Получение водорода и конверсия окиси углерода

Схема процесса представлена на рис. 13.6. В качестве примера рассматривается очистка водорода, получаемого паровой конверсией углеводородов природного газа. Выходящая из реактора газовая смесь, содержащая главным образом водород, окись и двуокись углерода, охлаждается добавкой водяного пара и конденсата примерно до 370° С и пропускается через, конвертор СО первой ступени, заполненный катализатором. Здесь 90—95% присутствующей окиси углерода превращается в двуокись с образованием эквивалентного количества водорода. Первая ступень конверсии служит в основном для получения дополнительного водорода и поэтому не может рассматриваться как операция очистки газа в узком смысле этого термина. Горячий газ, выходящий из конвертора СО, охлаждается примерно до 38° С, после чего двуокись углерода удаляют обычными регенеративными жидкостными процессами (этаноламиновая или поташная очистка). Очищенный от двуокиси углерода газ снова подогревается в печи и после добавки водяного пара проходит через конвертор второй ступени, за которым следует вторичная очистка от двуокиси углерода. Для получения водорода весьма высокой чистоты может быть добавлена третья ступень конверсии и удаления двуокиси углерода. Газ, получаемый по схеме с трехступенчатой конверсией СО, имеет следующий типичный состав (в % объемн.) окись углерода 0,02, двуокись углерода 0,01, метан 0,27, водород 99,7. [c.332]

Конверсия окиси углерода. Полученная при каталитической и кислородной конверсии углеводородов окись углерода далее конвертируется с водяным паром в углекислый газ и водород. Процесс осуществляется в конверторах полочного или радиального типа (на более старых установках). Для снижения содержания окиси углерода [c.25]

Если процесс ведется с целью получения водорода, то для удаления из полученной смеси окиси углерода водяной газ пропускают вместе с водяным паром над раскаленной окисью железа или другим веществом, служащим катализатором. Окись углерода взаимодействует с водяным паром, образуя водород и углекислый газ. Эта реакция так называемой конверсии окиси углерода выражается уравнением [c.47]

Высокотемпературная паровая конверсия СО, превращающая окись углерода и пар в двуокись углерода и водород, увеличивает эффективность использования водорода и вследствие этого применяется на большинстве аммиачных установок. Низкотемпературная конверсия СО — относительно новый процесс, который требует применения чистого газа и пара, а также современной технологии производства катализаторов. В процессе происходит небольшое увеличение концентрации водорода, но главное его преимущество заключается в снижении содержания окиси углерода до такого уровня, который позволяет исключить применение дорогостоящего абсорбционного оборудования. Метанирование (получение метана в реакции СО и СОа с водородом) не является новым процессом, но его применение в производстве синтез-газа для аммиака стало возможным после разработки низкотемпературных катализаторов паровой конверсии СО. [c.117]

Для получения синтез-газа, содержащего водород и окись углерода в объемном соотношении 2 1 (используют его для синтеза метанола), производят конверсию метана с водяным паром или с кислородом затем из с.меси удаляют двуокись углерода. Попутный нефтяной газ и газы нефтепереработки, состоящие из метана и этана с примесью пропана, можно также подвергать конверсии гомологи метана конвертируются легче, чем метан. [c.251]

Для синтеза аммиака и процессов гидрирования органических соединений необходим водород, значительную часть которого производят конверсией природного газа (в основном метана) с водяным паром [38, 39]. Первую стадию этого процесса осуществляют на никелевом катализаторе с получением синтез-газа, содержащего водород и окись углерода. Вторую стадию — конверсию окиси углерода с водяным паром — проводят на окислах железа и хрома. Ныне открыты катализаторы, содержащие окислы меди и медные шпинели, которые много активнее железохромовых и позволят полнее использовать СО в конверсии с водяным паром. [c.10]

Газификация нефтяных остатков на паро-кислородном дутье протекает при 1300—1400 °С. Газ, содержащий в основном водород и окись углерода, подвергается конверсии окиси углерода с водяным паром нри 430—450 °С и далее из него удаляется образовавшаяся двуокись углерода. Простейшим способом подготовки горячего газа к конверсии может явиться его охлаждение после газогенератора за счет испарения воды. Принцип закалки газа водой определяет и оформление почти всех последующих операций преобразования полученного газа в водород. Схема паро-кислородной газификации [c.154]

Используемая в процессе конверсии окись углерода содержится в генераторных газах, получаемых при переработке твердых топлив — большей частью углей (см. стр. 175). Следовательно, сырьем для получения водорода по этому методу служат водяной пар и уголь. [c.91]

