Способ получения водорода и термической сажи
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистически х
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сви)1-ву— (22) Заявлено 10.11.74 (21) 2074662/23-26 с присое)1инением заявки № (23) Ириоритет— (51) М. К
C 10 J 3/00
С 01 В 1/16
С 09 С 1/54
Государственный номнтвт
Совета Ынннстров СССР но.делам нэобрвтвннй н атнритнй (43) Опубликовано 1505.78.Бюллетень № 18 (5З) УЛК661. 961. 6) (088. 8) (45) Дата опубликования описания 170478 (72) Авторы изобретения
И.Ф.Богданов, P,А.Коняшина, М.Л.Мищенко, Т.A.Òèòoâà и И.Л.Фарберов (71) Заявитель
Институт горючих ископаемых (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА И ТЕРМИЧЕСКОЙ САЖИ
l5
Изобретение относится к способам получения водорода с одновременным выделением сажи и может быть использовано в химической промышленности.
Известен способ получения водорода коксованием твердых топлив с выделением парообраэных продуктов (1) . В коксовом газе при этом содержится 2034% метана, до 2,6% непредельных углеводородов и 50-62% водорода. Для получения чистого водорода коксовый гаэ, выделенный данным способом, необходимо дополнительно разделить при низкой температуре и повышенном давлении. Это значительно удорожает процесс получения водорода.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения тер- 20 мической сажи и водорода пиролнзом углей при 1200-1250 С (2).
По этому способу уголь измельчения.
1-3 мм вводят в зону реакции с температурой 1200-1250 C. При этом происхо- 25 дит пиролиз углеводородных продуктов с образованием сажи и газа с содержанием до 80% водорода. Недостатком способа является то, что содержание в гаэе водорода достигает только 80%, а остальное — газы, от которых требуется очистка.
Целью изобретения является увеличение выхода водорода.
Цель достигается тем, что газообразные продукты дополнительно нагревают до 1200-1400 С.
Предпочтительно пиролиз твердых топлив ведут при 800-850 С.
Проведение процесса в 2 стадии дает воэможность повысить содержание водорода в газе до 85-95%, при этом в газе отсутствуют непредельные углеводороды и бензол, т.е. не требуется очистка газа от этих компонентов, а получаемая при этом с высоким выходом термическая сажа характеризуется низкой эольностью. Использование сажи в производстве резино-технических иэделий обеспечит значительное снижение стоимости получаемого водорода.
Кроме того, предлагаемый способ получения водорода и термической сажи позволяет использовать в качестве исходного сырья не только уголь и горючие сланцы, но и тяжелые углеводородные масла и смолы термической переработки угля и нефти с повышенным содержанием эолы и серы.
606875
Формула изобретения
Составитель Л.Темнрова
Техред Н. Бабурка Корректор М.Демчнк
Редактор Т.Девятко
Заказ 2535/18 Тираж 673 Подписное
ПИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретениИ и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Пример 1.(сравнительный) . В качестве исходного сырья берут будаговский сапропелнт с характеристикой: 4 0,5; А 19,6; С" 73,06; Н" 9,80;
So() 0,88; измельчение 1-3 мм. Сырье 5 непрерывно подают в вертикально расо положенный реактор, нагретый до 1100 С.
Выход газа 600 м /г, оодержание в нем водорода 52Ъ.
Пример 2. Исходное сырье 10 (то же) подают в вертикально расположенный реактор первой ступени, нагретый до 820 С, выделяющиеся парообразные продукты поступают в горизонтально расположенный реактор, где при
1280 С они разлагаются с выделением дисперсного углерода (сажи) и газов.
Выход газа 950 см >/г, содержание в нем водорода 84,6Ъ и сажи 41,2% на органическую массу. Состав газа пиролиза об.Ъг СО + Н Ь 5,7; СО 4,5; Н> 84,61
СНь 5,2, выход 34,9 вес.% на сырье.
Характеристики сажи, удельная поверхность 41, 1 м /г, масляное число
0,40 /r, А 0 08%.
Пример 3. В качестве исходного сырья берут фракцию низата совместной гидрогениэации угля и нефти с т.кип. >320 С. Характеристика фракции; плотность d < О, 978, отгоняется до
380 С 50Ъ, коксовое число 7,0, зольность 0,05Ъ, механические примеси
0,23Ъ, содержание, Ъ: С 84,20; Н 10,36;
Б 0,8. Исходную фракцию подают непрерывно в вертикальный реактор первой степени, нагретый до 800 C. Образующийся полукокс падает на дно реактора и выводится снизу реактора. Летучие продукты поступают в горизонтально расположенный реактор, где при 1330 C они разлагаются с образованием газа с содержанием 96,9Ъ водорода и сажи с выходом 46,5Ъ.
Состав газа, об.%: CO + Н $1,1;
СО следы; Н 96,9; СН 2,0; выход
32,0 вес.Ъ йа сырье.
Характеристика сажи: удельная поверхность 27,9 м /г; масляное число
0,38 мл/г; А следы; 8, 0,82%.
Приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ переработки углеродсодержащих материалов позволяет получать гаэ с содержанием Н до
96%, вместо 50-80Ъ по известному способу, а также термическую сажу с вы46% и низкой зольностью.
1 Способ получения водорода и термической сажи путем пиролиза твердых топлив с отбором газообразных продуктов, отличающийсятем, что, с целью увеличения выхода водорода, газообразные продукты дополнительно нагревают до 1200-1400 C.
2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что пиролиз твердых топлив ведут при 800-850 С.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизег
1. Химическая технология. Под редакцией Белоцветова A.Â., Ïðîñâåùåíèå, 1971, с. 247-261.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 210293, кл. С 09 С 1/54, 30.03.66,
