Способ получения водородсодержащего газа Советский патент 1992 года по МПК C01B3/38 

Предлагаемое изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа для производства аммиака, метанола, высших спиртов и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения яв-ляется снижение расхода сырья.

Предлагаемый процесс осуществляется следующим способом: природный газ, сжатый до давления 10-100 бар и с температурой 400°С, смешивается в смесителе с технологическим паром в соотношении 23,5-4. Температура технологического пара 380°С. После смешения этих потоков парогазовая смесь с температурой 390°С поступает в теплообменник, где нагревается до температуры 540-570°С. С этой температурой нагретая парогазовая смесь поступает

в адиабатический конвертор, загруженный катализатором предварительной конверсии ГИАП-3. В адиабатическом конверторе происходит процесс конверсии углеводородов с паром за счет физического тепла парогазовой смеси с получением водорода и одновременном охлаждении парогазовой смеси до температуры 485-500°С. После адиабатического конвертора частично проконвертм- рованный газ поступает в трубчатый конвертор, где за счеттепла конвертированного газа после шахтного доконаертора происходит процесс паровой конверсии углеводородов. Конвертированный газ после конвертора трубчатого подается в шахтный доконвертор. Сюда же подается и кислородсодержащий газ в количестве, обеспечивающем соотношение 02/СН4 0,40-0,45. С температурой 1000-1200°С конвенгированс

„S-W&

ный газ выходит из шахтного доконвертора и поступает в конвертор трубчатый, где за счет косвенного теплообмена с парогазовой смесью охлаждается до температуры 500- 600°С.

П р и м е р 1.

Смесь технологического газа с водородом и с водяным паром (С02 - 0,01 %, Н2 - 3,19%. N2Ar - 3,09%,ftH20 - 67,12%, СН4 - 24,63%, С2Нб-1.34%, СзНв-0,41%, C/iHio - 0,14%, CsHi2 - 0,07%) пЬдогревают в теплообменнике до темйературы 540°С и подают в адиабатический реактор, где на никелевом катализаторе ГИАП-3 с объемной скоростью 1000 час происходит процесс конверсии с понижением температуры до 485°С. При этом частично конвентиро- ванный газ имеет следующий состав:

С02 - 2,14%, СО - 0,06%, Н2 - 8,98%, N2+Ar-2,84%,H20-59,94%,CH4-26,04%.

С указанной температурой w составом конвертированный газ проходит конвертор трубчатый, после которого имеет состав:

С02 - 5,54%. СО - 3.95%, Н2 - 34,21%, N2+Ar-3,41 %,Н20-39,45%, СН4-14,44%.

Далее с температурой 755°С газ поступает в шахтный конвертор, куда подается и кис- лородсодержащий газ в количестве, обеспечивающем соотношение 02/СН4 0,4

Конвертированный газ после шахтного конвертора имеет состав, % об: СН4 - 0,24, С02-4.42, СО - 9.30, Н2 -33.80, М2Аг -23,86, Н20-28,38 и при температуре 1010°С подается в межтрубное пространство конвертора трубчатого, где охлаждается до температуры 580°С.

При этом длина реакционных труб трубчатого реактора при нагрузке по природному газу 53000 нм3/час составляет 10,5 м. (при верхнем температурном пределе парогазовой смеси на входе в адиабатический реактор, приведенном в прототипе, 510°С в случае технологических условий, приведенных выше длина составляет 13 м).

Это обеспечивает экономию конструкционной стали на 7%, экономию жаропрочной стали на 15% по сравнению с

прототипом. Расход сырья на получение

1000 нм3 Н2 равен 456 нм3 СН4 и 173нм3 02.

Пр и ме р 2.

То же, что и в примере 1, но при темпе0 ратуре подогрева в теплообменнике до 570°С состав конвертированного газа на выходе из адиабатического реактора:

СОа - 2.37%, СО - 0,08%, Н2 - 9,98%, N2Ar- 2,83%, Н20 - 59,10%, СН4 - 25,64%,

5 Температура частично конвентирован- ного газа после адиабатического конвертора - 3-500°С. Объемная скорость - 2000 . Длина реакционной трубы трубчатого реактора при этом составляет 9,5 м, что

0 обеспечивает экономию конструкционной стали на 10%, экономию жаропрочной стали на 20% по сравнению с прототипом. Расход сырья на 1000 нм3 Н2 снижается по сравнению с прототипом с 462 нм3 CI-U и 182

5 нм3/02 до 456 нм3 СН4 и 173 нм3/02. Формула изобретения Способ получения водородсод зржаще- го газа, включающий предварительную паровую каталитическую конверсию

0 природного газа в адиабатическом реакторе, разложение полученной газовой смеси на стадии паровой конверсии в трубчатом конвертере и последующее доразложение на стадии кислородной конверсии в шахт5 ном реакторе, причем газовую смесь, получаемую после кислородной конверсии, предварительно подают в межтрубное пространство трубчатого конвертера, а затем отводят из процесса, отличающийся

0 тем, что, с целью снижения расхода сырья, стадию предварительной конверсии проводят при 540-570°С и объемной скорости подачи природного газа в адиабатический

реактор равно 1000-2000 ч

-1

Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа и может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение металлоемкости процесса. Для достижения указанной цели в способе получения водо- родсодержаа1его газа путем двухступенчатой каталитической конверсии углеводородного сырья, включающем предварительную паровую каталитическую конверсию сырья в адиабатическом реакторе за счет физического тепла паросырьевой смеси, разложение полученной смеси на первой ступени конверсии за счет косвенного теплообмена в присутствии водяного пара и последующее разложение полученных продуктов на второй ступени в присутствии кис- лородсодержаа1его газа, согласно изобретению предварительную паровую каталитическую конверсию углеводородного сырья осуществляют при температуре на входе в адиабатический реактор 540-570°С с объемной скоростью 1000-2000 ч 1.