Способ конверсии углеводородов

 

СПОСОБ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ с повьшенным содержанием серы путем пропускания их через слой катализатора , включающего окислы никеля, алюминия, бария, кальция и титана, в присутствии водяного пара и кислорода при повьппенной температуре, отличающийся тем, что, с цег лью увеличения срока службы катализатора , последний предварительно смешивают с алюминатом никеля, взятым в кoличectвe 30-45 мас.% от массы катализатора . ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393517/23-26 (22) 12.02.82 (46) 30.04.84. Бюл. Ф 16 (72) Э.Ф. Михалева, А.П. Попова, E,Т. Моргунова, А.Т. Винцковская, Б.М. Блох Б.С. Райков, . И.А. Красиобородько, Г.И. Пантазьев, В,П. Кушнарев, В,П. Семенов, С.Х. Егеубаев и К.Б. Веселовский (53) 661.961.3(088 ° 8) (56) 1. Гущин А.Д. и Семенов В,Л.

Каталитическая конверсия природного газа. M., "Химия", 1970, с. 23.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 1Ф 2787340/23-04, кл. В 01 J 23/76, 1979 (прототип).,.Б0„„ 045 A

y(sg С 01 В 3/36 (54) (57) СПОСОБ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ с повышенным содержанием серы путем.пропускания их через слой катализатора, включающего окислы никеля, алюминия, бария, кальция и титана, в присутствии водяного пара и кислорода при повышенной температуре, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це; лью увеличения срока службы катализатора, последний предварительно смешивают с алюминатом никеля, взятым в количестве 30-45 мас.7 от массы катализатора.

1089045

Изобретение относится к химической промышленности и может быть ис" польэовано в производстве технологических газов для производства синтеза аммиака и спиртов. 5

Известен способ конверсии природного газа водяным паром на слое никелевого катализатора, нанесенного на окись алюминия (% 0 5-б%, А1203 95947), при 850-950 С и давлении, близ- О ком к атмосферному f1 ).

Недостатком данного способа является то, что при повышении содержания серы в исходном газе более 20 мг/м происходит дезактивация верхних слоев >5 (первых по ходу газа) катализатора в результате образования сульфида никеля. Вследствие даже при 950 С на выходе из конвертора степень конверсии углеводородов снижается до 1,5- 20

2,07 остаточного метана.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ конверсии углеводородных газов путем пропускания их через слой катализатора, включающего окислы никеля 10,0-15,0%, кальция 0,4-4,07, бария 0,2-1,5%, двуокись титана О,1 — 1,57. и окись алюминия 89,3-787, при 790-820 С. ЗО

Катализатор, испопьзуемый в процессе конверсии углеводородных газов, обладает высокой активностью. При работе на чистом газе с содержанием сернистых 7 35 соединений до 20 мг/м" активность составляет 0,0-0,27 остаточного метана L2).

При содержании в исходном газе более-20 мг/м серы для получения тех40 нологического газа, содержащего 0,57. метана, на выходе иэ конвертора поддерживают температуру 790-820 С. С возрастанием количества серы до

70 мг/м температуру на выходе увелио 45 чивают на 70-100 С, что приводит к по вышению расхода кислорода и снижению выхода восстановителей (водорода и окиси углерода).

Яо

При более высоком содержании серы в исходном газе до 200-300 мг/мЗпроисходит дезактивация верхних слоев катализатора. В результате на выходе из конвертора при 900оС степень кон55 версии углеводородов недостаточная, содержание метана в конвертированном газе после слоя катализатора возрастает до 1,5-1,07, При этом верхние слои катализатора в процессе конверсии углеводородов не участвуют и поэтому дезактивация катализатора сопровождается снижением температуры в верхних слоях катализатора, увеличением фактической объемной скорости в 2 раза. При периодическом снижении содержания серы в природном газе происходит частичная регенерация сульфица ни..селя в катализаторе, конверсия углеводородов в верхних слоях и температура при этом повышается. Такое перемещение температур (теплосмены) приводит к разрушению катализатора, что, в свою очередь, снижает срок службы катализа тора до 2-3 лет против 4-5 лет.

Цель изобретения — увеличение срока службы катапизатора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу конверсии углеводородов с повышенным содержанием серы путем пропускания их через слой катализатора, включающего окислы нике,пя, алюминия, бария, кальция и титана, в присутствии водяного пара и кислорода при повьппенной температуре, катализатор предварительно смешивают с алюминатом никеля, взятым в количестве 30-45 мас.7 от массы катализатора.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить снижение расхода технологического пара и кислорода, При этом удельный выход полезного продукта — восстановителей (водорода и окиси углерода) вьш е на 35-50 мЗ/ч, а значит меньше расход природного газа на единицу конечного пподукта — метанола на 119170 м /ч и кислорода технического на

238-340 м /ч.

Введение алюмината никеля в состав катализатора обеспечивает стабильные условия работы катализатора с высокими технико-экономическими показа-телями. Сразу после восстановления о катализатора при 600 С в работоспособном состоянии оказыватеся 10-157 ни- келя, который в свежем катализаторе был в окисной форме. Никель, входящий в состав алюмината никеля, восстанавливаясь в процессе работы при подъеме. температуры до 800 С и выше, способсто вует стабилизации высокой активности катализатора в условиях большого со держания сернистых соединений в природном газе.

)089045

Состав и свойства

Прототип

Предлагаемый

j з

NiO

10-15

А120+ 45

А1201 30

Ni0 10

ВаО 0,2-1,5

СаО 0,4-4,0

NiO

ВаО 0,2

ВаО

0,1-1,5

Tioг

TiO2 О У1

А120 OCT b2

А1 О осталь2 ное

А1203 остальное ное

20

1100

1100

600-700 верх

1000

1000

850 середина

800-850

800-850

900 низ

0,3-0,2

0,8-0,9

0,3-0,4

0,8-0,9 г

0,55-0,65

0 50-0 53

0,50-0,53

5500

Расход газа, м /ч

6500

6000

Пример ). Парогаэокислородная смесь, содержащая 53-56% метана, 28-30% кислорода, S 200-300 мг/м в количестве 6000-7000 нмз/ч, подогретая до 380 С в газовом теплообменнио ке,с соотношением пар гаэ 0,9:0,8 и соотношением кислород метан 0 50:

0,53 поступает в конвертор, метана на слой катализатора, содержащего, вес.%: алюминат никеля 30-45; окись никеля )0

10-15; окись бария 0,2-1,5; окись кальция 0,4-4,0; двуокись титана 0,11,5; окись алюминия остальное, Процесс конверсии метана происходит при объемной скорости 275

350 ч " при 800-850 С.

Состав катализатора, вес.%

Количество катализатора, тн

Температура в катализаторной зоне, С:

Содержание СН на выл ходе из конвертора, об. % 1,5-1,0

Соотношение пар газ 0,9-1,0

Соотношение кислород газ

Из конвертора газ выходит с содержанием остаточыого СН 0,3-0,4%.

Состав газа на выходе из конвертора метана, об,%:

СО 7-9

СО 24-26

Н 64-66

СН г

0,3-0,4

К 2-6.

В таблице приведены основные параметры осуществления способа-прототипа и предлагаемого способа при работе на газе с содержанием серы 250300 мг/м

При внедрении предлагаемого способа срок службы катализатора увеличивается в 2-3 раза, }089045

Продолжение таблицы

Состав и свойства

Способ

Прототип

Предлагаемый

) Объемные скорости, ч

300

275

325

Объем каталиэатора, м

20

Закаэ 2856/19 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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

Составитель М. Мурашов

Редактор Ю. Ковач Техред В.Далекорей Корректор В.Синицкая