Способ конверсии метана



Способ конверсии метана
Способ конверсии метана
Способ конверсии метана
Способ конверсии метана

 


Владельцы патента RU 2571147:

Федеральное государственное бюджетное учреждение Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" (RU)

Изобретение относится к способу получения водорода, водород-метановой смеси, синтез-газа, содержащего в основном H2 и CO, 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 технологиях применения водород-метановой смеси. Способ конверсии метана с получением водородсодержащего газа, в котором в качестве источника сырья используют метансодержащий газ, проводят его адиабатическое окисление в каталитической реакции парциального окисления водяным паром и кислородсодержащим газом, перед смешением с метансодержащим газом и кислородсодержащим газом проводят электрический перегрев водяного пара до температуры 750-950°С. Получение водяного пара производят в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от продуктов парциального окисления метансодержащего газа к конденсату, образующемуся при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа. Изобретение позволяет повысить эффективность конверсии метана и других низжих алканов и термодинамическую эффективность способа, снизить металлоемкость, а также уменьшить содержание балластных газов (азот, аргон) в продуцируемом газе. 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к способу получения водородсодержащего газа, водорода, водород-метановой смеси, синтез-газа, содержащего в основном H2 и CO, 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 технологиях применения водород-метановой смеси.

Известен способ получения синтез-газа, содержащего в основном H2 и CO, для производства спиртов, аммиака, диметилового эфира, этилена, для процессов Фишера-Тропша, описанный в патенте RU №2228901, дата публ. 2004.05.20, МПК C01B 3/38. Известный способ получения синтез-газа с заданным соотношением H2/CO в диапазоне от 1,0 до 2,0 включает две стадии: стадию А) парциального окисления и стадию Б) конверсии остаточного метана с продуктами стадии А) на катализаторе. Стадию А) парциального окисления проводят в две ступени: а) некаталитического парциального окисления природного газа кислородом с получением в продуктах реакции неравновесного содержания H2O и CH4 при мольном соотношении кислорода и метана, примерно равном 0,76-0,84, б) конверсии продуктов реакции ступени а) с корректирующими добавками CO2 и H2O или H2O и CH4 с получением газовой смеси, которая проходит конверсию остаточного метана водяным паром на катализаторе. Способ позволяет производить синтез-газ с составом, который отвечает заданному соотношению CO/H2. Способ можно использовать для получения водорода, а также исходного сырья для дальнейших процессов синтеза спиртов, диметилового эфира, аммиака или других крупнотоннажных химических продуктов.

Однако описанный способ обладает рядом недостатков, к которым можно отнести функциональные и экономические ограничения применения способа, связанные с необходимостью подачи больших расходов кислорода (превышающих по массе расход конвертируемого природного газа), производство которого требует больших энергетических (до 1000 кВт·ч/т) и капитальных затрат (до 1500 дол. США/кг·ч-1). Серьезной проблемой также является сажеобразование, резко снижающее активность катализаторов.

Известен способ получения водородсодержащего газа из углеводородного сырья, водяных паров, воздуха, который включает компримирование и очистку сырья от соединений серы, паровую и паровоздушную каталитическую конверсию метана, конверсию оксида углерода, очистку полученной азотоводородной смеси от кислородсодержащих соединений, компримирование, использование неочищенного от соединений серы сырья в качестве топлива, утилизацию тепла дымовых газов и выделение их в окружающую среду и отличается тем, что часть сырья, равную 0,001-0,048 от количества углеводородного сырья, прошедшего очистку от соединений серы, сжигают в смеси с компримированным воздухом, а полученные дымовые газы в количестве 0,0146-1,685 от количества воздуха, направляемого на паровоздушную каталитическую конверсию метана, подают на паровоздушную каталитическую конверсию метана (патент RU 2196733, дата публ. 20.01.2003 - прототип).

