Способ получения водородсодержащего газа
ОП - И
Сьюз Соватскмх
Соцналистическик
Республик
Е (11) 598553
ИЗОБРЕТЕН ИЯ ее fl k T K H I V (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 24.11.72 (21) 1852109 j23-26 (23) Приоритет — (32) 26,» 1.71 (51) М. Кл.е
С 01 В 1/18
ТееударатееииМ ковитет
Сееете Ииииатрае ССР ее делан иаебретеиий и еткрытий (31) 54987 (ЗЗ) Великобритания (43) Опубликовано 15.03.78.Гиоллетень %10 (53) УДК 661.961-665.58 1.42(088.8 ) (45) Дата опубликования описания 28.02,78
Иностранцы
Николас Ван Лукерен Кампагн, Яаар айрик Набер, Фредерик Иоганнес Зюйдервег н Внллнбрордус Петрус Мария Ван Сваай (Нидерланды) Иностранная фирма
Шелл Интэрнэшнл Рисерч Маатсхаппий Н. В (Н:з иерлан ды) (72} Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДСОДЕРЖА1ЦЕГО ГАЗА
Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа при частичном сжигании жидких углеводородов и в частности, к способам получения обогащенного водородом газа путем дополнительной Ь конверсии окиси углерода с паром. Известен способ получения водорода в смеси с окисью углерода путем частичного сжигания жидкого топлива (углеводородов) в кислородсодержашем газе (1, 10 о
Прн температуре 1200 С всегда получают смесь газов, загрязненную примесями метана, сернистых соединений н некоторым количеством твердых частиц (сажи н золы). !5
Твердые включения из газовой смеси удаляют в котле-утилизаторе после охлажт . дення пучем промывки газа водой при температуре ниже 100 С.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получення водорода, включающий сжигание углеводородов н каталнтическую конверсию окиси угле1 рода, полученной на стадии сжигания, с 25 очисткой газа от сажи и кислых компонентов при 150-500"С P2).
Дополнительной конверсией окиси углерода с водяным паром можно значительно повысить содержание водорода в газовой смеси после сжигания жидкого топлива в кнслородсодержашем газе, Однако присутствие сажи в окнсн углерода является нежелательным при конверсия с водяным паром, поскольку она засоряет каталнзатор, через который проходит гаэ.
Поэтому в известном способе сажу удаляют перед стадией конверсни окнсн углерода путем охлаждения газа няже температуры точки росы с последующей промывкой водой я дополнительным нагревом очяшент ного газа перед подачей на конверсию.
Основным недостатком известного способа являются большие энергетические затраты, связанные с охлаждением я дополнительным нагревом реакционных газов.
11ель изобретения - упрощение процесса. включающее повышение его экономичности и возможность использовання при конверсии неочищенного от сажи газа.
598553
Поставленная цель достигается за счет того, что конверсию окиси углерода осуществляют в реакторе, снабженном, по крайней мере, одной трубкой, стенки которой способны пропускать гаэ и задерживать частицы сажи, и окруженной каталитическо1 массой, а очистку газа от сажи и кислых компонентов проводят после конверсии окиси углерода.
Способ й;ушествляют слепуюшим образом.
Жидкое топливо, например бункерное топливо, частично сжигают в безнасадочной камере с получением газовой смеси, содержашей преимушественно водород и окись углерода, а также увлеченные твердые частицы сажи. Обычно газовая смесь сопержит некоторое количество водяных паров, присутствующих в исходном сырье. Однако этого количества йоды недостаточно для послецуюшей конверсии окиси углерода. Для покрытия дефицита воды в камеру сгорания ввопят пополнительное количество воды или водяного пара из расчета, чтобы температура газа после камеры не была ниже 900 С, путем впрыскивания на каждые 100 кг сжи-, гаемого топлива 60-140 кг воды или 100200 кг пара, После камеры сжигания газовую смесь охлаждают в котлегеплоутилиза0 торе до температуры 210-450 С, оптималь ной для стадии последуюшей конверсии. После котла-утилизатора сажа может быть частично удалена, например промывкой газа
35 горячим маслом или в циклоне, однако удалять всю сажу нет необходимости.
