Способ получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа. Способ заключается в подаче в реактор, в который помещен катализатор, свободный объем которого заполнен инертной насадкой, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и кислорода. Процесс проводят при температуре на катализаторе 761-966°С, в качестве катализатора используют катализатор пеноникелевого типа, а именно пеноникель с PPI - количество пор на линейный дюйм выше 80, пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом гидроксидом никеля с последующей сушкой поверхности с образованием на ней гидроксида никеля или с последующей сушкой и термообработкой поверхности с образованием на ней оксида никеля, или пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом переходным металлом VI группы Периодической системы Менделеева с последующей сушкой и термообработкой поверхности. Термообработку поверхности проводят на воздухе при температуре 500-600°С. Технический результат заключается в повышении конверсии метана, селективности по оксиду углерода и водороду, упрощении технологии проведения способа и сокращении затрат на процесс. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 43 пр.

 

Изобретение относится к области химической технологии, а именно, к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа: смеси Н2 и СО, являющегося исходным сырьем для получения моторных топлив, метанола, диметилового эфира, альдегидов, спиртов и других ценных веществ, к катализаторам, использующимся при получении синтез-газа и способам их получения. В качестве окислителя используются молекулярный кислород или газы, содержащие молекулярный кислород. Большинство катализаторов, используемых для указанной цели, имеют низкую теплопроводность и в их слое возникают зоны перегрева, отрицательно влияющие на протекание процесса. Поэтому актуальным является создание способа получения синтез-газа каталитическим окислением метана молекулярным кислородом или газами, содержащими молекулярный кислород с использованием катализаторов, показывающих высокую активность и селективность, но одновременно имеющих высокую теплопроводность.

Известен способ воздушно-кислородной конверсии метана в присутствии катализатора, обладающего высокой теплопроводностью и позволяющий получать синтез-газ из метан-воздушной смеси, содержащей,%: CH4 29,4; O2 23,5; N2 47,1 при температуре 950°С и объёмной скорости подачи газовой смеси 14000 ч-1 (SU 1189500, 1985). В качестве катализатора используют блок из пороникеля H100. Высокопористый никель H100 готовят путем пропитки матрицы пенополиуретана суспензией порошка никеля в водном растворе карбоксиметилцеллюлозы натрия (на 100 мас.ч. порошка 15 мас.ч. 5% раствора). Заготовку сушат, а затем подвергают обжигу при 1000°С в восстановительной атмосфере в течение 2 ч. Вместо порошка никеля можно брать сплав никеля с хромом, получаемый из смеси 95-99,5% порошка никеля и 0,5-5% порошка хрома.

Процесс воздушно-кислородной конверсии осуществляют в проточной установке при атмосферном давлении. Степень конверсии составляет 99,8% (от равновесной). Недостатком способа является использование газовой смеси, сильно разбавленной азотом, что приводит к получению синтез-газа, также сильно разбавленного азотом. Последующее проведение разделения получаемого синтез-газа и азота является очень трудоемким и дорогостоящим процессом.

Известен патент, описывающий катализатор, способ его приготовления и способ получения синтез-газа путем каталитического превращения углеводородов в присутствии газов, содержащих кислород или воздух (RU 2429072, 2011). Описан катализатор получения синтез-газа селективным каталитическим окислением углеводородов кислородом, содержащий оксид никеля и оксид магния, нанесенные на пористый металлический никель при следующем соотношении компонентов, мас. %: оксид никеля 2,5-8,0, оксид магния 5,0-10,0, металлический пористый никель - остальное. Описан также способ приготовления катализатора, включающий пропитку пористого металлического носителя в виде ленты толщиной не менее 0,1 мм раствором солей магния с последующими стадиями сушки, прокаливания в токе азота, пропитки раствором азотнокислого никеля, сушки и прокаливания в токеазота. Металлический пористый никель имеет величину удельной поверхности 0,10-0,20 м2/г, суммарный объем пор - 0,07-0,12 см3/г, преобладающий радиус пор - 5-60 мкм, пористость не ниже - 40, предпочтительно 40-50%. Металлический пористый никель выполнен из порошка методом порошкового проката. Описан также способ получения синтез-газа селективным каталитическим окислением углеводородов при температуре 600-1100°С в присутствии описанного выше катализатора. Процесс селективного окисления природного газа воздухом проводят в проточном реакторе при атмосферном давлении, температуре 600-1100°С, предпочтительно 730-1050°С, соотношении O2/С, равном 0,65-0,55, составе реакционной смеси, об.%: природный газ - 22-25, воздух - 75-78. Состав исходной реакционной смеси и продуктов реакции анализируют хроматографически. Эффективность работы катализатора характеризуют степенью превращения метана, селективностью по СО и водороду. Согласно приведенным примерам, достигается конверсия метана 84-97%, селективность по СО 82-88%, селективность по Н2 82-97%.

