ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Очистка природного газа от высших углеводородов методом каталитического деструктивного гидрирования из "Очистка технических газов" Процессы каталитического расщепления сложных углеводородных молекул в среде водорода с разрывом связей —С—С— и последующим гидрированием образовавшихся осколков известны под названиями гидрогенолиза, гидрокрекинга, деструктивного гидрирования и деметилирования. [c.58] Гензель исследовал влияние давления на экзотермические реакции селективного деметилирования высокомолекулярных парафиновых углеводородов на никелевом катализаторе . [c.58] В работах Дж. Синфельта с сотр. был 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 понижается в последовательности никель—платина— кобальт—медь. Они же исследовали процесс гидрогенолиза на никелевом катализаторе, нанесенном на силикагель и алюмосиликагель. Содержание никеля в таких катализаторах составляет не более 5%. Результаты были сопоставлены с результатами, полученными для катализатора, содержащего 10% никеля. Установлено, что с понижением концентрации никеля уменьшается величина кажущейся энергии активации и значительно снижается каталитическая активность катализатора, причем в большей степени эта зависимость характерна для никеля, нанесенного на алюмоснликагель . [c.58] Кинетика реакций деструктивного гидрирования сложных углеводородов до метана при температурах выше 300° С в отсутствие побочных реакций, приводящих к сажеобразованию, изучена М. А. Шполянским, А. Г. Лейбуш и Г. В. Apтюшeнкo з. Расчеты показали, что при атмосферном давлении в интервале температур 400—1100° К реакции, выражаемые уравнением (111-4), необратимы. Константы равновесия такой реакции для пропана при 600 и 700° К соответственно равны 4,62- 10 и 1,04- 10 °, а для циклогексана — 3,10-10 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 . [c.58] Гидрирование высших гомологов метана протекает на никелевом катализаторе в среде водорода при 300—350° С. Этот процесс является экзотермическим. [c.58] При полном гидрировании количество расходуемого водорода составляет 10—12% общего количества очищаемого газа. [c.59] Чем больше углеродных атомов в молекуле исходного углеводорода, тем легче (быстрее) он подвергается гидрогенолнзу. 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. Количество водорода, расходуемого на селективное гидрирование гомологов метана, начиная с пропана [уравнения (111-6)—(111-9)], составляет 5—8% количества природного газа. [c.59] Чтобы предотвратить расщепление метана до образования сажи, процессы полного и селективного гидрирования гомологов метана ведутся в присутствии некоторого избытка водорода . При этом содержание водорода в очищенном газе составит около 2%. Для снижения концентрации избыточного водорода процесс деструктивного гидрирования углеводородов целесообразно проводить при повышенном давлении. [c.59] Для гидрирования гомологов метана рекомендуются никелевые катализаторы, в том числе катализатор ГИАП-3, насыпная плотность которого 1,0—1,3 кг/л, размеры гранул 5х Ьх5мм, удельная поверхность около 29 м г. Процесс ведут при 350—400° С с объемной скоростью при полном гидрировании 1500 ч , при селективном — 3000 давление процесса 12—20 ат определяется дальнейшими условиями переработки газа. Для гидрирования может также применяться стандартный никельхромовый катализатор. Однако никелевые катализаторы эффективны только при условии почти полного отсутствия в газе сернистых соединений (до 0,1 мг/м ). [c.59] На рис. 111-5 приведена технологическая схема типового агрегата для селективного гидрирования гомологов метана. [c.60] 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, азото-водородная смесь, подготовленная для синтеза аммиака, и др. [c.61] Достоинство метода гидрирования заключается в том, что он позволяет получать газ любой степени чистоты. Недостатками являются необходимость работы на чистом водороде, сложность технологической схемы, относительно большие капитальные затраты и необходимость тонкой очистки природного газа от сернистых соединений. [c.61] Вернуться к основной статье