RU2191170C2 - Method for production of liquid synthetic motor fuels - Google Patents

Abstract

FIELD: motor fuel production. SUBSTANCE: production process: synthesis of methanol, separation of resulting water and gaseous product, synthesis of higher hydrocarbons preferably from methanol, use of the latter in preparation of motor fuel and separation of water and gas. Removed gases are burned and water and combustion products form high-pressure and high-temperature vapor- gas mix, which is used as heat carrier in other process stages or as source of heat to be transformed into electric power for use in the same process stages. When cooled, vapor-gas mixture is separated into combustion products an water. Part of the latter is used in the process. EFFECT: reduced power consumption. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам производства жидких синтетических моторных топлив (метанола, бензина, реактивного, дизельного топлива, сжиженного газа и др.) из сырья, содержащего углерод, преимущественно из углеводородного газа природного и нефтяного. The invention relates to methods for the production of liquid synthetic motor fuels (methanol, gasoline, jet, diesel, liquefied gas, etc.) from raw materials containing carbon, mainly from hydrocarbon gas of natural and petroleum.

Известен способ (Фишера - Тропша) производства жидких синтетических моторных топлив (см. Журнал "Химия и технология топлив и масел" - 1996 - 3 - С. 117), включающий выполнение технологических процессов: тепловой конверсии углеводородного сырья с получением синтез-газа (СО:Н₂); синтеза из последнего высших углеводородов; отделения высших углеводородов, воды и отводимых газов, получившихся в результате синтеза; получения из высших углеводородов моторных топлив.A known method (Fischer-Tropsch) of the production of liquid synthetic motor fuels (see. Journal of Chemistry and Technology of Fuels and Oils - 1996 - 3 - S. 117), including the implementation of technological processes: thermal conversion of hydrocarbons to produce synthesis gas (СО : H ₂ ); synthesis of the latter higher hydrocarbons; separation of higher hydrocarbons, water and exhaust gases resulting from the synthesis; obtaining motor fuels from higher hydrocarbons.

Основным недостатком этого способа является его высокая энергоемкость, которая в основном связана с тепловой конверсией. Кроме того, этот способ обладает низкой селективностью. Отводимые газы содержат 25-30% метана и 15-20% углеводородов С₂-С₄. Высшие углеводороды составляют 24-45%. Содержащаяся в них бензиновая фракция имеет октановое число 40-45. Для повышения октанового числа требуется обработка соответствующей фракции высших углеводородов с дополнительными энергетическими затратами.The main disadvantage of this method is its high energy intensity, which is mainly associated with thermal conversion. In addition, this method has a low selectivity. The exhaust gases contain 25-30% methane and 15-20% C ₂ -C ₄ hydrocarbons. Higher hydrocarbons make up 24-45%. The gasoline fraction contained in them has an octane number of 40-45. To increase the octane number, it is necessary to process the corresponding fraction of higher hydrocarbons with additional energy costs.

Другим недостатком является то, что после отделения высших углеводородов и воды в воде присутствуют жидкие углеводороды, для удаления которых необходимо иметь очистные сооружения и затрачивать дополнительную энергию. Another disadvantage is that after the separation of higher hydrocarbons and water, liquid hydrocarbons are present in the water, for the removal of which it is necessary to have treatment facilities and expend additional energy.

Более прогрессивным методом производства жидких синтетических моторных топлив из углеродного сырья является способ фирмы "Мобил" (см. журнал "Химия и технология топлив и масел" - 1996 - 3 - С.21), (прототип). Этот способ включает выполнение технологических процессов: синтеза метанола; отделения метанола, воды и отводимых газов, получившихся в результате синтеза; синтеза из метанола высших углеводородов; отделения получившихся в результате синтеза высших углеводородов, воды и отводимых газов; получения из высших углеводородов моторных топлив. Причем синтез метанола производят преимущественно из синтез-газа или путем неполного окисления кислородом углеводородного газа. A more advanced method for the production of liquid synthetic motor fuels from carbon raw materials is the method of the company "Mobil" (see the journal "Chemistry and technology of fuels and oils" - 1996 - 3 - C.21), (prototype). This method includes the implementation of technological processes: methanol synthesis; separation of methanol, water and exhaust gases resulting from the synthesis; synthesis of higher hydrocarbons from methanol; separation of the resulting synthesis of higher hydrocarbons, water and exhaust gases; obtaining motor fuels from higher hydrocarbons. Moreover, the synthesis of methanol is carried out mainly from synthesis gas or by incomplete oxidation of hydrocarbon gas by oxygen.