Недостатками способа является проведение процесса при сильном разбавлении метан-кислородной смеси азотом, ведущее к необходимости последующего проведения разделения получаемого синтез-газа и инертного разбавителя, что является очень трудоемким и дорогостоящим процессом. Указанная необходимость диктуется тем, что разбавленный синтез-газ не пригоден для практического использования. Кроме того, используемый в способе катализатор не обеспечивает высокой селективности образования СО.

Более близким к изобретению является способ получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана путем контактирования смеси, содержащей метан и кислород в присутствии катализатора, в качестве которого используют пеноникель, характеризующийся значением 40-80 PPI (количество пор на линейный дюйм) или пеноникельхром. (Окислительная конверсия природного газа и биогаза в синтез-газ в объемных проницаемых матрицах (Шаповалова О.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук, Москва, 2014, с. 1-21).

Недостатки способа заключаются в невысокой степени конверсии метана и диоксида углерода, а также в невысокой селективности по водороду и оксиду углерода.

Таким образом, известный способ недостаточно эффективен.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа получения синтез-газа.

Поставленная задача достигается созданием способа получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана, заключающимся в подаче в реактор, в который помещен катализатор, а свободный объем которого заполнен инертной насадкой, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и кислорода и проведении процесса при температуре на катализаторе 761-966°С, при этом в качестве катализатора используют катализатор пеноникелевого типа, выбранный из группы, включающей пеноникель, имеющий значение PPI - количество пор на линейный дюйм, выше 80, пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом гидроксидом никеля с последующей сушкой поверхности, с образованием на ней гидроксида никеля, или с последующей сушкой и термообработкой поверхности с образованием на ней оксида никеля, или пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом переходным металлом VI группы Периодической системы Менделеева с последующей сушкой и

термообработкой поверхности, причем термообработку поверхности проводят на воздухе при температуре 500-600°С.

Окислительное превращение метана, преимущественно, осуществляют при температуре на катализаторе 921-966°С.

В качестве исходной газовой смеси, преимущественно, используют смесь метана и молекулярного кислорода с объемным отношением метан: кислород 2,0-2,1:1.

Получаемый технический результат заключается в повышении конверсии метана, повышении селективности по оксиду углерода и водороду, в упрощении технологии проведения способа. Используемый катализатор обладает высокой теплопроводностью, что позволяет избежать его локальных перегревов и закоксовывания.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Процесс высокотемпературного каталитического окислительного превращения метана в смесь СО и Н2 осуществляют в обогреваемом кварцевом реакторе проточного типа, изготовленном в виде трубки U-образной формы с карманом для термопары, расположенным между входящей и выходящей трубками реактора. В нижней части реактора помещают катализатор, а свободный объем реактора до и после катализатора заполняют кварцевой крошкой. Исходное сырье представляет собой смесь метана и кислорода. Причем возможно использование в качестве исходного сырья смеси магистрального природного газа и технического кислорода. Возможно, также, в качестве кислорода использовать воздух и смесь воздуха с инертными газами.

Исходную сырьевую газовую смесь подают в реактор, в котором она достигает катализатора, и осуществляют нагрев катализатора до температуры 761-966°С, предпочтительно, до 921-966°С, которую поддерживают в течение протекания всего процесса окислительного превращения метана.

