Водяной пар конверсия метана

В процессе конверсии метан окисляется водяным паром, двуокисью углерода или кислородом по следующим основным реакциям [c.63]

На рис. 56 показана технологическая схема получения синтез-газа конверсией метана водяным паром. Метан нагревают в теплообменнике 3 до 400 С контактными газами, отходящими из трубчатой печи (конвертора 1) и направляется в смеситель 2. Одновременно в смеситель 2 из теплообменника 4 подается водяной пар при температуре 400 °С. Полученную паро-газовую смесь направляют в конвертор 1. В трубы конвертора, выполненные из жароупорной стали и обогреваемые снаружи, помещают никелевый катализатор (высота слоя 7 м). [c.163]

Конверсия метана с водяным паром (кривые а) и конверсии СО (кривые б) [61].—26 а/ге, - - - 16 ат соотношение водяной пар метан в сырьевом потоке [c.96]

Конверсия. Метан и водяной пар (Н2О) смешивают и пропускают над катализатором при 800°С (1500°Р), в результате чего образуется монооксид углерода и водород. [c.157]

Использование того или иного вида сырья для получения метанола определяется рядом факторов и прежде всего его запасами и себестоимостью в выбранной точке строительства предприятия. Большинство крупных производств метанола базируются на использовании природного газа. Для получения технологического газа природный газ подвергают неполному каталитическому окислению различными окислителями. В процессе конверсии метан окисляется кислородом, водяным паром или двуокисью углерода по следующим основным реакциям [c.70]

На активных катализаторах конверсия протекает вплоть до достижения термодинамического равновесия. На рис. 2.2 приведены равновесные конверсии метана и выходы СО и Н2 при атмосферном и повышенном давлении. Константа равновесия равна 1 при 780°С. При более низкой температуре протекает обратная реакция метанирования СО. При 800°С равновесная конверсия достигает 90-92%. Увеличение мольного отношения водяной пар метан увеличивает равновесную конверсию СН4. На практике применяют отношение Н20 СН4 = 2-5 в зависимости от конечной цепи синтеза. Избыток водяного пара препятствует таюке углеотложению по реакции Будуара [c.26]

Смеси окиси углерода и водорода могут быть получе. 1ы также термической или каталитической конверсией с водяным паром углеводородов, таких, как метан, пропан, бутан и соответствующие олеф,ины по уравнению [c.77]

Схема установки для конверсии метана водяным паром представлена на рис. V-1. Метан вместе с водяным паром поступает в трубы (из жаростойкой стали), заполненные зернистым никелевым катализатором. Снаружи трубы обогреваются сгорающими газами (в балансе не нужно учитывать эти газы.) [c.109]

Обогащенный водяным паром и углекислотой и нагретый до 400 —450° С метан поступает в трубы, заполненные катализатором конверсии (ГИАП-3). В газовой смеси поддерживается соотношение СН4 Н2О СО2 = 1,0 1,3 0,7. Температура катализатора в активных зонах печи достигает 800° С. Отходящие дымовые газы с температурой 900° С поступают в котел-утилизатор. Конвертированный газ, пройдя систему охлаждения, направляется для дальнейшей переработки. [c.13]

Катализаторы конверсии бензиновых фракций с водяным паром при средних температурах, низком давлении с целью получения газа для нагрева и отопления. Конверсией жидких углеводородов при средних температурах можно получить (в зависимости от выбранных условий) в качестве основных продуктов как метан, так и водород. Получение метансодержащего газа не связано с необходимостью подвода тепла в зону реакции извне и осуществляется в аппаратах шахтного типа при умеренных температурах. Получение водородсодержащего газа из бензина требует более высоких [c.42]

Бутановую фракцию в смеси с водяным паром при мольном соотношении 1 8,1 конвертируют при температуре 300 С, давлении 5 ат и скорости подачи сырья 1000 ч . Образующиеся газы, содержащие около 79% метана, подают на стадию высокотемпературной конверсии, которую проводят на никелевом катализаторе при температуре 820 С и объемной скорости 1800 ч (в расчете на метан). При этом получают газ с высоким содержанием водорода [c.121]