Способ фирмы "Мобил" имеет по сравнению со способом Фишера - Тропша более высокую селективность. Например, из одной тонны метанола получается до 390 кг бензина с октановым числом порядка 90,44 кг газа и 566 кг воды. Однако способ фирмы "Мобил" является очень энергоемким. Основная доля затрат энергии приходится на производство метанола. The method of the company "Mobil" has a higher selectivity compared to the Fischer-Tropsch method. For example, from one ton of methanol, up to 390 kg of gasoline with an octane rating of about 90.44 kg of gas and 566 kg of water are obtained. However, the method of the company "Mobil" is very energy intensive. The main share of energy costs is methanol production.

Другим существенным недостатком описанного способа является то, что после отделения воды от метанола в ней остается растворенным от 1 до 3% последнего. Кроме того, после отделения воды от высших углеводородов в ней присутствуют углеводороды в виде мелкодисперсной фазы. Для удаления метанола и углеводородов из воды требуются специальные очистные установки и дополнительные энергетические затраты. Another significant drawback of the described method is that after separation of water from methanol in it, 1 to 3% of the latter remains dissolved. In addition, after the separation of water from higher hydrocarbons, hydrocarbons are present in it in the form of a finely divided phase. To remove methanol and hydrocarbons from water, special treatment plants and additional energy costs are required.

Настоящим изобретением решается задача снижения энергетических затрат на выполнение технологических процессов производства жидких синтетических моторных топлив. The present invention solves the problem of reducing energy costs for the implementation of technological processes for the production of liquid synthetic motor fuels.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе производства жидких синтетических моторных топлив из углеродного сырья, включающем синтез метанола, отделение, полученных в результате синтеза метанола, воды и отводимого газа, синтез высших углеводородов преимущественно из метанола, получение из высших углеводородов моторных топлив и отделение получившихся при этом воды и отводимого газа, после отделения отводимые газы сжигают, из воды и продуктов сгорания получают высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь, используют ее в качестве теплоносителя в технологических процессах синтезе метанола, синтезе высших углеводородов и получении моторных топлив, и (или) из ее тепловой энергии и энергии давления получают электрическую энергию, которую используют в технологических процессах, а после использования тепла парогазовую смесь разделяют на продукты сгорания и воду, часть которой использую г в технологическом процессе. To achieve the technical result in the proposed method for the production of liquid synthetic motor fuels from carbon raw materials, including methanol synthesis, separation resulting from the synthesis of methanol, water and exhaust gas, the synthesis of higher hydrocarbons mainly from methanol, production of higher hydrocarbons from motor fuels and separation of the resulting in this case, water and exhaust gas, after separation, the exhaust gases are burned, high-pressure and high-temperature steam are obtained from water and combustion products gas mixture, it is used as a heat carrier in methanol synthesis processes, higher hydrocarbon synthesis and motor fuels production, and (or) electric energy is obtained from its thermal and pressure energy, which is used in technological processes, and after using heat, the gas-vapor mixture is separated on combustion products and water, part of which I use in the technological process.

Воду, используемую для получения высоконапорной и высокотемпературной парогазовой смеси нагревают до парообразного состояния теплом продуктов сгорания
Высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания в присутствии катализатора, содержащего железо и (или) никель.The water used to produce high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is heated to a vapor state by the heat of combustion products
A high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products in the presence of a catalyst containing iron and (or) nickel.

Высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания эжекционным методом. High-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products by the ejection method.

Электрическую энергию получают срабатыванием высокотемпературной и высоконапорной парогазовой смеси в газотурбинной электростанции. Electric energy is obtained by triggering a high-temperature and high-pressure gas mixture in a gas turbine power plant.

