Очистка синтез-газа от метана

Продукты окисления. Неполное окисление углеводородов и углеводородных смесей всегда было исключительно интересным объектом исследования. Сложность этой проблемы объясняется двумя причинами во-первых, сама реакция окисления является трудноуправляемой и, во-вторых, — реакционная смесь содержит бесчисленное множество соединений самых различных классов. Из всех процессов неполного окисления углеводородов наиболее хорошо изученным и освоенным является получение синтез-газа (смеси СО п водорода) для производства метанола и для оксосинтеза [300]. Сырьем для этого процесса служит метан (природный газ) в смеси с 95 %-ным кислородом. Очистка продукта реакции от СО позволяет также получать водород (в смеси с азотом) для синтеза аммиака (301—305]. [c.584]

Наиболее логично классифицировать каталитические процессы газоочистки по типу протекающих реакций окисление, гидрирование, гидролиз и т. д. Одпако четко провести такую классификацию не всегда возможно, так как при отдельных процессах протекают одновременно различные реакции и в ряде случаев весьма трудно установить, какая именно реакция преобладает. Поэтому обычно процессы различают или по виду удаляемых примесей, или по характеру химической реакции. Именно этот не всегда последовательный принцип и принят нри дальнейшем изложении материала. Важнейшие применяемые в промышленности процессы каталитической очистки газа охватывают а) превращение органических сернистых соединений, содержащихся в топливных, нефтезаводских и синтез-газах, в сероводород или кислородные соединения серы б) удаление окиси углерода из синтез-газа или инертных газов путем превращения в двуокись углерода или метан в) превращение ацетилена, содержащегося в олефиновых газовых потоках, в этилен методом избирательного гидрирования наконец, г) окисление и восстановление многочисленных нежелательных органических и неорганических соединений, содержащихся в отходящих газах промышленности. Процессы, предназначенные для каталитического окисления сернистых соединений (как сероводорода, так и органических), подробно рассмотрены в главе восьмо , так как эти процессы тесно связаны с сухой очисткой окисью железа и поэтому в большей мере относятся к сухим окислительным, процессам очистки от серы. [c.325]

Характеристики катализаторов конверсии углеводородов во многом зависят от качества исходного сырья. В Советском Союзе для получения синтез-газов и водорода преимущественно используется природный газ, содержащий метан с примесью гомологов до С5 (табл, 11,5). В газе, поступающем из магистрального газопровода, может содержаться 50—200 г/м газового конденсата ( Сз) с точкой росы при давлении до 3,5 МПа порядка (—20)—(—23) С. После местной очистки содержание конденсата не должно превышать 15—60 г/м (в зависимости от сезона). В большинстве случаев в [c.62]

Из нейтральных компонентов газа, влияющих на реакцию синтеза аммиака, прежде всего следует отметить метан и благородные газы. Газ, получаемый путем газификации топлив, всегда содержит небольшие количества метана. Метан может содержаться также в газе, получаемом глубоким охлаждением коксового газа, если окончательная очистка синтез-газа проводится метанированием, т. е. восстановлением СО до СН4. [c.125]

Для очистки синтез-газа с высоким содержанием окиси углерода используется процесс, протекающий по реакциям (УПМ) и "(УИ1-2). Образующаяся двуокись углерода удаляется абсорбционным методом. Гидрирование [реакции (УИ1-3)—(УП1-5) ] применяется для удаления примесей, содержащихся в газе в указанном выше диапазоне концентрации. Образующийся метан остается в синтез-газе как балласт, влага удаляется путем конденсирования. [c.293]

Можно отметить, что каталитические яды, токсичность которых обусловлена наличием в их молекулах кратных связей, как правило, теряют ее, если они в процессе гидрирования превращаются в предельные соединения. Так, при очистке газов для синтеза аммиака, водород которых содержит небольшие количества окиси углерода, перед пуском в главный каталитический реактор газ иногда пропускают через форконтакт, при помощи которого окись углерода превращается в неядовитый метан. Детоксикацию окиси углерода можно также провести путем ее окисления. Например, Бредиг и его сотрудники [29] при проведении своих, ставших классическими, работ по изучению влияния посторонних веществ на скорость разложения перекиси водорода наблюдали, что активность платинового катализатора, отравленного только окисью углерода, остается низкой до тех пор, пока не пройдет достаточное время для превращения яда в нетоксичную двуокись углерода. Таким образом, в случае окиси углерода детоксикацию можно провести по любому из двух путей, изображенных на схеме [c.130]

