Получение водорода конверсией природного газа

Метан является главной составной частью природного газа. Каталитическая конверсия природного газа — основной метод получения водорода в промышленности, и в первую очередь — для синтеза аммиака. Процесс проводят в интервале температур 400—1200° С при давлениях от 1 до 30 атм на катализаторах, активным компонентом которых является никель. [c.3]

Рис. 78. Зависимость стоимости водорода, полученного ири иаро-кислородной газификации жидкого тоилива иод давлением, от стоимости топлива и кислорода (цифры на линиях — стоимость кислорода, долл. за 1 тыс. м пунктир — стоимость На, полученного паровой конверсией природного газа).

Катализаторы конверсии природного газа с водяным паром. Процесс паровой каталитической конверсии природного газа является наиболее распространенным способом промышленного получения водорода. Этот эндотермический процесс обычно осуществляют в трубчатых реакторах с внешним газовым обогревом, Наиболее перспективным и экономичным считается процесс паровой конверсии под давлением 20—30 атм. Однако наибольшее количество публикаций за рассматриваемый период посвящено. не этому варианту процесса, а конверсии природного газа при более низком давлении. Эти материалы касаются, в основном, вопросов усовершенствования данного процесса в его простейшем одноступенчатом и двухступенчатом вариантах, а также возможностей применения новых никелевых катализаторов (табл. 11). [c.34]

ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА КОНВЕРСИЕЙ ПРИРОДНОГО ГАЗА Теоретические основы конверсии метана [c.16]

При получении водорода из природного газа имеются три стадии конверсия СН4 и СО, очистка моноэтаноламином, промывка и дозировка жидким азотом при конверсии коксовых газов — шесть стадий. Кроме того, для кокса нужны склады, развитой транспорт, громоздкие газогенераторные установки и т. п. Поэтому выгодна кооперация завода азотных удобрений, использующего коксовый газ, с металлургическим заводом. Также выгодна комбинация илн кооперирование химических предприятий с нефтехимическими заводами и комбинатами, так как при этом упрощается производственная структура, снижаются капиталовложения и эксплуатационные расходы. [c.18]

Расходные коэффициенты зависят от вида сырья и технологии его переработки. Ниже приведены основные расходные коэффициенты на 1 г аммиака при получении водорода из природного газа методами каталитической парокислородной конверсии (расход электроэнергии и воды дан с учетом производства кислорода) [c.253]

В настоящее время наиболее доступный способ получения водорода — конверсия природного газа, запасы которого огромны. Такой водород дешев, но загрязнен окисью углерода (до 30% в исходном газе и до 1—3% после ступенчатой очистки). [c.12]

Рис. 29. Принщшиалькая схема получения технического водорода каталитической конверсией природного газа в трубчатых печах —

Исходя из подготовленности, в Советском Союзе в настоящее время могут быть использованы для промышленного внедрения процессы получения водорода конверсия природного газа под давлением 20 ат как в трубчатых печах, так и с применением кислорода [c.184]

Производство аммиака и особенно получение водорода, на долю которого приходится около 80% себестоимости продукции, достаточно сложное. Получение водорода из природного газа включает шесть стадий компримирование и сероочистку природного газа в две ступени (гидрирование сероорганических соединений до Н25 на кобальто-молибденовом катализаторе при 360—400 °С и поглощение образовавшегося сероводорода окисью цинка) паровую конверсию природного газа (первичный риформинг) в радиантной камере трубчатой печи на никелевом катализаторе при давлении до 3,23 МПа и температуре до 80 °С паровоздушную конверсию (вторичный риформинг) остаточного метана кислородом воздуха и паром при одновременном обеспечении необходимого соотношения водород азот в синтез-газе в шахтном конверторе на высокотемпературном алю-мохромовом и высокоактивном никелевом катализаторах при температуре 1000—1250 °С и давлении до 3,2-10 Па конверсию углерода в две ступени (в реакторе высокотемпературной конверсии на железохромовом катализаторе при температуре до 430 °С и в реакторе низкотемпературной конверсии на цинкмедном катализаторе при температуре до 250 °С) очистку конвертированного газа от двуокиси углерода горячим раствором поташа (раствор Карсол ) при давлении 1,9—2,73 МПа и регенерацию насыщенного раствора бикарбоната калия при нагревании тонкую очистку газа от окиси [c.171]

