Способ получения водородсодержащего газа

 

Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности . Цель изобретения - снижение металлоемкости процесса. Для достижения указанной цели в способе получения водородсодержаа1его газа путем двухступенчатой каталитической конверсии углеводородного сырья, включающем предварительную паровую каталитическую конверсию сырья в адиабатическом реакторе за счет физического тепла паросырьевой смеси , разложение полученной смеси на первой ступени конверсии за счет косвенного теплообмена в присутствии водяного пара и последующее разложение полученных продуктов на второй ступени в присутствии кислородсодержаа1его газа, согласно изобретению предварительную паровую каталитическую конверсию углеводородного сырья осуществляют при температуре на входе в адиабатический реактор 540-570°С с объемной скоростью 1000-2000 ч 1.

,ф Ж ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s С 01 В 3/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;, 3 M ()

0"»

"р, (21) 4745475/26 (22) 13.10,89 (46) 23,10.92, Бюл, ¹ 39 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) M.Х.Сосна, Л.Н,Никитина и Б.И.Пихтовникон (56) Патент США ¹ 4631182, кл. 423-652, 1986, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА (57) Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа и может быть использовано н химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения — снижение

Предлагаемое изобретение относится к способам получения ьодородсодер>кащего газа для производства аммиака, метанола, высших спиртов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения янляется снижение расхода сырья.

Предлагаемый процесс осуществляется следующим способом: природный гаэ, с>катый до давления 10-100 бар и с температурой 400 С, смешивается в смесителе с технологическим паром в соотношении

23,5-4. Температура технологического пара

3800С. После смешения этих потоков парогазовая смесь с температурой 390 С поступает в теплообменник, где нагревается до температуры 540-570 С. С этой температурой нагретая парогазовая смесь поступает

БЫ 1770266 А1 металлоемкости процесса. Для достижения указанной цели в способе получения водородсодержащего газа путем двухступенчатой каталитической конверсии углеводородного сырья,.включающем предварительную паровую каталитическую конверсию сырья в адиабатическом реакторе эа счет физического тепла паросырьеной смеси, разложение полу инной смеси на первой ступени конверсии эа счет косвенного теплообмена в присутствии водяного пара и последующее разложение полученных продуктов на второй ступени в присутствии кислородсодержащего газа, согласно изобретению предварительную паровую каталитическую конверсию углеводооодного сырья осуществляют при температуре на входе в адиабатический реактор 540-570 С с обьемной скоростью 1000-2000 ч

-1 в адиабатический конвертор, загруженный катализатором предварительной конверсии

ГИАП-3. Б адиабатическом конверторе происходит процесс конверсии углеводородов с паром за счет физического тепла парогазоной смеси с получением водорода и одновременном охлаждении парогазовой смеси до температуры 485-500 С. После адиабапческого конвертора частично проконвертированный газ поступает в трубчатый конвертор, где за счеттепла конвертированного газа после шахтного доконвертора происходит процесс паровой конверсии углеводородов. Конвертированный газ после конвертора трубчатого подается в шахтный доконвертор. Сюда же» кислородсодержащий газ в количестве, обеспечивающем соотношение 02/CH4=0,40-0,45. С температурой 1000-1200 С конвенгиронан1770266.3 в случае технологических условий, приведенных выше длина составляет 13 м).

Это обеспечивает экономию конструкционной стали на 7%, зкономию жаропроч5 ной стали íà 15% по сравнению с прототипом. Расход сырья на получение

1000 нм Н2 равен 456 нм СНа и 173нм 02.

Пример2.

То же, что и в примере 1, но при темпе10 ратуре подогрева в теплообменнике до

570 С состав конвертированного газа на выходе из адиабатического реактора:

СОг — 2,37%, СΠ— 0,08, Н2 — 9,98%, NzAr — 2,83%, Н О вЂ” 59,10%, СН4 — 25,64%, 15 Температура частично конвентированного газа после адиабатического конвертора — 3-500 С. Объемная скорость — 2000 час . Длина реакционной трубы трубчатого реактора при этом составляет 9 5 м, что

20 обеспечивает экономию конструкционной стали на 10, экономию жаропрочной стали на 20% по сравнению с прототипом. Расход сырья на 1000 нм Н2 снижается по сравнению с прототипом с 462 нм СНа и 182

25 нм /02 до 456 нм СНа и 173 нм /02.

Формула изобретения

Способ получения водородсодержащего газа, включающий предварительную паровую каталитическую конверсию

30 природного газа в адиабатическом реакторе, разложение полученной газовой смеси на стадии паровой конверсии в трубчатом конвертере и последующее доразложение на стадии кислородной конверсии в шахт35 ном реакторе, причем газовую смесь, получаемую после кислородной конверсии, предварительно подают в межтрубное пространство трубчатого конвертера, а затем отводятиз процесса,о тл и ч а ю щи йс я

40 тем, что, с целью снижения расхода сырья, стадию предварительной конверсии проводят при 540-570 C и объемной скорости подачи природного газа в адиабатический реактор равно 1000-2000 ч . ный газ выходит из шахтного доконвертора и поступает в конвертор трубчатый, где за счет косвенного теплообмена с парогазовой смесью охлаждается до температуры 500600 С, Пример1.

Смесь технологического rasa с водородом и с водяным паром (СО2 — 0,01%, Нг—

3,19%, й2Аг — 3,09%„H20 — 67,12, СНа—

24,63%, С2Нб — 1.34), СзНа — 0,41%, СаНю — 0,14, CsH>i —. 0;07%) подогревают в теплообменнике:до температуры 540 С и подают в адиабатический реактор, где на никелевом катализаторе ГИАП-3 с объемной скоростью i000 час происходит процесс конверсии с понижением температуры до 485 С. При этом частично конвентированный гаэ имеет следующий состав:

СО2 — 2,14%, CO — 0,06%, Н2 — 8,98%, Nz+Ar - 2,84%, Н20 — 59,94%, СНа — 26,04%.

С указанной температурой и составом конвертированный газ проходит конвертор трубчатый, после которого имеет состав;

СОр — 5,54%. СΠ— 3.95% Нр — 34,21, К2+Аг-3,41%, Н20 — 39,45%, СН4 — 14,44%.

Далее с температурой 755 С газ поступает в шахтный конвертор, куда подается и кислородсодержащий газ в количестве, обеспечивающем соотношение Oi/СНа=0,4.

Конвертированный гаэ после шахтного конвертора имеет состав, % об: СНа — 0,24, C02 — 4.42, СΠ— 9.30, Н2 — 33.80, N2Ar 23,86, Н20 — 28,38 и при температуре 1010 С подается в межтрубное пространство конвертора трубчатого, где охлаждается до температуры 580 С.

При этом длина реакционных труб трубчатого реактора при нагрузке по природному газу 53000 нм /час составляет 10,5 м. (при верхнем температурном пределе парогазовой смеси на входе в адиабатический реактор, приведенном в прототипе, 510 С—

Составитель Е.Корниенко .Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Т.Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3708 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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