Очистка от оксида углерода. Так как. раствор МЭА не поглощает оксид углерода, выходящий газ содержит СО. Как примесь его не выделяют, а превращают в метан, безвредный для катализатора и инертный в процессе синтеза аммиака. [c.406]

При абсорбции окисн углерода жидким азотом одновременно поглощаются и такие высококипящие компоненты конвертированного газа, как кислород и аргон, а также удаляются метан, этилен, ацетил(ш и другие углеводороды, образование которых неизбежно при паро-кислородной конверсии газообразных и газификации жидких углеводородов. Возможность получения таким путем азото-водородной смеси, практически не содержащей каталитических ядов и инертных (в реакции синтеза аммпака) примесей, является большим преимуществом низкотемпературного метода очистки конвертированного газа от остаточных количеств окиси углерода. [c.317]

Производство высококалорийного газа для использования в качестве синтетического заменителя природного газа (СПГ) включает стадию каталитической конверсии смеси Н2 + СО (т. е. синтез-газа) в метан. Синтез-газ производится путем очистки газа, полученного парокислородной газификацией угля. Как показано в табл. 17-1, состав его определяется как свойствами угля, так и условиями газификации. Концентрация образующегося метана (от О до 26%) в основном зависит от степени низкотемпературного коксования — стадии, которая предшествует высокотемпературной газификации угля. [c.231]

В 60-х годах в нашей стране и за рубежом возникла промышленность микробиологического синтеза кормового белка. Средой для питания и роста дрожжей служат отходы сельского хозяйства или продукты нефтепереработки, а с недавнего времени в этой роли выступает метан (природный газ). Получаемая биомасса содержит полноценный белок, жиры и витамины. Она могла бы быть использована и в рационе человека при условии надежного отделения нежелательных примесей, как балластных, так и токсичных или подозреваемых в токсическом действии при систематическом употреблении в пищу. Проводимые в этом плаве физиологические исследования и создание способов очистки, я затем и переработки биомассы в привычные пищевые формы предваряют производство искусственной пищи. Сегодня проблема искусственной белковой пищи — это прежде всего проблема е очистки и облагораживания (по строению, вкусу и запаху). Да и сама питательная среда для дрожжей — непредельные углеводороды нефти — очищается от ароматических углеводородов. [c.53]

Тонкая очистка. На этой стадии осуществляют каталитическое превращение таких контактных ядов, как монооксид углерода (его в газовой смеси остается еще Oi—0,6%) в инертный, не участвующий в синтезе аммиака газ — метан, процесс ведут при 3 МПа (30 атм) и 100-150 "С [c.342]

За рубежом известно несколько схем переработки синтез газа, отходящего из производства ацетилена, для получени метанола, аммиака и других веществ. Это — парокислородна или паровоздушная конверсия остаточного метана в шахтны реакторах [17], паровая конверсия в трубчатых печах с дозиро ванием диоксида углерода [18—20]. Широко применяется раз деление компонентов методом глубокого охлаждения [21—23] при этом выделяется этилен, метан и фракция (Нг+СО). Ре комендуют также проводить очистку синтез-газа гидрирование непредельных соединений и кислорода на катализаторах, со держащих серебро [24]. Все схемы, как отечественные, так 1 зарубежные в аппаратурном оформлении громоздки и, соот ветственно, имеют большие капитальные затраты. [c.32]

Неполным окислением метана и его гомологов можно получить водород и окись углерода. При взаимодействии с водяным паром СО может быть превращена в СОг и водород. После очистки конвертированного газа от двуокиси углерода получается водород, направляемый на синтез аммиака. В качестве исходного сырья, содержащего метан, могут служить природный газ, по путные газы нефтедобычи, газы нефтехимической переработки, коксовый газ й др. [c.120]