Подачу сырья в реактор осуществляют со скоростью 8,2-10,3 л/г катализатора в час (далее - л/г/ч). Объёмное отношение метан: кислород в исходной газовой смеси может быть различным и составлять, например, 1,5-4:1, предпочтительно, 2,0-2,1:1.

В описываемом способе получения синтез-газа в качестве катализатора используют катализатор пеноникелевого типа, выбранный из группы, включающей пеноникель, имеющий значение PPI - количество пор на линейный дюйм, выше 80, пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом гидроксидом никеля с последующей сушкой поверхности, с образованием на ней гидроксида никеля, или с последующей сушкой и термообработкой поверхности с образованием на ней оксида никеля, или пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом переходным металлом VI группы Периодической системы Менделеева с последующей сушкой и термообработкой поверхности, причем термообработку поверхности проводят на воздухе при температуре 500-600°С.

Получение используемого катализатора характеризуется простотой технологии и доступностью исходных компонентов. При этом наноструктурированные материалы на основе пеноникеля синтезируют электрохимической обработкой пеноникеля.

Нанесение электрохимическим способом проводят в двухэлектродной ячейке, в которой анод и катод выполнены из пеноникеля или анод выполнен из переходного металла VI группы Периодической системы Менделеева, а катод выполнен из пеноникеля.

Форма анода или катода может быть различной, в частности, например, последние могут быть использованы в виде пластин, фольги.

Используемый катализатор может содержать наносимые компоненты в количестве от 0,01 до 2 % мас. В примере №2,3-0,05% мас, в примере №4,5-0,5%.

Таким образом, в описываемом способе в качестве катализатора используют промышленно производимый пеноникель, или пеноникель, на поверхности которого электрохимическим способом созданы наноструктурные оксидные или гидроксидные слои никеля, или сформированы наночастицы переходных металлов. Преимуществом данного катализатора являются высокие эксплуатационные характеристики, а также доступность и простота изготовления.

Используют пеноникель открытоячеистый, изготовленный ЗАО «ЭКАТ», г. Пермь, по ТУ 4153-011-72202761-2013. Электроды погружают в электрохимическую ячейку с электролитом, в частности водным раствором КОН концентрацией 0,05-1 моль/л, водным раствором (NH4)2C2O7 концентрацией 0,1 моль/л. Условия электрохимического метода варьируют. Так, напряжение на электродах может составлять 5-20В, расстояние между электродами 10-20 мм, плотность тока 30-1500 мА/см2, время обработки 1-8 ч. Прошедший электрохимическую обработку электрод из пеноникеля извлекают из ячейки, высушивают, и, если требуется, подвергают нагреву на воздухе при температуре 500-600 °С. Описанная методика позволяет получать на поверхности пеноникеля покрытия с воспроизводимыми и стабильными характеристиками.

Допустимо использование катализатора различной конфигурации, в частности, в виде частиц произвольного размера, в виде пористой ленты и цилиндрических блоков в реакторах большого объёма.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.

В примерах 1-6 описаны используемые в описываемом способе катализаторы.

В примерах 7-43 описаны процессы окислительного превращения метана в синтез-газ.

Пример 1. В качестве катализатора (в таблице приведен под номером №1) используют Пеноникель открытоячеистый, изготовленный по ТУ 0401.14-165-95 ЗАО «ЭКАТ», г. Пермь в виде пористых пластин методом электрохимического осаждения никеля на ретикулированный пенополиуретан с последующей деструкцией полимера и спеканием в среде водорода. Плотность пеноникеля 334,821 г/л, PPI (количество пор на линейный дюйм) 110.

Пример 2. Для приготовления катализатора электрохимическим способом (в таблице приведен под номером 2) в качестве исходных веществ используют пеноникель по примеру 1. Пластины пеноникеля размером 10×60×1мм используют в качестве анода и катода. Расстояние между электродами - 20 мм. Электроды погружают в электрохимическую ячейку объемом 100 мл, заполненную водным раствором 0,1 моль/л КОН. Создают напряжение между электродами 10 В/см2, плотность тока составляет 100-1500 мА/см2, время обработки 60 мин. Электроды извлекают из ячейки, анод высушивают и нагревают на воздухе при температуре 600°С. Происходит термическое окисление с образованием на поверхности пеноникеля оксида никеля.

