Способ конверсии метана Советский патент 1989 года по МПК C01B3/32 

Изобретение относится к газопереработке, а именно к углекислотной конверсии метана в синтез-газ, используемый для получения низших олефинов.

Цель изобретения - повышение степени конверсии, снижение энергозатрат и упрощение процесса.

Предлагаемый к использованию в качестве катализатора марганцевый силикат представляет собой руду Чиатурского месторождения и имеет следующий состав мае % МпОг 26-28; SiO2 44-47; СаО 6,9; АЬОз 8-9; РегОз 2-3; MgO, МпО, РгОз, 5Оз, НаО связанная остальное.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В реактор из нержавеющей стали диаметром 3 см загружают названный катализатор в количестве 20 мл. Катализатор активируется в реакторе со стационарным слоем реакционной смесью в течение 25 ч при 800°С

Затем поднимают температуру до 890-950°С и осуществляют процесс при времени контакта 2,7-3,0 с и соотношении СОг/СНч 1,5-2:1. В качестве катализатора используют гранулы размеров 3-5 мм.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Процесс углекислотной конверсии метана осуществляют согласно вышеуказанной схеме при 890 С, времени контакта 3 с и соотношении СО2/СН4 2:.

4

О5 ел

СН, 2; СО., с о/

4.

В реакцию подано, л/ч:

При этом получено, л/ч (%) СН- О 0«- СОз 1,74 (18,32); СО 4,18 (44,00)- н . 350 (36,84); СО/Но 1,19.

Конверсия СН 96%.

Пример 2. Процесс осушествляется ..-о- гласно примеру 1 при 910°С, времени контакта 3 с и соотношении СО:./СН4 2:1.

в реакцию подано, л/ч: СН4 2; СО2 4.

При этом получено, л/ч (%): СН4 0,06 (0,63); СОг 1,66 (17,51); СО 4,28 (45,14); На 3.48 (36,61); СО/На 1,23.

Конверсия СН4 97%.

Пример 3. Процесс осушествляют согласно примеру 1 при температуре 900°С времени контакта 3,0 с, соотношении COz/

В реакцию подано, %: СЬЦ 2; СО2 3.

При этом получено, л/ч (%): СН4 0,1 (M6V С02 0,9 (10,47); СО 4,0 (46,51); На 3,(э (41,86); СО/Нг 1,1Конверсия СН4 96%.

Пример 4. Процесс осуществляют при 900°С времени контакта 2,7 с и соотношении СО;,.

В реакцию подано, л/ч: СН4 1,7; СО2

3 4.

При этом получено, л/ч (%): СН4 0,07 (0,85V, С02 1,61 (19,63); СО 3,42 (41,70); Нг 3,10 (37,80).

Конверсия СН4 96%.

Пример 5. Процесс осуществляют при следующих условиях: температура 950°С, время контакта 3 с, соотношение СО2/СН4 2:1.

В реакцию подано, л/ч: CH,| 2; СО2 4.

65411д

При этом получено, л/ч (%): СН4 0,0 (0,0); СО2 1,3 (12,62); СО 5,7 (55,34); Нз 3,3 (32,04); СО/Н2 1,7.

Конверсия СН4 100%.

Как видно, при температуре выше 900°С наблюдается полная конверсия метана, при этом происходит последовательное превращение.

В предлагаемом способе по сравнению с прототипом степень конверсии возрастает 10 с 96 до 100%, энергозатраты снижаются на 30% за счет снижения температуры процесса с 1300 до 890-950°С и процесс упрощается за счет отсутствия стадии предварительной высокотемпературной активации катализатора.

Формула изобретения

Способ конверсии метана в присутствии двуокиси углерода и катализатора при по20 выщенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения степени конверсии, снижения энергозатрат и упрощения процесса, в качестве катализатора используют руду - марганцевый силикат, а процесс ведут при 890-950°С, соотношении двуоки си углерода и метана, равном (1,5-2,0):1, и времени контакта газовой смеси 2,7-3,0 с.

Изобретение относится к способам высокотемпературной углекислотной конверсии метана на гетерогенном катализаторе с целью получения синтез-газа. Процесс взаимодействия метана и двуокиси углерода осуществляют при 890-950°С на природно м марганцевом силикате при соотношении СО2:СН4, равном 1,5-2,0:1, и времени контакта готовой смеси 2,7-3,0 с. Изобретение позволяет значительно упростить технологию в результате снижения энергоемкости процесса, т. к. исключает стадии синтеза и высокотемпературной обработки катализатора и обеспечивает проведение процесса при более низкой температуре. Кроме того, проведение процесса в заявленных условиях позволяет получить синтез-газ с заданным соотношением таких компонентов, как СО и На, и повысить степень конверсии метана до 100%.