Газ, полученный в результате конверсии углеводородов, содержит значительные количества окиси и двуокиси углерода (от 10 до 35% и от 15 до 30% соответственно). Окись углерода, как известно, является потенциальным источником водорода, в результате ее каталитического взаимодействия с водяным паром образуются водород и двуокись углерода. Этот процесс можно рассматривать как грубую очистку от окиси углерода. Грубую очистку от двуокиси углерода осуществляют описанными выше абсорбционными методами. В результате очищенный газ может содержать от 50 см /м до 7000 см /м окислов углерода. Кроме того, в газе обычно присутствуют незначительные примеси кислорода (до 500 см /м ). [c.366]

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]

Полученный химическими методами водород содержит различное количество таких примесей, как окись и двуокись углерода, азот, кислород, метан, сероводород, инертные газы и др., которые, как правило, должны быть удалены до поступления водорода на дальнейшую переработку. Поэтому современная технологическая схема производства водорода любым химическим методом включает не менее четырех основных стадий собственно получение водорода, конверсию окиси углерода, удаление двуокиси углерода и окончательную очистку газа от остальных примесей. Такие многоступенчатые схемы процесса довольно громоздки и требуют крупных капиталовложений и больших эксплуатационных расходов. [c.9]

Теоретически производство метанола из природного газа — легко осуществимый процесс, однако на практике это оказалось весьма трудным делом. Природный газ в условиях повышенного давления и при температуре около 800—820°С подвергается разложению паром с целью получения смеси окиси углерода и водорода. Избыток водорода удаляется, иначе говоря, соотношение водорода и окиси углерода тем или иным способом подгоняется к отношению 2 1, водород и окись углерода взаимодействуют в присутствии катализатора, образуя метанол, в соответствии с последовательно протекающими реакциями, приведенными ниже паровая конверсия метана [c.221]

В начальный период развития производства синтетического аммиака широкое распространение приобрела газификация кокса, антрацита и каменного угля для получения генераторных газов, содержащих водород и окись углерода, далее подвергавшуюся конверсии на катализаторе. В ряде случаев целесообразно получение водорода газификацией жидких топлив (мазут, тяжелые нефтяные остатки и др.). [c.8]

Чижевский (см. статью в сб. [4]) имел иную точку зрения на возможность использования углеводородов в качестве восстановителей. Так как для разложения углеводородов требуются высокие температуры, при которых будет происходить отложение сажи, Чижевский считал, что перед установкой прямого получения железа необходимо осуществить конверсию углеводородов в смесь Нз + -f СО. При такой схеме процесса роль восстановителей будут выполнять водород и окись углерода. [c.72]

Сущность конверсионного метода получения азото-водородной смеси для синтеза аммиака из углеводородных газов состоит в разложении при высокой температуре метана и его гомологов на водород и окись углерода с помощью окислителей — водяного пара и кислорода. Конверсию углеводородных газов проводят одним окислителем или смесью окислителей. Если в качестве окислителя применяется кислород воздуха, то в реакционную газовую смесь с воздухом вводится азот, необходимый для образования азото-водородной смеси. В этом случае в результате конверсии получается так называемый азотистый конвертированный газ. Если в процессе конверсии углеводородных газов используется водяной пар или технический кислород, то получается практически безазотистый конвертированный газ. [c.18]

Жидкий водород Нг. Жидкий водород получается сжижением газообразного состав последнего устанавливается ГОСТ 3022-61. В газообразном водороде в заметных количествах могут присутствовать кислород Ог, азот N2 и вода Н2О, а при получении водорода конверсией метана и других углеводородов — также окись углерода СО. Растворимость азота, кислорода и воды в жидком водороде мала. При температуре жидкого водорода кислород, азот, вода и окись углерода находятся в твердом состоянии, выпадают в осадок и удаляются. Поэтому жидкий водород имеет малое количество примесей других веществ. [c.14]

Гидрирование бензола в промышленных условиях проводят в жидкой и в паровой фазах. Бензол гидрируют техническим водородом или используют отходящий газ установок риформинга бензина. Водород, полученный конверсией углеводородного сырья с паром , дополнительно очищают от окислов углерода. Окись углерода удаляют гидрированием ее до метана в специальном ре- акторе до содержания не более 0,001 вес. % [58, 59]. Водород риформинга промывают щелочью для удаления сероводорода до его концентрации не выше 0,001%. [c.321]

Вторая ступень конверсии протекает с выделением тепла. В результате получают поток горячих газов, тепло которого используется для получения водяного пара. Охлажденный газ поступает в конвертор СО, где окись углерода реагирует в присутствии катализатора с водяным паром, образуя дополнительное количество водорода и двуокиси углерода. [c.32]

