Способ конверсии метана

 

Изобретение относится к способам высокотемпературной углекислотной конверсии метана на гетерогенном катализаторе с целью получения синтез-газа. Процесс взаимодействия метана и двуокиси углерода осуществляют при 890-950°С на природно м марганцевом силикате при соотношении СО2:СН4, равном 1,5-2,0:1, и времени контакта готовой смеси 2,7-3,0 с. Изобретение позволяет значительно упростить технологию в результате снижения энергоемкости процесса, т. к. исключает стадии синтеза и высокотемпературной обработки катализатора и обеспечивает проведение процесса при более низкой температуре. Кроме того, проведение процесса в заявленных условиях позволяет получить синтез-газ с заданным соотношением таких компонентов, как СО и На, и повысить степень конверсии метана до 100%.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„9U„„1465411 (5 4 С 01 В 3/32 г

li J !»"

flA Tt ц-,;,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б ;Б „1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4292296/31-26 (22) 31.07.87 (46) 15.03.89. Бюл. № 10 (71) Институт нефтехимических процессов и м. Ю. Г. Ма м едал иев а (72) В. С. Алиев, А. Х. Мамедов, И. А. Гулиев, Ш. А. Нуриев и С. А. Джамалова (53) 661.961.361 (088.8) (56) Патент CPP № 77244, кл. В Ol J 21/12, 1981. (54) СПОСОБ КОНВЕРСИИ МЕТАНА (57) Изобретение относится к способам высокотемпературной углекислотной конверсии метана на гетерогенном катализаторе с целью получения синтез-газа. Процесс взаимо1

Изобретение относится к газопереработке, а именно к углекислотной конверсии метана в синтез-газ, используемый для получения низших олефинов.

Цель изобретения — повышение степени конверсии, снижение энергозатрат и упрощение процесса.

Предлагаемый к использованию в качестве катализатора марганцевый силикат представляет собой руду Чиатурского месторождения и имеет следующий состав, мас.

МпО2 26 — 28; S102 44 — 47; СаО 6,9; А1 0з

8 — 9; Ге203 2 — 3; MgO, MnO, Р20;, SOa, Н О связанная остальное.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В реактор из нержавеющей стали диаметром 3 см загружают названный катализатор в количестве 20 мл. Катализатор активируется в реакторе со стационарным слоем реакционной смесью в течение 25 ч при 800 С. действия метана и двуокиси углерода осуществляют при 890 — 950 С на природном марганцевом силикате при соотношении

СО:СН4, равном 1,5 — 2,0:1, и времени контакта готовой смеси 2,7 — 3,0 с. Изобретение позволяет значительно упростить технологию в результате снижения энергоемкости процесса, т. к. исключает стадии синтеза и высокотемпературной обработки катализатора и обеспечивает проведение процесса при более низкой температуре. Кроме того, проведение процесса в заявленных условиях позволяет получить синтез-газ с заданным соотношением таких компонентов, как СО н

Н2, и повысить степень конверсии метана до 100%.

Затем поднимают температуру до 890 — 950 С и осуществляют процесс при времени контакта 2,7 — 3,0 с и соотношении СС4КН = — 1,5 — 2:1. В качестве катализатора используют гранулы размеров 3 — 5 мм.

Предлагаемый способ иллюстрирует я следующими примерами.

Пример 1. Процесс углекислотной конверсии метана осуществляют согласно вышеуказанной схеме при 890 С, времени контакта 3 с и соотношении СО/СН вЂ” — 2:! .

В реакцию подано, л/ч: СН 2; СО 4.

При этом получено, л/ч („): CH; 0.08;

СО 1,74 (18,32); СО 4,18 (44,00); l! 3,50 (36,84); СО/Н) 1,19.

Конверсия СН» 96%.

Г1ример 2. Процесс осуществляется . огласно примеру 1 при 910 С, времени контакта 3 с и соотношении СО /СН вЂ” — 2:1

1 >65411

Формула изобретения

Составите.lt Е. Корниенко

Редактор !!. Кишт>,>,<нен 1е»рел И. Верее Корректор М. Васильева

Заказ 883! 26 тираж»35 !1оаписное

Ы11ИИ1!11 Гост ларст<>< >,tt<>t <> к<>чите <; по изовр«ения» и открь<тия>< при ГК1ГР (.! (Р

I 13<135, Мо< ива, >+; — 35. 1 ат инская нап.,;t », 5

1! роизпо,>ствснно-и >л;>те.>некии I«>я >ина г «11а < IIT», г У>кгоро t. ул. Гагарина, l () I з

В реакцию подано, л/ч: СН» 2; СО2 4.

При этом получено, л/ч (ооо): СН» 0,06 (0,63); СО2 1,66 (17,51); СО 4,28 (45,14);

Н2 3,48 (36,61); СО/Н> 1,23.

Конверсия СН» 97%.

Пример 8. Процесс осуществляют согласно примеру 1 при температуре 900 С, времени контакта 3,0 с, соотношении CO>/

/СН»= 1,5.1.

В реакцию подано, %: СН» 2; СО2 3.

При этом получено, л/ч (%): СН» 0,1 (1,16); СО2 0,9 (10,47); СО 4,0 (46,51); Н2

3,6 (41,86); СО/Н 1,1.

Конверсия СН» 96%.

Пример 4. Процесс осуществляют при

900 С, времени контакта 2,7 с и соотношении

СО,>/СН»=2:1.

В реакцию подано, л/ч: СН» 1,7; СО2

3,4.

При этом получено, л/ч (%): СН» 0,07 (0,85); СО> 1,61 (19,63); СО 3,42 (41,70);

Н 3,10 (37,80) .

Конверсия СН» 96%.

Пример 5. Процесс осуществляют при следующих условиях: температура 950 С, время контакта 3 с, соотношение СО /СН»=

2:1.

В реакцию подано, л/ч: СН,< 2; СОа 4.

При этом получено, л/ч (%): СН» 0,0 (00); СО2 1,3 (12,62); СО 5,7 (55,34); Н

3,3 (32,04); СО/Н 1,7.

Конверсия СН» 100%.

Как видно, при температуре выше 900 C наблюдается полная конверсия метана, при этом происходит последовательное превращение.

В предлагаемом способе по сравнению с прототипом степень конверсии возрастает ! 0 с 96 до 100%, энергозатраты снижаются на -30% за счет снижения температуры процесса с 1300 до 890 — 950 С и процесс упрощается за счет отсутствия стадии предварительной высокотемпературной активации катализатора.

Способ конверсии метана в присутствии двуокиси углерода и катализатора при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии, снижения энергозатрат и упрощения процесса, в качестве катализатора используют руду — марганцевый силикат, а процесс

25 ведут и р и 890 — 950 С, соотношении двуокиси углерода и метана, равном (1,5 — 2,0):1, и времени контакта газовой смеси 2,7 — 3,0 с.