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]

На рис. 29 приводится схема получения технического водорода конверсией природного газа с водяным паром в трубчатых печах при низком давлении [50, 89]. Сероводород удаляют в абсорбере / 20%-ным раствором ди-этаноламина. После абсорбера 1 газ смешивается с небольшим количеством водяного пара, нагревается до 450—460° С и направляется в адсорбер < , заполненный бокситом, где сероорганические соединения превращаются в сероводород. Сероводород из газа удаляют промывкой раствором моноэтаноламина в аппарате 5, затем газ поступает в печь конверсии углеводородов 7, в которой трубы (реакторы) расположены в два ряда. [c.125]

Одна из технологических схем получения водорода каталитической конверсией природного газа с водяным паром представлена на рис. 4. [c.28]

Для обеспечения быстрого развития производства аммиака и азотных удобрений требовались новые технологические решения, которые позволили бы увеличить производство с минимальными затратами. Требовалось изыскать надежные и дешевые источники водорода для синтеза аммиака. С этой целью были изучены и успешно освоены методы получения водорода из природного газа конверсией метана. [c.24]

Энерготехнологический процесс получения водорода из природного газа связан с большим расходом пара (очищенный газ с содержанием серы не более 3 лгг/ж смешивается с паром в соотношении 1 2,5). Значительная часть подаваемого на конверсию пара при этом не вступает в реакцию, а конденсируется и сбрасывается со сточными водами в канализацию. [c.72]

Затраты иа производство электролитического водорода в наибольшей степени зависят от стоимости электроэнергии. При получении ее на базе органического топлива в современных условиях себестоимость электролитического водорода примерно в два раза превышает себестоимость его получения газификацией угля и в четыре раза — паровой конверсией природного газа [142]. Поэтому главным фактором снижения стоимости водорода, получаемого электролизом воды, в перспективе может стать получение дешевой электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, особенно в период провальных нагрузок. [c.131]

Получение водорода конверсией углеводородных газов. Первая промышленная установка для получения водорода методом каталитической конверсии природного газа водяным паром была построена в США в 1930 г. . Однако широкое распространение метод получил только после второй мировой войны. [c.11]

В газовой смеси, полученной конверсией природного газа, содержится до 54% водорода и до 22% окиси углерода. Для того чтобы повысить содержание водорода и максимально сократить содержание окиси углерода в смеси, идущей на синтез аммиака, применяют конверсию окиси углерода. [c.35]

Катализаторы конверсии окиси углерода с водяным паром. Реакция взаимодействия окиси углерода с водяным паром является основой метода получения водорода из синтез-газа — продукта конверсии природного газа. В промышленности используются две группы катализаторов средне- и низкотемпературные [40, 44 ]. [c.401]

Катализаторы конверсии углеводородных газов паром и другими кислородсодержащими газами. Для осуществления процессов конверсии природного газа и газов нефтепереработки водяным паром, кислородом и двуокисью углерода применяются катализаторы ГИАП-3 и ГИАП-3-6Н. Назначение процессов — получение технического водорода, различных смесей его с азотом и окисью углерода, а также защитных атмосфер [41, 42, 44, 45]. [c.402]

Сырьем для получения аммиака служит смесь азота и водорода. Водород для этой смеси получают разными способами, из которых наиболее распространенными являются конверсия природного газа (метана) и других углеводородных газов комплексная переработка природного газа в ацетилен и синтез-газ фракционное разделение горючих газов, в частности, коксового, методом глубокого охлаждения газификация твердого и жидкого топлива с последующей конверсией окиси углерода электрохимический способ получения водорода. [c.113]