В зоне эндотермической конверсии сырье реагирует с водяным паром в присутствии катализатора при температуре 330—380° С с образованием конвертированного газа, состоящего из водорода, окиси углерода и углекислого газа. Полученный газ вводят в соседнюю экзотермическую реакционную зону, в которой при температуре 380—480° С в присутствии катализатора образуется газ, обогащенный метаном. Передачу тепла из экзотермической зоны в эндотермическую осуществляют косвенным теплообменом между более горячими газами экзотермической зоны и потоком сырья, поступающего в эндотермическую [c.138]

Процесс конверсии ведут с водяным паром при давлении 150—200 бар. Сырье вводят на катализатор при температуре 500—660° С, объемной скорости I—15, соотношении водяной пар углерод, равным 3—4 1. Внутренний диаметр зоны конверсии равен 10—100 мм, полезная длина — 6—15 мм. Этим способом при температуре 700—900° С можно получить водород или газ для синтеза аммиака, либо при температуре 500—750° С— городской газ, обогащенный метаном [c.155]

Водород. Появление больших количеств дешевого водорода с установок каталитического риформинга сделало экономически целесообразным широкое внедрение процессов гидрирования в нефтезаводскую практику (см. гл. IV о гидроочистке). Раньше основным потребителем водорода было производство аммиака, а основным источником водорода — конверсия метана (природного газа) с водяным паром. При температуре порядка 900—1000° С метан взаимодействует с водяным паром по реакции [c.590]

В результате одновременного протекания всех трех указанных реакций может получаться равновесная смесь газов, содержащая пять компонентов, т. е. метан, водяной пар, окись углерода, двуокись углерода и водород (табл. 12) [19]. Приведенные данные показывают, что для наибольшей полноты превращения метана необходимы температуры 1200° К и выше. В этих условиях содержание двуокиси углерода в равновесной смеси незначительно и конверсия метана водяным паром сопровождается почти исключительно образованием окиси [c.30]

Гомологи метана Са — Сю менее устойчивы при равных температурных условиях, чем метан, что видно из данных по константам равновесия реакции конверсии метана, этана и пропана с водяным паром, приведенным в табл. 18 [7]. Термодинамические расчеты показали, что при 300 °С и выше гомологи метана присутствуют в конвертированном газе в ничтожных количествах. [c.68]

Паровая конверсия метана без катализатора протекает с приемлемой скоростью и глубиной превращения на шамотной насадке только-при температурах 1250—1350 °С [19]. Опыты, выполненные в пустотелом кварцевом реакторе [20], показали, что при объемной скорости 200 ч , отношении пар газ, равном 2 1, и атмосферном давлении даже при 1000 °С степень конверсии метана не превышает 8—9%, а при 900 °С она равна всего 1,1%. При температурах 760—800 °С паровая конверсия метана вообще не протекает [21]. В случае нагревания гомологов метана в смеси с водяным паром без катализатора выше 500—600 °С протекают с большой скоростью процессы пиролиза с образованием непредельных углеводородов (этилена, пропилена и др.). В процессе пиролиза образуются также метан, этан, пропан п в относительно небольших количествах — водород. [c.79]

Степень конверсии углеводородов в пересчете на метан 95%. На входе в конвертор отношение пар газ равно 1,1. Состав технического кислорода (в объемн. %) 02 — 95,К2 + Аг — 5 температура паро -газовой смеси на входе в конвертор 550° С, на выходе 750° С. Температура кислорода 50° С. При определении состава конвертированного газа принять, что соотношение между СО и СО2 в нем соответствует равновесию реакции конверсии СО водяным паром. [c.199]

Конверсия с водяным паром. При высокой температуре метан реагирует с водяным паром [c.119]

Паро-кислородная конверсия метана. Основное количество водорода для синтеза аммиака производится в настоящее время паро-кислородной или наро-воздуш-ной конверсией углеводородов, обычно природного газа, главным компонентом которого является метан. Конвертируемая смесь горючего, кислорода и водяного пара пропускается через контактный аппарат с насадкой из гранул никелевого катализатора. Реактор диаметром [c.77]