К недостаткам способа следует отнести высокие капитальные затраты и металлоемкость процесса, сниженная эффективность использования сырья, низкая термодинамическая эффективность способа, связанная с затратами на компримирование воздуха, низкая степень конверсии метана и высокое содержание балластных газов (азот, аргон) в продуцируемом газе.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать новый способ, позволяющий повысить эффективность конверсии метана и других низших алканов и термодинамическую эффективность способа, снизить капитальные затраты и металлоемкость, уменьшить содержание балластных газов (азот, аргон) в продуцируемом газе.

Поставленная задача решается тем, что

в способе конверсии метана с получением водородсодержащего газа, в котором в качестве источника сырья используют метансодержащий газ, проводят его адиабатическое окисление в каталитической реакции парциального окисления водяным паром и кислородсодержащим газом, перед смешением с метансодержащим газом и кислородсодержащим газом проводят электрический перегрев водяного пара до температуры 750-950°С.

Кроме того,

- получение водяного пара производят в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от продуктов парциального окисления метансодержащего газа к конденсату, образующемуся при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа,

- в качестве кислородсодержащего газа используют кислород, который получают путем электролиза конденсата, образующегося при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа,

- при перегреве водяного пара в качестве нагревающего элемента используют дуговой или высокочастотный плазматрон или элементы, нагреваемые за счет электрического сопротивления,

- проводят получение водяного пара за счет охлаждения водородсодержащего газа,

- в реакторе адиабатического окисления метансодержащего газа водяным паром и кислородсодержащим газом поддерживают температуру в диапазоне от 500°С до 800°С,

- метансодержащий газ содержит низшие алканы, включая метан,

- давление метансодержащего газа выбирают в диапазоне от 0.1 до 9.0 МПа,

- температуру перегрева водяного пара увеличивают при уменьшении нагрузки в электрической сети,

- парциальное окисление кислородсодержащим газом ведут в реакторе парциального окисления в присутствии катализатора окисления, выбранного из ряда никель, рутений, родий, палладий, иридий, нанесенных на огнеупорные оксиды, такие как кордиерит, муллит, оксид хрома, титанат алюминия, шпинели, диоксид циркония и оксид алюминия,

- объемное содержание водяного пара перед адиабатической реакцией поддерживают в диапазоне, от 4 до 12 раз большем, чем объемное содержание метана в метансодержащем газе,

- после отделения конденсата от продуктов парциального окисления метансодержащего газа получают синтез-газ, который направляют на синтез метанола или моторного топлива.

На чертеже дана схема реализации способа, где 1 - метансодержащий газ, 2 - смеситель, 3 - кислород, 4 - перегретый водяной пар, 5 - пароперегреватель, 6 - поток реакционного газа, 7 - реактор, 8 - катализаторная насадка, 9 - нагретый синтез-газ, 10 - теплообменник, 11 - влажный синтез-газ, 12 - питательная вода, 13 - водяной пар, 14 - сепаратор, 15 - конденсат, 16 - синтез-газ, 17 - нагревающий элемент, 18 - подвод электроэнергии, 19 - подвод электроэнергии к электролизеру, 20 - электролизер, 21 - кислород, 22 - емкость кислорода, 23 - водород, 24 - емкость водорода, 25 - товарный водород, 26 - кислородсодержащий газ.

Примером реализации изобретения служит способ конверсии метансодержащего газа, описанный ниже. В излагаемом примере осуществления изобретения в качестве метансодержащего газа 1 применяется природный газ - метан, что позволяет охарактеризовать особенности реализации изобретения применительно к процессам переработки природного и попутного газов.

