Катализатор, способ его получения и способ получения синтез-газа



 


Владельцы патента RU 2547845:

Открытое акционерное общество "Электрогорский институт нефтепереработки" (ОАО "ЭлИНП") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) (RU)

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа в процессе парциального окисления метана, представляющему собой микросферический носитель с нанесенным активным компонентом на основе оксидов металлов, при этом в качестве микросферического носителя используют частицы диаметром от 50 до 160 мкм оксида алюминия и/или алюмосиликата, а в качестве активного компонента - оксид Со или Ni, или Fe, или Mn, или Cu, или Се, или смесь оксидов NiO, Co3O4 и Се2О3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный активный компонент - 2-40, оксид алюминия и/или алюмосиликат - остальное. Изобретение также относится к способу получения катализатора и к способу получения синтез-газа в присутствии заявленного катализатора. Технический результат - повышение удельного съема продукта, исключение опасности взрыва и возгорания, низкие энергозатраты, получение синтез-газа с отношением Н2/СО в пределах 1,5-2,5, возможность получения побочного продукта - технического азота при высоких значениях конверсии метансодержащего сырья. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 13 пр.

 

Изобретение относится к области нефтехимии и разработки катализатора для получения синтез-газа в процессе парциального окисления метана.

Известен способ и катализатор получения синтез-газа методом парциального окисления метана, описанный в патенте RU 2144844, согласно которому синтез-газ получают путем селективного каталитического окисления метана кислородом при температуре 700-850°C. Указанный способ имеет недостаток, заключающийся в необходимости одновременной подачи сырья (метана) и окислителя (кислорода) в реактор, что приводит к повышенной взрывоопасности процесса вследствие образования смесей метана с кислородом. Еще одним недостатком данного способа является высокая стоимость получения кислорода.

Известен способ получения синтез-газа, описанный в патенте US 2665199 A, опубл. 05.01.1954, кл. C01B 3/30, C01B 3/44, согласно которому синтез-газ получают из газообразных углеводородов в установке, состоящей из реактора и регенератора, в присутствии твердых частиц оксида металла, находящихся в псевдоожиженном состоянии. В реакторе протекает окисление углеводородов кислородом, содержащимся в твердых частицах, в регенераторе происходит окисление твердых частиц до оксида металла. Реакция окисления углеводородов проводится в псевдоожиженном слое, имеющем следующие недостатки:

- неравномерность времени пребывания сырья в зоне реакции, в результате некоторая часть сырья подвергается чрезмерному превращению до образования сажи, а другая часть не достигает полной конверсии;

- среднее фиктивное время пребывания сырья в зоне реакции недостаточно малое, чтобы обеспечить максимально высокую селективность процесса.

В качестве оксида металла применяют оксид железа. Применение оксида металла без носителя может привести к спеканию или агломерации частиц. Для предотвращения агломерации и обеспечения высокой площади контакта активной фазы и реагентов применяют нанесение активного компонента катализатора на какой-либо малоактивный или инертный материал [Дж. Андерсон. Структура металлических катализаторов. / М.: Мир, 1978].

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту являются катализатор и способ получения синтез-газа, описанный в патенте US 6833013 B1, опубл. 21.12.2004, кл. C01B 3/32, согласно которому синтез-газ получают парциальным окислением низших алканов кислородом, содержащимся в твердых частицах, содержащих оксид металла и подвергающихся окислительно-восстановительным циклам. Низшие алканы окисляются в реакторе при температуре 800-1100°C и давлении 0,5-5 МПа, твердые частицы окисляются в регенераторе при температуре 750-1050°C. Полученный синтез-газ содержит 60,2% H2 и 30,6% CO, т.е. мольное отношение H2/CO в нем составляет 1,97, что хорошо подходит для получения из синтез-газа метанола, продуктов синтеза Фишера-Тропша. Согласно примеру в описываемом способе получения синтез-газа катализатор содержит 20 мас.% оксида хрома (VI). Во время реакции с углеводородами с образованием водорода и монооксида углерода оксид хрома (VI) восстанавливается до оксида хрома (III). Таким образом, оксид хрома (VI) выступает в виде донора «активного кислорода», участвующего в реакции парциального окисления углеводородов. Именно от его содержания в катализаторе зависит эффективность описанного способа получения синтез-газа: чем больше активного кислорода может запасать катализатор, тем большее количество сырья можно конвертировать в его присутствии. Исходя из данных, представленных в рассматриваемом патенте, содержание активного кислорода на оксидно-хромовом катализаторе составляет 4,8 мас. %.