Природный газ отделяют от тяжелых углеводородов и компримируют в турбокомпрессоре 1 до 2,5 МПа, после чего направляют на очистку и далее в блок конверсии метана 3. Туда же поступает водяной пар. К метану добавляют небольшое количество СОг. Конверсия метана осуществляется при температуре 850—860 °С. После печей конверсии синтез-газ поступает в котел-утилизатор 4, где генерируется пар высокого давления (12 МПа), который затем перегревается и поступает на турбины — привод компрессоров 1 VI 11. Если конверсии подвергают тяжелое жидкое сырье, то блок очистки располагается после конверсии, а необходимость в компрессоре 1 отпадает. В последнем случае конверсию проводят при давлении 5,8 МПа, а синтез-газ после очистки не нуждается в дополнительной компрессии и поступает в циркуляционный компрессор 11. [c.336]

Способ выделения ацетилена, основанный на его поглощении водой под давлением, с последующим снижением давления ступенями, осуществляется следующим образом. Газы после предварительной очистки сжимают до 19 ат, в результате чего парциальное давление ацетилена увеличивается до 2—2,5 ат. Ацетилен поглощается в скруббере водой. Непоглощенные газы, состоящие в основном из водорода, метана, этана, этилена, азота и весьма небольшого количества непоглощенного ацетилена (менее 0,1%), поступают для разделения на соответствующую разделительную установку. На этой установке газы разделяют на 98%-ный водород, 98%-ный этилен, метан-этановую фракцию и смесь азота с окисью углерода. Метан-этановую фракцию возвращают на крекинг, а водород и этилен используют для различных химических синтезов. [c.131]

Очистка конвертированного газа. В конвертированном газе, кроме азота и водорода, содержатся примеси. Например, газ, полученный парокислородной конверсией метана при атмосферном давлении, после добавления азота содержит 68% азота и водорода, около 28% СО2 и 3% СО, 0,4% СН4, 0,3% Аг, следы О2 и НгЗ. Кислородсодержащие примеси (СО, СО2, Н2О) и сероводород являются ядами для катализатора синтеза аммиака, метан и аргон — инертными примесями, которые накапливаются в агрегатах синтеза аммиака и снил<ают их производительность. Особенно отрицательно на производительность колонн синтеза действуют каталитические яды. Поэтому требуется очень тщательная очистка конвертированного газа от этих примесей. [c.71]

Система метан-сероводород. Использование сероводорода в качестве серусодержащего сырья в процессе синтеза сероуглерода вместо элементарной серы представляет интерес, поскольку его отходы при промышленном получении С8, из метана, при переработке нефти, при очистке коксовых газов и в ряде химических производств настолько велики, что вполне могли бы создать сырьевую базу. [c.46]

Полукоксовый газ имеет плотность 0,9 - 1,2 кг/нм содержит метан и его гомологи (до 65 мас.%), поэтому обладает высокой теплотой сгорания, достигающей 33 - 37 МДж/нм . Основное количество полукоксового газа используется на обогрев печей полукоксования после очистки от коррозионноактивных или токсичных примесей (НаЗ, ННз, ИСК). Очищенный газ, поступающий на обогрев печей называется обратным. Охлажденный обратный полукоксовый газ используется в печах некоторых конструкций для охлаждения горячего полукокса. Избыток полукоксового газа может быть использован дая органического синтеза и как коммунально-бытовое топливо. [c.31]

В качестве примера локальной установки, в которой используется азеотропная отгонка летучих веществ из сточиых вод, рассмотрим установку для очистки сточных вод, образующихся при синтезе хлорпроизводных метана (метиленхлорида). Веточных водах производства метиленхлорида содержатся, помимо основного продукта, хлороформ, четыреххлористый углерод, а также 1,2-дихлорэтан и тетрахлорэтан. Поскольку сточные воды образуются при отмывке реакционных газов 8—10%-пым раствором щелочи, они и.меют щелочную реакцию. Из этих сточных вод методом азеотропной отгонки выделяют хлорметаны на колонне эффективностью 25 теоретических тарелок. Температура пара на выходе из колонны 94—100°С. Расход пара около 300 кг/мз воды. Давление пара 120—160 кПа. В воде после азеотропной отгонки остается от 17 до 150 мг/л хлорорганических веществ, преимущественно высококипящих. Поэтому после азеотропной отгонки сточные воды производства хлор-метанов подвергают дальнейшей доочистке активным углем. [c.269]