Общий поток метансодержащего газа 1 с давлением 3.0 МПа подвергают очистке от соединений серы (если они содержатся в виде примесей в природном газе) в пересчете на серу до массовой концентрации серы менее 0.5 мг/нм3, смешивают в смесителе 2 с перегретым потоком водяного пара высокого давления 4, а также с кислородсодержащим газом 3, в качестве которого может применяться воздух или кислород, и полученную реакционную парогазовую смесь 6 подают в адиабатический реактор конверсии 7, в котором на катализаторной насадке 8 проводят конверсию парогазовой смеси с образованием нагретого синтез-газа 9, который потом могут направить на каталитическую конверсию монооксида углерода с последующим выводом из синтез-газа 9 диоксида углерода, используемого как товарный продукт или для захоронения в соответствии с Киотскими соглашениями. В последнем случае технология не имеет выброса парниковых газов.

После отделения конденсата 15 от продуктов парциального окисления метансодержащего газа 11 получают синтез-газ 16, который направляют на синтез метанола или моторного топлива в установке синтеза.

Перед смешением с метансодержащим газом 1 и кислородсодержащим газом 3 проводят электрический перегрев водяного пара до температуры 750-950°С, в качестве нагревающего элемента 17 используют дуговой или высокочастотный плазматрон или элементы, нагреваемые за счет электрического сопротивления, при подводе электроэнергии 18.

В реакторе парциального окисления 7 реакцию ведут в зернистом слое в присутствии катализатора окисления, выбранного из ряда никель, рутений, родий, палладий, иридий, нанесенных на огнеупорные оксиды, такие как кордиерит, муллит, оксид хрома, титанат алюминия, шпинели, диоксид циркония и оксид алюминия.

В качестве кислородсодержащего газа 26 используют сжатый воздух или выхлопные газы газовой турбины высокого давления, а также кислород 3, который подают из емкости кислорода 22.

Объемное содержание водяного пара 4 перед адиабатической реакцией поддерживают в диапазоне, от 4 до 12 раз большем, чем объемное содержание метана в метансодержащем газе 1. При снижении отношения пар/газ ниже 2 снижается эффективность процесса и растут капитальные затраты, что связано либо с необходимостью увеличить поток рециркуляции газов в связи с низкой степенью конверсии при указанной ниже температуре нагрева потока, либо с необходимостью увеличить температуру нагрева потока свыше 1000-1200°С, что заставит использовать более дорогие материалы для теплообменника. Повышение отношения пар-газ свыше 8 также вызовет снижение эффективности процесса в связи с необходимостью производить избыточный водяной пар.

В адиабатическом реакторе 7, соответственно, поддерживают температуру в диапазоне ориентировочно от 500°С до 800°С. Насадка катализатора адиабатического реактора конверсии 8 содержит в качестве активных компонентов металл, выбранный из группы родий, никель, платина, иридий, палладий, железо, кобальт, рений, рутений, медь, цинк, железо, их смеси или соединения. В качестве катализатора адиабатического реактора конверсии 8 предпочтительно использовать никелевый катализатор типа НИАП-03-01 или катализаторы марки KATALCO 25-4Q и KATALCO 57-4Q компании Johnson Matthey. Состав катализатора с изменением содержания платиноидов, а также металлов, влияющих на кинетику окисления оксида углерода водяным паром (реакция сдвига), позволит управлять содержанием водорода в конечном продукте.

В метансодержащем газе 1 содержатся низшие алканы, включая метан, что позволяет использовать для получения продукта легкие углеводороды различного типа: попутные газы, газы коксования, газ угольных пластов, продукты ферментации сельскохозяйственных или муниципальных отходов и газообразные потоки нефтепереработки, что расширяет сферу применения предложенного способа. Давление потоков выбирают в диапазоне ориентировочно от 0.1 до 9.0 МПа, что позволяет уменьшить размеры аппаратов, снизить газодинамические потери и затраты на компримирование.

Из синтез-газа 16 в узле выделения водорода (не показан) могут выделять водород с помощью мембранной диффузии, короткоцикловой адсорбции или высокотемпературного электрохимического фильтра с протонной проводимостью. Задачи извлечения и концентрирования водорода в циклах нефте- и газоперерабатывающих производств успешно решаются с помощью мембранных и адсорбционных водородных установок. В частности, адсорбционные установки ГРАСИС, работающие на сверхкоротком цикле, предназначены для производства высокочистого водорода из газовых потоков и позволяют получать водород с чистотой до 99,9995% при минимальном падении давления в процессе разделения.