Однако недостатком описанного способа является применение катализатора на основе оксида хрома. Хром и его соединения являются токсичными веществами [Плющев В.Е. Справочник по редким металлам / М.: Мир, 1978], поэтому использование предлагаемого способа получения синтез-газа существенно повышает требования к уровню техники безопасности и охраны окружающей среды. Еще одним недостатком описанного способа является проведение реакции окисления углеводородов и регенерации твердых частиц в псевдоожиженном слое, в результате чего обеспечивается весьма низкий удельный съем продукта, а именно 0,159 кг синтез-газа с килограмма катализатора в час, что оказывает отрицательное влияние на производительность реактора. Удельным съемом называется количество продукта, полученное при осуществлении процесса на катализаторе определенной массы за единицу времени [Мельников Е.Я. Справочник азотчика. / М.: Химия, 1967, 492 C.]. Удельный съем продукта в наиболее близком аналоге был рассчитан исходя из количества катализатора в реакторе - 1400 г и выхода продукта - 516 л/ч.

Задача настоящего изобретения заключается в создании оксидно-металлического катализатора получения синтез-газа путем парциального окисления метана, не содержащего хрома и его соединений и способного к многократным окислительно-восстановительным переходам, а также в увеличении удельного съема продукта при сохранении преимуществ наиболее близкого аналога - исключении образования взрывоопасных смесей и низких энергозатратах с возможностью получения синтез-газа с отношением Н2/СО в пределах 1,5-2,5.

Решение поставленной задачи достигается тем, что катализатор получения синтез-газа в процессе парциального окисления метана представляет собой микросферический носитель, в качестве которого используют частицы диаметром от 50 до 160 мкм оксида алюминия и/или алюмосиликата, а в качестве активного компонента - оксид Со, или Ni, или Fe, или Mn, или Cu, или Ce, или смесь оксидов NiO, Co3O4 и Ce2O3, при следующем соотношении компонентов, % мас:

указанный активный компонент 2-40
оксид алюминия и/или алюмосиликат остальное

Катализатор получают нанесением предшественника активного компонента - растворов солей указанных металлов - на микросферический носитель с диаметром частиц от 50 до 160 мкм путем пропитки по влагопоглощению, сушки при температуре от 90 до 120°C в течение 1-5 часов и прокаливания при температуре от 500 до 1200°C в течение 2-8 часов.

Синтез-газ получают окислительной конверсией метансодержащего газа при температуре более 750°C в реакторе с использованием в качестве окислителя катализатора - микросферического носителя с нанесенным активным компонентом на основе оксидов металлов - и регенерацией восстановленного катализатора путем его окисления в регенераторе, из которого регенерированный катализатор поступает в реактор, причем используют указанный катализатор, окислительную конверсию проводят в сквознопоточном лифт-реакторе, через который катализатор непрерывно проходит снизу вверх в потоке метансодержащего газа при времени пребывания сырья в зоне реакции 0,1-10 с, затем выходящий из реактора восстановленный катализатор отделяют от продукта - синтез-газа - и направляют в регенератор.

Окислительную конверсию предпочтительно проводят при температуре от более 750 до 1100°C, наиболее предпочтительно - 850°C.

Регенерацию катализатора предпочтительно проводят в псевдоожиженном, или форсированном псевдоожиженном, или полусквозном потоке путем окисления кислородсодержащим агентом.

В качестве кислородсодержащего агента предпочтительно используют воздух или кислород.

Принято считать, что псевдоожиженный слой присутствует при скоростях газового потока до 0,8 м/с. При скоростях газа 0,8-1,5 м/с система характеризуется состоянием форсированного псевдоожиженного слоя. Системы, в которых перемещение твердых частиц осуществляется при скоростях газа, достигающих 1,5-3,0 м/с, называются полусквозным потоком. Скорости газового потока выше 3-4 м/с соответствуют перемещению твердых частиц в потоке газа в режиме сквозного потока [Хаджиев С.Н. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах / М.: Химия, 1982. - 280 С.].