Сырьем в производстве аммиака является азотоводородная смесь (АВС) стехиометрического состава N2 Н2 = 1 3. Так как ресурсы атмосферного азота практически неисчерпаемы, сырьевая база аммиачного производства определяется вторым компонентом смеси — водородом, который может быть получен разделением обратного коксового газа, газификацией твердого топлива, конверсией природного газа (рис. 14.5). [c.192]

Первая промышленная установка для получения водорода паровой каталитической конверсией природного газа была пущена в США в 1930 г. [c.138]

Перспективен электролиз воды для получения водорода, но при наличии дешевой электроэнергии. Этим способом производят некоторое количество водорода в Норвегии и АРЕ, ведутся работы во Франции по получению водорода различными методами с использованием дешевой электроэнергии АЭС в ночное время. Тем не менее паровая конверсия природного газа остается самым дешевым способом получения водорода. Выполненные в США расчеты с учетом перспективных оценок в изменении стоимости углеводородного сырья показали, что к 2000 г. себестоимость получения водорода составит при паровой конверсии природного газа — 830 долл/т, при газификации нефтяных остатков — 2218 долл/т, при газификации угля — 1080 долл/т, при электролизе воды с использованием энергии АЭС (к. п. д. = 27%)— 1427—1732 долл/т. [c.224]

Сначала руду обогащают, получая 70%-пый концентрат в виде влажного порошка. Смешивая его с клеящим веществом, подвергают обжигу и получают окатыши. Затем их металлизируют, т. е. воздействуют водородом и оксидом углерода (II) (их получают конверсией природного газа) как восстановителями. Этот процесс идет при температуре более 1000 °С в специальных печах шахтного типа, где смесь газов (СО и На) подается снизу, а окатыши поступают сверху. Полученные металлизован-ные окатыши — шарики серого цвета, содержащие более 98% железа, непрерывно загружают в электросталеплавильные печи и выплавляют высококачественную сталь. [c.153]

Метод получения водорода и синтез газа каталитической конверсией с паровоздушной смесью, обогащенной кислородом, разработанный ГИАП, впервые внедрен в Советском Союзе на Руставском азотнотуковом заводе. С тех пор в строй действующих вошли и другие заводы, использующие природный газ в качестве исходного сырья для получения водорода. Природный газ месторождений Узбекистана отличается от газов других месторождений незначительным содержанием соединений серы (5—15 мг м ). [c.133]

Себестоимость водорода, полученного газификацией мазута, в 1,5 раза выше стоимости водорода, полученного наровой конверсией природного газа. Как видно из таблицы, повышение давления в процессе газификации с 5,5 до 9,0 МПа не является экономически оправданным. Однако влияние стоимости топлива и кислорода на стоимость водорода весьма существенно, что подтверждается рис. 78 [3]. При стоимости мазута 13 долл./т и кислорода 8 долл. за 1000 м можно методом газификации получать водород стоимостью- [c.201]

Одну часть двуокиси кремния, полученную по этой методике, пропитывали раствором нитрата никеля (из расчета 5% Ni по весу носителя) непосредственно после стадии сушки в шкафу, а другую — после 10 ч термообработки при 1000° С. После пропитки и сушки эти образцы прокаливали в течение 1 ч при 500° С для разложения нитрата никеля, затем образовавшуюся закись никеля восстанавливали водородом на протяжении 4 ч при 450° С. Активность катализатора характеризовали степенью превращения метана и проверяли в процессах конверсии природного газа с водяным паром при соотношении газ пар =1 2 и с паровоздушной смесью, обогащенной кислородом, в соотношениях СН Н2О Oj N2 = 1 1 0,6 0,9 и объемной скорости 450 ч . Объемную скорость определяли в объемах сухого природного газа на один объем катализатора. Объем катализатора в конверторе составлял 4 мл. После окончания опыта катализатор охлаждали и сохраняли в атмосфере водорода. [c.135]

Водород — один из наиболее распространенных элементов периодической системы, однако в свободном виде он практически пе встречается для получения водорода необходимо специальное сложное оборудование. Содержание (по объему) водорода в воздухе составляет всего 5-10 % очевидно, что извлекать его из воздуха нецелесообразно. Основными источниками получения водорода являются природные и попутные газы, нефть, уголь и вода. Из природного газа водород получают методом каталитической конверсии (взаимодействие метана с водяным паром) [c.97]

В настоящее время основным промышленным методом получения водорода и газов для синтеза является каталитическая парокислородная, паровоздушная, паровая и другие виды конверсии. Способ паровой каталитической конверсии природного газа разработан более 30 лет назад, но только в последнее десятилетие благодаря прогрессу в производстве жаропрочных сталей и технологии изготовления труб стало возможным создание трубчатых печей, способных работать под давлением до 40 ат. (В настоящее время ведутся разработки трубчатых печей, работающих при давлении до 100 ат). Это сделало способ паровой каталитической конверсии одним из самых экономичных и перспективных методов переработки углеводородного сырья. [c.14]

Авторы [73] сравнивают три типичных процесса получения водорода из природного газа и вакуумных остатков (табл. 12). Как видно из таблицы, и паровая конверсия природного газа,. и неполное окисление могут давать водород высокой концентрации. Г остота паровой когааерсии обусловливает меньшие капиталовложения и эксплуатационные расходы. Однако, очевидно, что разница в цене вакуумного остатка и природного газа (с приведением к одинаковой теплотворной способности) может быть больше, чем различие в себестои -мости водорода. Авторы [73] перечисляют наиболее важные усовершенствования, основанные на опыте эксплуатации водородных установок последних лет. [c.88]

При производстве водорода методом парокислородной газификации мазута под давлением 5,5 и 9,0 МПа (процесс фирмы Shell) удельные капитальные вложения достигают 300 долл. на 1 т производимого водорода против 160 долл. при паровой конверсии (за счет высоких капитальных вложений в производство кислорода и электроэнергии). Себестоимость водорода, полученного газификацией мазута, как видно из табл. 11.5 и 11.6, в 1,5 раза выше стоимости водорода, полученного паровой конверсией природного газа. Выбор способа газификации определяется в конечном счете соотношением цен на мазут и природный газ, а также кислород. [c.575]

На каталитических реакциях основываются современные методы производства водорода конверсией природного газа и других углеводородов, а также окиси углерода с водяным наром. Многотоипажиое производство азотной кислоты осуш,ествляется путем каталитического окисления аммиака па платиновых сетках. Каталитические методы занимают господствующее положение в нефтепереработке и нефтехимическом синтезе. Сотни миллионов тонн высококачествениого моторного топлива производятся с помощью каталитических реакций крекинга, гидрокрекинга, ри-форминга, циклизации и изомеризации углеводородов. Каталитические методы широко используются для получения органических растворителей, ароматических углеводородов, мономеров для производства синтетических каучуков, синтетических волокон и других полимерных материалов, а так-5ке в процессах полимеризации. [c.60]

Расходные коэффициенты. В зависимости от содержания инертных газов на производство 1 т аммиака расходуют 2750—2900 нм азотоводородной смеси. Ниже приведены основные расходные коэффициенты на 1 т аммиака при получении водорода из природного газа методом парокислородной конверсии. [c.151]

В связи с быстрым ростом производств, требуицих водород, необходимо разрабатывать новые, более экономичные методы его получения. Но в настоящее время наиболее актуальным является усовершенствование и повышение экономичности производств, основанных на каталитической конверсии природного газа и легких нефтяных фракщй. Этим способам посвящены последующие разделы монографии. [c.12]

