ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка природного газа от высших углеводородов методом каталитического деструктивного гидрирования из "Очистка технологических газов" Одним из методов получения чистого метана является каталитическое деструктивное гидрирование парафиновых и нафтеновых углеводородов по экзотермическим реакциям типа [5]. [c.109] Процессы каталитического расщепления сложных углеводородных молекул в среде водорода с разрывом связей —С—С— и последующим гидрированием образовавшихся осколков известны под названиями гидрогеполиза, гидрокрекинга и деструктивного гидрирования. [c.109] Кинетика реакций деструктивного гидрирования сложных углеводородов до метана при температурах выше 300 °С в отсутствие побочных реакций, приводящих к сажеобразованию, изучена рядом авторов [6—8]. Расчеты показали, что при атмосферном давлении в интервале 400—1100 К реакции, описываемые уравнением (III-1), необратимы. Константы равновесия такой реакции для пропана при 600 и 700 К соответственно равны 4,62-10 и 1,04-10 , а для цикло-гексана — 3,10 10 9 и 1,2-10 . Константы равновесия реакций гидрирования углерода, его окислов и различных углеводородов до метана, а также равновесные составы газовых смесей, полученных в результате этих реакций в интервале от 500 до 1200 К, приведены в работе [8]. [c.109] Гидрирование высших гомологов метана протекает на никелевом катализаторе в среде водорода при 573—623 К. Этот процесс является экзотермическим. [c.109] При полном гидрировании объем расходуемого водорода составляет 10—12% общего объема очищаемого газа. [c.110] Чем больше углеродных атомов в молекуле исходного углеводорода, тем легче (быстрее) он подвергается гидрогенолизу. Отсюда следует, что можно осуществлять частичную очистку природного газа от высших углеводородов (включая пропан) и на 70% от этана. Проведение неполного селективного гидрирования упрощает процесс очистки и удешевляет себестоимость очищенного природного газа. Производительность установки в этом случае может быть увеличена в 2 раза. Расход водорода на селективное гидрирование гомологов метана, начиная с пропана [уравнения (III-3)—(III-6)], составляет 5—8% от объема очищаемого природного газа. [c.110] Чтобы предотвратить расщепление метана до образования сажи, процессы полного и селективного гидрирования гомологов метана проводят в некотором избытке водорода [8]. При этом содержание водорода в очищенном газе составит около 2%. Для снижения концентрации избыточного водорода процесс деструктивного гидрирования углеводородов целесообразно проводить под давлением (4,9— 39,2) 10 Па (5—40 кгс/см ). [c.110] Хотя гидрирование парафиновых углеводородов можно проводить над любым промышленным алюмоплатиновым катализатором риформинга, для усиления изомеризующей способности прибегают к модифицированию катализаторов. В качестве гидрирующих компонентов таких катализаторов обычно используются платина, палладий или никель, в качестве кислотных компонентов — фторированная или хлорированная окись алюминия, алюмосиликаты [9]. [c.110] Исследован [41] процесс очистки природного газа от гомологов метана методом деструктивного гидрирования на никельхромовом катализаторе. Приведен график зависимости степени превращения этана и пропана от температуры. [c.110] В работах Дж. Синфельта с сотр. [11] изучен процесс гидрирования высших углеводородов на никелевых, платиновых, кобальтовых и медных катализаторах, нанесенных на одинаковый носитель, при 175—385 °С. Результаты исследований показали, что активность катализаторов снижается в последовательности Ni—Pt—Go—Gu-Эти же авторы изучали процесс гидрогеполиза на никелевом катализаторе, нанесенном на силикагель, и алюмосиликагель. Установлено, что с уменьшением концентрации никеля значительно снижается каталитическая активность катализатора. [c.110] Термодинамическим анализом модельной системы, содержащей метан, этан и водяной пар, определены возможность и оптимальные условия осуществления процесса паровой очистки природного газа от гомологов метана [13]. [c.111] Смешанные катализаторы ГИАП-12 и ГИАП-5В, содержащие 36—38 и 22—23% окиси никеля, несколько менее активны, но более устойчивы к дезактивации сернистыми соединениями [14]. При 450 °С возможно восстановление активности никелевых катализаторов азотоводородной смесью. [c.111] При повышении давления до 39,2-10 Па (40 кгс/см ) и постоянных температуре и объемной скорости степень очистки природного газа от высших углеводородов может быть увеличена в 1,5—2 раза. [c.111] В качестве аппаратов для деструктивного гидрирования могут быть рекомендованы реакторы кожухотрубчатого типа (рис. 1П-4), в которых легко поддерживается требуемый температурный режим по высоте слоя катализатора. Гидрирование может проводиться и в полочном реакторе нри условии подогрева каждой полки. [c.111] В работе [15] рассмотрены недостатки трубчатых реакторов, обоснована целесообразность использования реакторов полочного типа и представлены результаты испытаний полочного контактного аппарата с промежуточными теплообменниками. Расход катализатора снижен до 120 кг против 1200 кг, выход на режим через 3—4 ч, возможна автоматизация. [c.111] На рис. III-5 приведена технологическая схема типового агрегата для селективного гидрирования гомологов метана. [c.111] Кожухотруб-чатый реактор деструктивного гидрирования гомологов метана. [c.111] Регенерация катализатора гидрирования проводится при 400— 500 °С водородсодержащими газами, нагреваемыми в специальной камере путем сжигания части газа с воздухом. В качестве водородсодержащих газов могут применяться продувочные газы синтеза аммиака, азотоводородная смесь, подготовленная для синтеза аммиака, и др. [c.112] Вернуться к основной статье