Все образующиеся в процессе проведения реакции газы являются нежелательными продуктами. Из них метан в наибольшей степени ухудшает экономику процесса. Диоксид углерода может быть легко удален из газовой фазы известными методами очистки, а доля углеводородов С2-С4 обычно невелика. Таким образом, метан, наиболее термодинамически благоприятный продукт, является основным побочным продуктом синтеза углеводородов из СО и Нг. [c.9]

Одновременно с участвующими в процессе компонентами (Нз, СО, СО2) в газе обычно присутствуют азот, аргон, метан, сероводород и другие соединения серы. Если азот, аргон и метан инертны при синтезе метанола и лишь приводят к нерациональному использованию сырья (увеличивается продувка в цикле синтеза), то наличие соединений серы вызывает необратимое отравление катализатора синтеза метанола. Обычно в природном газе содержится до 100 мг/м меркаптанов, сероводорода и сероорганических соединений суммарная же концентрация соединений серы в исходном газе не должна превышать 0,2 мг/м . Для удаления соединений серы газ подвергается двухступенчатой очистке [10]. [c.13]

В зависимости от способа получения и очистки от СО2 конвертированный газ содержит 0,3—0,4% (об.) СО, а также СО2, метан, аргон и следы кислорода. Для удаления из газа кислородсодержащих примесей, являющихся ядами для катализаторов синтеза аммиака, желательна более полная очистка газа. [c.263]

Для лабораторных целей ацетилен обычно выделяется из карбида кальция или берется из торговых баллонов. В случае использования карбида кальция удобнее применять генераторы типа карбид в воду, что позволяет избежать местных перегревов. Сюда же, к воде, можно добавлять реагенты для удаления следов фосфористого водорода и других примесей либо осаждением, либо окислением (см. главу 1, раздел 4). Обычно удобнее получать газ из баллонов. В этом случае большая часть примесей, образующихся из карбида, сведена к таким незначительным количествам, что газ может вполне применяться как сырье для лабораторных синтезов. Газ из баллонов содержит ацетон, количества которого возрастают по мере понижения давления в баллоне. Для удаления ацетона применяется раствор бисульфита. Ацетон и следы других примесей могут быть также удалены пропусканием газа через крепкую серную кислоту в мощной промывалке, но при этом есть опасность загрязнения двуокисью серы и брызгами кислоты. Последние могут быть удалены пропусканием через колонку с натронной известью или через раствор едкого натра с последующим высушиванием. Если необходимо удалить из газа кислород, то на пути помещают щелочной раствор гидросульфита натрия, к которому добавлена антрахинонсульфокислота [1]. Хориути [21, Конн, Кистяковский и Смит [3] описали более совершенные методы очистки. Однако ацетилен может содержать следы таких примесей, как водород, азот, метан, этан, которые невозможно удалить химическим путем. Поэтому если газ должен быть совершенно чист, то его следует ожижить и перегнать. Эта процедура [c.63]

Газы с установок каталитического крекинга, коксования и термического крекинга разделяют на абсорбциоипо-газофрак-цнотфующей установке (АГФУ и ГФУ), отделяя сухой газ (метан, этан и частично пропан), который после очистки используется в качестве сырья для синтеза этилового спирта. Избыток сухого газа направляется в топливную сеть завода для производства водорода пли на факел. [c.6]

