Способ получения технологического газа для синтеза метанола
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заввлено 02.1277 (21) 2550444/23-04 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет
Опубликовано 1509.79 бюллетень М 34
Дата опубликования описания
<1>685623 (51)М. Нл.
С 01 В 2/14
Государственный комнтет
СССР оо делам нзобретеннй н отнрытнй (53) УДН 66.087 (088.8) (72) Авторы
М. Х. Сосна, В. П. Семенов, B. В. Харламов, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ГАЗА ДЛЯ СИНТЕЗА METE HOJIA
20
Изобретение относится к химической технологии и может быть использо. вано в производстве метанола.
Известен способ производства технологического газа для синтеза метанола в трубчатых печах методом пароуглекислотной конверсии. Процесс пароуглекислотной конверсии осущест- вляется при давлении до 20 атм при соотношении СН4 ..Н О:CO =1:3:1. Температура конвертированного газа, установленная в зависимости от прочностных свойств металла реакционных труб, 870-850 С (1).
Однако в технологическом газе, полученном известным способом, отмечается высокое содержание двуокиси углерода за счет осуществления пароуглекислотной конверсии при низких температурах, что приводит к повышенному расходу водорода на стадии синтеза метанола за счет гидрирования двуокиси углерода до окиси углерода и воды.
Кроме того, проведение процесса пароуглекислотной конверсии при низких температурах приврдит также к значительному содержанию остаточного метана, являющегося инертом в технологическом газе (до 3%), а следовательно, к повышенному его расходу на стадии синтеза метанола за счет продувки.
Наиболее близким к описываемому способу по существу и достигаемому результату является способ производства технологического газа для синтеза метанола путем парокислородноуглекислотной конверсии природного газа под давлением до 40 атм.
Процесс осуществляют в шахтном конверторе при соотношении СН4.Н О:
:О :CO =1:0,7:0,6:0,3 (2).
Благодаря осуществлению способа в шахтном реакторе при температурах
827-1127оС в технологическом газе снижено содержание метана (до 0,5) и углекислого газа.
Однако при осуществлении этого способа повышен расход кислорода, обусловленный тем, что тепло на химическую реакцию и на нагрев газовых потоков производится эа счет окисления природного газа кислородом.
Повышенный расход углекислого газа, обусловленный необходимостью снижения содержания остаточного метана в конвертированном газе и связанное с этим высокое содержание двуокиси углерода в технологическом
685623 4 и далее на синтез метанола. Основные показатели осуществления указанного процесса в сравнении с аналогами приведены в таблице
P а сход природного газа, нм 1100
350 1030
Расход кислорода, нм
150
510
Расход двуоки— си углерода, нм 350
100
256
Расход синтеэгаза, нмз
2800 2300 2280
Формула изобретения газе, приводит к необходимости осуществления отмывки конвертированного газа от двуокиси углерода, т.е. введения дополнительной с адни в технологическую схему и увеличения стоимости продукта.
Целью изобретения является сниже- 5 ние расхода кислорода и углекислого газа.
Поставленная цель достигается тем, что природный гаэ подвергают конверсии водяным паром в трубчатой печи fQ с последующей кислородноуглекислотной конверсией полученных продуктов в шахтном реакторе при следующем весовом соотношении компонентов:
СН4 .Н О:О ..СО "-1:2-2,5:0,15-0,25: г0,12-0,18.
Процесс желательно осуществлять при давлении 20-40 атм.
На чертеже изображена схема способа получения технологического газа для синтеза метанола.
Пример. Природный газ из магистрального газопровода под давлением б атм подают на всасывающий компрессор 1. Сюда же подают водородосодержащий гаэ, используемый для очистки от сернистых соединений. Газовую смесь сжимают до давления
30 атм и нагревают в подогревателе 2 за счет тепла продуктов сгорания топливр до 400 С, после чего подают в аппарат гидрирования 3 и адсорбер сероочистки 4; Очищенную от серы газовую смесь смешивают с водяным паром, перегревают до 520 С и при давлении 20 атм подают в трубчатую 35 печь 5, где на никелевом катализаторе за счет тепла топлива осуществляется паровая конверсия природного газа. Температура конвертированного газа на выходе из слоя катализатора 4р
816 С, а содержание остаточного метана в сухом rase 9 об.Ъ, Процесс конверсии осуществляют при соотношении пар; гаэ =2:1. После слоя катализатора конвертированный гаэ перегре- 45 вается в подъемной трубе до 860 С и при этой температуре поступает в шахтный конвертор 6.Сюда же подают нагретые до 300 С кислород и двуокись углерода. Соотношение потоков природный газ 50 кислород 1:0,2 и природный газ: двуокись углерода «1:0,165. В шахтном конверторе sa счет тепла, выделяемого при окислении в свободном объеме конвертированного газа кислородом, на слое катализатора происходит деконверсия остаточного метана до содержания
0,3 об.%. Температура конвертированного газа на выходе из шахтного конвертора 980 С. При этом содержание окиси углерода в конвертированном газе 22-23%. После охлаждения в котлах-утилизаторах газ поступает на всасывающий компрессор еинтез-газа
Осуществление данного способа позволяет: снизить расход кислорода за счет того, что часть тепла на конверсию передается в трубчатой печи за счет сжигания отопительного природного газа с воздухом; снизить расход углекислого газа за счет осуществления процесса конверсии при большом соотношении пар: газ и исключить стадию отмывки конвертированного газа от двуокиси углерода, так как получаемый технологический гаэ имеет оптимальный состав компонентов.
1. Способ получения технологического газа для синтеза метанола путем парокислородноуглекислотной конверсии природного газа при повышенном давлении, отличающийся тем, что, с целью снижения расходов кислорода и углекислого газа, природный газ подвергают конверсии водяным паром в трубчатой печи, с последующей кислородноуглекислотной конверсией папученных продуктов в шахтном реакторе при весовом соотношении природный газ: водяной пар: кислород: Углекислый газ 1:2-2,5:
:0,15-0,25!0,12-0,18 °
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс ведут при давлении 20-40 атм.i
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лейбуш А,Г.;"Производство технологического газа, М., 1971, с.131-133.
2. Там же, стр.35 (прототип).
685623
Составитель Н,Богданова
Техред З.Фанта Корректор М.Селехман
Редактор Л.Емельянова
Заказ 5396/26 Тираж 591 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4