Пример 3. Условия и процедура приготовления катализатора (в таблице приведен под номером 3) аналогичны примеру 2, за исключением того, что извлеченный из электрохимической ячейки анод не подвергают термическому окислению. Метод рентгеноструктурного анализа показывает, что образовавшийся на поверхности пеноникеля слой содержит две фазы:гексагональную фазу Ni(OH)2 (частицы игольчатой формы с наибольшей длиной 15 нм и диаметром 2-6 нм) и кубическую фазу металлического никеля со средним размером частиц 20 нм. Средний размер кристаллитов определяют методом Шеррера по данным рентгенографии с учетом инструментального уширения.

Пример 4. Для получения катализатора на основе пеноникеля с наноструктурным молибденовым покрытием (в таблице приведен под номером 4) проводят электрохимический синтез (способ) по следующей методике. Электроды с площадью поверхности 4 см2 погружают в электрохимическую ячейку, расстояние между электродами 20 мм. В качестве катода используют пеноникель, а в качестве анода - молибденовую фольгу. В качестве электролита используют нейтральный 0,1 моль/л водный раствор (NH4)2C2O7, с температурой 32°С. Создают напряжение между электродами U, равное 5 В (2,5 В/см2 ), плотность тока составляет 500 мА/см2 Время обработки 4 часа. После завершения обработки пеноникелевый электрод с наночастицами молибдена высушивают и нагревают на воздухе при температуре 500°С.

Пример 5. Условия и процедура приготовления катализатора (в таблице приведен под номером 5) аналогичны примеру 4, за исключением следующего. Электроды, площадью поверхности 6 см2, погружают в электрохимическую ячейку, расстояние между электродами 10 мм. В качестве катода используют пеноникель, а в качестве анода - вольфрамовую фольгу. Электролит - нейтральный 0,1 моль/л водный раствор (NH4)2C2O7. Напряжение между электродами U составляет 20 В (20 В/см2 ), плотность тока 30 мА/см2, Время обработки 8 часов, температура электролита 32°С. Затем электрод из пеноникеля с синтезированным слоем наночастиц вольфрама сушат и нагревают на воздухе при температуре 500°С.

Пример 6 (сравнительный). В качестве катализатора используют нанопорошок Ni(OH)2 размером частиц менее 0,1 мм с небольшой примесью металлического никеля (в таблице приведен под номером 6).

Примеры 7-43. Окислительное превращение метана в синтез-газ.

В обогреваемый кварцевый реактор проточного типа, изготовленный в виде трубки U- образной формы с карманом для термопары, расположенным между входящей и выходящей трубками реактора, помещают 0,2 г катализатора в виде кусочков размером 1,5x1,5 мм, толщиной 1 мм, а свободный объём реактора до и после катализатора заполняют кварцевой крошкой. Исходное сырье представляет собой смесь метана и молекулярного кислорода в соотношении 2,0-2,6:1, причем возможно использование в качестве исходного сырья смеси магистрального природного газа и технического кислорода или воздуха.

Метан и кислород через расходомеры подают в реактор, где они, контактируя с кварцевой крошкой, образуют гомогенную смесь. Поток гомогенной метан-кислородной смеси в реакторе достигает слоя катализатора, и катализатор в токе этой смеси нагревают до необходимой температуры, значение которой оговорено в таблице.

Газовую смесь, образовавшуюся в результате реакции на катализаторе, охлаждают в конденсаторе для отделения паров воды, и часть смеси направляют в газовый хроматограф для определения состава продуктов реакции.

Анализ реакционной газовой смеси, выходящей из реактора, показывает, что помимо целевых продуктов - смеси Н2 и СО, она может включать в свой состав непрореагировавшие метан и кислород, а также воду, диоксид углерода, С23 углеводороды (этилен, этан, пропилен, пропан).

Результаты проведения получения синтез-газа, полученные с использованием разных катализаторов при варьировании значений температуры в слое катализатора (Т), мольного отношения метан:кислород (СН4/O2), скорости подачи метан-кислородной смеси (W) приведены в таблице. В таблице в качестве показателей эффективности способа приведены данные по конверсии метана, селективности образования продуктов реакции (в расчете на превращенный метан), выходу целевых продуктов.

