Способ получения водородсодержащего газа Советский патент 1983 года по МПК C01B3/16 

00

со Изобретение относится к способу получения водородсодержащего газа пут паровой каталитической конверсии углеводородов и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Известен способ получения водород содержащего газа путем паровой конверсии углеводородов при 800-1000°С давлении, близком к атмосферному, на никельсодержащем катализаторе, размещенном в реакционных трубах печи. Газ на выходе из печи имеет состав, об.%: Н„7Б, СО 7,7, ,5 СН4. 2,5, Nj 0,3 СИ. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водородсодержащего газа путем паровой конверсии углеводородов в реакционных трубах трубчатой печи при температуре на выходе из печи 790-810°С, давлении до 30-40 кг/см объемной скорости (по исходному сухо му газу) 2000 кольцевидном никельсодержащем катализаторе. Конвертированный газ содержит 10 об.% метана 21. Недостатком этого способа является небольшой (2-3 г) срок службы кат лизатора, особенно при большом числе теплосмен (охлаждение - нагревание) за время эксплуатации катализатора. Во время нагревания катализаторные трубы расширяются в продольном и радиальном направлении« Реакционный объем, в котором находится катализатор, увеличивается при нагреве на 1,5-2. л. При этом слой катализатора становится разреженным и в процессе работы печи конверсии при колебаниях температуры стенок труб катализатор претерпевает усадку. При охлаждении трубы сжимаются, сдавливают катализатор и частично разрушают его с образованием пыли и мелких осколков катализаторов. Это приводит к росту гидравлического сопротивления слоя и снижению срока службы катгшизатора. Целью изобретения является повышение срока службы катализатора. Поставленная цель достигается тем что согласно способу получения водородсодержащего газа путем паровой конверсии углеводородов в реакционных трубах трубчатой печи в присутствии никельсодержащего катализатора при 790-810°С в катализатор добав ляют деформируемые элементы в количестве 10-25% от реакционного объема трубы. При этом в качестве деформируемых элементов используют разрезанные по образукнцей металлические кольца. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в реакционные трубы загружают смесь катализатора с деформируемыми элементами, например, разрезанными по образующей металлическими кольцами. Размеры элементов могут быть того же порядка, что и размеры катализатора, или несколько превышающими эквивалентный диаметр парового пространства между гранулами катализатора. При охлажде. НИИ и, следовательно, уменьшении длины реакционной трубы, загруженной по предлагаемому способу, на смесь катализатора и колец воздействуют сжимающие усилия, которые вызывают деформацию металлических колец с прорезью, в результате которой образуется дополнительный объем для усадки катализатора без его разрушения. Пример 1. В обогреваемую снаружи трубу с внутренним диаметром 70 мм и длиной 10 м загружают никельалюмокальциевый катализатор марки ГИАП-16 в количестве 40 л раз- . мером 15x15x4 мм (наружный диаметр, высота, толщина) .При зодный газ в количестве ВО нм подогревают до , смешивают с 280 нм перегретого водяного пара и подают в верхнюю часть трубы. На катализаторе при давлении 34 кг/см- проводят паровую конверсию метана в Н, СО и СО, Газ на выходе имеет температуру 798с и содержит 10 , 3% СН;. Перепад давления составляет 2 кг/см. Пример 2. В трубу аналогично примеру 1 загружают однородную смесь 30 л катализатора ГИАП-16 и 10 л (25% от суммарного объема катализатора и колец) разрезанных по образующей колец размером 15x15x2 мм (из стали 10Х23Н18. Природный газ в количестве 96 нм нагревают до , смешивают с 330 нм перегретого водяного пара и подают в верхннж) часть трубы. Газ на выходе имеет температуру 803°С и содержит. 9,8% СН, Перепад давления составляет 1,9 кг/см. Следовательно, нагрузку увеличивают на 20% без увеличения сопротивления ка тализаторного слоя. Пример 3. Трубу, загруженную аналогично примеру 1, выводят 20 раз а нормальный технологический режим конверсии и затем охлаждают в течение 12 ч до 200°С при одновременном снижении давления (во избежании конденсации пара) до 3 кг/см2.После испытаний перепад давления увеличивается из-за частичного разрушения катализатора и составляет 2,7 см, остальные показатели, такие же, как и в примере 1. Пример 4. Трубу- аналогично примеру 2 подвергают 20 нагревам охлаждениям по программе примера 3. Перепад составляет 1,9 кг/см , остальные показатели такие же, как и в примере IV т.е. разрушение катализатора уменьшается. Пример 5. В трубу аналогично примеру 1 загружают однородную смесь 36 л катализатора ГИАП-16 и 4 л (10% от суммарного объема катс1лизат6р1а и колец) разрезанных по образующей колец размером 15x15x2 мм из стали 10X2ЗН18. Трубу испытывают по программе примера 2. Перепад составляет 2,0 кг/см 2, т.е. при увеличении нагрузки по газу на трубу сопротивление катализаторного слоя не увеличивается. Выбранный интервал числовых значений обусловлен тем, что при введении деформируемых элементов в катализатор менее 10% эффект по снижению степени деформации и разрушению катализатора не достигается. При введении более 25% деформирункых элементов подает степень конверсии метана и ухудшаются качественные характеристики целевого Продукта. Использование предлагаемого способа позволяет снизить гидравлическое сопротивление катализаторных труб и, следовательно, увеличить объемную скорость и повысить срок службы катализатора на 1 год по сравнению с базовым объектом, в качестве которого принят агрегат аммиака мощностью 1360 т/сут.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЮДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗ ft путем перовой конверсии углеводородов в трубчатой печи в присутствии никельсодержащего катализатсч а при 790-810 С, отличающий с я тем, что, с целью повышения срока службы катализатора, в него добавляют деформируемые эЛекюнты в количестве 10-25% от реакционного объема трубы. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аfo ц и и с я тем, что в качестве деформируемых элементов используют разрезанные по образующей металпические кольца.