Реакторы, работающие в двух последних режимах, называют сквознопоточными (лифт-реакторы).

Процесс является непрерывным, и его проводят в двух пространственно разделенных аппаратах: реакторе и регенераторе. В такой системе «реактор-регенератор» катализатор по мере истирания и разрушения выводят из системы в виде пыли и заменяют свежим.

Полученный синтез-газ и восстановленный катализатор выводят из реактора и поток отработанного (восстановленного) катализатора отделяют от потока целевого продукта. Поток восстановленного катализатора по транспортной линии подают в блок регенерации, где происходит окисление катализатора в потоке кислородсодержащего агента (воздух, кислород). Затем катализатор отделяют от газов регенерации и по транспортным линиям снова подают в реактор конверсии, как описано выше.

Процесс является непрерывным и состоит из следующих стадий:

- конверсия углеводородного сырья в синтез-газ (с восстановлением катализатора до металлического состояния);

- регенерация катализатора (с окислением его металлических компонентов).

Стадии окисления и восстановления катализатора проходят параллельно и непрерывно.

Таким образом, осуществляется непрерывная циркуляция катализатора, и обеспечивается перенос кислорода из зоны регенерации в зону реакции, а также сводятся материальный и тепловой балансы.

В качестве носителя катализатора используют микросферический оксид алюминия и/или алюмосиликат. Диаметр частиц носителя от 50 до 160 мкм, удельная площадь поверхности - от 10 до 330 м2/г.

Достигаемый технический результат заключается:

- в повышении удельного съема продукта;

- в возможности использования углеводородного сырья, содержащего диоксид углерода;

- в снижении опасности взрыва и возгорания, низких энергозатратах, получении синтез-газа с отношением Н2/СО в пределах 1,5-2,5.

- в использовании катализаторов, содержащих менее токсичные вещества, чем соединения хрома;

- в возможности получения побочного продукта - технического азота.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Готовят микросферический алюмосиликатный носитель путем смешения водных суспензий силиката натрия и сульфата алюминия в таких пропорциях, чтобы композиция алюмосиликата имела состав Na2O(Al2O3·nSiO2), где n является мольным отношение SiO2/Al2O3 и равно 2,3, с последующим получением микросферической формы методом распылительной сушки и прокаливанием при 800°C в течение 3 ч. 100 г микросферического алюмосиликатного носителя пропитывают по влагопоглощению водным раствором, полученным смешением 57,9 г Ni(NO3)2·6H2O, 53,9 г Co(NO3)2·6H2O, 41,0 г Al(NO3)3·9H2O, и 4,7 г Ce(NO3)3·6H2O при температуре 90°C. Образец сушат при температуре 100°C и затем прокаливают в печи при температуре 500-900°C в течение 3-5 часов. Полученный катализатор содержит 10,8 мас. % NiO, 10,8 мас. % Co3O4,

4,1 мас.% Al2O3, 1,4 мас.% CeO2, остальное (70,2 мас.%) - алюмосиликатный носитель. Количество активного кислорода в катализаторе составляет 5,2 мас.%, диаметр микросфер от 50 до 160 мкм. Катализатор испытан в реакции парциального окисления метана.

В нижнюю часть лифт-реактора подают метан, который контактирует с микросферическим катализатором, поступающим из регенератора. Катализатор, подхваченный восходящим потоком метана, движется по реактору снизу вверх в режиме сквозного потока, при этом происходит окисление метана кислородом, содержащимся в катализаторе, в монооксид углерода и водород по реакции

CH4+[O]→CO+2H2.

Метан подают с такой скоростью, чтобы поддерживать время пребывания сырья в лифт-реакторе 2,1 с. Температуру в зоне реакции держат 850°C. Пары продуктов отделяют от катализатора, катализатор направляют в регенератор. В регенераторе катализатор подвергают окислению воздухом в режиме псевдоожиженного слоя. Температуру в зоне регенерации держат 600°C. Окисленный катализатор из регенератора вновь направляют в нижнюю часть реактора.