Согласно экспериментальным данным, приведенным в таблицах, описываемый способ обеспечивает конверсию метана до 99%, селективность по Н2 до 100%, по СО до 100%, выход Н2 и СО до 98%. В известном способе (с использованием пеноникелевого и пеноникельхромового катализаторов) селективность по Н2 составляет порядка 40-44%, по СО 70-74%, выход Н2 38-43% и СО до 70-74%.

Выход монооксида углерода рассчитывают путем умножения численного значения конверсии метана на численное значение селективности образования СО, выход водорода рассчитывают по формуле wH2×100/(wCH4×2), где wH2 - количество водорода на выходе из реактора моль, wCH4 - скорость подачи метана на входе в реактор, моль.

Повышение значения температуры в слое катализатора способствует росту селективности по водороду и монооксиду углерода, повышению выхода целевых продуктов. Проведение процесса предпочтительно осуществлять при температуре в слое катализатора не ниже 920°С.

Внешний вид катализаторов №1-5 на основе пеноникеля после выгрузки из реактора не меняется, что указывает на отсутствие образования углеродистых отложений. Катализатор №6 (нанопорошок гидроксида никеля) преврашается в тонкую металлическую пленку на поверхности реактора и не показывает значимых результатов. Следовательно, непосредственно нанопорошок гидроксида никеля, т.е. последний, не нанесенный напеноникель не может быть использован в качестве катализатора в данном способе.

Таким образом, способ согласно изобретению обеспечивает более высокие конверсию метана, селективность по оксиду углерода и водороду без использования инертных газов, наличие которых значительно усложняет технологию проведения способа. При этом указанный способ проводят с использованием катализатора, обладающего высокой теплопроводностью, что позволяет избежать локального перегрева.

1. Способ получения синтез-газа высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана, заключающийся в подаче в реактор, в который помещен катализатор, а свободный объем которого заполнен инертной насадкой, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и кислорода, и проведении процесса при температуре на катализаторе 761-966°С, при этом в качестве катализатора используют катализатор пеноникелевого типа, выбранный из группы, включающей пеноникель, имеющий значение PPI - количество пор на линейный дюйм выше 80, пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом гидроксидом никеля с последующей сушкой поверхности с образованием на ней гидроксида никеля или с последующей сушкой и термообработкой поверхности с образованием на ней оксида никеля, или пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом переходным металлом VI группы Периодической системы Менделеева с последующей сушкой и термообработкой поверхности, причем термообработку поверхности проводят на воздухе при температуре 500-600°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окислительное превращение метана преимущественно осуществляют при температуре на катализаторе 921-966°С.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходной газовой смеси преимущественно используют смесь метана и кислорода с объемным отношением метан:кислород (2,0-2,1):1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу приготовления катализаторов для среднетемпературной конверсии оксида углерода водяным паром, которые могут быть использованы в промышленности при получении азотоводородной смеси для синтеза аммиака.

Изобретение относится к способам получения катализатора на основе оксидов и гидроксидов меди и никеля, нанесенных на твердый раствор сульфидов кадмия и цинка, применяемого преимущественно в качестве фотокатализатора для процессов фотокаталитического выделения водорода из водных растворов Na2S/Na2SO3 под действием видимого излучения.

Изобретение относится к способу и системе для извлечения диоксида углерода на установке для синтеза метанола из углеводородного газа или синтеза бензина из углеводородного газа через метанол.

Изобретение относится к способу получения водорода для различных потребностей народного хозяйства. Способ заключается в том, что сплав на основе алюминия, содержащий алюминий 92-98%, медь 1-8%, помещают в водный раствор щелочи, содержащий щелочь 0,4%, вода - остальное, и осуществляют химическую реакцию при температуре раствора 15-70°C, при этом в реакции используют воду с pH от 7 до 12.

Изобретение относится к способу получения водорода из биомассы и может быть использовано для получения водородсодержащих продуктов путем получения водорода из продуктов пиролиза растительного биотоплива, а также в системах аккумулирования и транспорта энергии, в системах производства топлива для транспорта и в стационарных энергоустановках.