Полученные из метана смеси окиси углерода и водорода переводят реакцией с избытком водяного пара в смесь двуокиси углерода и водорода. Двуокись углерода отмывают водой под давлением 25 ama или раствором этаноламина промытый газ затем компримируют до рабочего давления и удаляют окись углерода промывкой аммиачным раствором формиата одновалентной меди-. После этой обработки остается водород, пригодный для проведения синтеза аммиака. Азот получают двумя способами. По первому способу азот выделяют ректификацией ожиженного воздуха в этом случае кислород можно использовать для частичного сожжения метана. По второму способу сначала проводят конверсию метана с водяным паром при 700°, с тем чтобы в продуктах реакции осталось значительное количество непрореагировавшего углеводорода. Затем к горячей газовой смеси добавляют воздух в таком количестве, чтобы достичь нужного для синтеза аммиака [c.51]

Для синтеза аммиака может быть использован азот, полученный из попутного нефтяного газа (или из воздуха) и водород, выделенный из синтез-газа. Окись углерода синтез-газа может быть подвергнута конверсии с водяным паром при 400—450°С в присутствии железохромового катализатора [c.72]

Основным фактором, который необходимо учитывать при выборе варианта с непосредственным впрыском или с установкой котла-утилизатора, является назначение пара высокого давления потребляется ли он только для использования в качестве технологического непосредственно на установке или имеются другие потребители пара, не связанные с производством синтез-газа. На установках производства тоннажного водорода окись углерода, содержащаяся в синтез-газе, конвертируется на специальном катализаторе путем взаимодействия с водяным паром для получения добавочного водорода с одновременным образованием двуокиси углерода. На таких установках весь вырабатываемый пар высокого давления потребляется на ступени конверсии окиси углерода для последующей очистки целевого водорода и удовлетворения других энергетических потребностей. [c.184]

В настоящее время основным сырьем в производстве аммиака являются природный газ, попутные газы нефтедобычи, жидкие углеводороды и коксовый газ. Доля аммиака, получаемого из твердого топлива и электролитического водорода, все более снижается. При современных методах получения аммиака все большее значение приобретают процессы очистки газа. Из технологических газов на разных стадиях получения аммиака удаляют такие примеси, как сернистые соединения, двуокись и окись углерода, ацетилен, окислы азота, кислород и др. Эти примеси, содержащиеся в газе в различных концентрациях, по-разному влияют на процесс. Например, сернистые соединения оказывают сильное влияние на все катализаторы, применяемые в синтезе аммиака серосодержащие соединения, присутствующие в исходном углеводородном сырье, ухудшают работу катализаторов конверсии метана, что приводит к повышению температуры процесса и увеличению расхода кислорода. При использовании наиболее экономичного способа производства аммиака, который основан на методе бескислородной каталитической конверсии метана в трубчатых печах, содержание сернистых соединений в природном газе не должно превышать 1 мг/м . [c.7]

Газ, полученный в процессе паровой конверсии и паро-кислородной газификации, содержит наряду с водородом метан, окись и двуокись углерода. Концентрация окиси углерода в газе, полученном при конверсии различного углеводородного сырья, колеблется от 6—15%, а в газе, цолученном газификацией мазута, достигает 45%. [c.88]

Сущность одной из них состоит в том, что конвертированный газ направляется на разделение методом короткоцикловой адсорбции на молекулярных ситах [37]. В результате получают отдельно окись и двуокись углерода и технический водород. Применение такой схемы предпочтительно, когда наряду с водородом требуется получить окись углерода. К недостаткам ее следует отнести сложность управления, снижение выхода водорода, а также то, что водород получают при давлении, близком к атмосферному (так как десорбция осуществляется сбросом давления). Перечисленные недостатки отсутствуют при получении водорода по схеме III, которая заключается в поглощении углекислоты окисью кальция на стадии конверсии углеродов. Поглощение углекислоты позволяет сдвинуть равновесие реакций (5) и (8) вправо, что дает возможность получить конвертированный газ с малым содержанием окислов углерода и направить его на стадию метанирования, минуя другие стадии. Другим преимуществом этой схемы является более высокая равновесная степень превращения метана, достигаемая вследствие вывода углекислоты из зоны реакции [38]. [c.249]

