Способ получения водородсодержащего газа

 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ Я ВОДОРОДСОДЕРЖАШЕГО

ГАЗА

1

Изобретение относится к способу получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической конверсии углеводо родов и может быть использовано в хими, ческой и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения водородсо держащего газа, включающий редварите льчый подогрев парогазовой сМеси до

840-870оС, паровую каталитическую кон-

И версию метана в трубчатой печи, которую ., проводят при соотношении пар: газ=2:3, давлении 3 атм, обьемной скорости

2500 ч " и при отношении диаметра эер на катализатора к эквивалентному циаме.. тру реакционной трубы, равному 5,9-6,7, Газ на выходе из реакционной трубы имэ ет следующий состав,%: Н 76,0; CO 7,7;

СО 13,5,"СН 2,5 Ю10,3 711.

Однако предварительный подогрев до jo

840-870 С предполагает наличие подо ревателя, в трубе которого подогревается пврогазовая смесь, При этом температура, стенки трубы равна 940-980сС, что олрицательно сказывается на длительной прочности металла труб. Кроме того, при соотношении диаметра гранул катализатора к эквивалентному диаметру реакционной трубы, равному 5,9-6,7, существует большая разница межц температурой газового потока . у стенки трубы и в центре ее,; что приводит к существенному снижению производительности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, является способ получения водородсодержащего газа Путем паровой каталитической конверсии углеводородов и трубчатой печи при обьемных скоростях 10001500 ч " и отношении диаметра трубы к диаметру гранул катализатора 5:6, Температура нарогаэовой смеси на входе в трубы 500оС, давлении 33 ати, температура конвертированного газа 800оС, давление

29 ати, состав газа,%: Н 1 69,5; СН

10,8;СО 8,9 СО 10,1.В зависимос. ти от требуемо1 о Состава конвертироввнПоказатели

Известный

Пре длагаемый

Давление на выходе из реакционной трубы, (ати)

Соотношение пар..: rae

Производительность, нм /ч

10 ..20 30 .

21 31 41

40 55 70

10 20

2:1

3:1

4:1

70 96

150

Перепад давления по длине трубы, ати

1,7 З,О

3,0

0,5 1,7

5,0

Содержание остаточного метана в конвертированном газЪ, обм.% )

73 7,9

77 82 . 79

7,8

П р и м е ч а н и е: Температура конвертированного газа на выходе из реакционной трубы 800©С; алина трубы 6,5 м.

3 . 0583 ttoro газа рабочая температура стенок труб 900-10009С. Вследствии низких коэффициентов теплоотдачи в трубах и низ-" кой теплопровоцности катализатора и газового слоя перепад температур по сечению трубы достигает 100-150 С i2), Недостатком этого способа является . . то что при.соотношении диаметра трубы к диаметру гранул катализатора 5-6 возникает высокий градиент температур tp

ito сечению трубы, приводящий к снижению температуры внутри трубы и соот. ветствующему уменьшению производительности способа. Кроме того, при обьемных скоростях 100(2- 1500 ч-"недостаточно полно используются воэможности катализатора, который может работать .при больших обьемных скоростях. Лимитирующим фактором в этом случае является подвод тепла внутрь трубы. Это так- >а же снижает производительность способа., Белью изобретения является повыше« ние производительности способа;

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической конверсии углеводородов в трубчатой печи, конверсию проводят при отношении диаметра реакционной трубы к диаметру гранул катализатора, равйом 2- gp

3, и обьемных скоростях 3000-5000 ч

Данный способ позволяет повысить производительность процесса в 2,2,5 раза;уменьшить остаточное содержание метана в конвертируемом газе до 7,39,1 об.%.

Пример 1. Конверсию углеводородов проводят в реакционной трубе, внутренний диаметр которой 33 мм, длина 6,5 м, заполненной катализатором, f6 4 например ЭМАП-16, с размером гранул

15х15 мм, d трубы =d гранул=2,2, Через слой катализатора пропускают природный гаэ в количестве 25 нм /ч и водяной пар в количестве 93 нм /ч.

Обьемная скорость в этом случае равна

3000 ч-". Температура парогазовой смеси на входе в реакционную трубу

500оС, температура;конвертированного газа на выходе иэ трубы 800оС. Давление на входе 12 ати, на выходе 10,3 ати.

Состав конвертированного газа,%: Н 76,8;

CO 9,4 COg 11,1; СН 2 ., Пример 2. Конверсию проводят в реакцискной трубе, такой же по конструкции, как и в примере 1. Расход конвертированного газа 50 нм /ч, водяного пара 200 нмЗ/ч . Обьемная скорость в этом случае равна 5000 ч " . Температура парогазовой смеси,на вхоце в реакционную трубу 500оС, температура конвертированного газа 800оС..Давление на входе в реакционную трубу 33 ати, а на выходе 28 ати. Состав конвертированного

Газа.%: НЪ 709э Со 99э С01119 Сно 9.

В привежнных примерах расходы ttpuведены для одной трубы.

B таблице приведены сравнительные данные для известного и предлагаемого способов.

Выбор указанного интервала соотношений обусловлен тем, что при соотношении диаметра.трубы к диаметру катализатора больше 3 повышается градиент температур газа и стенки до 150 С, что приводит к дополнительным энергозатратам, а при соотношении циаметра трубы к диаметру катализатора менее 2 повышается гицравлическое сопротивление реактора,, что уменьшает его производительность.

S 9583

Внедрение данного способа позволяет повысить производительность трубчатой печи конверсии в 2-2,5 раза, что дает значительный экономический аффект.

Формула изобретения °

Способ получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической кон-. версии углеводородов в трубчатой печи, о т л и ч а ю m и и с я, тем, что, с це- 1й лью повышения производительности, кон16 4 версию проводят при отношении диаметра реакционной трубы к диаметру гранул ка тализатора, равном 2-3, и обьемнык cito» ростик 3000-5000 ч .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 712381, «л. С 01 В 2/14, 1980.

2. Андреев Ф. А. и др. Технология связанного азота. М., Химия, 1974, с. 29 (прототип).

Составитель М. Мурашев

Редактор Г. Гербер ТейредМ, Надь Корректор B. Бутяга

3аказ 6964/28 Тираж 509 . Подписим

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород. ул. Проектная, 4