Конверсию сырья рассчитывают как отношение количества превращенного сырья к исходному, выраженное в %:

X = ( m f m p m f ) 100 ,

где X - конверсия сырья, мас.%,

mf - масса сырья, кг,

mp - масса углеводородов в продуктах, кг.

Удельный съем синтез-газа рассчитывают как количество синтез-газа, полученное с одного килограмма катализатора в час:

P = m s g m c a t τ ,

где P - удельный съем синтез-газа, кг/(кг кат.·ч),

msg - масса синтез-газа, полученного за время τ, л,

mcat - масса катализатора, находящегося в реакторе, кг,

τ - время, с.

Мольное отношение H2/CO рассчитывают как отношение количества водорода к количеству монооксида углерода в продуктах реакции:

N = n H 2 n C O .

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы, существенно возрастает удельный съем синтез-газа (по сравнению с удельным съемом синтез-газа по прототипу - 0,159 кг/(кг кат. · ч) при высоком значении конверсии сырья.

Пример 2

Опыт проводят, как в примере 1, но процесс проводят при температуре в зоне реакции, равной 750°C, в присутствии катализатора, полученного путем пропитки по влагопоглощению 100 г микросферического оксида алюминия (полученного путем распылительной сушки суспензии гидроксида алюминия) водным раствором 88,6 г Fe(NO3)3·9H2O, при температуре 90°C. Катализатор содержит 14,5 мас.% Fe3O4, остальное (85,5) алюмооксидный носитель.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 60,3%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 2,180 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 3

Опыт проводят, как в примере 1, но температуру в зоне реакции поддерживают равной 950°C.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 99,4%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,649 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 4

Опыт проводят, как в примере 1, но температуру в зоне реакции поддерживают равной 1000°C.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 99,6%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,649 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 5

Опыт проводят, как в примере 1, но процесс проводят при температуре в зоне регенерации, равной 800°C, в присутствии катализатора, содержащего оксид кобальта, нанесенного на алюмосиликатный носитель, полученный путем пропитки по влагопоглощению 100 г микросферического алюмосиликатного носителя водным раствором 64,2 г Co(NO3)2·6H2O, при температуре 90°C. Катализатор содержит 15,1 мас.% Co3O4, остальное (84,9) алюмосиликатный носитель.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 95,1%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,460 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 6

Опыт проводят, как в примере 5, но температуру в зоне регенерации держат равной 1100°C.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 95,1%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,460 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 7

Опыт проводят, как в примере 1, но процесс проводят при температуре в зоне реакции, равной 1100°C, и времени пребывания сырья в зоне реакции 0,1 с в присутствии катализатора, полученного путем пропитки по влагопоглощению 100 г микросферического оксида алюминия (полученного путем распылительной сушки суспензии гидроксида алюминия) 89,4 г Ni(NO3)2·6H2O, при температуре 90°C. Катализатор содержит 18,7 мас.% NiO, остальное (81,3) алюмооксидный носитель.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 20,4%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 19,147 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 8

Опыт проводят, как в примере 7 при времени пребывания сырья в зоне реакции, равном 5,0 с, и температуре в реакторе 850°C.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 99,4%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 1,374 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 9

Опыт проводят, как в примере 8, при времени пребывания сырья в зоне реакции, равном 10,0 с.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 99,2%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 0,711 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 10

Опыт проводят, как в примере 1, но в качестве метансодержащего сырья в лифт-реактор подают газовую смесь, состоящую из метана и этана с концентрацией последнего 20 об.%, а катализатор содержит оксид марганца, нанесенный на алюмосиликатный носитель, и получен путем пропитки по влагопоглощению 100 г микросферического алюмосиликатного носителя водным раствором 40,3 г Mn(NO3)2·6H2O, при температуре 90°C. Катализатор содержит 10,9 мас.% MnO2, остальное (89,1) алюмосиликатный носитель.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 92,3%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,792 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 11

Опыт проводят, как в примере 1, но в лифт-реактор подают реакционную газовую смесь, состоящую из метана и диоксида углерода с концентрацией последнего 10 об.%, а катализатор содержит оксид меди, нанесенный на алюмосиликатный носитель и получен путем пропитки по влагопоглощению 100 г микросферического алюмосиликатного носителя водным раствором 92,3 г Cu(NO3)2·6H2O, при температуре 90°C. Катализатор содержит 19,9 мас.% CuO, остальное (80,1) алюмосиликатный носитель.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 91,6%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,436 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Пример 12

