ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ПРОИЗВОДСТВО СИНТЕЗ-ГАЗА из "Технология нефтехимического синтеза Издание 2" Синтез-газом принято называть смесь оксида углерода и водорода. Его можно получать из различных видов сырья. Первоначально его получали из угля. В настоящее время синтез-газ получают преимущественно из углеводородного сырья природного газа (метана), попутных и нефтезаводских газов, бензина и мазута. За роследние годы, в связи с необходимостью экономить ресурсы углеводородного сырья, вновь приобрело значение производство синтез-газа из угля. [c.327] Основной метод производства синтез-газа — каталитическая конверсия углеводородного сырья водяным паром при высоких температурах. [c.328] Реакция (4) имеет место в случае подачи в систему кислорода. [c.328] Реакции (1) и (3) являются сильно эндотермическими, а (2) и (4) —экзотермическими. Все они обратимы и идут с увеличением объема. Следовательно, равновесие реакций (J) — (4) сдвигается вправо при понижении давления, а реакций (J) и (3) при повышении температуры. Практически в процессе конверсии метана удается достигнуть выходов, близких к равновесным. [c.328] Различают три разновидности каталитической конверсии углеводородов конверсия водяным паром, смесью водяного пара с диоксидом углерода и смесью водяного пара с кислородом (парокислородная конверсия). [c.328] В последнем случае необходимое тепло реакции подводится за счет частичного окисления метана и реакция становится автотер-мичной, что позволяет снизить энергозатраты. Однако чаще всего парокислородную конверсию применяют при использовании тяжелых видов сырья, в частности мазута. [c.328] Примерно до 1960 г. каталитическую конверсию метана вели при давлениях, близких к атмосферному. В настоящее время ее ведут при давлении 2—3 МПа и выше, что экономически выгоднее. Повышение давления требует соответствующего повышения температуры. Так, при мольном соотношении Н2О СН4, равном 4 1, и давлении 0,1 МПа равновесный состав газа [%(об.)] при температуре 600 °С составляет СО2 — 8,7 СО — 4,9 Нг — 47,2 СН4 — 2,1 Н2О — 37,9. В тех же условиях при давлении 3 МПа близкий по составу газ может быть получен при температуре не ниже 800 °С СО2-6 СО-5,3 Н2-39,9 СН4-4 Н2О - 44,6, а при температуре 600°С содержание СО в газе составляет всего 0,5%, Н2-19,2%, а СН4 12,8%. [c.328] В качестве катализатора конверсии метана применяют никель, осажденный на а-АЬОз. Отечественные катализаторы ГИАП-3 и ГИАП-5 представляют собой цилиндры размером 9ХИ мм или кольца размером от 11 X 11 X 7 до 20 X 20 X 7 мм. Они содержат от 5 до 25 % N10 и промоторы. В качестве последних используют у-ЛЬОз, МдО, щелочные добавки. [c.329] направляемый на паровую конверсию, не должен содержать также ненасыщенных углеводородов, которые легко образуют кокс на поверхности никелевого катализатора. Поэтому перед конверсией сырье очищают от сернистых и ненасыщенных соединений. [c.329] Из уравнения (6.1) видно, что повышение парциального давления водорода приводит к торможению процесса. [c.330] Каталитическую конверсию метана обычно проводят в интервале температур 800—900°С и при объемной скорости подачи метана 1000 ч . Мольное соотношение НгО СН4 можно варьировать в пределах 2 1—6 1, в зависимости от назначения получаемого синтез-газа. Так, при давлении 2 МПа и температуре 860—870°С соотношение НгО СОг СН4 составляет 3,3 0,24 1, что несколько отличается от соотношений, полученных на основе термодинамических расчетов. Необходимый для реакции водяной пар получают за счет регенерации тепла синтез-газа. [c.330] Каталитическую конверсию метана водяным паром осуществляют в обогреваемых реакторах — трубчатых печах с однорядными вертикальными экранами двухстороннего облучения. Трубы печи заполнены катализатором и объединены коллекторами, расположенными в верхней и нижней частях печи. Трубы изготовлены из жаростойкой стали. [c.330] Парокислородную конверсию метана проводят в вертикальных цилиндрических конверторах, изготовленных из углеродистой стали, футерованных огнеупорным кирпичом, выдерживающим температуру до 1500 °С. Катализатор располагают на специальной решетке. [c.330] Для современных установок конверсии метана характерны следующие тенденции 1) комбинирование установки конверсии метана или жидкого сырья с установкой синтеза метанола 2) высокая степень регенерации тепла, что особенно удобно на установках, работающих под высоким давлением 3) возможность работы одной и той же установки на различных видах сырья. [c.330] Процессу конверсии предшествует очистка сырья от сернистых соединений. Если исходное сырье содержит сероводород, сероуглерод, серооксиды углерода и алкилмеркаптаны, очистку можно осуществить методом хемосорбции активным оксидом цинка до высокой степени чистоты (на уровне чувствительности аналитических методов определения). При наличии в газе тиофенов, сульфидов, дисульфидов и других устойчивых сернистых соединений требуется предварительная гидроочистка. [c.330] Вернуться к основной статье