Данный технический прием позволяет разложить, находящийся в воде метанол и углеводороды на нетоксичные вещества - двуокись углерода и водяной пар, получить высокотемпературный и высоконапорный теплоноситель, с помощью которого транспортируют тепловую энергию и вырабатывают электрическую энергию. Полученную тепловую и электрическую энергию применяют для выполнения технологических процессов, а именно при синтезе метанола, синтезе высших углеводородов и получении моторных топлив. Таким образом, данный технический прием позволяет уменьшить или полностью исключить потребление энергии из сторонних источников и исключить использование специальных очистных установок. This technique allows us to decompose methanol and hydrocarbons in water into non-toxic substances - carbon dioxide and water vapor, to obtain a high-temperature and high-pressure coolant, with the help of which thermal energy is transported and electric energy is generated. Received thermal and electric energy is used to perform technological processes, namely in the synthesis of methanol, the synthesis of higher hydrocarbons and the production of motor fuels. Thus, this technique allows to reduce or completely eliminate the energy consumption from third-party sources and to exclude the use of special treatment plants.

Воду, используемую для получения высоконапорной и высокотемпературной парогазовой смеси, нагревают до парообразного состояния теплом продуктов сгорания. The water used to obtain the high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is heated to a vapor state by the heat of the combustion products.

Этот технический прием позволяет интенсифицировать процесс смешения пара с продуктами сгорания и уменьшить затраты энергии на его выполнение. This technique allows you to intensify the process of mixing steam with combustion products and reduce energy costs for its implementation.

Высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания в присутствии катализатора, содержащего железо и (или) никель. A high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products in the presence of a catalyst containing iron and (or) nickel.

Данный технический прием позволяет интенсифицировать процесс разложения метанола и углеводородов, присутствующих в воде, на двуокись углерода и водяной пар. This technique allows you to intensify the decomposition of methanol and hydrocarbons present in water into carbon dioxide and water vapor.

Высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания эжекционным методом. High-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products by the ejection method.

Описанный технический прием позволяет производить процесс смешения в случае, когда один из взаимодействующих потоков имеет пониженное давление. В результате выполнения этого приема получают парогазовую смесь повышенного давления и, таким образом, исключают энергетические затраты на нагнетание одного из взаимодействующих потоков. The described technique allows you to perform the mixing process in the case when one of the interacting flows has a reduced pressure. As a result of this technique, a vapor-gas mixture of increased pressure is obtained and, thus, energy costs for pumping one of the interacting flows are eliminated.

Электрическую энергию получают срабатыванием тепловой энергии и энергии давления парогазовой смеси в газотурбинной электростанции. Electric energy is obtained by triggering thermal energy and pressure energy of a gas-vapor mixture in a gas turbine power plant.

Вышеописанный технический прием позволяет эффективно получать электрическую энергию из высокотемпературной и высоконапорной парогазовой смеси. The above technique allows you to effectively obtain electrical energy from a high-temperature and high-pressure vapor-gas mixture.

Совокупность применения новых технических приемов в предлагаемом способе позволяет получить тепловую и электрическую энергию, применить ее в технологических процессах синтезе метанола, синтезе высших углеводородов и в производстве жидких синтетических моторных топлив, уменьшив или полностью исключив тем самым потребление энергии из сторонних источников, что является решением поставленной технической задачи. The totality of the application of new techniques in the proposed method allows to obtain thermal and electrical energy, apply it in technological processes for the synthesis of methanol, the synthesis of higher hydrocarbons and in the production of liquid synthetic motor fuels, thereby reducing or completely eliminating the energy consumption from third-party sources, which is the solution delivered technical task.

Заявителю не известны способы производства жидких синтетических моторных топлив из углеродного сырья, в которых бы уменьшение энергетических затрат на выполнение технологических процессов производства жидких синтетических моторных топлив достигалось подобным образом. The applicant is not aware of methods for the production of liquid synthetic motor fuels from carbon raw materials, in which the reduction of energy costs for the implementation of technological processes for the production of liquid synthetic motor fuels was achieved in a similar way.

