ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение синтез-газа, содержащего водород, неполным окислением углеводородов кислородом из "Получение жидкого водорода" Процесс производства водорода завершается очисткой полученного синтез-газа от двуокиси углерода. [c.26] Мелкодисперсный углерод (сажа), отлагаясь на поверхности катализатора, снижает его активность. В этом отношении особенно опасны легко крекируемые олефиновые углеводороды, содержание которых в сырье для каталитической конверсии строго ограничивается [46]. Применением двойного и более по сравнению со стехиометрическим количества водяного пара удается избежать образования отложений сажи на катализаторе. [c.26] На большинстве промышленных установок процесс конверсии углеводородов с водяным паром осуществляется при давлении, близком к атмосферному. Однако, исходя из экономических соображений, часто желательно получать водород под повышенным давлением. Если в процессе дальнейшего применения газообразный водород должен быть сжат до высоких давлений (например, при ожижении водорода), то повышенное начальнос-давление газа позволяет при этом значительно снизить расход электроэнергии, число ступеней компрессии, габариты теплообменных аппаратов и т. д. [44]. Поэтому- в США и Англии ведутся исследования по разработке технологии процессов, проводимых под повышенным (10 и 23 ат) давлением [46—48]. [c.26] Повышение давления сдвигает равновесие реакции (13), идущей с увеличением объема, влево, что приводит к уменьшению выхода продуктов реакции. Поэтому при осуществлении реакции (13) под повышенным давлением необходимо повышать температуру или увеличивать до 3 1—4 1 мольное соотношение водяной пар углеводород [46]. [c.26] Состав синтез-газа, полученного конверсией с водяным паром углеводородного сырья, в зависимости от состава последнего и условий процесса может несколько изменяться. Содержание водорода в синтез-газе колеблется в пределах 74—80 /о, СО 10—147о, СОз Ю— 15% имеется также некоторое количество непрореагировавших углеводородов. [c.27] Конверсия окиси углерода по реакции (14) проводится в отдельном аппарате и на специальном катализаторе. Для катализаторов, нашедших наибольшее применение в настоящее время (окислы железа и хрома), оптимальная температура процесса находится в пределах 350—500 °С [44, 46]. [c.27] Хорошие результаты при 175 °С показал катализатор на основе меди уже после одной ступени конверсии СО в СОг и Нг и отмывки СОг раствором этаноламина полученный водород содержит только следы СО и СОа [51]. [c.27] Одна из технологических схем получения водорода каталитической конверсией природного газа с водяным паром представлена на рис. 4. [c.28] Очищенный газ подогревается в теплообменнике 4, смешивается с необходимым количеством водяного пара, имеющим температуру 380—400 °С, и поступает сверху в печь (конвертор) 7, в которой происходит конверсия углеводородов в водород и окись углерода. В конверторе имеются вертикальные двухходовые реакционные трубы (рис. 5) из хромоникелевого сплава, в которых помещен катализатор. Тепло, необходимое для проведения эндотермической реакции конверсии, получают сжиганием природного газа в инжекционных горелках печи 7 (см. рис. 4). Отходящие газы имеют температуру около 850 °С и их тепло используется в котле-утилизаторе 8 для получения пара давлением 40 ат. В катализаторной зоне температура достигает 750—800°С. [c.30] Далее газ проходит двухступенчатую систему конверсии СО после каждого конвертора из газа удаляется СО2. [c.30] СгаОз и 13% НгО или 77% Fe Os, 10% СггОз и 13% HjO [45]. [c.31] Регенерация раствора моноэтаноламина, насыщенного СОг (так же как и насыщенного H2S после аппаратов /и 6), проводится путем нагревания его до 105—125 °С, в результате чего происходит распад солеи с выделением поглощенных газов. Регенерированный раствор моноэтаноламина возвращается в процесс. На схеме (рис. 4) аппаратура для регенерации растворов моноэтаноламина не показана. [c.31] После первой ступени конверсии и очистки газ проходит аналогичную вторую — подогреватель 12, перед которым к газу добавляется водяной пар, конвертор 13, холодильник 14 и абсорбер двуокиси углерода 15. Температура в конверторе второй ступени такая же, как и впервой (400—420°С), или несколько выше (420— 440 °С). [c.31] Полученный после абсорбера 15 водород содержит 98,7% Н2, 0,01% СО, 0,04% СО2 и 1,25% СН4. [c.31] Кроме описанной выше, имеются и другие схемы получения водорода из углеводородного сырья методом каталитической конверсии с водяным паром, отличающиеся технологическим режимом, числом ступеней конверсии окиси углерода и очистки газа, применяемыми методами очистки и т. д. Некоторыми схемами предусматривается получение 95%-ного водорода [41], по другим можно получать водород чистотой свыше 99% [17, 48]. [c.31] Эндотермические реакции (24) и (25) идут за счет тепла экзотермической реакции (23) сумма реакций (23), (24) и (25) —экзотермична. Для снятия избыточного тепла в реакционную зону вводится водяной пар. [c.32] При быстром охлаждении продуктов, покидающих реакционную зону, последняя реакция может быть предотвращена. [c.32] Большим преимуществом неполного окисления углеводородов перед другими процессами получения водорода является возможность использования широкого ассортимента сырья — от газообразных углеводородов до сырой нефти, мазута и даже битума [58, 59] и применение повышенных давлений. [c.32] Вернуться к основной статье