UA126930C2 - Спосіб генерування синтез-газу для виробництва аміаку - Google Patents
Спосіб генерування синтез-газу для виробництва аміаку Download PDFInfo
- Publication number
- UA126930C2 UA126930C2 UAA202002790A UAA202002790A UA126930C2 UA 126930 C2 UA126930 C2 UA 126930C2 UA A202002790 A UAA202002790 A UA A202002790A UA A202002790 A UAA202002790 A UA A202002790A UA 126930 C2 UA126930 C2 UA 126930C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- electrolysis
- air
- steam
- ammonia
- stacks
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 13
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 5
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009620 Haber process Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011127 biaxially oriented polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229920006378 biaxially oriented polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001991 steam methane reforming Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000711969 Chandipura virus Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001417512 Kyphosidae Species 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 nitride ion Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
- C25B1/042—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water by electrolysis of steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/27—Ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes
- C25B15/081—Supplying products to non-electrochemical reactors that are combined with the electrochemical cell, e.g. Sabatier reactor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Винахід стосується одержання синтез-газу для виробництва аміаку. Спосіб включає: подачу суміші пари та стисненого повітря в перший з серії установок електролізу та проходження виходу з однієї установки електролізу до входу в наступну установку електролізу разом з повітрям, при цьому електролітичні установки працюють в ендотермічному режимі, та азотна частина синтез-газу забезпечується шляхом спалювання водню, що утворюється шляхом парового електролізу повітрям, в або між електролітичними установками. Електролітичні установки є переважно стеками електролізу твердооксидих електролітичних комірок (SOEC). ПМ-8788/Х
Description
Представлений винахід стосується нового способу отримання синтез-газу для виробництва аміаку. У конкретному варіанті здійснення способу, синтез-газ отримують шляхом використанням стеків твердооксидних електролітичних комірок (ЗОЕС).
Типова установка для виробництва аміаку спочатку перетворює десульфурованний вуглеводневий газ, такий як природний газ (тобто метан) або І РО (зріджений нафтовий газ, такий як пропан та бутан) або петролейний ефір, в газоподібний водень шляхом парового риформінгу. Потім водень об'єднують з азотом для виробництва аміаку за допомогою процесу
Габера-Боша
З Н»а-М2-2 МНз
Таким чином, для синтезу аміаку (МНЗз) необхідним є газ для синтезу (синтез-газ), що містить водень (Не) та азот (Мг) в прийнятному молярному співвідношенні приблизно 31.
Аміак є однією з хімічних речовин, що найбільш широко виробляється, та синтезується безпосередньо з використанням газоподібного водню та азоту, як реагентів без попередників або побічних продуктів. У газоподібному стані азот в основному доступний у вигляді Му», і, зазвичай, його отримують шляхом відокремлення від інших компонентів атмосферного повітря.
Виробництво водню (Нг) як і раніше пов'язане з труднощами, і для промислового синтезу аміаку його найчастіше отримують шляхом парового риформінгу метану (ЗМЕ) природного газу. Крім того, коли для процесів риформінгу використовується повітря, також вводиться М2, що робить установку для розділення повітря непотрібною, але для процесу очищення є необхідним видалення кисневмісних речовин, таких як О», СО, СО» та Н2О, для запобігання отруєнню каталізаторів в колоні для синтезу аміаку. Вуглекислий газ є продуктом 5МЕ та може бути відокремлений і відновлений всередині установки. Тому виробництво водню є вкрай необхідним процесом синтезу аміаку, і стале виробництво аміаку є бажаним для зниження споживання первинного джерела, такого як природний газ, та для запобігання викидів СО: у процесі.
Основна ідея, що лежить в основі представленого винаходу, полягає в отриманні газу для синтезу аміаку шляхом електролізу, наприклад в стеках ЗОЕС, без необхідності розділення повітря. Звичайно, БОЕС може бути використаний для виробництва необхідного водню, але тоді буде потрібний окремий пристрій для розділення повітря. Такі пристрої, особливо дрібномасштабні, дорого коштують. Ідея полягає в тому, щоб спалити повітря всередині
Зо установки електролізу, такої як стек ЗОБЕС, або між установками і, в основному, використовувати здатність установки відокремлювати кисень від водню.