Дополнительные потоки водорода 23 производят в электролизере 20 за счет подвода электроэнергии 19, которую можно получать из электрической сети в периоды провала ее нагрузки. Производимый в этом процессе кислород 21 накапливают в емкости кислорода 22.

В таблице «Материальный баланс процесса» представлены расчеты процесса, выполненные по типовой методике (Комарькова С.В., МГОУ, М., 2010).

Коррекцию температуры и состава газов в реакторе парциального окисления 7 могут проводить путем изменения расхода парогазовой смеси 6 и соотношения ее компонентов. В то же время температуру перегрева водяного пара увеличивают при уменьшении нагрузки в электрической сети, что позволяет достичь снижения экономических затрат за счет использования дешевой «провальной» электроэнергии, а также снижения расхода кислорода и/или воздуха, а следовательно, и снижения затрат на получение кислорода и снижения содержания балластных азота и воздуха в синтез-газе, что, в свою очередь, позволяет снизить капитальные затраты и расходы на компримирование газовых потоков. Таким образом, в предложенном изобретении удалось снизить капитальные затраты и металлоемкость производства водородсодержащего газа, повысить коэффициент конверсии низших алканов и термодинамическую эффективность способа, снизить содержание балластных газов (азот, аргон) в продуцируемом газе.

Полученные продукты - водородсодержащий газ и его производные (водород, метановодородная смесь) могут затем использовать в химической промышленности и металлургии, для переработки углеводородов, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии и как топливо в транспортных и стационарных энергоустановках.

1. Способ конверсии метана с получением водородсодержащего газа, в котором в качестве источника сырья используют метансодержащий газ, проводят его адиабатическое окисление в каталитической реакции парциального окисления водяным паром и кислородсодержащим газом, отличающийся тем, что перед смешением с метансодержащим газом и кислородсодержащим газом проводят электрический перегрев водяного пара до температуры 750-950°C, давление метансодержащего газа выбирают в диапазоне от 0.1 до 9.0 МПа, а объемное содержание водяного пара перед адиабатической реакцией поддерживают в диапазоне, от 4 до 12 раз большем, чем объемное содержание метана в метансодержащем газе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что получение водяного пара производят в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от продуктов парциального окисления метансодержащего газа к конденсату, образующемуся при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют кислород, который получают путем электролиза конденсата, образующегося при охлаждении продуктов парциального окисления метансодержащего газа.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при перегреве водяного пара в качестве нагревающего элемента используют дуговой или высокочастотный плазматрон или элементы, нагреваемые за счет электрического сопротивления.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что проводят получение водяного пара за счет охлаждения водородсодержащего газа.

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в реакторе адиабатического окисления метансодержащего газа водяным паром и кислородсодержащим газом поддерживают температуру в диапазоне от 500°C до 800°C.

7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что метансодержащий газ содержит низшие алканы, включая метан.

8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что температуру перегрева водяного пара увеличивают при уменьшении нагрузки в электрической сети.

9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после отделения конденсата от продуктов парциального окисления метансодержащего газа получают синтез-газ, который направляют на синтез метанола или моторного топлива.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения водорода. Сплав для получения водорода на основе алюминия и добавки, разрушающей окисную пленку алюминия при взаимодействии с водой, содержит в качестве добавки лантан при следующем соотношении компонентов: лантан- 1,5÷3,0 мас.%, алюминий - остальное.

