ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Новые способы конверсии углеводородных газов из "Производство технологического газа для синтеза аммиака и метанола из углеводородных газов" В последние годы в США разработан новый процесс получения водорода, используемого для гидрирования нефтяных продуктов (способ Нурго) — неирерывное термокаталитическое разложение углеводородов по реакции (1-16) в псевдоожиженном слое частиц катализатора без добавления водяного пара. [c.122] Схема процесса показана на рис. П1-10. Природный газ или газ переработки нефти, предварительно очищенный от сернистых соединений, подается в реактор 1, где на движущемся слое катализатора происходит разложение углеводородов. В выходящем из реактора газе содержится около 93% водорода и метан (в качестве основной примеси). Углерод, образующийся по реакции (1-16), отлагается на катализаторе. Из реактора катализатор направляется в регенератор , куда подается воздух для выжигания углерода. Выделяющееся при этом тепло превышает расход тепла в реакторе на разложение углеводородов. Дымовые газы, содержащие СО, могут быть использованы в качестве топлива. [c.122] Температура в зоне реакции 650—980° С, а в зоне регенерации катализатора 700—980° С. Катализатор характеризуется стабильной активностью и длительным сроком службы при содержании в исходном сырье сернистых соединений он отравляется. [c.122] Реакция термического разложения метана протекает только на поверхности, благодаря чему образование тонкодисперсного углерода, т. е. сажи, исключается. Получаемый водород выходит из реакционной зоны свободным от сажи и не требует очистки. Для достижения практически полного разложения метана неЬбходима температура 1250—1300° С. [c.123] Восстановленные окислы металлов на следующей стадии процесса окисляются воздухом. Применение реакторов с кипящим слоем окислов металлов позволяет осуществить процесс конверсии метана непрерывно. [c.123] Для производства синтез-газа предлагается проводить конверсию природного газа во взвешенном слое частиц окиси железа. Природный газ подают в нижнюю часть реактора, где прй температуре около 870° С он окисляется за счет кислорода окислов железа с образованием газа, содержащего большое количество (СО +Н2). Частично восстановленная окись железа выводится из реактора снизу и регенерируется горячими продуктами горения газа, содержащими свободный кислород. Перед поступлением в реактор регенерированная окись железа с содержанием 18—23% Од нагревается до требуемой температуры. [c.124] В стадии конверсии пропана на окисленном разогретом катализаторе при температурах 760—810° С и объемных скоростях 275— 350 4 (считая на исходный пропан) получали восстановительный газ следующего состава (в объемн. %) 7—19% СО2 18—34% СО 51-70% Нз 0,5-7% С Н . [c.124] На частично восстановленный после стадии конверсии пропана катализатор подавали водяной пар. При температуре 790—815° С получали водород чистотой 96—99%. Далее катализатор обрабатывали воздухом. При этом выжигался углерод, отложившийся в период проведения реакции (П1-2), и разогревался катализатор. [c.124] При использовании в качестве исходного сырья метана на указанном катализаторе при температуре 900° С были получены восстановительные газы, содержащие 10% СОз, 10% СО, 35% Нз и 45% СН4. Водород, образующийся на стадии обработки восстановленного я елеза водяным паром, содержал 99% Нз, 0,4% СОо, 0,1% СО и 0,5% СН4. [c.124] При экспериментальной проверке в лабораторных условиях лучшие результаты получены в кипящем слое мелкозернистых окислов никеля (при степени восстановления до 40—50%) при температуре 900—1000° С и больших объемных скоростях (до 15 ООО Применение кипящего слоя частичек окисла никеля дает возможность избежать восстановления окисла на входе метана в слой катализатора и образования в этом месте углеродной пробки. Если проводить процесс с циркуляцией газа, то наблюдается полное превращение метана и получается синтез-газ с отношением И 2 СО = (1—2) 1. [c.125] Предложенная принципиальная технологическая схема получения синтез-газа конверсией природного газа в кипящем слое окислов металлов изобраншна на рис. 111-11. [c.125] нагретый в теплообменнике 1 и в камере сжигания 2, поступает в реактор 3, в котором сверху вниз перемещается мелкозернистая окись металла. [c.125] Синтез-газ, состоящий в основном из (СО + Н2), непрерывно выводится из системы, а в систему непрерывно поступает свежий природный газ. [c.125] Частично восстановленная окись металла выводится из реактора снизу потоком воздуха, нагретого в камере сжигания 2, окисляется и по трубопроводу подается в бункер 4, откуда снова поступает в реактор. Подогрев природного газа и воздуха осуществляется дымовыми газами, образующимися при сжигании природного газа с воздухом. [c.125] Для промышленного получения чистого водорода был предложен также непрерывный металло-паровой способ Контактная масса, состоящая из 96% Ред04 и 4% КазО, в течение 10 мин восстанавливается до Ре газом, содержащим 85—90% (СО - - Нз), полученным при обычной каталитической конверсии метана водяным паром. [c.125] Получение синтез-газа из природного газа в присутствии псевдо-ожиженных частиц катализатора, состоящего из смеси РедОз и А1зОз (весовое соотношение 7 3), проверялось также в работе В отличие от опытов с неподвижным слоем катализатора степень восстановления окиси железа по всей высоте слоя была одинаковой, благодаря чему повысилась общая эффективность процесса. [c.126] Существенными недостатками метода каталитической конверсии углеводородных газов водяным паром в трубчатых печах является их громоздкость, необходимость применения большого количества труб из дорогостоящей жаропрочной стали, требующих периодической замены, и ограниченная производительность реакторов, лимитируемая условиями передачи тепла через стенки труб. [c.126] Основная цель разрабатываемых в последние годы методов конверсии метана с применением псевдоожиженного слоя катализатора заключается в замене трубчатых реакторов шахтными, изготовляемыми из углеродистой стали, и в значительной интенсификации процесса благодаря устранению необходимости передачи тепла ерез стенки труб. [c.126] Необходимое для процесса тепло подводится в реактор нагретым за счет тепла сжигания газа носителем, плотность и размер частиц которого больше, чем плотность и размер частиц катализатора. Вследствие этого носитель после теплообмена с катализатором оседает в нижней части реактора, а затем пневмотранснортом передается в нагреватель. Катализатор не циркулирует, а постоянно находится в конверторе в виде кипящего слоя. [c.126] Вернуться к основной статье