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема производства жидких моторных топлив - метанола и бензина, из углеводородного (природного) газа. The drawing shows a schematic flow diagram of the production of liquid motor fuels - methanol and gasoline, from hydrocarbon (natural) gas.

Производство состоит из установок: синтеза метанола 1; синтеза высших углеводородов из метанола 2; получения из высших углеводородов моторных топлив 3. The production consists of installations: methanol synthesis 1; synthesis of higher hydrocarbons from methanol 2; production of motor fuels from higher hydrocarbons 3.

Установка синтеза метанола 1 содержит: компрессор 4 для сжатия углеводородного газа; мембранный блок 5 разделения воздуха на кислород и азот, возвращаемый в атмосферу; компрессор 6 для сжатия кислорода и рекуперативные подогреватели 7, 8 кислорода и углеводородного газа; реактор 9 синтеза метанола; рекуперативный теплообменник 10; холодильник 11; сепаратор 12, подключенный к эжекторному смесителю 13 и дроссельному регулятору давления 14; ректификационный колонный аппарат 15, верхняя часть которого подключена к воздушному охладителю 16 и рефлюксной емкости 17, а нижняя часть к насосу 18. A methanol synthesis unit 1 comprises: a compressor 4 for compressing a hydrocarbon gas; a membrane unit 5 for separating air into oxygen and nitrogen returned to the atmosphere; a compressor 6 for compressing oxygen and recuperative heaters 7, 8 of oxygen and hydrocarbon gas; methanol synthesis reactor 9; recuperative heat exchanger 10; refrigerator 11; a separator 12 connected to an ejector mixer 13 and a throttle pressure regulator 14; distillation column apparatus 15, the upper part of which is connected to the air cooler 16 and the reflux tank 17, and the lower part to the pump 18.

Установка синтеза метанола 2 содержит: насос 19 нагнетания и подачи метанола; подогреватель 20; реактор 21 синтеза высших углеводородов; холодильник 22; сепаратор 23; компрессор 24 для осуществления рециркуляции газового потока. The methanol synthesis unit 2 comprises: a methanol injection and supply pump 19; heater 20; higher hydrocarbon synthesis reactor 21; refrigerator 22; a separator 23; a compressor 24 for recirculating the gas stream.

Установка получения моторных топлив 3: содержит колонный аппарат 25, нижняя часть которого подключена к подогревателю 26 и сепаратору 27, а верхняя к компрессору 28 для сжатия отводимых газов. Installation for the production of motor fuels 3: contains a column apparatus 25, the lower part of which is connected to the heater 26 and the separator 27, and the upper one to the compressor 28 for compressing the exhaust gases.

Для транспортировки отводимых газов в камеру сгорания 29 из установки 1 служит трубопровод 30, а из установки 3 - трубопровод 31. К камере сгорания подключен компрессор 32 для сжатия и подачи в нее атмосферного воздуха. На выходе камеры сгорания 29 установлен испаритель 33, который подключен водопроводами 34 и 35 соответственно к установкам 1 и 2, а паропроводом 36 и трубопроводом 37, транспортирующем продукты сгорания, - к эжекторному смесителю 38. Эжекторный смеситель 38 может быть снабжен катализатором, содержащим железо и (или) никель. Эжекторный смеситель 38 подключен к турбине 39 газотурбинной электростанции 40, а также к смесителю 41. На выходе из турбины установлен сепаратор 42 с колонным аппаратом 43. К водопроводу, отводящему воду из сепаратора 42, подключен рециркуляционный насос 44, который в свою очередь подключен к воздушному охладителю 45. For transporting the exhaust gases to the combustion chamber 29 from the installation 1, a pipeline 30 is used, and from the installation 3, a pipeline 31 is used. A compressor 32 is connected to the combustion chamber to compress and supply atmospheric air to it. At the outlet of the combustion chamber 29, an evaporator 33 is installed, which is connected by water pipes 34 and 35 to units 1 and 2, respectively, and by a steam pipe 36 and a pipe 37 transporting the products of combustion, to the ejector mixer 38. The ejector mixer 38 can be equipped with a catalyst containing iron and (or) nickel. The ejector mixer 38 is connected to the turbine 39 of the gas turbine power plant 40, as well as to the mixer 41. At the outlet of the turbine, a separator 42 with a column apparatus 43 is installed. A recirculation pump 44 is connected to the water supply pipe that discharges water from the separator 42, which in turn is connected to an air cooler 45.

Жидкие синтетические моторные топлива - метанол и бензин производятся на представленной установке по предлагаемому способу следующим образом. Liquid synthetic motor fuels - methanol and gasoline are produced on the installation according to the proposed method as follows.

В установке 1 синтеза метанола выполняются технологические процессы: сжатия углеводородного газа до давления 7,0 МПа компрессором 4; разделения мембранным агрегатом 5 атмосферного воздуха на азот, возвращаемый в атмосферу и кислород; сжатия компрессором 6 кислорода до давления 7,0 МПа; нагрев в подогревателях 7 и 8 кислорода и углеводородного газа до температуры 450^o С; подачи нагретых кислорода и углеводородного газа в реактор 9; синтеза из них метанола;
охлаждения в рекуперативном теплообменнике 10 и холодильнике 11 газоводометанольной смеси до температуры 70^oС; разделения в сепараторе 12 газоводометанольной смеси на водный раствор метанола и газ, одна часть которого подается смесителем 13 вновь на синтез, а другая часть отводится по трубопроводу 30 в камеру сгорания 29. Водный раствор метанола разделяют на воду и метанол в ректификационном аппарате 15.95% метанол по трубопроводам 46 и 47 подают, соответственно, на установку 2 и потребителю, а воду насосом 18 нагнетают с давлением 13,0 МПа по водопроводу 34 в испаритель 33.In installation 1 for methanol synthesis, the following processes are performed: compression of hydrocarbon gas to a pressure of 7.0 MPa by compressor 4; separation of atmospheric air by a membrane unit 5 into nitrogen, returned to the atmosphere and oxygen; compression by compressor 6 of oxygen to a pressure of 7.0 MPa; heating in heaters 7 and 8 of oxygen and hydrocarbon gas to a temperature of 450 ^o C; supply of heated oxygen and hydrocarbon gas to the reactor 9; synthesis of methanol from them;
cooling in a recuperative heat exchanger 10 and a refrigerator 11 of a gas-methanol mixture to a temperature of 70 ^° C; separation in the separator 12 of a gas-methanol mixture into an aqueous methanol solution and a gas, one part of which is supplied by the mixer 13 again for synthesis, and the other part is discharged through a pipe 30 to the combustion chamber 29. The aqueous methanol solution is separated into water and methanol in a distillation apparatus of 15.95% methanol pipelines 46 and 47 are supplied, respectively, to installation 2 and to the consumer, and water is pumped by pump 18 at a pressure of 13.0 MPa through a water supply 34 to the evaporator 33.

В установке 2 синтеза высших углеводородов метанол нагнетают с давлением 2,0 МПа насосом 19 через подогреватель 20 в реактор 21, в котором при температуре порядка 380^oС на катализаторах (сверхвысококремнеземных синтетических цеолитах типа ZSM, промотированных солями металлов калия, свинца, кальция, цезия, серебра, никеля и др.) синтезируют высшие углеводороды. Полученные в реакторе 20 продукты охлаждают до температуры 50^oС в холодильнике 22 и отделяют друг от друга в сепараторе 23. Газ сжимают компрессором 24 и отправляют вновь на синтез. Воду подают по трубопроводу в испаритель 33, а высшие углеводороды направляют по трубопроводу 48 в установку 3.In the installation 2 for the synthesis of higher hydrocarbons, methanol is injected with a pressure of 2.0 MPa by a pump 19 through a heater 20 into a reactor 21, in which at a temperature of about 380 ^{° C.} on catalysts (ultra-high-silica synthetic zeolites of the ZSM type promoted with metal salts of potassium, lead, calcium, cesium , silver, nickel, etc.) synthesize higher hydrocarbons. Obtained in the reactor 20, the products are cooled to a temperature of 50 ^o C in the refrigerator 22 and separated from each other in the separator 23. The gas is compressed by the compressor 24 and sent again for synthesis. Water is piped to the evaporator 33, and higher hydrocarbons are piped 48 to unit 3.