Изобретение относится к физической химии, газовому анализу, вакуумной технике и может быть использовано для выделения атомов и ионов водорода, а также его изотопов из газовых смесей.
Изобретение относится к катализатору для разложения углеводородов, способу его получения и к батарее топливных элементов. Катализатор содержит соединение, содержащее по меньшей мере никель и алюминий, и металлический никель, имеющий диаметр частиц от 1 до 25 нм, в котором энергии связи между металлическим никелем и соединением, содержащим по меньшей мере никель и алюминий, в катализаторе составляют от 874,5 до 871,5 эВ (Ni 2p1/2), от 857 до 853 эВ (Ni 2p3/2) и от 73,5 до 70 эВ (Al 2p), и энергия активации катализатора составляет от 4×104 до 5×104 Дж/моль.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ извлечения фторида водорода из его водных растворов включает восстановление воды углеродом при повышенной температуре.

Изобретение относится к области переработки углеродсодержащих материалов. Проводят газификацию биомассы.

Изобретение относится к водородной энергетике. Устройство содержит полый цилиндр, в котором ближнее торцевое отверстие цилиндра закрыто крышкой, а дальнее торцевое отверстие цилиндра открыто, один мощный энергетический источник, функционально соединенный с полым цилиндром и способный генерировать высокоэнергетическое поле с температурой между 20000 и 40000°F внутри высокоэнергетического поля во внутреннем пространстве полого цилиндра, средство подачи в высокоэнергетическое поле во внутреннем пространстве полого цилиндра водяного пара.

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к установкам для получения водорода и гидроксидов алюминия. Установка содержит бак, выполненный с двумя штуцерами для входа холодной и вывода нагретой воды. Бак соединен со стеклянным трубопроводом. Реакционные колбы расположены внутри бака с водой, и каждая содержит сетку, имеющую размеры ячеек 1 мм и дроссельную заслонку, располагающуюся в горловой части. Каждая колба выполнена с боковым отводом для вывода водорода, нижними и верхними выводами. Нижний вывод выполнен в дне реакционной колбы и соединен со стеклянным трубопроводом, по которому полученная в результате экзотермической реакции суспензия Na[Al(OH)4] с помощью насоса направляется в колбу Бунзена. На колбу Бунзена надета воронка Бюхнера с бумажным фильтром. Колба Бунзена имеет два отвода, один из которых соединен с вакуумным насосом, а второй отвод соединен стеклянным трубопроводом с верхним выводом, выполненным в горловине реакционной колбы. Обеспечивается упрощение конструкции установки за счет отсутствия датчиков, контроллеров и использования более простого способа охлаждения, в результате которого повышается эффективность охлаждения раствора в реакционных колбах. 1 ил.

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к установкам для получения водорода и гидроксидов алюминия. Установка содержит бак, в котором в воде располагаются реакционные колбы, выполненный с двумя штуцерами для входа холодной и вывода нагретой воды. Штуцер для вывода нагретой воды соединен со стеклянным трубопроводом, по которому осуществляется подача нагретой воды в колбу Бунзена. Реакционные колбы выполнены с боковым отводом для вывода водорода и содержат сетку, имеющую размеры ячеек 1 мкм. В горловой части реакционных колб вмонтирована дроссельная заслонка и инфракрасный датчик, регулирующий положение дроссельной заслонки. При этом горловая часть реакционных колб соединена со стеклянным трубопроводом, связанным со стеклянной трубкой насосом, на который установлен инфракрасный датчик, регулирующий подачу суспензии в колбу Бунзена и взаимодействующий с инфракрасными датчиками, регулирующими положение дроссельных заслонок. В дно реакционных колб вмонтирован стеклянный трубопровод, связанный с колбой Бунзена насосом, предназначенным для подачи водного раствора NaOH в реакционные колбы. Обеспечивается упрощение конструкции установки и повышение ее надежности. 1 ил.