Опыт проводят, как в примере 1, но в лифт-реактор подают реакционную газовую смесь, состав которой приведен в таблице 2. Состав этой смеси соответствует усредненному составу попутных нефтяных газов (ПНГ) России и СНГ. Попутные газы - газообразные углеводороды, сопровождающие сырую нефть, в условиях пластового давления, растворенные в нефти и выделяющиеся в процессе ее добычи. Попутные газы содержат 30-80% метана, 10-26% этана, 7-22% пропана, 4-7% бутана и изобутана, 1-3% н-пентана и высших н-алканов. Также в этих газах содержатся сероводород, диоксид углерода, азот, инертные газы, меркаптаны. Средний газовый фактор нефтяных месторождений России - 95-112 куб. м/т (количество попутных газов в куб. м, приходящееся на 1 т добытой нефти) Для расчета усредненного состава модельной смеси (концентраций метана, этана, пропана и бутана) использовали данные состава попутных нефтяных газов некоторых нефтяных месторождений РФ и СНГ (таблица 3) [Лапидус А.Л., Голубева И.А., Жагфаров Ф.Г. Газохимия. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2008].

Концентрацию каждого компонента в составе модельной смеси рассчитывали:

ccpi=100·Σ(cij·pj)/Σ(Σ( cij·pj)i),

где cij - концентрация i-го компонента в j-м месторождении,

pj - j-е месторождение.

Катализатор состоит из оксидов никеля, кобальта и церия, нанесенных на алюмосиликат и оксид алюминия.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 97,6%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 4,739 кг/(кг кат.·ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Мольное отношение H2/CO в получаемом синтез-газе составляет 2,1.

Концентрация азота в газе регенерации составляет 99,1% об.

Как видно из таблицы 1, уменьшение времени пребывания сырья в зоне реакции ниже определенной величины (2 с) приводит к увеличению съема продукта, но снижению степени конверсии, что в свою очередь потребует разделения непрореагировавшего сырья от продуктов реакции. Увеличение времени пребывания сырья в зоне реакции до 10 с связано с уменьшением скорости потока, что может привести к переходу режима работы реактора из сквозного потока в полусквознопоточный и, соответственно, снижению съема продукта.

При снижении температуры реакции до 750°C падает конверсия и съем продукта.

Таким образом, предложен способ получения синтез-газа, позволяющий в оптимальных условиях при высоких значениях конверсии метансодержащего сырья увеличить удельный съем синтез-газа в 20-30 раз по сравнению с прототипом при соотношении H2/CO в пределах 1,5-2,5, при исключении опасности взрыва и возгорания и низких энергозатратах.

Пример 13

Опыт проводят, как в примере 1, но катализатор в регенераторе окисляют кислородом.

Конверсия сырья согласно примеру составляет 95,1%.

Удельный съем синтез-газа согласно примеру составляет 3,460 кг/(кг кат. · ч).

Показатели процесса приведены в таблице 1.