Из установки 3 получения моторных топлив отводят по трубопроводу 49 бензин потребителю, а по трубопроводу 31 газ в камеру сгорания 29. From the installation 3 for the production of motor fuels, gas is piped to the consumer via a pipeline 49, and gas is sent to a combustion chamber 29 through a pipe 31.

В камеру сгорания 29, кроме отводимых из установок 1 и 3 газов, нагнетается компрессором 32 воздух с давлением 0,7 МПа. Продукты сгорания подают через испаритель 33 в эжекторный смеситель 38. Воду в испарителе 33 при давлении 13,0 МПа превращают в пар, который по паропроводу 36 подают в эжектор 38. В эжекторном смесителе 38 водяной пар смешивают с продуктами сгорания и получают высоконапорную (давление 10,0 МПа) и высокотемпературную (900^oС) парогазовую смесь.In the combustion chamber 29, in addition to the gases discharged from the plants 1 and 3, air is injected by the compressor 32 with a pressure of 0.7 MPa. The combustion products are fed through the evaporator 33 to the ejector mixer 38. The water in the evaporator 33 at a pressure of 13.0 MPa is converted into steam, which is supplied through the steam line 36 to the ejector 38. In the ejector mixer 38, water vapor is mixed with the combustion products and high pressure is obtained (pressure 10 , 0 MPa) and a high-temperature (900 ^o С) vapor-gas mixture.

Тепловую энергию парогазовой смеси используют для нагрева технологических потоков в подогревателях 7, 8, 20, 26. И (или) из тепловой и энергии давления парогазовой смеси в газотурбинной электростанции 40 получают электрическую энергию, которую применяют в компрессорах 4, 5, 24, 28, 32, насосах 18, 19, 44, холодильниках 11, 22, воздушных охладителях 16, 45 для выполнения технологических процессов. The thermal energy of the gas-vapor mixture is used to heat the process streams in the heaters 7, 8, 20, 26. And (or) from the heat and pressure energy of the gas-vapor mixture in the gas turbine power station 40 receive electrical energy, which is used in compressors 4, 5, 24, 28, 32, pumps 18, 19, 44, refrigerators 11, 22, air coolers 16, 45 for performing technological processes.

После турбины 39 парогазовую смесь разделяют при температуре 40-50^oС в сепараторе 42 на продукты сгорания, отводимые через колонный аппарат 43 в атмосферу, и воду, отводимую по водопроводу. Часть воды, нагнетаемую насосом 44, охлаждают в воздушном охладителе 45 и подают на орошение в колонный аппарат 43 для снижения выбросов водяного пара в атмосферу. Другую часть воды подают в смеситель 41 для регулирования температуры парогазовой смеси, подаваемой для нагрева технологических потоков в подогреватели 7, 8, 20, 26. После использования тепла парогазовой смеси в технологическом процессе, ее разделяют в сепараторе 42 на продукты сгорания и воду.After the turbine 39, the gas-vapor mixture is separated at a temperature of 40-50 ^{° C.} in the separator 42 into the combustion products discharged through the column apparatus 43 into the atmosphere and water discharged through the water supply. A portion of the water pumped by the pump 44 is cooled in an air cooler 45 and fed to the column apparatus 43 for irrigation to reduce emissions of water vapor into the atmosphere. Another part of the water is supplied to the mixer 41 to control the temperature of the gas-vapor mixture supplied to heat the process streams to the heaters 7, 8, 20, 26. After using the heat of the gas-vapor mixture in the process, it is separated in the separator 42 into combustion products and water.

Пример
Способ производства жидких синтетических моторных топлив из углеродного сырья - природного газа, имеющего компонентный состав:
СH₄-97%, С₂Н₆-0,057%, С₃Н₈-1,15%, С₄Н₁₀-0,70%, С_5+B-0,093 %, реализуется следующим образом.Example
Method for the production of liquid synthetic motor fuels from carbon raw materials - natural gas having a component composition:
CH ₄ -97%, C ₂ H ₆ -0.057%, C ₃ H ₈ -1.15%, C ₄ H ₁₀ -0.70%, C _{5 + B} -0.093%, is implemented as follows.

В установке 1 выполняют технологические процессы: синтеза метанола, отделения метанола, воды и отводимого газа, получившихся в результате синтеза. В установке 2 проводят технологические процессы:
синтеза высших углеводородов из метанола. В установке 3 выполняют технологические процессы: получения из высших углеводородов моторных топлив; отделения получившихся при этом воды и отводимого газа.Installation 1 performs the following processes: methanol synthesis, separation of methanol, water and exhaust gas resulting from the synthesis. In installation 2, the following processes are carried out:
synthesis of higher hydrocarbons from methanol. In installation 3, the following processes are performed: production of motor fuels from higher hydrocarbons; separation of the resulting water and exhaust gas.

После отделения в установках 1 и 2 отводимые газы сжигают в камере сгорания 29, воду смешивают с продуктами сгорания в эжекторном смесителе 38. При высокой температуре (порядка 900^oС) в водной среде метанол и углеводороды разлагаются на двуокись углерода и пары воды. Для интенсификации процесса смешения воду смешивают с продуктами сгорания после ее предварительного нагрева в испарителе 33 до парообразного состояния. С целью интенсификации процесса разложения метанола и углеводородов, находящихся в воде, ее в парообразном состоянии смешивают с продуктами сгорания в присутствии катализатора, содержащего железо и (или) никель. Полученную парогазовую смесь подают в качестве теплоносителя в установки 1-3 для нагрева кислорода и углеводородного газа в нагревателях 7 и 8, метанола в нагревателе 20 и жидких углеводородов в подогревателе 26.After separation in units 1 and 2, the exhaust gases are burned in the combustion chamber 29, water is mixed with the products of combustion in the ejector mixer 38. At a high temperature (of the order of 900 ^{° C.} ) in an aqueous medium, methanol and hydrocarbons decompose into carbon dioxide and water vapor. To intensify the mixing process, water is mixed with the products of combustion after its preliminary heating in the evaporator 33 to a vapor state. In order to intensify the decomposition of methanol and hydrocarbons in water, it is mixed in a vapor state with combustion products in the presence of a catalyst containing iron and (or) nickel. The resulting vapor-gas mixture is supplied as a coolant to plants 1-3 for heating oxygen and hydrocarbon gas in heaters 7 and 8, methanol in heater 20 and liquid hydrocarbons in heater 26.

Из тепловой энергии и энергии давления парогазовой смеси получают электрическую энергию в газотурбинной электростанции 40. Электроэнергию подают в установки 2-3 для применения при выполнении технологических процессов: сжатия природного газа компрессором 4, воздуха компрессорами 6 и 32, отводимых газов компрессорами 24 и 28, нагнетания метанола насосом 19, воды насосами 18 и 44, охлаждения технологических потоков холодильниками 11, 16, 22, 45. После использования тепловой энергии и энергии давления парогазовой смеси ее разделяют в сепараторе 42 на воду и продукты сгорания, состоящие практически из двуокиси углерода. Electric energy is obtained from heat and pressure energy of a gas-vapor mixture in a gas turbine power station 40. Electric power is supplied to plants 2-3 for use in carrying out technological processes: compression of natural gas by compressor 4, air by compressors 6 and 32, exhaust gases by compressors 24 and 28, discharge methanol pump 19, water pumps 18 and 44, cooling the process streams with refrigerators 11, 16, 22, 45. After using heat energy and pressure energy of the gas-vapor mixture, it is separated in water separator 42 and combustion products consisting essentially of carbon dioxide.