Анализы конвертированного газа иэ печи конверсии позволили определить (по содержанию кислородсодержащих компонентов (СО и СО2) степень разложения поданного на процесс водяного пара и, следовательно, ту долю водорода, которая получена из дара. Водород, слагаемый из конвертируемого сырья и из разложенного пара, за вычетом водорода перешедшего в остаточный метан, перейдет в конвертированный гаа. [c.63]

И катализирует реакции пара с метаном, олефинами и их полимерами. Наконец, он ускоряет реакцию конверсии окиси углерода с водяным паром. Поскольку никель только частично селективен при этих температурах, го в результате протекания побочных реакций на катализаторе может образовываться углерод. Любая остаточная кислотность носителя может также привести к образованию углерода. При любом механизме добавление в катализатор щелочных соединений подавляет образование углерода. [c.32]

К очищенному сырью добавляется водяной пар, смесь нагревается в печи 3 до 450-460°С и поступает в реактор газификации 4, где осуществляется паровая конверсия. углеводородного сырья. Газ с температурой 480-530°С охлаждается в котле-утилизаторе 5, вырабатывающим пар для процесса газификации, до 280-300°С и поступает в реактор метанирования первой ступени. В кем водород взаимодействует с СО и СО2, образуя дополнительное количество метана. Далее газ охлаждают в следующем котле-утилизаторе о и теплообменнике В, чтобы сконденсировать и удалить часть водяного пара. Затем смесь снова нагревают в печи 9 приблизительно до 315°С и направляют в реактор метанирования второй ступени 10, где происходит дальнейшее превращение 2, СО и СО2 в метан. Выходящий из реактора газ представляет собой смесь в основном двух компонентов - СН и СО2 ( 4 - Н2 - I [c.275]

Паровая конверсия сырья происходит в реакторе 5, верхняя часть его является реактором конверсии водяным паром, а нижняя - реактором гидрогазификации. Для обогащения метаном газ проходит одну сту- [c.277]

Как и цля кокса в рассмотренном случае практически полное превращение метана требует температур не ниже 700—800 °С. Однако увеличивая мольное отношение водяной пар метан — НаО, можно повышать конверсию метана и при более низких температурах. Например, при 800 К и бн,(0=1 конверсия метана составляет около 70%, Если при той же температуре использовать пятикратное разбавление метана водяным паром, т. е. 6б20 = 5, то конверсия составит 92%. [c.320]

Процесс электрокрекинга заключается в быстром пропускании метана через зону высоких температур, создаваемых электрической дугой. Реактором в этом методе служит электроду-говая печь, в которой при пропускании постоянного тока напряжением 7000—8000 В создается дуга с температурой около 2000°С. Электродуговая печь вертикального типа (рис. 11.9) состоит из верхней цилиндрической реакционной камеры диаметром 1 м и высотой 0,4 м и трубы диаметром 0,1 м и длиной 1,0 м. На камере установлен медный катод в виде гильзы, а на верхней части трубы — анод. Катодная гильза и анодная труба снабжены рубашками водяного охлаждения. Метан под давлением подается тангенциально в камеру, за счет чего поток газа приобретает вихревую скорость около 100 м/с и напргшляется от периферии к трубе. При этом он как бы втягивает электрическую дугу в кольцевое пространство анода, где при температуре 1600°С и происходит пиролиз метана. Продукты пиролиза проходят со скоростью 600—1000 м/с через охлаждаемую водой анодную трубу, охлаждаясь при этом до 600 С и поступают в закалочное устройство. В нем за счет впрыскивания воды пирогаз быстро охлаждается до 150°С. Мощность электрической печи по метану составляет 2800 м /ч, что соответствует производительности по ацетилену 15 т/сут. Степень конверсии метана за один проход достигает 0,55 при расходе электроэнергии 10 кВт-ч/кг ацетилена. [c.257]

