СИСТЕМЫ, СПОСОБЫ И КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1. Способ получения углеводородных соединений, включающий в себя, по меньшей мере, следующие стадии:
a) генерирования газообразного водорода из воды и электрической энергии;
b) генерирования смеси, по меньшей мере, углеводородных соединений, некоторые из них находятся в газообразной форме, газообразного водяного пара и тепловой энергии, по меньшей мере, из газообразной моноокиси углерода и указанного газообразного водорода;
где до или после стадии b) осуществляется одна или несколько из следующих далее стадий:
c) увеличение или уменьшение температуры одного или нескольких газов, по меньшей мере, почти адиабатически, посредством сжатия/расширения поступающего газа в компрессоре/детандере с использованием/генерированием электрической энергии из/в электрической силовой линии, так что соответствующая тепловая энергия составляет меньше 10% от используемой/генерируемой электрической энергии, используемой для/генерируемой от сжатия/расширения;
d) увеличение или уменьшение давления одного или нескольких газов, по меньшей мере, почти изотермически, посредством сжатия/расширения поступающего газа в компрессоре/детандере с использованием/генерированием электрической энергии из/в электрической силовой линии и охлаждением/нагревом сжатого/расширенного газа с доставкой тепла к/отбора тепла из распределительной линии для тепла, так что абсолютная температура К перерабатываемого газа отклоняется менее чем на 10% от абсолютной температуры К поступающего газа;
где осуществляются следующие стадии:
e) увеличения температуры или изменения давления, или как того, так и другого, указанного водорода, генерируемого на указанной стадии a), который должен использоваться на стадии b), с использованием, по меньшей мере, стадии c) или стадии d);
f) изменения температуры или изменения давления, или как того, так и другого, указанной газообразной моноокиси углерода, которая должна использоваться на стадии b), с использованием, по меньшей мере, стадии c) или стадии d);
g) отделения газообразного водяного пара от газообразной части указанной смеси из стадии b) посредством конденсации, с использованием, по меньшей мере, стадии c) или стадии d);
h) использования указанной электрической силовой линии для переноса, по меньшей мере, части указанной электрической энергии, генерируемой с использованием стадии c), в стадиях e)-g), для обеспечения электрической энергии для использования на стадии c), на стадиях e)-g), самой по себе или вместе с использованием указанной распределительной линии для тепла для переноса, по меньшей мере, части указанного тепла, генерируемого с использованием стадии d), на стадиях e)-f), для обеспечения тепла, для использования на стадии d), на стадиях e)-g).
2. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя стадию образования газообразной моноокиси углерода посредством использования части указанного газообразного водорода в сочетании с газообразной двуокисью углерода, где указанное получение указанной газообразной моноокиси углерода использует реактор конверсии водяного пара.
3. Способ по п.2, в котором, по меньшей мере, часть указанной тепловой энергии переносится в указанный реактор конверсии водяного пара.
4. Способ по п.3, дополнительно включающий в себя способ перекачки тепла при переносе тепла от части указанной тепловой энергии в тепло, необходимое для указанного реактора конверсии водяного пара.
5. Способ по любому из пп.2-4, в котором реактор конверсии водяного пара питается стехиометрически большим количеством газообразного водорода, чем газообразной двуокиси углерода, необходимой для конверсии газообразной двуокиси углерода в газообразную моноокись углерода.
6. Способ по любому из пп.2-4, включающий в себя выделение пара в газообразных эффлюентах одного или нескольких последовательно соединенных реакторов из указанного реактора конверсии водяного пара.
7. Способ по п.5, включающий в себя выделение пара в газообразных эффлюентах одного или нескольких последовательно соединенных реакторов из указанного реактора конверсии водяного пара.
8. Способ по любому из пп.2-4, дополнительно включающий в себя выделение, по меньшей мере, части газообразной двуокиси углерода в потоке эффлюента, по меньшей мере, из реактора конверсии водяного пара, и возвращение ее на вход, по меньшей мере, одного реактора конверсии водяного пара.
9. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя выделение, по меньшей мере, части газообразной двуокиси углерода в потоке эффлюента, по меньшей мере, из реактора конверсии водяного пара, и возвращение ее на вход, по меньшей мере, одного реактора конверсии водяного пара.
10. Способ по п.6, дополнительно включающий в себя выделение, по меньшей мере, части газообразной двуокиси углерода в потоке эффлюента, по меньшей мере, из реактора конверсии водяного пара, и возвращение ее на вход, по меньшей мере, одного реактора конверсии водяного пара.
11. Способ по любому из пп.1-4, где указанный газообразный водород генерируется посредством использования электролизера для воды, где источник электрической энергии для указанного электролизера содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрической энергии, имеющим более трех фаз.
12. Способ по п.5, где указанный газообразный водород генерируется посредством использования электролизера для воды, где источник электрической энергии для указанного электролизера содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрической энергии, имеющим более трех фаз.
13. Способ по п.6, где указанный газообразный водород генерируется посредством использования электролизера для воды, где источник электрической энергии для указанного электролизера содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрической энергии, имеющим более трех фаз.
14. Способ по п.8, где указанный газообразный водород генерируется посредством использования электролизера для воды, где источник электрической энергии для указанного электролизера содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрической энергии, имеющим более трех фаз.
15. Способ по любому из пп.1-4, в котором способ генерирования смеси углеводородных соединений включает в себя два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах, с созданием различных пропорций углеводородных соединений.
16. Способ по п.5, в котором способ генерирования смеси углеводородных соединений включает в себя два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах, с созданием различных пропорций углеводородных соединений.
17. Способ по п.6, в котором способ генерирования смеси углеводородных соединений включает в себя два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах, с созданием различных пропорций углеводородных соединений.
18. Способ по п.8, в котором способ генерирования смеси углеводородных соединений включает в себя два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах, с созданием различных пропорций углеводородных соединений.
19. Способ по п.11, в котором способ генерирования смеси углеводородных соединений включает в себя два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах, с созданием различных пропорций углеводородных соединений.
20. Способ по любому из пп.1-4, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
21. Способ по п. 5, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
22. Способ по п.6, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
23. Способ по п.8, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
24. Способ по п.11, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
25. Способ по п.15, в котором, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые на стадиях указанного способа, для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника, или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
26. Способ по любому из пп.1-4, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
27. Способ по п.5, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
28. Способ по п.6, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
29. Способ по п.8, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
30. Способ по п.11, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
31. Способ по п.15, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
32. Способ по п.20, в котором необходимость в электрической энергии способа составляет менее чем 1,7 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
33. Способ по п.1, в котором стадия b) осуществляется посредством использования только газообразной моноокиси углерода и газообразного водорода для генерирования смеси, по меньшей мере, углеводородных соединений, газообразного водяного пара и тепловой энергии и где необходимость в электрической энергии способа равна или меньше чем 0,84 от высшей теплоты сгорания указанных углеводородных соединений.
34. Система для получения углеводородных соединений, включающая в себя:
a) источник (200) электрической энергии;
b) узел (400) для генерирования газообразного водорода из воды и указанной электрической энергии;
c) узел (300) для генерирования смеси углеводородных соединений, некоторых, в газовой форме, газообразного водяного пара и тепловой энергии, по меньшей мере, из газообразной моноокиси углерода и указанного газообразного водорода;
d) узлы для изменения температуры и/или давления указанных газов между двумя или более указанными узлами; где
(1) увеличение или уменьшение температуры одного или нескольких газов, по меньшей мере, осуществляется почти адиабатически посредством сжатия/расширения поступающего газа в компрессоре/детандере (632; 634) с использованием/генерированием электрической энергии от/в электрической силовой линии, так что выделяемая тепловая энергия составляет меньше чем 10% от используемой/генерируемой электрической энергии, используемой для/генерируемого от сжатия/расширения;
(2) увеличение или уменьшение давления одного или нескольких газов, по меньшей мере, осуществляется почти изотермически посредством сжатия/расширения поступающего газа в компрессоре/детандере (636; 640) с использованием/генерированием электрической энергии от/в электрической силовой линии и охлаждения/нагрева (638; 642) сжатого/расширенного газа с доставкой тепла к/отбора тепла из распределительной линии для тепла, так что абсолютная температура К перерабатываемого газа отклоняется меньше чем на 10% от абсолютной температуры К поступающего газа;
e) узел из d) для указанного водорода, генерируемого, когда увеличивается температура или изменяется давление, или как то, так и другое, указанного генерируемого водорода, который использует, по меньшей мере, один из (1) и один из (2);
f) узел из d) для указанной газообразной моноокиси углерода,
когда изменяется температура, или изменяется давление, или как то, так и другое, который использует, по меньшей мере, (1) или (2);
g) узел для отделения газообразного водяного пара из газообразной части указанной смеси из стадии b) посредством конденсации использует, по меньшей мере, (1) или (2); и
h) электрическая силовая линия для переноса, по меньшей мере, части указанной электрической энергии, генерируемой посредством (1), в узлы e)-g), для обеспечения электрической энергии для использования в (1), в узлах e)-g),
i) распределительную линию для тепла, для переноса, по меньшей мере, части указанного тепла, генерируемого с использованием (2), в узлы e) и f), для обеспечения тепла для использования в (2), в узлах e)-g).
35. Система по п.34, дополнительно включающая в себя узел для использования части указанного газообразного водорода в сочетании с газообразной двуокисью углерода, подаваемой в систему, для получения газообразной моноокиси углерода, этот узел содержит реактор конверсии водяного пара (362).
36. Система по п.35, дополнительно включающая в себя средства теплового насоса (710) для переноса, по меньшей мере, части указанной тепловой энергии в указанный реактор конверсии водяного пара.
37. Система по любому из пп.34 или 35, в которой указанный реактор конверсии водяного пара содержит один или несколько последовательно соединенных реакторов (382; 388; 394) с промежуточным отделением пара.
38. Система по п.37, дополнительно включающая в себя узел (396) для отделения, по меньшей мере, части газообразной двуокиси углерода в потоке эффлюента, по меньшей мере, из одного реактора конверсии водяного пара и возвращения его на вход, по меньшей мере, одного реактора.
39. Система по любому из пп.34-36, дополнительно содержащая электролизер для воды, для генерирования указанного газообразного водорода, и источник электрической энергии указанного электролизера, этот источник энергии содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрический энергии (432), имеющим более трех фаз.
40. Система по п.37, дополнительно содержащая электролизер для воды, для генерирования указанного газообразного водорода, и источник электрической энергии указанного электролизера, этот источник энергии содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрический энергии (432), имеющим более трех фаз.
41. Система по п.38, дополнительно содержащая электролизер для воды, для генерирования указанного газообразного водорода, и источник электрической энергии указанного электролизера, этот источник энергии содержит выпрямитель, соединенный с многофазным источником электрический энергии (432), имеющим более трех фаз.
42. Система по любому из пп.34-36, где указанный узел для генерирования смеси углеводородных соединений содержит два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша (342; 344; 346) с промежуточным отделением, по меньшей мере, водяного пара, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах в указанные реакторы Фишера-Тропша для создания различных пропорций углеводородных соединений.
43. Система по п.37, где указанный узел для генерирования смеси углеводородных соединений содержит два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша (342; 344; 346) с промежуточным отделением, по меньшей мере, водяного пара, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах в указанные реакторы Фишера-Тропша для создания различных пропорций углеводородных соединений.
44. Система по п.38, где указанный узел для генерирования смеси углеводородных соединений содержит два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша (342; 344; 346) с промежуточным отделением, по меньшей мере, водяного пара, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах в указанные реакторы Фишера-Тропша для создания различных пропорций углеводородных соединений.
45. Система по п.39, где указанный узел для генерирования смеси углеводородных соединений содержит два или более последовательно или параллельно соединенных реакторов Фишера-Тропша (342; 344; 346) с промежуточным отделением, по меньшей мере, водяного пара, которые могут работать при различных температурах и где указанная газообразная моноокись углерода и указанный газообразный водород вводятся в различных количествах в указанные реакторы Фишера-Тропша для создания различных пропорций углеводородных соединений.
46. Система по любому из пп.34-36, в которой, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые в одном или нескольких указанных узлах для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
47. Система по п.37, в которой, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые в одном или нескольких указанных узлах для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
48. Система по п.38, в которой, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые в одном или нескольких указанных узлах для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
49. Система по п.39, в которой, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые в одном или нескольких указанных узлах для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
50. Система по п.42, в которой, по меньшей мере, некоторые из распределительных линий для тепла проходят через теплообменники, используемые в одном или нескольких указанных узлах для обмена тепла или тепловой энергии, где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, доставляющая тепло или тепловую энергию, находится в газообразном состоянии перед теплообменником и в жидком состоянии после теплообменника или где рабочая текучая среда распределительной линии для тепла, отбирающая тепло или тепловую энергию, находится в жидком состоянии перед теплообменником и в газообразном состоянии после теплообменника.
51. Система по п.46, в которой имеется более одной распределительной линии для тепла, каждая из которых работает при другой температуре.