При производительности по исходному газу 14660 нм³ в час (117,3 млн. нм³/год) получают 125 кг в час (1000 т/год) 98%-ного метанола и 731 кг в час (5848 т/год) бензина с октановым числом 92-95, вырабатывается 40,18 МВт электроэнергии и 15,3 МВт тепловой энергии. Указанного количества вырабатываемой энергии достаточно для выполнения всех технологических процессов производства жидкого синтетического топлива.With a feed gas productivity of 14660 nm ³ per hour (117.3 million nm ³ / year), 125 kg per hour (1000 t / year) of 98% methanol and 731 kg per hour (5848 t / year) of gasoline are obtained with an octane rating of 92-95, 40.18 MW of electricity and 15.3 MW of thermal energy are generated. The indicated amount of generated energy is sufficient to carry out all technological processes for the production of liquid synthetic fuel.

Таким образом, сжигание отводимых газов, получение из воды и продуктов сгорания высоконапорной и высокотемпературной парогазовой смеси, использование ее в качестве теплоносителя в технологических процессах - синтезе метанола, синтезе высших углеводородов и получении моторных топлив и (или) получение из ее тепловой энергии и энергии давления электрической энергии, использование полученной энергии в технологических процессах, а также разделение после использования тепла парогазовой смеси на продукты сгорания и воду, часть которой используется в технологическом процессе, позволило уменьшить энергетические затраты на выполнение технологических процессов производства жидких синтетических моторных топлив. Thus, the combustion of exhaust gases, the production of high-pressure and high-temperature vapor-gas mixtures from water and combustion products, their use as a coolant in technological processes - methanol synthesis, the synthesis of higher hydrocarbons and the production of motor fuels and (or) the production of heat and pressure energy from it electric energy, the use of the obtained energy in technological processes, as well as the separation after use of heat of a gas-vapor mixture into combustion products and water, some of which are used zuetsya in the process, possible to reduce the energy cost of performing technological processes of production of synthetic liquid motor fuels.

Claims (5)

1. Способ производства жидких синтетических моторных топлив из углеродного сырья, включающий синтез метанола, отделение полученных в результате синтеза метанола воды и отводимого газа, синтез высших углеводородов преимущественно из метанола, получение из высших углеводородов моторных топлив и отделение получившейся при этом воды и отводимого газа, отличающийся тем, что после отделения отводимые газы сжигают, из воды и продуктов сгорания получают высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь, используют ее в качестве теплоносителя в технологических процессах - синтезе метанола, синтезе высших углеводородов и получении моторных топлив, и/или из ее тепловой энергии и энергии давления получают электрическую энергию, которую используют в указанных технологических процессах, а после использования тепла парогазовую смесь разделяют на продукты сгорания и воду, часть которой используют в указанных технологических процессах. 1. A method of producing liquid synthetic motor fuels from carbon raw materials, including the synthesis of methanol, the separation of water and exhaust gas obtained from the synthesis of methanol, the synthesis of higher hydrocarbons mainly from methanol, the production of motor fuels from higher hydrocarbons and the separation of the resulting water and exhaust gas, characterized in that after separation the exhaust gases are burned, high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture are obtained from water and combustion products, they are used as heat In technological processes, such as methanol synthesis, higher hydrocarbon synthesis and the production of motor fuels, and / or from its heat and pressure energy, electric energy is obtained, which is used in the indicated technological processes, and after using heat, the gas-vapor mixture is divided into combustion products and water, part of which is used in these processes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что воду, используемую для получения высоконапорной и высокотемпературной парогазовой смеси, нагревают до парообразного состояния теплом продуктов сгорания. 2. The method according to claim 1, characterized in that the water used to obtain the high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is heated to a vapor state by the heat of the combustion products. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания в присутствии катализатора, содержащего железо и/или никель. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products in the presence of a catalyst containing iron and / or nickel. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что высоконапорную и высокотемпературную парогазовую смесь получают путем смешивания пара с продуктами сгорания эжекционным методом. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the high-pressure and high-temperature vapor-gas mixture is obtained by mixing steam with combustion products by the ejection method. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электрическую энергию получают срабатыванием высокотемпературной и высоконапорной парогазовой смеси в газотурбинной электростанции. 5. The method according to claim 1, characterized in that the electrical energy is obtained by triggering a high-temperature and high-pressure gas mixture in a gas turbine power plant.