Синтез углеводородов по Фишеру-Тропшу, так же как и другие виды синтеза на основе окиси углерода и водорода, базируется на ианользовании смесей окиси углерода и водорода, легко получаемых в производстве водяного газа. Для получения водяного газа могут быть использованы каменные и бурые угли, а также все виды топлива, способные к газификации. Каталитической конверсией с водяным паром в смесь окиси углерода с водородом могут быть переведены также и газообразные углеводороды и в первую очередь метан. [c.75]

В другом процессе, где источником кислорода также является воздух, применяются такие псевдоожиженные термостойкие материалы, как окиси алюминия, магния или кремния. Этуэлл [3] нагревал термостойкий материал до 1093° С, продувая воздух для выжигания остаточного углерода, отложившегося на термостойком материале во время последую-ш,их операций, и добавочный топочный газ. Горючий твердый материал поступает затем в псевдоожиженный слой никелевого катализатора вместе с предварительно нагретым метаном, паром и двуокисью углерода. Это тепло горячего термостойкого материала используется для эндотермической конверсии метана в синтез-газ. Способ отделения никелевого катализатора от термостойкого материала основан на разнице в размерах их частиц (частицы термостойкого материала меньше по величине). Частицы термостойкого материала выдуваются из слоя катализатора, состоящ его из более крупных частиц. При этом возникает другая трудная технологическая задача — транспортировка горячего твердого материала, тем более, что при необходимости работать при 30 ат уменьшение скорости реакции [21] обусловит потребность в более высоких температурах для данной конверсии. Гомогенное частичное окисление метана кислородом представляет интерес для промышленности с точки зрения (I) производства ацетилена и в качестве побочного продукта синтез-газа [5, 10, 7, 12, 2 и (2) производства синтез-газа в качестве целевого продукта при давлении около 30 ат [19, 12, 2]. Для термического процесса (без катализатора) необходима температура около 1240° С или выше, чтобы получить требуемую конверсию метана [19]. Первичная реакция является сильно экзотермической вследствие быстрой конверсии части метана до двуокиси углерода я водяного пара [22]. Затем следует эндотермическая медленная реакция остаточного метана с двуокисью углерода и водяным паром. Для уменьшения расхода кислорода на единицу объема сиптез-газа в-Германии [7] для эндотермической асти реакции применяются активные никелевые катализаторы. В Соединенных Штатах Америки приняты некаталитические реакции как часть гидроколь-процосса [19, 2] для синтеза жидких углеводородов из природного газа. [c.314]

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]

Для паровой конверсии метана СН44-Н20— -СО+ЗНг-состав равновесной смеси определяется не только температурой и давлением, но и соотношением метан водяной пар. При-отсутствии в исходной смеси СО и Нг связь константы равно- [c.319]

Реакцн сильно эндотермична, и ее равновесие смещается вправо лишь п зи повышении температуры (рис. 27, кривая /). Чтобы увеличить степень конверсии метана, ведут процесс при 800—900 °С в нзбыгке водяного пара. Прн атмосферном давлении этот избыток непелик (2 1), но повышение давления неблагоприятно влияет на состояние равновесия, и в этом случае приходится работать с объеу1НЫм отношением пара к метану 4 1. [c.87]

По этим причинам была разработана другая система, в которой эндотермические реакции конверсии совмещены с экзотерми Ч2СКИМ процессом сгорания части углеводорода при подаче в конвертор кислорода, благодаря чему суммарный процесс становится немного экзотермическим. Расчеты показывают, что для этой цели на конверсию надо подавать смесь СН4 и О2 в отношении 1 0,55, находящуюся вне пределов взрываемости, которые тем более не достигаются из-за разбавления смеси водяным паром. Объемное отношение последнего к метану в этом случае можно брать более ннзким, чем в отсутствие кислорода, а именно от 1 1 до (2,5- 3) 1 [c.88]

Решение. Конверсия метана природного газа — метод производства во-.дорода и азотоводородной смеси при синтезе аммиака. Это взаимодействие метана природного газа с водяным паром, диоксидом углерода и кислородом реакции (1) —(4)] осуществляют чаще всего каталитически, в трубчатых илв шахтных конверторах. Реакции (1) и (2) эндотермичны и процесс конверсии метана в целом происходит с поглощением теплоты. Необходимая теплота подводится Б конвертор путем сжигания части природного газа до Oj и HjO, а также по реакциям (3) и (4), идущим с выделением теплоты. Одновременно с метаном конвертируются до СО и Нг высшие углеводороды, содержащиеся в природном газе СзНб. СзНа. iHio. [c.41]