Изобретение относится к способу производства аммиака. Способ включает осуществление экзотермической реакции первой части потока углеводородного сырья с газообразным окислителем, содержащим молекулярный кислород, для образования синтез-газа, осуществление эндотермического реформинга второй части потока углеводородного сырья паром на катализаторе в реакторе-теплообменнике для образования синтез-газа, объединение образующихся продуктов с получением объединенного потока синтез-газа, охлаждение объединенного потока с получением пара в утилизационном паровом котле, осуществление каталитической реакции объединенного потока в реакторе каталитического сдвига монооксида углерода для производства потока, содержащего дополнительное количество Н2 и CO2, охлаждение полученного потока для получения пара, удаление CO2 из потока с получением потока, обедненного CO2, удаление потока, по существу, чистого Н2 высокого давления из потока, обедненного CO2, используя многослойные системы адсорбции со сдвигом давления, и объединение потока, по существу, чистого Н2 высокого давления с потоком, по существу, чистого N2 высокого давления для производства аммиака, при этом аммиак производят независимо от продувки контура.

Изобретение относится к способу получения метанола. Способ включает получение кислорода на установке разделения воздуха с воздушными компрессорами, приводимыми в действие газовой турбиной, нагревание потока углеводородного сырья с использованием отработанного в газовой турбине газа, экзотермическое взаимодействие первой части потока нагретого углеводородного сырья с паром или газообразным окислителем, включающим молекулярный кислород, с получением сингаза с экзотермическим выделением тепла, эндотермический риформинг второй части потока углеводородного сырья паром над катализатором в риформинг-установке с теплообменником с получением сингаза эндотермического риформинга, причем часть тепла, использованного при получении сингаза эндотермического риформинга, образуется при извлечении экзотермического тепла от образовавшегося сингаза и образовавшегося сингаза эндотермического риформинга, объединение образовавшегося с экзотермическим выделением тепла сингаза и образовавшегося сингаза эндотермического риформинга с получением потока объединенного сингаза, получение пара в котле, использующем тепло отходящего газа, охлаждением потока объединенного сингаза, отделение воды от охлажденного объединенного сингаза с получением сырья для установки по производству метанола, после отделения воды подачу охлажденного объединенного сингаза в установку по производству метанола и объединение горючего потока, выходящего из установки по производству метанола, с метановым топливом в газовой турбине.

Изобретение относится к области химии и водородной энергетики и может быть использовано в энергетике и транспортном машиностроении. Способ получения и хранения атомарного водорода включает электролиз воды с использованием в электролизной ячейке медного анода и катода из сплава дюральалюминия, периодически активируемого электрическим током, воздействие на полученный водород магнитным полем с амплитудой магнитной индукции в диапазоне от 100 до 120 гаусс и пропускание атомарного водорода через нанодисперсный углерод, содержащий углеродные нанотрубки.

Изобретение относится к способу организации производства метанола, содержащему две стадии, которые проводят при одинаковом уровне давления в проточном режиме. Первая стадия относится к стадии получения синтез-газа, включающей использование первой смеси, которая содержит кислород, второй смеси, которая содержит углеводородное газовое сырье и водяной пар, риформера, который предназначен для конверсии углеводородного газового сырья в синтез-газ, хотя бы одного теплообменного устройства, нагрев второй смеси, подачу первой смеси и второй смеси в риформер, проведение в риформере с использованием катализатора реакции конверсии углеводородного газового сырья, вывод из риформера третьей смеси, которая содержит конвертированный газ.

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. Предложена композитная мембрана для выделения водорода из газовых смесей на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом с защитно-каталитическим покрытием на поверхности мембраны из палладия или сплавов палладия, при этом в качестве материала мембраны выбран материал с растворимостью водорода такой же, как у материала покрытия, либо отличающейся не более чем на 15%.

Изобретение относится к энергетическому оборудованию и может быть использовано в водородной энергетике для получения, хранения и транспортировки водорода. Устройство для получения атомарного водорода содержит реактор 1, работающий на разложении воды твердым реагентом, анод 3, катод 4 и магистрали 8 с арматурой для ввода исходного сырья в реактор 1 и вывода из него водорода и продуктов реакции.