Таблица 1
Условия и результаты
№ пр. Исходные компоненты Состав катализатора, мас.% Диаметр частиц катализатора, мкм Температура в реакторе, °C Температура в регенераторе, °C Время пребывания реакционной смеси в лифт-реакторе, с Удельный съем синтез-газа, кг/(кг кат. · ч) Конверсия сырья, мас.% H2/CO, моль/моль Концентрация N2 в продуктах регенерации, % об.
1 CH4 10,8% NiO+10,8% Co3O4+1,4% Ce2O3+4,1% Al2O3+72,9% ACH* 50-160 850 600 2,1 3,460 95,1 2,1 99,1
2 CH4 14,5% Fe3O4+85,5% Al2O3 50-160 750 600 2,3 2,180 60,3 2,2 99,0
3 CH4 10,8% NiO+10,8% Co3O4+1,4% Ce2O3+4,1% Al2O3+72,9% ACH 50-160 950 600 1,9 3,649 99,4 2,2 99,3
4 CH4 10,8% NiO+10,8% Co3O4+1,4% Ce2O3+4,1% Al2O3+72,9% ACH 50-160 1000 600 1,8 3,649 99,6 2,2 99,1
5 CH4 15,1% Co3O4+84,9% ACH 50-160 850 800 2,1 3,460 95,1 2,1 99,1
6 CH4 15,1% Co3O4+84,9% ACH 50-160 850 1100 2,1 3,460 95,1 2,1 99,2
7 CH4 18,7% NiO+81,3% Al2O3 50-160 1100 600 0,1 19,147 20,4 2,2 99,1
8 CH4 18,7% NiO+81,3% Al2O3 50-160 850 600 5,0 1,374 99,4 2,2 99,2
9 CH4 18,7% NiO+81,3% Al2O3 50-160 850 600 10,0 0,711 99,2 2,2 99,3
10 CH4+20% C2H6 10,9% MnO2+89,1% ACH 50-160 850 600 2,1 3,792 92,3 1,8 99,0
11 CH4+10% CO2 19,9% CuO+80,1% ACH 50-160 850 600 2,1 3,436 91,6 1,8 99,0
12 ПНГ 10,8% NiO+10,8% Co3O4+1,4% Ce2O3+4,1% Al2O3+72,9% ACH 50-160 850 600 2,1 4,739 97,6 1,7 99,1
13 CH4 10,8% NiO+10,8% Co3O4+1,4% Ce2O3+4,1% Al2O3+72,9% ACH 50-160 850 600 2,1 3,460 95,1 2,1 0,0
* ACH - микросферический алюмосиликатный носитель состава Na2O(Al2O3·nSiO2)
Таблица 2
Усредненный состав попутных нефтяных газов (ПНГ)
Компонент газовой смеси CH4 C2H6 C3H8 C4H10
Концентрация, об.% 70 12 12 6
Таблица 3
Состав нефтяных попутных газов некоторых нефтяных месторождений России и СНГ
Месторождение Запасы нефти, млн.т. Компонент, % об.
CH4 C2H6 C3H8 C4H10
Самотлорское, Зап. Сибирь 3200 82,88 4,23 6,48 3,54
Варьеганское 66 77,25 6,95 9,42 4,25
Правдинское 1800 58,40 11,65 14,53 9,20
Южно-Балыкское 200 68,16 9,43 15,98 4,50
Ромашкинское, Татарстан 2700 43,41 20,38 16,23 6,39
Кулешовское, Самарск. обл. 60 39,91 23,32 17,72 5,78
Коробковское, Волг. обл. 90 76,25 8,13 8,96 3,54
Яринское Перм. 80 23,90 24,90 23,10 13,90
Каменноложское Перм 80 28,90 25,90 20,30 9,30
Гнединцевское, Украина 38 5,50 27,39 38,35 12,82
Узень, Казахстан 1100 83,53 8,73 3,98 1,92
Жетыбай, Казахстан 330 78,06 8,49 6,32 3,46
Речицкое, Белоруссия 114 51,60 15,74 16,11 9,15

1. Катализатор получения синтез-газа в процессе парциального окисления метана, представляющий собой микросферический носитель с нанесенным активным компонентом на основе оксидов металлов, отличающийся тем, что в качестве микросферического носителя используют частицы диаметром от 50 до 160 мкм оксида алюминия и/или алюмосиликата, а в качестве активного компонента - оксид Со или Ni, или Fe, или Mn, или Cu, или Се, или смесь оксидов NiO, Co3O4 и Се2О3, при следующем соотношении компонентов, % мас:

указанный активный компонент 2-40
оксид алюминия и/или алюмосиликат остальное

2. Способ получения катализатора по п. 1, включающий нанесение предшественника активного компонента - растворов солей указанных металлов - на микросферический носитель - оксид алюминия и/или алюмосиликат с диаметром частиц от 50 до 160 мкм путем пропитки по влагопоглощению, сушку при температуре от 90 до 120°C в течение 1-5 часов и прокаливание при температуре от 500 до 1200°C в течение 2-8 часов.