Таким чином, представлений винахід забезпечує спосіб отримання синтез-газу для виробництва аміаку електролізом, переважно за допомогою стеків БОЕС. Спосіб дозволяє уникнути будь-яке використання установки для розділення повітря (кріогенної, адсорбції при змінному тиску, тощо) за рахунок використання можливості роботи в ендотермічному режимі, і він забезпечує необхідний азот, шляхом спалювання водню, що утворюється в результаті парового електролізу повітрям. У переважному варіанті здійснення, в якому використовують стеки БОЕС, спалювання водню може відбуватися всередині стеків або між окремими стеками.
Більш конкретно, винахід стосується способу отримання газу для синтезу аміаку шляхом електролізу, причому зазначений спосіб включає стадії: - подачі суміші пари та стисненого повітря в установку електролізу або в першу з серії установок електролізу та - проходження виходу з однієї установки електролізу до входу в наступну установку електролізу, або разом з повітрям, що додається після кожної установки електролізу, або додаванням повітря лише після останньої установки електролізу, де електролітичні установки працюють в термонейтральному або ендотермічному режимі, та азотна частина газу для синтезу забезпечується шляхом спалювання водню, що утворюється за рахунок парового електролізу повітрям, в або між установками електролізу.
Ознака додавання повітря лише до і після установки(ок) електролізу призводить до дещо збільшеного споживання енергії, але, з іншого боку, це набагато простіше реалізувати, та все ще можна уникнути розділення повітря.
Установками електролізу переважно є стеки БОЕС. Коли як установки електролізу використовуються стеки 5ОЕС, робоча напруга стеків переважно є нижчою так званої термонейтральної напруги, яка є мінімальною термодинамічною напругою, при якій буде працювати ідеально ізольована установка електролізу, якщо немає чистого припливу або відтоку тепла. Спалювання водню, що утворюється шляхом парового електролізу повітрям, може здійснюватися всередині стеків ФХОЕС або між окремими стеками ЗОЕС
У переважному варіанті здійснення, пара, що використовується є парою з контуру синтезу аміаку, яку змішують з рециркулюючим газом для синтезу аміаку. бо Коли робоча напруга стеків є нижчою термонейтральної напруги, це означає, що температура буде зменшуватися в адіабатичному стеку. Потім температуру на вході в наступний стек знову підвищують шляхом спалювання частини водню, що утворився в повітрі, забезпечуючи тим самим азот, необхідний для реакції синтезу аміаку, яка проводиться в окремому циклі синтезу.
Добре відомо, що водень, необхідний для синтезу аміаку, може бути забезпечений електролітично, наприклад, шляхом електролізу води, який дійсно практикується в промислових масштабах.
Азот, необхідний для синтезу аміаку, потім генерується шляхом розділення повітря, або шляхом кріогенного розділення, шляхом адсорбції зі змінним тиском (РБА), або з використанням мембран. Такі окремі установки для розділення повітря становлять вартісну інвестицію, та потребують регулярного обслуговування у випадку РБА або мембран.
Представлений винахід усуває зазначені проблеми.
Отримання газу для синтезу аміаку шляхом електролізу описано в різних патентах та патентних заявках. Таким чином, спосіб анодного електрохімічного синтезу газу аміаку є описаним в документі О5 2006/0049063. Спосіб включає забезпечення електроліту між анодом та катодом, окиснення негативно заряджених частинок, що містять азот та негативно заряджених частинок, що містять водень, присутніх в електроліті на аноді, з утворенням адсорбованих частинок азоту та частинок водню, відповідно, та взаємодію адсорбованих частинок азоту з адсорбованими частинками водню з утворенням аміаку.
У документі 05 2012/0241328 аміак синтезується, використовуючи електрохімічні та неелектрохімічні реакції. Електрохімічні реакції відбуваються в електролітичній комірці, що має літій-іонно-провідникову мембрану, яка розділяє електрохімічну комірку на анолітну камеру та католітну камеру, остання включає в себе пористий катод, тісно пов'язаний з літій-іонно- провідниковою мембраною.
У документі МУМО 2008/154257 розкритим є спосіб виробництва аміаку, який включає виробництво азоту в результаті спалювання потоку водню, змішаного з повітрям. Водень, який використовується для виробництва азоту в процесі спалювання аміаку, може бути отриманий в результаті електролізу води. Водень, отриманий шляхом електролізу води, також може бути об'єднаний з азотом для виробництва аміаку.