Изобретение относится к способу и установке для получения жидкого топлива из углеводородного газа. Заявлен способ получения жидкого топлива из углеводородного газа и выработки энергии, в котором осуществляют риформинг углеводородного газа для получения газа риформинга путем реакции парового риформинга углеводородного газа; осуществляют синтез бензина, диметилового эфира или дизельного топлива из газа риформинга через метанол; извлекают тепло термической энергии газа риформинга для получения насыщенного водяного пара, имеющего температуру не более 180°C, до использования указанного газа риформинга на стадии синтеза; осуществляют перегревание указанного насыщенного водяного пара с использованием теплового источника, имеющего температуру по меньшей мере 200°C, образовавшегося в указанном способе, чтобы получить перегретый водяной пар; и осуществляют выработку энергии с использованием указанного перегретого водяного пара, причем в качестве теплового источника для перегревания на стадии перегревания используют водяной пар, образовавшийся за счет экзотермической реакции на стадии синтеза. Технический результат - эффективная выработка энергии путем использования низкотемпературного отходящего тепла процесса. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к способу аккумулирования водорода и может быть использовано в химической промышленности для переработки углеводородных газов, а также в системах транспорта и водородных технологий. Нагретый поток, содержащий водяной пар и низшие алканы, имеющие от одного до четырех атомов углерода, пропускают через адиабатический реактор, заполненный насадкой катализатора. Затем из нагретого потока водород выводят путем диффузии через герметичную металлическую стенку в капсулу, в которой проводят поглощение водорода реакционным газом. Обеспечивается снижение расхода энергоресурсов, уменьшение затрат на прокачку и потери, связанные с выбросом избыточного тепла в атмосферу, снижение затрат на получение и аккумулирование водорода. 11 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способам и устройству для извлечения потока сжиженного природного газа (СПГ) из потока углеводородсодержащего исходного газа с использованием единственного замкнутого цикла со смешанным хладагентом. В заявленном способе охлаждают исходный поток газа. Затем разделяют его в первой дистилляционной колонне с образованием первого метан-обогащенного нижнего потока и первого метан-обедненного верхнего потока. Далее фракционируют первый метан-обогащенный поток во второй дистилляционной колонне и образованием второго метан-обогащенного нижнего потока и второго метан-обедненного верхнего поток. Затем извлекают второй метан-обогащенный нижний поток. Обеспечивается эффективное извлечение метана из синтез-газа и других углеводородсодержащих газов несмотря на присутствие монооксида углерода и водорода в этих газах. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области коксохимии. Нагревают уголь (2) в коксовой печи (1). Полученный кокс (5а) выгружают в коксотушильный вагон (6) и перемещают в коксотушильное устройство (7). Раскаленный кокс (5а) тушат до температуры ниже температуры воспламенения посредством водяного пара (8) в условиях исключения воздуха. Предварительно водяной пар (8) для тушения разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока. Один частичный поток пара (8) поступает в коксотушильное устройство (7) снизу вверх в вертикальном направлении потока, а второй частичный поток пара (8) поступает в часть коксотушильного устройства (7), в котором подлежащий тушению кокс (5а) имеет температуру от 500 до 900°C. Получают синтез-газ (9). Изобретение позволяет эффективно утилизировать тепло кокса. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к способам производства синтез-газа, окисления углеводородного сырья воздухом, кислородом или их смесью с использованием выделяющейся при этом энергии, и может быть использовано при переработке углеводородного сырья в нефтяной и газовой промышленности. Способ производства синтез-газа включает его получение парциальным окислением углеводородного сырья жидкостей или газов в реакторе при изобарических условиях окислителем, например кислородом или воздухом, или их смесью, преобразование энергии (давления и тепла) синтез-газа в электрическую энергию производят в газотурбинной установке и/или преобразование тепловой энергии синтез-газа в электрическую энергию с использованием в качестве теплоносителя пара или газа в паротурбинной или газотурбинной установках, и преобразование энергии (давления и тепла) синтез-газа в электрическую энергию в газотурбинной установке производят без его сжигания в одну или несколько ступеней, а преобразование тепловой энергии синтез-газа в электрическую энергию производят при снижении температуры синтез-газа перед газотурбинной установкой и/или после нее, а также при давлении синтез-газа, равном или меньшем величины давления, при этом полученной электрической энергией обеспечивают технологические процессы подготовки углеводородного сырья к окислению и подготовки воды, выработки окислителя, коррекции состава по мольному соотношению Н2/СО и термобарических параметров синтез-газа. Технический результат - повышение эффективности производства синтез-газа. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу обработки обогащенной диоксидом углерода газовой смеси, которая образуется при получении синтез-газа. Способ включает проведение сырья, содержащего углеводород, через трубы, находящиеся в огневом пространстве отапливаемого горелками реактора парового риформинга, при этом сырье превращается в неочищенный синтез-газ, содержащий водород, моноксид углерода, диоксид углерода, а также углеводороды, отделение из неочищенного синтез-газа газовой смеси, обогащенной диоксидом углерода, содержащей окисляющиеся вещества, термообработку части газовой смеси, обогащенной диоксидом углерода, содержащей окисляющиеся вещества, в кислородсодержащей атмосфере и сжигание окисляющихся веществ. Изобретение обеспечивает эффективную обработку обогащенной диоксидом углерода газовой смеси. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии получения водорода в результате химической реакции компонентов гидрореагирующей композиции, более конкретно к способу активации алюминия для получения водорода, и может найти применение при создании водородных картриджей для малогабаритных источников питания на топливных элементах. Способ активации алюминия для получения водорода включает приготовление смеси компонентов индия, олова и галлия, предпочтительно, в соотношении 20:20:60 мас.%, нагревание смеси до получения эвтектического сплава, который затем смешивают при нормальных условиях в инертной атмосфере с порошкообразными алюминием и абразивным веществом дисперсностью 0,5-1,5 мм, преимущественно, из группы хлорид натрия или оксид алюминия, после чего смесь подвергают механохимической обработке в инертной атмосфере при температуре 20-80°С в течение 5-20 мин. Изобретение позволяет увеличить полноту реакции окисления активированного алюминия при пониженном содержании галлия и индия в гидрореагирующей композиции, повысить скорость генерирования водорода и обеспечить возможность ее регулирования, а также повысить рентабельность технологии активации алюминия. 1 ил., 5 пр.