3. Способ получения синтез-газа, включающий окислительную конверсию метансодержащего газа при температуре более 750°C в реакторе с использованием в качестве окислителя катализатора - микросферического носителя с нанесенным активным компонентом на основе оксидов металлов - и регенерацию восстановленного катализатора путем его окисления в регенераторе, из которого регенерированный катализатор поступает в реактор, отличающийся тем, что используют катализатор по п. 1, окислительную конверсию проводят в сквознопоточном лифт-реакторе, через который катализатор непрерывно проходит снизу вверх в потоке метансодержащего газа при времени пребывания сырья в зоне реакции 0,1-10 с, затем выходящий из реактора восстановленный катализатор отделяют от продукта - синтез-газа - и направляют в регенератор.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что окислительную конверсию проводят при температуре от более 750 до 1100°C.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что окислительную конверсию проводят при температуре 850°C.

6. Способ по одному из пп. 3-5, отличающийся тем, что регенерацию катализатора проводят в псевдоожиженном, или форсированном псевдоожиженном, или полусквозном потоке путем его окисления кислородсодержащим агентом.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего агента используют кислород или воздух.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для частичного или полного замещения углеводородного топлива на различных видах транспорта, в отопительных системах жилых и производственных помещений, в генераторах производства пара и для раздельного получения чистого кислорода и водорода для производственных, медицинских и других нужд.

Изобретение относится к области синтеза аммиака из кондиционного газа, содержащего водород и азот. Аммиачная установка для производства аммиака, в которой аммиачный продувочный газ (20) направляют в узел извлечения, включающий средства охлаждения (102, 202, 302, 402, 502) и фазовые сепараторы, расположенные каскадом и включающие сепаратор высокого давления (103, 203, 303, 403, 503), работающий при давлении контура, и сепаратор, работающий при существенно меньшем давлении, чем давление контура (205, 206, 305); при этом продувочный газ (20) сначала охлаждают до криогенной температуры с достижением частичного ожижения метана и аргона, а затем разделяют охлажденный поток в фазовом сепараторе высокого давления на газообразный поток и нижний жидкий продукт, который далее подают в сепаратор более низкого давления.

Изобретение относится к способам получения водорода за счет гидролиза твердого реагента - алюминия в реакционном сосуде и может быть использовано для получения водорода в сфере автономной энергетики, преимущественно в энергоустановках с электрохимическими генераторами, как в стационарных установках, на транспорте, так и при ремонтах электрогенераторов с водородным охлаждением и в химической промышленности.
Группа изобретений относится к десульфуризации углеводородов. Способ включает стадии: (i) пропускание смеси углеводорода и водорода через катализатор десульфуризации с превращением сероорганических соединений, присутствующих в указанном углеводороде, в сульфид водорода, (ii) пропускание полученной смеси через сорбент сульфида водорода, содержащий оксид цинка, со снижением содержания сульфида водорода в смеси, и (iii) пропускание газовой смеси, обедненной сульфидом водорода, через дополнительный десульфуризующий материал.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и энергетике для получения энергии. В реакторе гидрогазификации одновременно нагревают углеродсодержащий материал, водород и воду при температуре и давлении, достаточных для создания потока газообразного продукта, обогащенного метаном и монооксидом углерода.

Изобретение относится к области газохимии, а именно к установке для получения синтез-газа для производства углеводородов. Установка включает магистраль подачи углеводородного сырья, магистраль подачи остаточного газа с установки синтеза углеводородов из синтез-газа, соединенные с блоком адиабатического предриформинга, трубопровод для подачи кислородосодержащего газа, соединенный с блоком автотермического риформинга, связанного с блоком адиабатического предриформинга, и трубопровод для выхода полученной парогазовой смеси, соединенный с выходом блока автотермического риформинга.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано для получения водорода как в стационарных установках, так и на транспорте. Способ генерации водорода включает размещение изделий из композита алюминия или магния, выполненных в форме куба или параллелепипеда с отверстиями в трех ортогональных направлениях, в решетчатые контейнеры, которые помещают каждый в отдельный герметичный реактор, через который пропускают воду с помощью впускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью впускной воды, и выпускных для воды отверстий, снабженных запорными задвижками, соединенных с магистралью выпускной воды, при этом магистрали соединены с теплообменником, а водород отводят через отверстия, снабженные запорными задвижками, соединенные с магистралью водорода, которую соединяют с газопотребляющим устройством.