Еще меньше ясности имеется в отношении механизма паровой конверсии высших углеводородов. Установлено лишь, что в процессе паровой конверсии гомологов метана происходит преобразование их в метан, т. е. протекает процесс частичной конверсии. Цредпола-гается [44], что углеводород на поверхности катализатора диссоциирует с образованием радикалов СН , которые реагируют с водяным паром и водородом. В результате взаимодействия радикалов с молекулами воды, адсорбированными на поверхности катализатора,, образуются окись углерода и водород, а с водородом — метан и углерод. Последний реагирует с водяным паром с образованием СО и На-Таким образом, рассмотренный механизм конверсии включает крекинг углеводородов, гидрирование продуктов крекинга й газификацию, а образование углерода является неизбежной промежуточной - тадией конверсии. [c.87]

Каталитическая реакция метана с водяным паром изучена многими исследователями, особенно русскими Бодровым, Аппельбаумом и Темкиным [57]. Эйкерс и Кэмп [581, используя никелевый катализатор на кизельгуре, изучили в интегральном реакторе при температуре 638 С и давлении 1 ат влияние концентрации на скорость этой реакции. Они нашли, что реакция имеет первый порядок по метану, что как СО, так и Oj являются первичными продуктами, а реакция конверсии СО либо совсем отсутствует, либо протекает очень медленно. Они предположили, что хемосорбция СН4 или расщепление СН4 на радикалы Hj и является стадией, лимитирующей скорость процесса, и определили, что энергия активации этой стадии равна 9 ккал1моль. [c.110]

Схема не является энерготехнологической. В котлах-утилизаторах получают пар среднего давления (40 ат), илущий в основном на конверсию в трубчатую печь. Сжатый до 3,8 ,О МПа природный газ смешивается с азотоводородной смесью и поступает в конвективную зону печи, где нагревается до 380°С и затем направляется на очистку от сернистых соединений. Система очистки аналогична описанной выше. Очищепннй газ сменшвается с водяным паром ( -г г 3,7 1) и направля-е сл в конвективные змеевики нагрева парогазовой смеси (см.рис.75), При температуре 520-540°С газ поступает в реакционные трубы //, где конвертируется 90-92% метана. Остаточный метан конвертируется в конверторе Д куда компрессором подается воздух, подогретый до 500°С в конвективном змеевике в печи. Из нижней части реактора конвертированный газ при температуре 960-1000°С и давлении 26-28 ат поступает в котел-утилизатор /4 и охлаждается в нем до 510-520°С. [c.250]

Взаимодействие толуола с водяным паром приводит к образованию газообразных продуктов, содержащих кроме водорода и окислов углерода еще и метан. При повышении температуры реакции выход водорода снижается и увеличивается образование метана. Специальными опытами показано, что одновременно протекает гидродеалкилирование толуола водородом, образующимся при конверсии с водяным паром. Эту р ёакцию можно интенсифицировать подъемом в реакционной зоне температуры и повышением давления. Зависимость глубины превращения метилбензолов от объемной скорости подачи сырья на ЛЧ-Сг катализаторе показана на рис. 6.11 [3, с. 168—176]. Процесс проводили при 375 °С и мольном отношении вода углеводород = 6 1. С увеличением числа метильных групп в молекуле углеводорода скорость деалкилирования в одном ряду углеводородов возрастает толуол < ж-ксилол (и-ксилол) < мезитилен и в другом ряду убывает толуол > о-ксилол гемимеллитол. Скорость деалкилирования псевдокумола больше, чем о-ксилола, и меньше, чем м- и и-ксилола. Таким образом, скорость деметилирования возрастает в том случае, если каждая последующая метильная группа станет по отношению к предыдущим в мета- или параположение [61—66]. [c.258]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология