуванням газоподібного СО2 з вуглецем і/або використовують для нагрівання технологічної камери, в якій газоподібний СО2 змішують із вуглецем. 7. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому CO після конверсії має температуру від 800 до 1700 °C, і в якому щонайменше частину його тепла використовують для підігрівання газоподібного СО2 перед змішуванням із вуглецем. 8. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому щонайменше частину тепла щонайменше частини вуглецю, отриманого на стадії розкладання, і/або частини водню, отриманого на стадії розкладання, або частини CO після конверсії до CO використовують для вироблення електроенергії, при цьому електроенергія, зокрема, може являти собою носій енергії для підведення енергії на розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень. 9. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому енергію підводять, головним чином, за допомогою плазми. 10. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому стадію розкладання здійснюють у реакторі Квернера. 11. Спосіб виробництва синтез-газу, в якому СО2 конвертують в CO відповідно до одного з попередніх пунктів; і в якому водень змішують із CO. 12. Спосіб за п. 11, в якому водень отримують при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню шляхом підведення енергії, яка щонайменше частково є тепловою енергією. 13. Спосіб за п. 12, в якому щонайменше частину водню отримують при розкладанні текучого середовища, що містить вуглеводень, при температурі менше ніж 1000 °C, зокрема менше ніж 600 °C, за допомогою мікрохвильової плазми. 14. Спосіб за одним із пп. 11-13, в якому співвідношення CO і водню в синтез-газі має величину від 1:1 до 1:3, зокрема величину близько 1:2,1. 15. Спосіб виробництва синтетичних функціоналізованих і/або нефункціоналізованих вуглеводнів, в якому спочатку отримують синтез-газ відповідно до способу за одним із пп. 11-14, і в якому цей синтез-газ приводять в контакт із належним каталізатором з метою здійснення конверсії синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, при цьому температуру каталізатора і/або синтез-газу у відкритому контурі контролюють або в закритому контурі регулюють у заданому температурному діапазоні. 16. Спосіб за п. 15, в якому конверсію синтез-газу проводять із використанням процесу ФішераТропша, зокрема процесу SMDS (Shell Middle Distillates Synthesis - синтез середніх дистилятів способом Shell). 17. Спосіб за п. 15, в якому конверсію синтез-газу проводять із використанням процесу БергіусаП'єра, процесу П'єра або поєднання процесу П'єра і процесу MtL (Methanol to Liquid - рідкі продукти з метанолу). 18. Спосіб за одним із попередніх пунктів, в якому текуче середовище, що містить вуглеводень, яке підлягає розкладанню, являє собою природний газ, метан, жирні гази, важку нафту або їх суміш. 19. Пристрій для конверсії діоксиду вуглецю СО 2 в монооксид вуглецю СО, який включає: конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводні, до вуглецю і водню, при цьому конвертер вуглеводнів включає щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, і щонайменше один вихідний отвір для вуглецю і/або водню, і при цьому конвертер вуглеводнів включає щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії, конвертер СО2, призначений для конверсії СО2 в СО, при цьому конвертер СО2 включає щонайменше одну додаткову технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для СО2, придатний для подачі СО2, що надходить з електростанції або з іншого промислового процесу, в конвертер СО2, щонайменше один вхідний отвір для щонайменше вуглецю і щонайменше один вихідний отвір, при цьому вхідний отвір для щонайменше вуглецю безпосередньо з'єднаний щонайменше з одним вихідним отвором конвертера вуглеводнів. 20. Пристрій за п. 19, в якому щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери сконструйований таким чином, що придатний для забезпечення нагрівання, щонайменше локально, до температури вище 1000 °C. 14 UA 111259 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 21. Пристрій за п. 19 або 20, в якому щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери включає плазмовий пристрій, зокрема мікрохвильовий плазмовий пристрій. 