Изобретение относится к улучшенному способу конверсии моноксида углерода СО и воды Н2О в диоксид углерода СO2 и водород Н2, который включает стадии связывания моноксида углерода из газовой фазы первым растворителем с получением формиата НСОО-, разложение формиата НСОО- и отделение образующегося водорода Н2.

Изобретение относится к трубе риформинга с переменной толщиной стен, предназначенной для риформинга газа в процессе прямого восстановления железа. Труба содержит аксиально выровненную трубчатую конструкцию, выполненную из металлического материала.

Изобретение относится к способу получения метано-водородной смеси, содержащей в основном Н2 и СН4, для производства водорода, спиртов, аммиака, диметилового эфира, этилена, для процессов Фишера-Тропша, и может быть использовано в химической промышленности для переработки углеводородных газов, а также в качестве топлива в газотурбинных приводах компрессорных станций и на транспорте, для производства электроэнергии.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения компонента экологически безопасных буровых растворов на углеводородной основе, имеющему интервал кипения в диапазоне 188-304°C согласно стандарту ASTM D 86, включающему приготовление пасты из геля, полученного смешением бемита Pural SB со смесью азотной кислоты и дистиллированной воды, триэтиленгликоля и цеолита HY с мольным отношением SiO2/АlO3, равным 30 или 60, пористая структура которого представляет собой систему соединенных между собой прямолинейных каналов, образованных 12-членными кольцами с диаметром входного окна 7Å, экструдирование, выдерживание при комнатной температуре в течение 9-10 ч, просушивание, измельчение до фракции с размером 2-4×2 мм и прокаливание.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора для окисления водорода, состоящего из носителя с промежуточным покрытием из γ-оксида алюминия и активной части, содержащей каталитически активный металл - палладий.

Группа изобретений относится к каталитическим материалам для химических реакторов. Данные каталитические материалы содержат гибридные неорганические/полимерные носители и иммобилизованные на них предварительно полученные молекулярные катализаторы.

Изобретение относится к способам подавления вредного воздействия металлов на каталитический крекинг углеводородного сырья. Этой цели достигают путем использования металлоулавливающей частицы, которая содержит подвергшуюся распылительной сушке смесь каолина, окиси или гидроокиси магния и карбоната кальция, причем подвергшаяся распылительной сушке смесь была подвергнута прокаливанию при температуре в диапазоне от 816°C почти до 899°C.

Изобретение относится к способу приготовления титаноксидного катализатора, применяемого преимущественно для фотокаталитической очистки воды, загрязненной молекулярными примесями органического происхождения.

Изобретение относится к области водородной энергетики, а именно к разработке катализаторов для воздушно-водородных топливных элементов (ВВТЭ), в которых в качестве катализаторов можно использовать платинированные углеродные материалы.

Изобретение относится к области каталитической химии и может быть использовано при очистке промышленных газовых выбросов и выбросов автотранспорта от углеводородов.
Изобретение относится к способу получения катализатора метанирования углекислоты на основе биметаллического нитрида Ni2Mo3N. В предлагаемом способе осуществляют стадию выпаривания никеля и молибдена из совместного раствора, содержащего нитрат никеля и молибденовокислый аммоний, затем ведут стадию термохимической обработки осадка в токе водорода и его пассивацию.

Изобретение относится к способу приготовления скелетного катализатора гидродеоксигенации продуктов переработки растительной биомассы на основе пеноникеля. Предложенный способ заключается в электролитическом осаждении цинка на пеноникель и термообработке в инертной среде.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения дизельного топлива из сырья, содержащего триглицериды жирных кислот. Данный способ заключается в нанесении на носитель - аморфный оксид алюминия - методом пропитки с последующим просушиванием и прокаливанием последовательно водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из первой группы, включающей титан, олово, цирконий, затем водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из второй группы, включающей молибден, вольфрам, и после этого водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из третьей группы, включающей кобальт, никель.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора для окисления водорода, состоящего из носителя с промежуточным покрытием из γ-оксида алюминия и активной части, содержащей каталитически активный металл - палладий.
Наверх