Зо До сих пір мало уваги приділялося виробництву аміаку з використанням синтез-газу, який одержують шляхом електролізу, особливо, який генерується з використанням стеків 5ОЕС.
Нещодавно був описаний проект та аналіз системи для виробництва "зеленого" аміаку з використанням електроенергії з відновлюваних джерел енергії (АрріїєЯ Епегду 192 (2017) 466- 476). В даній концепції електроліз твердого оксиду (5ОЕ) для виробництва водню поєднується з вдосконаленим реактором Габера-Боша, та повітряний сепаратор є включеним для подачі чистого азоту. Виробництво аміаку з нульовим викидом СО», як кажуть, можна отримати при зниженні споживаної потужності на 40 95 в порівнянні з аналогічними установками.
Описаною є гнучка концепція синтезу аміаку з Не, який періодично генерується (Спет. Іпд.
Теспи. 86 Мо.5 (2014), 649-657), та яка порівнюється з широко обговорюваними концепціями "енергія-в-газ" на технічному та економічному рівні.
Описаним є електролітичний синтез аміаку в розплавлених солях при атмосферному тиску (У. Ат. Спет. бос. 125 Мо.2 (2003), 334-335), в якому запропоновано новий електрохімічний спосіб з високою ефективністю струму та більш низькими температурами, ніж використовується в процесі Габера-Боша. В даному способі іон нітриду (МУ, що утворюється шляхом відновлення азотного газу на катоді, анодно окиснюється та реагує з воднем, утворюючи аміак на аноді.
Егашпі єї а. (Непежабіє Епегуу 99 (2016), 472-482) описує системний підхід в оцінці енергії різних відновлюваних джерел енергії, інтегрованих в установки з виробництва аміаку. Вплив трьох різних стратегій інтеграції відновлюваних джерел енергії та збільшення масштабів в процесі синтезу аміаку було досліджено з використанням термохімічного моделювання. Для повної оцінки переваг всієї системи були розглянуті баланс установки, використання додаткових установок та еквівалентні викиди парникових газів.
Рітотт (У. Кепемжаріе Зивіаійпаріє Епегду 9 (2017), 034702) описує та підсумовує самий останній рівень техніки та, особливо, відновлений інтерес до виробництва аміаку без викопних речовин та можливі альтернативи процесу Габера- Боша.
Нарешті, М/апд еї аі. (АІСНЕ Чопа! 63 Мо. 5 (2017), 1620-1637) розкриває систему накопичення енергії на основі аміаку, що використовує оборотний твердооксидний паливний елемент під тиском (К-5ОЕС) для перетворення енергії в поєднанні із зовнішніми процесами синтезу та розкладання аміаку та паровим енергетичним циклом. Чистий кисень, що утворюється як побічний продукт при електрохімічному розщепленні води, використовується 60 для запуску паливного елементу.
Винахід, більш докладно описано в наступному прикладі з посиланням на креслення, що додається, на якому продемонстрована схема одного конкретного варіанту здійснення.
Приклад
Перегріта пара при 400 "С та 40 бар (1), що генерується в контурі синтезу аміаку (2) та в установці електролізу БОБЕС, що складається з восьми ідентичних стеків 5ОЕС (пронумерованих 1-8), є змішаною з рециркулюючим газом для синтезу аміаку (3), який являє собою суміш водню та азоту, переважно в стехіометричному співвідношенні 31. Суміш направляється через перший (А) і другий (В) теплообмінник подачі/скидання, де вона піддається теплообміну з використанням газу, що надходить з боку катода (палива) стеків
ЗОЕС та з боку анода (кисню) з стеків ЗОЕС, відповідно. Стиснене повітря (4) при 40 бар надлишкового тиску потім додають у каталітичний пальник (не показано на креслені), та температура підвищується до 785 "С на вході в перший стек ЗОЕС. Стек працює при 1175 мВ на комірку, що призводить до падіння температури стеку на виході до 692 "С. Стиснене повітря додають до вихідних потоків з першого стеку ЗОЕС в кількості, що призводить до температури 7857 на другому вході в стек БОЕС. Другий стек працює при напрузі 1196 мВ на комірку, що призводить до температури на виході 722 "С. Зазначене додавання повітря повторюється п'ять разів між стеками (загальна кількість стеків «»ОЕС дорівнює восьми).
Після теплообміну з паром на вході та рециркулюючим газом в першому теплообміннику (А), додавали додаткове повітря, так що кінцева газова композиція являла собою газ у стехіометричному співвідношенні для синтезу аміаку, і покривалася потреба в парі для установки БОЕС. Додаткову пару на додаток до кількості, що генерується в контурі синтезу аміаку, отримують шляхом охолодження газу після кінцевої точки додавання повітря.
Нарешті, неконвертована пара конденсується в конденсаторі (С), і газ розділяється на два потоки: один потік (3) повторно стискається та рециркулюється до входу установки ЗОЕС, в той час як інший потік (5) додатково стискається і висушується, та потім спрямовується до циклу синтезу аміаку.
Для уникнення отруєння каталізатора в контурі синтезу аміаку, СО» повинен бути кількісно видалений з повітря, що використовується. Це може бути здійснено відомими фізичними або хімічними способами видалення СО?» та/або метануванням Со: і СО, які будуть утворюватися в
Зо установці БОЕС, в реакторі метанування перед подачею синтез-газу (5) до контуру синтезу.
Claims (7)
1. Спосіб одержання газу для синтезу аміаку шляхом електролізу, де зазначений спосіб включає стадії: - подачі суміші пари та стисненого повітря в установку електролізу або в першу з серії установок електролізу та - проходження виходу з однієї установки електролізу до входу в наступну установку електролізу, або разом з повітрям, що додається після кожної установки електролізу, або додаванням повітря лише після останньої установки електролізу, де електролітичні установки працюють в термонейтральному або ендотермічному режимі, та азотна частина газу для синтезу забезпечується шляхом спалювання водню, що утворюється шляхом парового електролізу повітрям, в або між установками електролізу.
2. Спосіб за п. 1, в якому повітря додають лише до і після установки(ок) електролізу.
З. Спосіб за п. 1 або 2, в якому установка(и) електролізу являє собою/являють собою стеки твердооксидних електролітичних комірок (ЗОЕС).
4. Спосіб за п. 2, в якому робоча напруга стеків є нижчою так званої термонейтральної напруги.
5. Спосіб за п. З або 4, в якому спалювання водню, отриманого шляхом парового електролізу повітрям, здійснюють в середині стеків БХОЕС або між окремими стеками 5ОЕС.
б. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому пара, що використовується, є парою з контуру синтезу аміаку.
7. Спосіб за п. 6, в якому пара є змішаною з рециркулюючим синтез-газом.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA201700568 | 2017-10-11 | ||
| PCT/EP2018/076616 WO2019072608A1 (en) | 2017-10-11 | 2018-10-01 | PROCESS FOR GENERATING SYNTHESIS GAS FOR THE PRODUCTION OF AMMONIA |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA126930C2 true UA126930C2 (uk) | 2023-02-22 |
Family
ID=63857877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202002790A UA126930C2 (uk) | 2017-10-11 | 2018-10-01 | Спосіб генерування синтез-газу для виробництва аміаку |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11932951B2 (uk) |
| EP (1) | EP3695027B1 (uk) |
| CN (1) | CN111201339A (uk) |
| AR (1) | AR113273A1 (uk) |
| AU (1) | AU2018350295B2 (uk) |
| BR (1) | BR112020007189A2 (uk) |
| CA (1) | CA3078742A1 (uk) |
| CL (1) | CL2020000930A1 (uk) |
| DK (1) | DK3695027T3 (uk) |
| EA (1) | EA039064B1 (uk) |
| ES (1) | ES2954713T3 (uk) |
| FI (1) | FI3695027T3 (uk) |
| MX (1) | MX2020003301A (uk) |
| PE (1) | PE20211335A1 (uk) |
| PT (1) | PT3695027T (uk) |
| TW (1) | TWI791636B (uk) |
| UA (1) | UA126930C2 (uk) |
| WO (1) | WO2019072608A1 (uk) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020201282A1 (en) | 2019-04-05 | 2020-10-08 | Haldor Topsøe A/S | Ambient air separation and soec front-end for ammonia synthesis gas production |
| DE102020109016B4 (de) * | 2020-04-01 | 2022-01-05 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Synthese von Ammoniak |
| EP3907310A1 (en) | 2020-05-07 | 2021-11-10 | DynElectro ApS | Systems and methods for generating synthesis gas for ammonia production |
| TW202212261A (zh) * | 2020-05-18 | 2022-04-01 | 丹麥商托普索公司 | 控制迴路中壓力以製備氨或甲醇的方法 |
| CN112941547B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-10-21 | 中国矿业大学 | 一种以低浓度瓦斯为燃料的高温电解合成氨的方法 |
| CN114214637B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-06-25 | 四川蜀道装备科技股份有限公司 | 一种电解水制氢氧综合利用的装置和方法 |
| US20240076789A1 (en) * | 2022-09-01 | 2024-03-07 | Schlumberger Technology Corporation | Electrolysis system |
| DE102022213277B3 (de) | 2022-12-08 | 2024-01-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Eduktgasgemisches enthaltend oder bestehend aus Wasserstoff und Stickstoff |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3367882A (en) * | 1962-02-08 | 1968-02-06 | Walton H. Marshall Jr. | Ammonia synthesis gas process |
| CH620176A5 (uk) | 1976-05-13 | 1980-11-14 | Sulzer Ag | |
| JPS586687B2 (ja) * | 1978-10-17 | 1983-02-05 | 日立造船株式会社 | アンモニア製造方法 |
| US7435401B2 (en) * | 2004-07-02 | 2008-10-14 | Kellogg Brown & Root Llc | Pseudoisothermal ammonia process |
| US7314544B2 (en) | 2004-09-07 | 2008-01-01 | Lynntech, Inc. | Electrochemical synthesis of ammonia |
| US20080311022A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Battelle Energy Alliance, Llc | Methods and apparatuses for ammonia production |
| WO2011113611A2 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Haldor Topsøe A/S | Reforming catalyst |
| US9945039B2 (en) | 2010-06-08 | 2018-04-17 | Northwestern University | Method for improving the efficiency and durability of electrical energy storage using solid oxide electrolysis cell |
| EP2688841B1 (en) | 2011-03-23 | 2016-01-06 | Ceramatec, Inc | Ammonia synthesis using lithium ion conductive membrane |
| US8894838B2 (en) * | 2011-04-29 | 2014-11-25 | E I Du Pont De Nemours And Company | Hydroprocessing process using uneven catalyst volume distribution among catalyst beds in liquid-full reactors |
| FR2999612B1 (fr) | 2012-12-17 | 2015-02-20 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'electrolyse a haute temperature de la vapeur d'eau et d'un autre gaz, interconnecteur, reacteur et procedes de fonctionnement associes |
| PL2805914T3 (pl) | 2013-05-23 | 2018-02-28 | Haldor Topsøe A/S | Sposób współwytwarzania amoniaku, mocznika i metanolu |
| KR101740873B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2017-05-26 | 엘코겐 오와이 | 반응물들을 연료 전지 또는 전해조 전지에 분배하는 방법과 장치 |
| FR3024985B1 (fr) * | 2014-08-22 | 2020-01-17 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede d'electrolyse ou de co-electrolyse a haute temperature, procede de production d'electricite par pile a combustible sofc, interconnecteurs, reacteurs et procedes de fonctionnement associes. |
| DK3234069T3 (da) * | 2014-12-15 | 2020-11-23 | Haldor Topsoe As | Katalysatorregenereringsfremgangsmåde for en tjærereformeringskatalysator |
| CN106868529A (zh) * | 2015-12-12 | 2017-06-20 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 同时制备氨合成气和液体燃料合成气的***及方法 |
| CN206070012U (zh) | 2016-07-22 | 2017-04-05 | 全球能源互联网研究院 | 一种耦合co2资源化利用的制氢储能装置 |
| CN106185984B (zh) * | 2016-07-23 | 2021-06-29 | 陈志强 | 基于水蒸汽电解法联合生产氨与硝酸的*** |
-
2018
- 2018-10-01 CA CA3078742A patent/CA3078742A1/en active Pending
- 2018-10-01 UA UAA202002790A patent/UA126930C2/uk unknown
- 2018-10-01 EA EA202090927A patent/EA039064B1/ru unknown
- 2018-10-01 MX MX2020003301A patent/MX2020003301A/es unknown
- 2018-10-01 BR BR112020007189-7A patent/BR112020007189A2/pt active Search and Examination
- 2018-10-01 ES ES18786239T patent/ES2954713T3/es active Active
- 2018-10-01 EP EP18786239.6A patent/EP3695027B1/en active Active
- 2018-10-01 FI FIEP18786239.6T patent/FI3695027T3/fi active
- 2018-10-01 WO PCT/EP2018/076616 patent/WO2019072608A1/en unknown
- 2018-10-01 CN CN201880066165.5A patent/CN111201339A/zh active Pending
- 2018-10-01 US US16/641,007 patent/US11932951B2/en active Active
- 2018-10-01 DK DK18786239.6T patent/DK3695027T3/da active
- 2018-10-01 AU AU2018350295A patent/AU2018350295B2/en active Active
- 2018-10-01 PE PE2020000376A patent/PE20211335A1/es unknown
- 2018-10-01 PT PT187862396T patent/PT3695027T/pt unknown
- 2018-10-04 AR ARP180102865A patent/AR113273A1/es active IP Right Grant
- 2018-10-09 TW TW107135598A patent/TWI791636B/zh active
-
2020
- 2020-04-06 CL CL2020000930A patent/CL2020000930A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3695027B1 (en) | 2023-06-07 |
| EA202090927A1 (ru) | 2020-07-06 |
| BR112020007189A2 (pt) | 2020-09-24 |
| ES2954713T3 (es) | 2023-11-23 |
| TWI791636B (zh) | 2023-02-11 |
| TW201925080A (zh) | 2019-07-01 |
| CL2020000930A1 (es) | 2020-10-09 |
| DK3695027T3 (da) | 2023-09-04 |
| US20210032761A1 (en) | 2021-02-04 |
| PT3695027T (pt) | 2023-09-05 |
| AU2018350295A1 (en) | 2020-04-23 |
| FI3695027T3 (fi) | 2023-08-29 |
| PE20211335A1 (es) | 2021-07-26 |
| CN111201339A (zh) | 2020-05-26 |
| EP3695027A1 (en) | 2020-08-19 |
| EA039064B1 (ru) | 2021-11-29 |
| US11932951B2 (en) | 2024-03-19 |
| KR20200068652A (ko) | 2020-06-15 |
| CA3078742A1 (en) | 2019-04-18 |
| MX2020003301A (es) | 2020-07-20 |
| WO2019072608A1 (en) | 2019-04-18 |
| AU2018350295B2 (en) | 2024-06-20 |
| AR113273A1 (es) | 2020-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA126930C2 (uk) | Спосіб генерування синтез-газу для виробництва аміаку | |
| US20210388511A1 (en) | Process for electrochemical preparation of ammonia | |
| RU2016136633A (ru) | Способ и система для получения диоксида углерода, очищенного водорода и электричества из сырьевого реформированного технологического газа | |
| EP3419929B1 (en) | Carbon monoxide production process optimized by soec | |
| US11492315B2 (en) | Process for the production of methanol from gaseous hydrocarbons | |
| CN110167874A (zh) | 用于增加由蒸汽甲烷重整器产生的合成气中一氧化碳含量的***和方法 | |
| JP6603607B2 (ja) | メタノール合成システム | |
| US20210214849A1 (en) | Expander for soec applications | |
| US20240059562A1 (en) | Method and plant for producing syngas | |
| US20220153657A1 (en) | Methods and systems for converting carbon oxides to olefins | |
| WO2020201282A1 (en) | Ambient air separation and soec front-end for ammonia synthesis gas production | |
| KR102685939B1 (ko) | 암모니아 제조를 위한 합성 가스의 생성 방법 | |
| US20240132428A1 (en) | Conversion of carbon dioxide and water to synthesis gas for producing methanol and hydrocarbon products | |
| US20240228414A9 (en) | Conversion of carbon dioxide and water to synthesis gas for producing methanol and hydrocarbon products | |
| Murashkina et al. | Hydrogen production by electrochemical reforming of ethanol | |
| PL238574B1 (pl) | Sposób wytwarzania mieszaniny gazów zawierającej metan, parę wodną, dwutlenek węgla i wodór | |
| EA040722B1 (ru) | Способ производства метанола из газообразных углеводородов | |
| Chovatiya et al. | Power-to-Gas: Synthetic Natural Gas (SNG) from Renewable Energies | |
| CN117586098A (zh) | 用于生产甲醇和合成气的方法和设备 |