Любые газообразные углеводороды (в частности, метан), содержащиеся в водороде, который в дальнейшем используется для получения аммиака, не изменяются при пропускании через катализатор синтеза аммиака. Поскольку непрореагировавшие газы возвращаются в цикл, газообразные углеводороды накапливаются и снижают парциальное давление водорода. При получении синтез-газа для производства аммиака концентрацию углеводородов снижают до 0,2- 0,5%, На стадии конверсии природного газа водяным паром образующийся в первичном реакторе газ может содержать 5-10% метана. Этот газ смешивают с определенным количеством воздуха (синтез-газ должен содержать азот) и пропускают смесь над катализатором вторичной высокотемпературной конверсии. Этот катализатор находится в адиабатическом реакторе, футированном тугоплавкими материалами. Поскольку реакция конверсии экзотермическая, температура в реакторе поднимается до [c.166]

Некоторые разработки в области химии углеводородов Романа Дмитри( вича бы.ли использованы для проектирования промышленных установок (Нефтезаводпроект, г. Ленинград), я также были внедрены процессы цементации стальных изделий природным газом (завод Шарикоподшипник, г. Саратов, 1945 г.) получение водорода конверсией метана (Жиркомбинат, г. Саратов, 1951 г.) прямого восстановления железных руд смесями нефтяного газа с водяным паром (Институт черной металлургии, 1959 г.). Важным этапом саратовского периода работы Р.Д. Оболенцева является создание справочной книги Физические константы углеводородов жидких топлив и масел (М. Гостоптехиздат, 1943 2—ое изд. — 1953 г.). [c.194]

Чистый кислород или обогащенный кислородом воздух используются в некоторых процессах конверсии природного газа Е качестве окислителя метана и др>тих углеводородов. Жидкий азот Нйшел примепепие для тонкой очистки водорода от СО и СМ4 и параллельного получения стехиометрической азотоводородной смеси. [c.61]

Кроме электролиза водород вырабатывают еще и химическими способами. В настоящее время основными являются методы каталитической конверсии природного газа (парокислородный, паровой и пароуглекислотный). Водород, полученный химическими методами, содержит примеси диоксида углерода (IV), азота, метана. [c.8]

Конвертированный газ может бь гь использован для получения водорода. При замене части водяного пара двуокисью углерода, а (также при добавлении к конвертированному газу смеси с большим соотношением СО На (нацример, продуктов некаталитической высокотемпературной конверсии природного газа кислородои) конвертированный газ может быть использован также для синтеза метанола. [c.107]

Другие исследователи (Г.К. Боресков и соавт.) более доказательно утверждали, что окислительно-восстановительный каталитический процесс протекает стадийно посредством взаимодействия восстановителя с кислородом поверхности окисла металла и реокислении восстановленного катализатора окислителями, то есть каталитическая поверхность рассматривается как химический реагент (как это представлено выше в виде реакций 1.1-3) Надо отметить, что старый железопаровой способ получения водорода был основан на периодическом осуществлении отдельных стадий конверсии природного газа. [c.507]

Г-0117 Катализатор конверсии природного газа в трубчатых печах под давлением с целью получения технического водорода и смесей его с N2 или СО Оксид N1 на оксиде А1 Кольца 16x6 16 1000 100 [c.557]

В связи со все возрастающими мощностями по производству аммиака и минеральных удобрений, топлив, синтетических жиров, спиртов и т.д. потребность в водороде резко увеличивается. В настоящее время водород получают, в основном, из природного газа или жидких легко испаряющхся углеводородов конверсий его водяным паром или смесью окислителей HjO + СО2, Н2О+О2 и т.д.). Предметом изучения данной работы является получение водорода парокислородной или паровоздушнокислородной конверсией природного газа при давлении, близком к атмосферному. В отличие от предыдущих работ [1,2], в которых использовалась термодинамическая модель процесса, построение модели процесса в данной работе опирается на знание кинетических закономерностей. [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология