Способ получения водорода

 

С г !

И С "А - -Н - -И Е

О П

Союз Советским

Социалистическим

Республик

<" 697389

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010677 (21) 2490464/23-26 с присоедииеиием заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 01 В 1/16

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.117 9. Бюллетень М 4 2 (53) УДК б б 1 . 9 б 1 . б (088. 8) Дата опубликования описания 15.1179 (72) Авторы

ИзОорЕтЕИИ H.М. Зайдман, Л.Е. Пчелякова и И.Р. Черный

Ордена Трудового Красного Знамени институт катализа

Сибирского отделения AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА,5

20

Изобретение относится к способам получения водорода и может найти применение в химической и нефтехимической отраслях промышленности.

Ивестен способ получения водорода путем каталитической конверсии природного газа с водяным паром на никелевом катализаторе, нанесенном на тугоплавкие носители при 650о

1000 С, давлении 40 атм, соотношении водяной пар: метан — 2: б, объемной скорости по метану 2000-8000 ч (1) .

Недостатками данного способа являются большой расход пара и высокая температура процесса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водорода путем двухступенчатой каталитической конверсии метана с применением водяного пара, первая ступень которой проводится при 750 С, атмосферном давлении, на никелевом катализаторе, при соотношении пар:метан = 1:1,5 (2}

Недостатками этого способа также являются большой расход пара и высокая температура процесса.

Цель изобретения — исключение расхода пара на первой ступени конверсии.

Поставленная цель достигается способом получения водорода путем двухступенчатой каталитической конверсии метана с применением водяного пара, в котором первую ступень конверсии осуществляют в присутствии цеолитсодержащего катализатора при

200-400 С.

При этом берут цеолитсодержащий катализатор с добавкой редкоземельного элемента в количестве 2-5 вес. 4.

Кроме того, процесс осуществляют в подвижном виброожиженном слое катализатора.

Данный способ позволяет полностью исключить расход водяного пара на первой ступени конверсии, а также снизить температуру процесса с 750 до 300оC Изобретение основано на бифункциональной реакции превращения метана на цеолитсодержащих катализаторах при 200-400

2СН4 2СН + 2Н(продукты

+ Н

СН СН" + 2Н )полимеразции в результате которой образуется водород и жидкие углеводороды, преиму697389

Материальный баланс на 100 вес. ед. превращенного метана представлен в таблице.

Соде о ние в аланс на вращенана т р р дорода в газо образных продук тахp

Об.Ъ

ыход окса, ес.Ъ

10,8 89,0 Не более

0,05

11,0 88,9 Не более

0,06

8,0 91,0 Около

0,03

12,0 88 0 Около

О/1

200 0 б 36 2

37,8 13,0

86, 5 Около

0,1

Формула изобретения 45 редкоземельного элемента н количестне 2-5 вес.:.

1, Способ получения водорода путем 3. Способ по пп., 1, 2 „o т л и,=, а т али тиче ск ой конверсии метана, .ч а ю шийся тем, что процесс отличающийся тем, чтс, осуществляют н подвижном виброожиженцелью упрощения процесса, послецнюю 50 ном слое катализатора. осуществляют в присутствии цеалит=о- Источчики информации,,цержащего катализатора при темпера- принятые вс внимание при экспертизе туре 200-400 С. 1. Томос Ч. Промышленные каталитические процессы р эффектиннье ка?. Способ по и 1, о т л и ч а ю- 55 тализаторы. М., Мир, 1973, с. 161. щ и и с R тем, что берут цеолитсо- 2. Иоффе Б. Основы производства держащий катализатор с добавкой водорода, 1960, с. 140 (прототип) .

Составитель Е. Корниенко

Редактор Л. Веселовская Техред Л„ Алферова Корректор Б ° Синицкая

Заказ 6537/3

Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035 Москва,, Ж-35 Раушская наб.z д. 4)5

Филиал ППП Патент,. г. Ужгород, ул. Проектная,4 щес твенно Со -С Несмотря на то, что равновесие первой стадии сильно сдвинуто влево, суммарное равновесие обеих стадий благодаря отводу продуктов реакции сдвигается в протигоположную сторону. Это позноляет получать на подходящих катализаторах нысокие выходы водорода. Суммарная реакция идет с выделением небольшого количества тепла, обеспечивая тем самым автотермпчность процесса.

Пример. В реактор загружакт

1 г измельченного до фракции 0,50,25 мм цеолитсодержащего катализатора, содержащего 15% цеолита и 2-3Ъ редкоземельных элементов, включают обогрев, поднимают температуру до

500 С, проводят предварительную обработку катализатора при 500ОC в токе азота в течение 2 ч, затем температуру снижают до 300 С, включают вибрирующее устройство, обеспечивающее смешение катализатора с сырьем и продуктами реакции, и подают чистый метан. Бесовая скорость по метану около 0 б.час . Срецняя степень превращения метана за 10 мин работы катализатора составляет 85-87Ъ, содержание водорода в газообразных продуктах реакции 85-88 об.Ъ, содержание этан-этиленоной фракции не более

0,2 об.Ъ.