В новом методе устраняется стадия предварительной конверсии окиси углерода водяным паром с получением водорода, что существенно упрощает весь процесс. Синтез идет с высокой степенью превращения окиси углерода, сильно разбавленной другими газами (СО2, N2). Это открывает перспективу химического использования отбросных промышленных газов, содержащих окись углерода, например доменного и др. [c.181]

Для получения синтез-газа, где соотношение СО Нз = 1 2, необходимо увеличить в водяном газе содержание водорода. Для этого часть полученного водяного газа подвергают конверсии., при которой находящаяся в газе окись углерода реагирует с водяным паром по реакции СО - - Н О —> СО2 4- Нз и относительное содержание в газе водорода после отмывки углекислоты резко возрастает. [c.160]

Поскольку ядами катализаторов являются окись углерода и сероводород, водород, применяемый для синтеза, тщательно очищается. Водород, полученный конверсией природного газа, может содержать окись углерода, метан и аргон (если он был в исходном газе). Перед синтезом аммиака водород промывают жидким азотом для удаления указанных примесей, [c.367]

Между тем, в сыром техническом водороде, производимом методами газификации твердых и жидких топлив, а также конверсией углеводородных газов, содержится, как правило, некоторое остаточное количество окиси углерода. 1) Окись углерода имеется и в водороде, получаемом термическим разложением углеводородов, а также железо-паровым способом. Поэтому процесс удаления СО из газа является обычно составной частью технологической схемы получения водорода вышеуказанными способами. [c.379]

Для получения технического водорода из углеводородных газов конверсией с водяным паром применяются и другие схемы обработки газа после трубчатой печи. Так, имеются схемы, где вместо третьей ступени конверсии СО, газ с целью удаления остаточных СО и СОз направляется на каталитическое метани-рование, при котором окись углерода и углекислота восстанавливаются за счет водорода с образованием СН4. Этот метод, связанный с расходом водорода и появлением в газе метана, используется только в тех случаях, когда из газа нужно удалить сравнительно незначительные количества СО и СОз (в пределах десятых долей процента) и когда в водороде допускается некоторое количество метана. [c.181]

Реакция (У1-2) идет при 800° С на никелевом катализаторе, а реакция (У1-3)—при 1400° С без катализатора. В промышленности для получения водорода чаше всего используется метод паровоздушно-кислородной конверсии метана в присутствии катализатора при 900—1000° С. Воздух в этой смеси служит источником не только кислорода, но и азота. Кроме водорода получается также окись углерода, конверсия которой протекает по следующей реакции [c.144]

Для достижения максимальных выходов водорода при кон-версин метана водяным паром представляет интерес полная конверсия метана по реакции (12) с непосредственным получением в одну стадию водорода и двуокиси углерода. Однако такой одностадийный процесс термодинамически невыгоден, так как при пониженных температурах конверсии в продуктах реакции остается довольно значительное количество метана, а при повышенных температурах газ будет содержать большое количество окиси углерода. Следовательно, эндотермический процесс по реакции (7) термодинамически выгодно вести при высоких температурах, а реакцию (1) —при низких температурах. Поэтому на практике процесс получения водорода путем конверсии метана водяным паром проводят в две раздельные стадии. Сначала при относительно высоких температурах конвертируют метан до окиси углерода и водорода, затем полученную окись углерода при более низких температурах превращают в СОг и водород. [c.123]

Основным компонентом углеводородных газов является метан. Поэтому сущность копверсионного метода получения азотоводородной смеси состоит в разложении при высокой температуре метана и его гомологов на водород и окись углерода с помощью окислителей — водяного пара или кислорода. Окислители могут применяться в различных сочетаниях. Конверсия метана с водяным паром и кислородом протекает по реакциям СН4 + НаО СО -Ь ЗНа — 206,4 кДж (—49,3 ккал) [c.33]

Получение водорода и двуокиси углерода взаимодействием окиси углерода с водяным паром в присутствии окисных железных катализаторо является одним из первых применепий катализа в промышленности. Технология этого процесса, который широко известен под названием конверсии СО, значительно усовершенствована по сравнению с первоначальным ее уровнем. В настоящее время процесс весьма широко применяется для получения и очистки водорода. Процесс применим для очистки водорода, получаемого в генераторах водяного газа, реакторах паровой конверсии углеводородов, процессами частичного окисления и железопаровым. Его можно также использовать для изменения отношения водород окись углерода в синтез-газе и очистки газов, получаемых в генераторах защитной атмосферы для термообработки. Поскольку процесс этот достаточно подробно описан в литературе, ниже рассмотрены лишь важнейшие его особенности, причем особый упор делается на применении его для очистки газов. [c.338]