Изобретение относится к катализатору получения синтез-газа каталитической паро-углекислотной конверсией углеводородов, содержащему оксид никеля и оксид магния, нанесенные на пористый никель при следующем содержании компонентов, мас.%: оксид никеля - 3,5-5,1, оксид магния - 8,6-10,4, металлический пористый никель - остальное.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Установка синтеза химического продукта, в частности аммиака, включает секцию (10) синтеза высокого давления для проведения реакции и секцию (50) рекуперации энергии, содержащую теплообменник (17), выполненный с возможностью теплообмена между частью (16) жидкого продукта, полученного в секции (10) синтеза, и потоком (18) источника сбросного тепла с получением расширяемого потока (20) в паровом или сверхкритическом состоянии, детандер (13) для выработки механической энергии за счёт расширения этого потока, конденсатор (22) для конденсации потока из детандера (13).

Изобретение относится к способу конверсии углеводородов для получения синтез-газа для производства аммиака. Способ получения сингаза из углеводородсодержащего исходного сырья включает стадии первичной конверсии, вторичной конверсии с окислительным потоком и дополнительной обработки сингаза, включающей шифт-конверсию (УТШ) при умеренной температуре от 200 до 350°C, причем установка первичной конверсии работает при соотношении пар/углерод меньше 2.

Изобретение относится к установкам получения водорода, водород-метановой смеси, синтез-газа, содержащего в основном Н2 и СО, 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 технологиях применения водород-метановой смеси. Реактор конверсии метана для получения газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода, содержит корпус, работающий под давлением, снабженный устройствами подачи водяного пара, метана и кислородсодержащего газа и вывода продукта, огнеупорной футеровкой, расположенной на внутренней стенке корпуса и слоем катализатора конверсии метана, расположенным внутри него и состоящем из верхнего и нижнего подслоев, между подслоями катализатора установлено устройство подачи активного газа, в качестве которого используется диоксид углерода. Устройство подачи активного газа выполнено в виде перфорированного цилиндра с глухим днищем и соединено со штуцером, размещенным на наружной стенке корпуса реактора. Изобретение позволяет повысить эффективность конверсии низших алканов и термодинамическую эффективность реактора, снизить металлоемкость, а также уменьшить содержание балластных газов и повысить соотношение СО/Н2 в продуцируемом газе. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа и может быть использовано в химической технологии. В реактор, в который помещен катализатор, подают исходную газовую смесь, содержащую смесь метана и углекислого газа. Используемый катализатор представляет из себя сложный оксид, включающий в свой состав ионы кобальта (Со), никеля (Ni), меди (Cu), неодима (Nd), кальция (Са), причем мольные соотношения веществ катализатора соответствуют формуле NdaCabCucNidCoeOf, где а=0, 1, 2; b=0, 1, 2; с=0, 1; d=0, 1, 2; е=0, 1, 2; f=3, 4, 5. Катализатор получают путем растворения исходных веществ в воде, выпаривания образованного раствора до загустевания, высушивания полученного продукта в муфельной печи при 250-350°C и последующего прокаливания в течение 4-6 ч при 900-1000°C. В качестве исходных веществ используют водорастворимые соединения Nd, Са, Со, Ni, Cu, образующие при прокаливании оксиды указанных металлов. Технический результат: повышение конверсии метана и выхода целевого продукта, упрощение технологии проведения способа и сокращение затрат за счет проведения процесса в отсутствие инертных газов, использование катализатора, получаемого более простым способом за счет отсутствия сложной стадии помола твердых исходных реагентов и снижения температуры прокаливания катализатора. 9 з.п. ф-лы, 41 пр., 1 табл.

Изобретение относится к способу ввода в эксплуатацию автотермического реактора для получения синтез-газа путем риформинга углеводородсодержащих сырьевых газов в реакционной камере. Для ввода в эксплуатацию автотермический реактор предварительно нагревают с помощью инертной текучей среды до температуры более 600°C. Затем инициируют операцию зажигания путем введения газа или смеси газов с соответствующей низкой температурой воспламенения, которая ниже температуры воспламенения углеводородсодержащего сырьевого газа. Содержание газа с низкой температурой воспламенения в указанной смеси газ/газ составляет не менее 40% (об.). Затем начинают автотермический риформинг путем подачи углеводородсодержащего сырьевого газа и водяного пара. Углеводородсодержащий сырьевой газ и водяной пар подают с содержанием водяного пара 0-80% (об.) по отношению к углеводородсодержащему сырьевому газу. Окислитель подают с содержанием кислорода 10-100% (об.). В результате получают газообразный продукт. Технический результат - обеспечение альтернативного более простого способа в отношении оборудования и времени ввода в эксплуатацию без необходимости затраты длительного времени на запуск и остановку автотермического реактора. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и системе для образования и обработки синтез-газа с помощью плазменной газификации отходов, включающих муниципальные твердые отходы. Способ образования потока сингаза включает подачу отходов, их плазменную газификацию в условиях горения при подаче кислорода для образования потока сингаза, содержащего в пересчете на сухое вещество примерно до 50000 мг/Нм3 твердых частиц; 5-39 об.% Н2; 5-39 об.% CO; 15-50 об.% CO2; 8-30 об.% N2; 0-2 об.% аргона и 15-50 об.% влаги на сырое вещество. Поток имеет соотношение H2/CO примерно 0,3-2, и по меньшей мере 15 мас.% твердых частиц имеет аэродинамический диаметр частицы не более 1 мкм. Изобретение позволяет получить высококачественный синтез-газ, образованный из плазменно-газифицированных отходов, пригодный для эффективной очистки и производства энергии. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл., 2 пр.

Изобретение относится к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа и может быть использовано в химической технологии. В реактор подают исходную газовую смесь, содержащую смесь метана и молекулярного кислорода. В реактор помещен катализатор, а свободный объем заполнен инертной насадкой. Катализатор представляет из себя сложный оксид общей формулы NdaCabCucNidCOeOf, где а=0, 1, 2; b=0, 1, 2; с=0, 1; d=0, 1, 2; е=0, 1, 2; f=3, 4, 5. Катализатор получен путем растворения исходных веществ в воде, выпаривания образованного раствора до загустевания, высушивания полученного продукта в муфельной печи при 250-350°C и последующего прокаливания в течение 4-6 ч при 900-1000°C. В качестве исходных веществ используют водорастворимые соединения Nd, Са, Со, Ni, Cu, образующие при прокаливании оксиды указанных металлов. Технический результат: повышение конверсии метана, выходов оксида углерода и водорода, упрощение технологии проведения способа и сокращение затрат на процесс. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 48 пр.

Изобретение относится к способу и устройству реформинга углеводородов. Способ включает сжигание расширенного выпуска из турбины и первого топлива внутри первой реформинг-установки, чтобы произвести отработавший газ. Углеводород реформируют в первой реформинг-установке, чтобы произвести реформированный углеводород. Тепло передается от отработавшего газа к первой среде. Холодильная установка приводится в действие посредством тепловой энергии от нагретой первой среды и охлаждает вторую среду. Тепло передается от одного или более окислителей к охлажденной второй среде, чтобы произвести охлажденные первый и второй окислители. Охлажденный первый окислитель и второе топливо вводят в газотурбинную установку, чтобы произвести расширенный отработавший газ из турбины и механическую энергию. Охлажденный второй окислитель сжимают в компрессоре, приводимом в действие посредством механической энергии. Сжатый второй окислитель и реформированный углеводород вводят во вторую реформинг-установку, чтобы произвести сингаз. Обеспечивается повышение производства сингаза и продуктов, изготовленных из него. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области переработки углеводородного сырья, а конкретно к окислительной конверсии углеводородных газов в синтез-газ. Способ получения синтез-газа путем автотермической парокислородуглекислотной каталитической конверсии углеводородного сырья включает подогрев исходных сырьевых компонентов, очистку углеводородного сырья от серосодержащих соединений, смешение исходных сырьевых компонентов с образованием реакционного газового потока, осевую подачу реакционного потока внутрь трубчатого открытопористого каталитического блока радиальной фильтрации. Реакционный поток подают к первому трубчатому каталитическому элементу блока, выполненному из материала для осуществления процесса парциального окисления, с последующим прохождением частично реформированного потока через коаксиальный трубчатый зазор. Второй трубчатый каталитический элемент блока выполнен из материала для осуществления процесса пароуглекислотной конверсии. При этом на внутренней цилиндрической стенке первого каталитического элемента поддерживают температуру в интервале от 500 до 700°C, а на внутренней - в интервале от 1100 до 1600°C. Также описано устройство для получения синтез-газа. Результатом является повышение селективности и производительности по синтез-газу при прочих равных условиях сравнения по входному сырью. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл.

Способ получения выварочной поваренной соли путем размыва резервуаров под хранение газа артезианской водой. Размывают резервуар водой расходом 100-250 м3/час, отбирают рассол из резервуара с дальнейшей закачкой в утилизационные скважины, а по достижении концентрации рассола NaCl 300 г/дм3 - 316 г/дм3 направляют на солезавод, где часть неочищенного рассола пойдет в первый аппарат четырехкорпусной вакуум-выпарной установки для содово-каустической очистки для очистки от ионов Са2+ и Mg2+ и очищенный рассол идет в емкость очищенного рассола и насосом подается в первый корпус выпарной установки, а шламовые стоки направляются на установку. Технический результат заключается в том, что за счет возвратной пресной воды становится возможным ускорение размыва подземных резервуаров и уменьшение их срока строительства более чем на два года, а также снижение затрат на строительство подземных резервуаров, и обеспечивается более ранний ввод активных мощностей подземного хранения. 1 ил. получения гипса. Другая часть неочищенного рассола из емкости неочищенного рассола насосом подается во второй, третий и четвертый корпуса четырехкорпусной вакуум-выпарной установки. В корпусах рассолы кипят, и как следствие образуется соляная пульпа, которая идет на последующее центрифугирование и сушку с получением сухой товарной соли, и образуется конденсат, в объеме 56,5% от объема перерабатываемого рассола, который направляется на растворение соли в каверны. Рассол с центрифуг направляется в цикл на повторную переработку.

Изобретение относится к способу получения корочкового катализатора, включающему стадии: (i) пропитка обожженной подложки, содержащей алюминат металла, раствором, содержащим ацетат никеля, при температуре ≥40°C и сушка пропитанной подложки, (ii) обжиг сухой пропитанной подложки, чтобы образовать оксид никеля на поверхности подложки, и (iii), необязательно, повторение этапов (i) и (ii) на подложке, покрытой оксидом никеля. Изобретение также относится к корочковому каталитическому материалу для парового риформинга углеводорода, способу парового риформинга углеводорода и способу метанирования газообразного потока водорода, содержащего CO и CO2. Технический результат заключается в сведении к минимуму образования парниковых газов при обжиге. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к химической промышленности. Процесс диссоциации сероводорода на водород и серу проводят в плазме безэлектродного разряда при удельных энерговкладах в диапазоне 0,5-1,0 эВ/мол. сероводорода. Из полученной парогазовой смеси, состоящей из непродиссоциировавшего сероводорода, водорода и паров серы, выделяют элементарную серу путем сероконденсации, а сероводород отделяют от водорода и рециркулируют в зону диссоциации. Процесс сероконденсации проводят в послеразрядной зоне при оптимальной температуре парогазовой смеси ≥ 800°С. Изобретение позволяет оптимизировать процесс серосбора при плазмохимической диссоциации сероводорода. 1 ил.
Наверх