22. Пристрій за одним із пп. 19-21, в якому технологічна камера конвертера СО 2 утворена вихідною трубою конвертера вуглеводнів, при цьому ця вихідна труба з'єднана з вхідним отвором для газоподібного СО2. 23. Пристрій за одним із пп. 19-22, що додатково включає роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю, який утворився в ході розкладання, і водню, який утворився в ході розкладання, що має різні вихідні отвори для розділених матеріалів, які виводяться з роздільного пристрою, при цьому вихідний отвір для вуглецю з'єднаний з конвертером СО 2. 24. Пристрій за одним із пп. 19-23, в якому конвертер вуглеводнів являє собою реактор Квернера. 25. Пристрій для виробництва синтез-газу, який включає пристрій за одним із пп. 19-24 і щонайменше одну окрему трубу подачі, призначену для подачі водню в конвертер СО 2 або в розташовану далі по потоку змішувальну камеру. 26. Пристрій за п. 25, який містить щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів, призначений для розкладання текучого середовища, що містить вуглеводень, до вуглецю і водню, при цьому цей конвертер вуглеводнів включає: щонайменше одну технологічну камеру, в якій є щонайменше один вхідний отвір для текучого середовища, що містить вуглеводень, щонайменше один пристрій для підведення енергії до технологічної камери, при цьому ця енергія складається, щонайменше частково, з теплової енергії, роздільний пристрій, призначений для розділення вуглецю, отриманого внаслідок розкладання, і водню, отриманого внаслідок розкладання, при цьому в роздільному пристрої передбачені окремі вихідні отвори для вуглецю і водню, при цьому вихідний отвір для водню з'єднаний з окремим вхідним отвором для водню. 27. Пристрій за п. 26, в якому щонайменше один додатковий конвертер вуглеводнів належить до такого типу, в якому розкладання здійснюється при температурах менше ніж 1000 °C, більш конкретно - менше ніж 600 °C, за допомогою мікрохвильової плазми. 28. Пристрій для перетворення синтез-газу в синтетичні функціоналізовані і/або нефункціоналізовані вуглеводні, який включає: пристрій за одним із пп. 25-27, і конвертер CO, що включає технологічну камеру, забезпечену каталізатором, засіб приведення синтез-газу в контакт із каталізатором і блок керування для контролю у відкритому контурі або регулювання в закритому контурі температури каталізатора і/або синтез-газу відповідно до заданої величини. 29. Пристрій за п. 28, в якому конвертер CO включає конвертер Фішера-Тропша, зокрема конвертер SMDS. 30. Пристрій за п. 28, в якому конвертер CO включає конвертер Бергіуса-П'єра, конвертер П'єра або поєднання конвертера П'єра і конвертера MtL. 31. Пристрій за одним із пп. 28-30, який додатково включає блок керування для контролю у відкритому контурі або регулювання в закритому контурі тиску синтез-газу всередині конвертера CO. 15 UA 111259 C2 16 UA 111259 C2 17 UA 111259 C2 18 UA 111259 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюProcess and a device for converting carbon dioxide co2 to carbon monoxide co
Автори англійськоюKuehl, Olaf
Назва патенту російською?????? ? ?????????? ??? ????????? ???????? ???????? ? ????????? ????????
Автори російськоюКюль Олаф
МПК / Мітки
МПК: C01B 3/24, C01B 31/18, C10J 3/00
Мітки: вуглецю, монооксид, конверсії, спосіб, пристрій, діоксиду
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/21-111259-sposib-i-pristrijj-dlya-konversi-dioksidu-vuglecyu-v-monooksid-vuglecyu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і пристрій для конверсії діоксиду вуглецю в монооксид вуглецю</a>
Спосіб синтезу оксидноманганового каталізатора реакції конверсії оксиду вуглецю (іі) до оксиду вуглецю (іv)
Номер патенту: 55927
Опубліковано: 15.04.2003
Автори: Іванова Наталія Дмитрієвна, Іванов Сергій Віталійович, Сокольський Георгій Володимирович, Макеєва Ірина Сергіївна, Болдирєв Євген Іванович
МПК: B01J 23/16
Мітки: конверсії, вуглецю, оксидноманганового, спосіб, іі, синтезу, каталізатора, іv, оксиду, реакції
Формула / Реферат:
Спосіб синтезу оксидноманганового каталізатора реакції конверсії оксиду вуглецю (II) до оксиду вуглецю (IV), який включає одержання електролітичного діоксиду мангану, який відрізняється тим, що в електроліт на основі сульфату марганцю вводять сульфат амонію та фтористоводневу кислоту при співвідношенні, г/л: MnSO4.5H2O 100-150 (NH4)2SO4 100-130 HF(35-40%)...