Изобретение относится к области нефтегазохимии. Природный газ 21 подают в компрессор 11. Сжатый природный газ 21 последовательно нагревают в четвертом 20 и первом 12 теплообменниках. В первом теплообменнике 12 в качестве источника тепла используют дымовые газы 22. Нагретый природный газ 21 подают в устройство десульфуризации 13. В аппарате 14 проводят риформинг природного газа, очищенного от серосодержащих соединений, и получают H2 и CO или H2 и CO2. Газ, подвергнутый риформингу, используют для синтезирования аммиака, мочевины и метанола. Во втором теплообменнике 16 нагревают воздух 26, используемый для нагрева в аппарате риформинга 14. Нагрев воды 75 осуществляют посредством дымовых газов 22 в третьем теплообменнике 19. Изобретение позволяет улучшить термическую эффективность при проведении риформинга природного газа, исключить возникновение коррозии, улучшить эффективность получения аммиака, мочевины и метанола. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 19 ил., 6 пр.

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к высокотемпературным каталитическим окислительным способам превращения метана с получением синтез-газа. Способ заключается в подаче в реактор, в который помещен катализатор, свободный объем которого заполнен инертной насадкой, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и кислорода. Процесс проводят при температуре на катализаторе 761-966°С, в качестве катализатора используют катализатор пеноникелевого типа, а именно пеноникель с PPI - количество пор на линейный дюйм выше 80, пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом гидроксидом никеля с последующей сушкой поверхности с образованием на ней гидроксида никеля или с последующей сушкой и термообработкой поверхности с образованием на ней оксида никеля, или пеноникель с нанесенным на его поверхность электрохимическим способом переходным металлом VI группы Периодической системы Менделеева с последующей сушкой и термообработкой поверхности. Термообработку поверхности проводят на воздухе при температуре 500-600°С. Технический результат заключается в повышении конверсии метана, селективности по оксиду углерода и водороду, упрощении технологии проведения способа и сокращении затрат на процесс. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 43 пр.

Наверх