Предпочтительной темпеоатурой стадии конверсии окиси углерода является 220300 С. Конверсию проводят в реакторе, о
-IO имеющем многочисленные почти параллельные пустые газовые каналы, между стенками которых в камерах находится катализатор. Стенки каналов легко проницаемы для газов, но не проницаемы пля частичек саI
15 жи, Сажа транспортируется газом по свободному газовому каналу к выходу из реактора. Гаэ, содержаший окись углерода и водяные пары, диффундирует через газопроницаемую стенку канала на катализатор, где
50 происходит 1гонверсия его в водород и углекислоту, с послепуюшей обратной диффузией в канал, 1 редпочтител ьным катализатором для конверсии является катализатор, стойкий к сере и содержагций один или несколько огнеупорных окислов в смеси с активной побввкой металла или сульфипа металла VI u
VII г рупп периопической таблицы. Выхопяший
I пэ реактора гаэ очищают от сажи промывкой
60 водой, охлажпают, отделяют углекислоту, сероводород и сероокись углерода и получают сравнительно богатый водородом газ, Проведение процесса, согласно предложенной схеме, позволяет значительно снизить энергозатраты в способе, так как исключает охлаждение газа во время очистки его от частичек сажи и повторный нагрев переп стапией конверсии, что упрошает процесс.
Пример, Бункерное топливо, содержашее 85,75 вес. % углерода, 11 39 вес,% вопоропа и 2,5 вес, % серы частично сжигают в безнасадочном реакторе при скорости подачи топлива до 2 т/ч, кислорода
32,7 т/ч и вопяного пара 14,2 т/ч, Г1осл реактора перед охлаждением и котле теплоутилизаторе в газовую смесь дополнительно вводят 13,0т/ч воды. В циклоне иэ газа удаляют 90% всей содержащейся и нем сажи и золы, после чего в гаэ вводят
17,8 т/ч воды и газ подают в первый иэ трех последовательных реакторов конверсии, Температура газа после первого реактора конверсии значительно повышается и с цео лыо ее снижения до 225 С. в газ впрыскивают 3,9 т/ч воды, после чего газ подают во второй реактор конверсии, На выходе иэ второго реактора в газ впрыскивают
6, 7 т/ч воды и вводят газ в третий реактор, после которого разогрев газа незначительный.
После стадии конверсии газ охлаждают, впрыскивая и него 45,0 т/ч воды с удалением иэ него остаточной сажи и золы и виде водной суспензии сажи, из которой сажу регенерируют.
Газ пропускают через скруббер для отделения конденсата и 11ocIIe отделения углекислоты и других примесей получают
164 т/сут. богатого водородом газа, содержащего 97 об,% водорода, 0,1 об.% воды и только 2 9 об.% прочих примесей, начример азот, серовопороп, окись углерода.
Формула изобретения
Способ получения водородсодержашег о газа, включаюший сжигание углеводородного топлива, каталитическую конверсию окиси углерода, полученной на стадии сжигания, при 150-500 С очистку газа от сао жи и кислых компонентов, о т л и ч а юШ И и С Я тЕМ, ЧтО, С ЦЕЛЬЮ УПРОП1еНИЯ процесса, конверсию окиси углерода осуществляют в реакторе, снабженном, по крайней мере, одной трубкой, стенки которой способны пропускать гаэ и задерживать частицы сажи, и окруженной каталитической массой, а очистку газа от сажи и кислых
598553
Составитель Темирова
Техред M. Левицкая Корректор 11. Тупица
1 едактор 11. 11отаиова
Заказ 1295/52 Тираж 65 5 Подписное
111111ИП11 Государственного комитета Совета Министров ССС1 по делам иаобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 компонентов проводят после конверсии окиси углерода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1, Патент США % 3752771, кл, 252- > 3, 19,06,69, 2, Патент Франнии % 207 !176, кл. С 01 В 1/00p 5,11.71.