Метан в настоящее время чаще всего выделяют из природного газа. Метановые фракции получают также при низкотемпературном разделении газов пиролиза и крекинга нефтепродуктов, продувочных газов синтеза аммиака. Метан получают либо каталитическим гидрированием оксида углерода, либо из метилиодида, метилбромида по реакции Гриньяра через магнийиодметил или соответственно магнийбромметил. Дополнительная очистка метана может быть проведена низкотемпературной ректификацией с использованием жидкого азота в качестве хладоагента, а также низкотемпературной адсорбцией. Наиболее чистый метан содержит (мол. %) основного вещества — 99,9995, примесей азота — 210 кислорода —0,5-10 водорода — 0,110 СОг — 1-10 мол. %. [c.912]

Путем частичного сжигания метана или упомянутых выше реакций метана с кислородом, водяным паром и СО при помощ,и несколько модифицированного способа также можно получать исходную газовую смесь для синтеза аммиака. Метан частично конвертируется водяным паром при температуре 700—800° над никелевыми катализаторами затем происходит процесс частичного сжигания с воздухом, причем азот подводится в количестве, требуемом в дальнейшем для синтеза аммиака. При сжигании температура газов вновь повышается, так что остаточный метан можно дополнительно конвертировать с водяным паром. В конечном итоге получают газ, состоящий в основном из азота, водорода и окиси углерода. Последнюю обычным способом конвертируют водяным паром над железными катализаторами в СОо и Нг- Для дальнейшей переработки и очистки газов применяют обычные классические способы 118]. В США за период 1926—1954 гг. построено 27 заводов синтеза аммиака производительностью около 8000 т1сутки ЫН , работающих по описанному способу [19]. [c.341]

Получаемый при этом процессе сырой синтез-газ Iаз1 т-водородна> смесь) подвергают промывке для удаления элементарного углерода (образующегося при процессе в результате побочных реакций), осте чего направляют в конверторы окиси углерода (для превращения окиси углерода в двуокись и водород при 5(Ю—600 °С в присутствии окисножелезного катализатора) и на последующую очистку от двуокиси углерода обычными методами. Поскольку любые кислородные соединения отравляют катализаторы синтеза аммиака,, а метан и аргон являются инертными разбавителями, для окончательной очистки газ промывают жидким азотом при температуре ниже —190 °С. Очищенный газ направляется в секцию синтеза в виде азот-водородной смеси чрезвычайно высокой чистоты, содержащей лишь следы окиси углерода, аргона и метана. [c.432]

На установках, предназначенных для переработки водяного-газа, Фаузер применил очистку конвертированного газа путем промывки его жидким азотом под давлением 10 ат. Полученная таким опособо.м азотоводородная с.месь содержит 0,02% СО и непосредственно для синтеза аммиака непригодна. Газ сначала проходит через колонны предкатализа, работающие при тех же-телшературах, что и колонны синтеза, а затем, после конденсации аммиака, вместе с водяными парами, образовавшимися в результате превращения o кн п углерода в метан, газ разделяется на несколько потоков, направляемых в циклы синтеза [c.562]

Образовавшийся в процессе предкатализа метан накапливается в газе, циркулируюшем в системе синтеза аммиака. Метан не является ядом для катализатора синтеза аммиака, но при наличии его в газе понижается парциальное давление реагирующих веществ (Нг и N2) и, следовательно, уменьшается производительность системы. Поэтому каталитический способ очистки применяется лишь для удаления незначительных количеств окиси углерода и кислорода, присутствующих в азото-водородной смеси. Тонкую очистку азото-водородной смеси от окиси и двуокиси углерода, кислорода и водяных паров можно вести как автотермичный процесс (так называемый продуцирующий предкатализ). При этом одновременно с гидрированием кислородсодержащих нримесей частично протекает реакция синтеза аммиака. [c.210]

Техническая углекислота, получаемая при моноэтаноламиновой или водной очистке конвертированного газа, содержит ряд взрывоопасных компонентов (водород, окись углерода, метан). На содержание последних в значительной мере влияют способ получения углекислоты и режим работы оборудования. Достаточно сказать, что на различных предприятиях содержание этих веществ в углекислоте колеблется в довольно широких пределах от сотых долей до нескольких процентов. Содержащиеся в исходной углекислоте Н2, СО, СН не участвуют в синтезе карблиида и накапливаются в конце системы, образуя с кислородом, подаваемым для защиты оборудования от коррозии, взрывоопасные смеси. Во избежание взрывов приходится идти на ухудшение условий работы в производстве мочевины, что ведет к выбросу в атмосферу газов, содержащих аммиак, и приводит к его потерям, а также к загазованности рабочих площадок. [c.170]

При рассмотрении схем по переработке водородного сырья заводов синтеза аммиака необходимо иметь в виду, что это сырье, если оно получается конверсией водяного пара, имеет пониженное содержание дейтерия по сравнению с природным водородом вследствие частичного перехода дейтерия в водяной пар. Обеднение может составлять 15—20%. В проекте фирмы Хайдрокарбон Рисерч перерабатываемый газ содержит около 71% водорода и 24% азота, остальное составляют окись углерода, углекислота, метан и аргон. Ввиду большой концентрации азота в схеме предусматривается специальное оборудование для тош ой очистки водорода перед поступлением его в ректификационную колонну. [c.90]

Промышленное производство аммиака состоит из следующих основных стадий получения азото-водородной смеси, ее очистки и собственно синтеза аммиака. Исходным сырьем для получения азото-водородной смеси служат атмосбеоный азот и каменный уголь или кокс, природный газ, содержащий метан, и газы других производств, в которых присутствует водород. Основное количество промышленных установок перерабатывает природный или коксовый газы. [c.143]

Кизельгур, применяемый как носитель катализатора в синтезах на основе СО, должен содержать менее 1% Fe (в противном случае образуется метан) менее 0,4о Al Og (иначе происходит значительное гелеобразование) и менее 1% органических веществ, которые могут быть разрушены прокаливанием при 600—700°. Для получения катализатора растворы o(N03)2, образовавшиеся при растворении металлического кобальта или отработанного катализатора, а также Th(N03)4 и Mg(N03)2, осаждаются в горячем состоянии содой. Затем добавляо кизельгур, фильтруют и промывает на фильтрпрессе или барабанном фильтре, продавливают образовавшуюся массу на специальном прессе, получая маленькие ко тбаски , и сушат их в полочной сушилке с вращающимися лапами. Далее рассевают массу для выделения грубозернистого, так называемого зеленого зерна. При 390—410° производится восстановление катализатора циркулирующим водородом высокой чистоты (не содержащим HjS и СО). При восстановлении выделяется большое количество воды, которую необходимо выводить из процесса. Для этого используют очень экономичный способ, широко применяемый для тонкой очистки газов. Сначала вымораживанием в холодильнике Линде прп —12° выделяют большую часть воды (содержание ее снижается с 20 до 3,5 г м ), затем газ досушивают силикагелем, доводя содержание воды в нем до 0,1 г/л . [c.154]

Газ после охлаждения в колонне 5 (рис. V.54) собирают в газгольдер 6 о SsHMaroT до 13 ат. Очистка от Oj производится в колонне 8 с помощью раствора аммиака. В теплообменниках 11, 12 и 14 газ последовательно охлаждают в противотоке холодного газа из десорбера 18 ъ присутствии небольшого количества метанола. При этом удаляются высшие ацетиленовые углеводороды, отгонка которых из раствора в метаноле проводится в десорберах 13 ж 15. Абсорбция ацетилена метанолом производится в башне 16 при —70° С, а его выделение при 60° С — в десорбере 17. Остаточный газ фракционируют при давленип 13 ат в дистилляционной колонне JS, получая этилен, метан, направляемый на вход печи, и смесь СО Н , которую используют для синтеза метанола. В Японии [54] также предлагали использовать метанол в качестве растворителя. Неочищенный газ под давлением 18 ат промывали метанолом, подаваемым со скоростью 26 см м газа. Отгонку абсорбированных газов проводили под давлением 0,5 ат при 20° С. Для удаления СО2, содержание которого в выделявшемся газе составляло 10,7%, газ отмывали 20% раствором этаноламина в воде. Получаемый ацетилен имел чистоту 99,7%. [c.425]