Способ получения синтетического газа (синтез-газа), способ получения диметилового эфира с использованием синтез-газа (варианты) и печь для получения синтез-газа (варианты)

Изобретения относятся к способу получения синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, и пониженные концентрации диоксида углерода, способу получения диметилового эфира, а также печи для получения синтез-газа. Способ получения синтез-газа заключается в реформинге газа путем неполного сгорания углеводорода в пространстве над слоем катализатора в печи, при этом температура на выходе из слоя катализатора составляет 1100-1300°С, а концентрация диоксида углерода в синтез-газе составляет не более 10 об.%, причем время удерживания газа сверху каталитического слоя составляет 2 секунды или более. Из синтез-газа получают диметиловый эфир. Печь для получения синтез-газа, предусматривает эффузию сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окислитель, поступающий из горелки, расположенной в верхней части печи, неполное сгорание углеводорода в пространстве над слоем катализатора внутри печи и получение синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в каталитическом слое. В первом варианте выполнения печи пространство над слоем катализатора удовлетворяет условиям (1) и (2):

(1) L≥D/2×cotanθ₁ и

(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 секунды или более, где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ₁ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ₁≤9°. Во втором варианте выполнения печи указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2) и (4):

(1) L≥D/2×cotanθ₁ и

(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 секунды или более, и

(4) L≥10d,

где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ₁ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ₁≤9°, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ. Изобретения позволяют получить синтез-газ, не содержащий углеводороды, и обеспечивающий в нем низкие концентрации диоксида углерода. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил., 7 табл.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ получения синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в качестве основных компонентов, заключающийся в реформинге газа путем неполного сгорания углеводорода в пространстве над слоем катализатора в печи, предназначенной для генерации синтез-газа, при этом температура на выходе из слоя катализатора составляет 1100-1300°С, а концентрация диоксида углерода в синтез-газе составляет не более 10 об.%, причем время удерживания газа сверху каталитического слоя составляет 2 с или более.

2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что полученный синтез-газ быстро охлаждают до 600°С или ниже сразу после завершения каталитической реакции.

3. Способ получения диметилового эфира из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, заключающийся в использовании синтез-газа, полученного способом по пп.1 и 2.

4. Способ получения диметилового эфира из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в соотношении 1:0,8-1,2, заключающийся в использовании синтез-газа, полученного способом по пп.1 и 2.

5. Печь для получения синтез-газа, предусматривающая эффузию сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окислитель, поступающий из горелки, расположенной в верхней части печи; неполное сгорание углеводорода в пространстве над слоем катализатора внутри печи; и получение синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в каталитическом слое, в которой пространство над слоем катализатора удовлетворяет условиям (1) и (2):

(1) L≥D/2·cotan θ₁ и

(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ₁ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ₁≤9°.

6. Печь по п.5, характеризующаяся тем, что верхняя часть печи выполнена конической и в ней обеспечено дополнительное условие (3):

(3) θ₂≥25°,

где θ₂ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической верхней части печи.

7. Печь для получения синтез-газа, содержащего водород и оксид углерода в слое катализатора в результате эффузии потока сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окисляющий агент, поступающий из горелки, установленной в верхней части печи, и неполного сжигания углеводорода в пространстве на каталитическим слоем, сформированном внутри печи, причем указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2) и (4):

(1) L≥D/2·cotan θ₁ и

(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, и

(4) L≥10d,

где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ₁ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ₁≤9°, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ.

8. Печь для получения синтез-газа, содержащего водород и оксид углерода в слое катализатора, в результате эффузии потока сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окисляющий агент, поступающий из горелки, установленной в верхней части печи, и неполного сжигания углеводорода в пространстве на каталитическим слоем, сформированном внутри печи, причем указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2), (3) и (5):

(1) L≥D/2·cotan θ₁ и

(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, и

(3) θ₂≥25°

(5) D≥3d,

где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ₁ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ₁≤9°, θ₂ представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической верхней части печи, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ.

9. Печь по п.8, характеризующаяся тем, что обеспечивает условие (4):

(4) L≥10d

10. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что концентрация диоксида углерода в синтез-газе, полученном при температуре на выходе из слоя катализатора 1100-1300°, составляет 10 об.% или менее.

11. Печь по п.10, характеризующаяся тем, что после завершения каталитической реакции синтез-газ быстро охлаждают до 600°С или ниже.

12. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что диметиловый эфир получают из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, которые образуются в печи для приготовления синтез-газа.

13. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что диметиловый эфир получают из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, в соотношении 1:0,8-1,2, которые образуются в печи, предназначенной для получения синтез-газа.

Приоритет по пунктам

06.03.2003 - по пп.1-4;

04.03.2004 - по пп.5-13.