Спосіб активації низькотемпературного каталізатора для конверсії оксиду вуглецю
Номер патенту: 47282
Опубліковано: 15.06.2005
Автори: Лобойко Олексій Якович, Голубєв Валентин Валентинович, Федоров Олександр Миколайович, Волохов Іван Васильович, Бобир Людмила Михайлівна, Попик Іван Васильович, Тішаков Анатолій Петрович, Роменский Олександр Володимирович, Карпович Інна Дмитрівна, Грінь Григорій Іванович, Казаков Валентин Васильович, Саломахіна Світлана Олександрівна, Ляхов Володимир Пилипович
МПК: B01J 37/16, B01J 37/18, B01J 23/72
Мітки: вуглецю, каталізатора, оксиду, активації, спосіб, конверсії, низькотемпературного
Формула / Реферат:
Спосіб активації низькотемпературного каталізатора для конверсії оксиду вуглецю шляхом розігріву в потоці азоту з наступною обробкою конвертованим газом при підвищених температурах, який відрізняється тим, що розігрів в потоці азоту ведуть при температурі 140-1600С, а обробку конвертованим газом - при температурі 160-1800С.
Спосіб одержання аліфатичних насичених вуглеводнів з діоксиду вуглецю
Номер патенту: 78656
Опубліковано: 10.04.2007
Автор: Чавдар Ангелов Ангелов
МПК: C07C 1/00
Мітки: одержання, вуглеводнів, діоксиду, аліфатичних, насичених, спосіб, вуглецю
Формула / Реферат:
1. Спосіб одержання аліфатичних насичених вуглеводнів з діоксиду вуглецю, що включає стадію одержання діоксиду вуглецю шляхом його адсорбції етаноламіном з димових газів із подальшою десорбцією та гідрогенізацією, яка полягає у змішуванні з воднем (Н2) в об'ємному співвідношенні СО2 до Н2 як 1 : 4 з подальшим компримуванням до тиску 35-50 ат, нагріванням до 300-350°С і пропусканням через каталізатор із об'ємною швидкістю 1500 год.-1, який...
Спосіб визначення масової концентрації діоксиду вуглецю в газованих напоях і пристрій для його здійснення
Номер патенту: 62688
Опубліковано: 15.12.2003
Автори: Лутков Ігор Павлович, Виноградов Володимир Олександрович, Макаров Олександр Семенович, Паршін Борис Дмитрович, Загоруйко Віктор Опанасович
МПК: C12G 1/00, G01N 33/14
Мітки: напоях, пристрій, масової, визначення, здійснення, концентрації, газованих, діоксиду, спосіб, вуглецю
Формула / Реферат:
1. Спосіб визначення масової концентрації діоксиду вуглецю в газованих напоях, що включає відбір з пляшки проби напою, що досліджується, з заданою температурою, дегазацію з наступним титруванням, змішування залишку напою з розчином лугу, титрування суміші і визначення розрахунковим шляхом вмісту діоксиду вуглецю, який відрізняється тим, що відбір проби напою здійснюють при температурі, вищій ніж точка замерзання.2. Пристрій для...
Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання
Номер патенту: 44778
Опубліковано: 15.03.2002
Автори: Бедетті Джанфранко, Філіппі Ерманно
МПК: C01B 3/16, B01J 8/00, B01J 8/02, C01B 31/20
Мітки: модернізації, цього, монооксиду, спосіб, обладнання, діоксид, способу, реактора, вуглецю, способи, конверсії, каталітичної, здійснення, реактор, високоефективної
Формула / Реферат:
1. Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким подають до зони реакції із заданою швидкістю газовий потік, що містить монооксид вуглецю, в зоні реакції з участю монооксиду вуглецю проводять реакцію для отримання газового потоку, що містить діоксид вуглецю, який відрізняється тим, що попередньо проводять прискорювання згаданого газового потоку, що включає монооксид вуглецю, перед згаданою зоною...
Попередній патент: Повітряний теплогенератор
Наступний патент: Спосіб одержання йодовміщуючих добавок до раціону харчування
Випадковий патент: Шестеренна гідромашина