Способ получения водородсодержащего газа

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЮДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗ ft путем перовой конверсии углеводородов в трубчатой печи в присутствии никельсодержащего катализатсч а при 790-810 С, отличающий с я тем, что, с целью повышения срока службы катализатора, в него добавляют деформируемые эЛекюнты в количестве 10-25% от реакционного объема трубы. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аfo ц и и с я тем, что в качестве деформируемых элементов используют разрезанные по образующей металпические кольца.

„„SU„„j 03 8903 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

: COIW

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

R *RIDPCHOMV СВИДЕГВ ВСТВУ

1 ОСУДИ СТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FO ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОП4РЫТЙ3

;(21) 3381930/23-26 (гг) 18.01.-8г (46 ) 23 ° 05.83. Вюя. М 19 (72) л. И. тительман, Ю. В. Фурмер

В. П. Семенов, М. Х. Сосна и И. Е."Бондарь (53) 661.961.621(088. 8), (56) 1. Авторское свидетельство СССР . В 712381, кл. С 01 В 3/16 1976.

2; Лейбуш А. Г., Семенов В. II., :Каэарновский Я. С.,Кархов Н. В. .-Производство технологического газа . для синтеза аиьвака и йетанола из ужеводородных ra@os;M,, "Химия", ° 197i, с. 154 (прототип). (54) (57) спосоВ получкния Водородсо-1 днрЖИЧЕГО ГАЗА путем паровой конверсии углеводородов в трубчатой печи в присутствии никельсодержащего катализатора при 790-810оС, а т л и ч аю ц и и с я тем, что, с целью поныв ения срока службы катализатора, в него добавляют деформируеьие элементы в .количестве 10-25% от реакционного объема трубы.

2. Способпоп. 1, отличаю шийся тем, что в качестве де4ормируемых элементов используют разрезанные по образукщей металлические кольца.

1018903

Изобретение относится к способу получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической конверсии углеводородов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. 5

Известен способ получения водородсодержащего газа путем паровой конверсии углеводородов при 800-1000 С давлении, близком к атмосферному, на никельсодержащем катализаторе, 10 размещенном в реакционных трубах печи. Гаэ на выходе из печи имеет состав, об.Ъг Н 76, СО 7,7, СО 13,5, СН4 2,5, N2 0,3 1 .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водородсодержащего газа путем паровой конверсии углеводородов в реакционных трубах трубчатой печи при температуре на выходе иэ печи

790-810ОС, давлении до 30-40 кг/см, объемной скорости (по исходному сухому газу) 2000 ч "на кольцевидном никельсодержащем катализаторе. Конвертированный газ содержит 10 об.Ъ метана (23. недостатком .этого способа является небольшой (2-3 r) срок службы катализавора, особенно при большом числе теплосмен (охлаждение — нагревание) за время эксплуатации катализатора.

Во время нагревания каталиэаторные трубы расширяются в продольном и радиальном направлении, Реакционный объем, в котором находится катализа- 35 тор, увеличивается при нагреве на

1,5-2.л. При этом слой катализатора становится разреженным и в процессе работы печи конверсии при колебаниях температуры стенок труб катализатор 4Q претерпевает усадку. При охлаждении трубы сжимаются, сдавливают катализатор и частично разрушают его с образованием пыли и мелких осколков катализаторов. Это приводит к росту 45 гидравлического сопротивления слоя и снижению срока службы катализатора.

Целью изобретения является повышение срока службы катализатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения водородсодержащего газа путем паровой конверсии углеводородов в реакционных трубах трубчатой печи в присутствии никельсодержащего катализатора при 790-810ОС в катализатор добавляют деформируемые элементы в количестве 10-25% от реакционного объема трубы.

При этом в качестве деформируемых 60 элементов используют разрезанные по образующей металлические кольца.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в реакционные трубы загружают смесь катализатора с деформируемыми . элементами, например, разрезанными по образующей металлическими кольцами. Размеры элементов могут быть того же порядка, что и размеры катализатора, или несколько превышающими эквивалентный диаметр парового пространства между гранулами катализатора. При охлажде- . нии и, следовательно, уменьшении длины реакционной трубы, загруженной по предлагаемому способу, на смесь катализатора и колец воздействуют сжимающие усилия, которые вызывают деформацию металлических колец с прорезью, в результате которой образуется дополнительный объем для усадки катализатора без его разрушения.

Пример 1, В обогреваемую снаружи трубу с внутренним диаметром 70 мм и длиной 10 м загружают никельалюмокальциевый катализатор марки ZVIAII-16 в количестве 40 л раз- . мером 15х15х4 мм (наружный диаметр, высота, толщина). Природный гаэ в количестве 80 нмз подогревают до

500 С, смешивают с 280 нм 3 перегретого водяного пара и подают в верхнюю часть трубы. На катализаторе при давлении 34 кг/см проводят паровую конверсию метана в Н, СО и СО .

Гаэ на выходе имеет температуру

798 С и содержит 10,3Ъ СН . Перепад давления составляет 2 кг/см .

Пример 2. В трубу аналогично примеру 1 загружают однородную . смесь 30 л катализатора ГИАП-16 и

10 л (25% от суммарного объема катализатора и колец) разрезанных по образующей колец размером 15х15х2 мм

3иэ стали 10Х23Н18. Природный гаэ в

1 количестве 96 нм нагревают до 500ОC смешивают с 330 нм э перегретого водяного пара и подают в верхнюю часть трубы. Газ на выходе имеет температуру 803 С и содержит. 9,8% СН . Перепад давления составляет 1,9 кг/см2. Следовательно, нагрузку увеличивают на

20% без увеличения сопротивления ка=. тализаторного слоя.

Пример 3. Трубу, загруженную аналогично примеру 1, выводят 20 раз ..а нормальный технологический режим конверсии и затем охлаждают в течение 12 ч до 200 С при одновременном снижении давления (во избежании конденсации пара) до 3 кг/см2,.После испытаний перепад давления увеличивается из-за частичного разрушения катализатора и составляет 2,7 сМ2, остальные показатели, такие же, как и в примере 1.

Пример 4. Трубу. аналогично примеру 2 подвергают 20 нагревам— охлаждениям по программе примера 3.

Перепад составляет 1,9 кг/см, остальные показатели такие же, как и в примере 1, т.е. разрушение катализатора уменьшается.

1018903

Составитель Е, Корниенко

Редактор О. Бугир ТехредЖ.Кастелевич Корректор E- Рошко

Заказ 3621/16 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ- Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 5, В трубу аналогично примеру 1 загружают однородную смесь

36 л катализатора ГИАП-16 и 4л (10% от суммарного. объема катализатора и колец) разрезанных по образующей колец размером 15х15х2 мм иэ стали .10Х23Н18. Трубу испытывают по программе примера 2. Перепад составляет

2,0 кг/см, т.е. при увеличении нагрузки по газу на трубу сопротивление катализаторного слоя не увеличив ается.

Выбранный интервал числовых значений обусловлен тем, что при введении деформируемых элементов в катализатор .менее 10% эфФект по снижению степени !5 деформации и разрушению катализатора не достигается. При введении более

25% деформирувмях элементов падает ,степень конверсии метана и ухудшаются качественные характеристики целевого продукта.

Использование предлагаемого способа йозволяет снизить гидравлическое сопротивление каталиэаторных труб и, следовательно, увеличить объемную скорость и повысить срок службы катализатора на 1 год по сравнению с базовым объектом, в качестве которо го принят агрегат аммиака мощностью

1360 т/сут.