Реакции, идущие в газопенераторе типа Лурги , типичны для процесса сухой перегонки угля, а именно возгонка летучих углеводородов из угля и соответствующий крекинг их до метана и низших углеводоров, взаимодействие синтез-газа с образующимися при парокислородной карбонизации коксом или полукоксом, в результате чего образуются окись углерода и водород, и, наконец, реакция метанизации окиси углерода водородом под давлением. Газы, образующиеся на разных уровнях реактора, соединяются и по трубопроводу направляются в отделение очистки. Перед подачей на очистку газ охлаждается в котле-утилизаторе с получением пара, расходуемого на нужды всей установки. Охлажденный газ проходит через реактор прямой конверсии окиси углерода, в котором часть ее реагирует с избытком пара и образует двуокись углерода и водород. Смола и концентрат аммония удаляются из конденсата как в котле-утилизаторе, так и в холодильнике после реакции конверсии окиси углерода. [c.157]

Конверсия углеводородных газов. Конверсия метана и его гомологов водяным паром описана в гл. VIII. Процссс ведется при 800—900° на никелевых п кобальтовых катализаторах, требующих хорошей очистки исходного газа от серы. В качестве бырья могут применяться природные и попутные нефтяные газы, метановая фракция газов гидрогенизации и др. Реактором слуя ит трубчатый змеевик, обогреваемый топочными газами для компенсации эндотермического эффекта реакции. На выходе из реактора газ содержит до 75% Hg, около 15% СО, 8% СОз и 1,5—2% СН . Д.ля получения технического водорода содержащаяся в нем окись углерода подвергается далее конверсии с водяным паром. [c.468]

В нашей стране наибольшие количества метана используются в качестве бытового газа. Применение метана для органического синтеза — одна из труднейших задач, так как метан наиболее пассивен из всех парафиновых углеводородов. Однако эта задача в настоящее время принципиально (а в ряде случаев н практически) разрешена. Метан может быть превращен путе.м термического крекинга или под действием тлеющих разрядов в зысокореакционноспособный углеводоро д — ацетилен. Можно каталитически окислить метан до муравьиного альдегида или муравьиной кислоты хлорированием метана могут быть получены хлористый метил, хлористый метилен, хлороформ, четырех-хлористый углерод, а нитрованием — нитрометан. Метан также используется для промышленного синтеза синильной кислоты. Важный путь использования метана — конверсия его в окись углерода и водород (исходная смесь для синтеза метанола, син-тина и синтола), протекающая при действии на метан паров воды при высокой температуре в присутствии катализаторов. Наконец, большие количества метана используются для получения сажи (термическое разложение метана на углерод и водород), В Советском Союзе этим путем ежегодно получают сотни тысяч тонн сажи, предназначенной в качестве наполнителя для синтетического каучука и для других целей. [c.32]

КОНВЕРСИЯ ГАЗОВ — процесс переработки га-.чов с целью изменения состава исходной газовой смеси.. Конвертируют обычно газообразные углеводороды (.метан и его гомологи) и окись углерода, с целью получения водорода или его смесей с окисью углерода. Пти смеси используются для синтеза органич. продуктов и в качестве газов-восстановителей в мстал-.тГургии или подвергаются дальнейшей переработке для получения чистого водорода. [c.338]

В эти же годы большие усилия ученых и инженеров были направлены на разработку технически совершенных и экономичных методов производства чистых азота и водорода для синтеза аммиака [14—22]. Первые аммиачные заводы работали па азото-водородной смеси, получаемой из полуводяного газа методом конверсии окиси углерода с водяным паром, т. е. фактически сырьем были кокс и каменный уголь. Вскоре после первой мировой войны были разработаны промышленные методы производства водорода из коксового газа глубоким охлаждением его до температуры —200° С. При этом конденсируются все газообразные компоненты коксового газа — этилен, этан, метан, окись углерода, а остающийся нескондепсированным водород промывается жидким азотом для освобождения от следов окиси углерода. Были созданы совершенные электролизеры с униполярными электродами, а также высокопроизводительные электролизеры фильтр-прессного типа с биполярными электродами для электролиза воды, которые нашли широкое применение в Норвегии, Италии и Японии. В небольшом масштабе стал применяться железопаровой способ получения водорода, использовался побочный водород других производств, например производства хлора электролизом раствора поваренной соли. Наконец, был разработан метод производства водорода конверсией метана и углеводородов нефти с водяным паром при атмосферном давлении и под давлением 2—5,1 МПа. Последний метод оказался наиболее экономичным, получил большое распространение после второй мировой войны и начал постепенно вытеснять другие. [c.13]