Способ извлечения водорода Советский патент 1993 года по МПК C01B3/54 

Изобретение относится к процессам выделения водорода с использованием поглотителей и может найти свое применение в химической и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является повышение степени извлечения водорода и удешевление процесса за счет увеличения емкости поглотителя по водороду.

Пример 1. Проводят контактирование толуола с водородсодержащим газом в кварцевом реакторе проточного типа со стационарным слоем катализатора никель на кизельгуре при следующих условиях: V катализатора - 40 см3, температура в слое катализатора 220° С, Р-0.1 МПа, объемная скорость подачи толуола - 0.08 . Водород- содержащий газ имеет следующий состав, об.%: Н2 63.61; СЬМ 5,68:углеводороды С 2 5.45; углеводороды Сз 2,21; углеводороды С« 0,89; С02 1.39; СО 0,73: N2 20,04.

Получают жидкий гидрогенизат следующего состава, мас.%: циклогексан 0,15; бензол 0,03; метилциклогексэн 99.57; толуол 0,25. При этом конверсия толуола составляет 99,75 мас.%, селективность превращения толуола в метилциклогексан 99,82 мас.%.

Полученный гидрогениэат подвергают дегидрированию на стационарном слое алюмоплатинового катализатора при следующих условиях: V катализатора - 40 см температура в слое катализатора 290° С, ,1 МПа, объемная скорость подачи гид- рогенизата 0,15 .

Получают контактный газ и жидкий ка- тализат следующих составов. Контактный газ, об.%: На 99,36; СНЫ 0.64; каталиэат, мас.%: циклогенсан 0,69; бензол 0,06; тетил- циклогексан 19,7; толуол 79.55. При этом конверсия метилциклогексана оставляет 80,21 мас.%, селективность дегидрирования метилциклогексана в толуол - 99,43 мас.%.

П р и м е р 2. Контактирование толуола с водородсодержащим газом проводят как в примере 1.

Полученный гидрогенизат подвергают дегидрированию на стационарном слое алюмоплатинового катализатора при следующих условиях: V катализатора 40 см . температура в слое катализатора 300° С.

(Л

С

3 00

ю ю о

,1 МЛа, объемная скорость подачи гид- рогенизата 0,15 ч ,

Получают контактный газ и жидкий ка- тализат следующих составов. Контактный газ, об,%: Н2 99,22; CH/j 0,78; катализат, мас.%: циклргексан 0,09; бензол 0,1; метилциклогексан 21,13; толуол 78,68. При этом конверсия метилциклогексана составляет 98,78 мас.%, селективность дегидрирования метициклогексана в толуол 99,99 мае. %;

Пример.З. Проводят контактирование рецикловой толуол-метилциклогексановой Фракции с На - содержащим газом. Толуол- метилциклогексановая фракция имеет следующий состав, мас.%: циклогексан 0,61; бензол 0,14; метилциклогексан 19,74, толуол 79.51. Контактирование осуществляют в кварцевом реакторе проточного типа со стационарным слоем катализатора никель на кизельгуре при следующих условиях: V катализатора 40 см3, температура в слое катализатора 220° С, ,1 МПа, объемная скорость подачи толуол-метилциклогексановой фракции 0,1 , Водородсодержащий газ имеет следующий состав, об. %: На 63,61; СН4 5,68; углеводороды 0.2 5.45; углеводороды Сз 2,21; углеводороды С 4 0,89; С02 1,39; СО 0,73; Нг 20,04.

Получают жидкий гидрогенизат следующего состава, мас.%: циклогексан 0,66; бензол 0,19; метилциклогексан 98,89; толуол 0,26. При этом конверсия толуола составляет 99,67 мае. %, селективность превращения толуола в метилциклогексан 99,89 мас.%.

Полученный гидрогенизат подвергают дегидрированию нэ стационарном слое алюмоплатинового катализатора при следующих условиях: V катализатора 40 см3, температура в слое катализатора 290° С. .,1 МПа, объемная скорость подачи гидрогени- зата 0,.

Получают контактный газ и жидкий ка- тэлизат следующих составов. Контактный

газ, об.%: Н2 99,28; CH-j 0,72. Катализат, мас.%: циклогексан 0,78. бензол 0,15, метилциклогексан 20,18, толуол 78,89. При этом конверсия метилциклогексана составляет 79,59 мас,%, селективность дегидрирования метилциклогексана в толуол 99,92 мас.%.

Как видно по представленным примерам концентрация водорода после извлечения из смеси газов увеличивается с 63,61 до 99,36 об. %, примеси оксидов углерода отсутствуют. Процесс осуществляется в мягких условиях при атмосферном давлении, не требует сложного технологического оборудования. На первой стадии энергозатраты практически полностью компенсируются теплом реакции, на второй стадии - за счет сжигания непрореагировавшего газа (углеводородов С гС4).

В данном способе по сравнению с прототипом увеличивается степень извлечения водорода с 75 до 90-95 об. %, и процесс становится более дешевым, т.к. емкость поглотителя по водороду с 1,53 мас.% до 6,12 мас,%.

Формула изобретения

1. Способ извлечения водорода из газовых смесей нефтепереработки, включающий пропускание исходной смеси через активированный поглотитель с образованием гидрогенизированного соединения и последующее его термическое разложение с выделением водорода, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени извлечения и удешевления процесса за счет увеличения емкости поглотителя по водороду, в качестве поглотителя используют ароматический углеводород, а в качестве активаторов - никелевый или алюмоплатиновый катализатор.

2. Способ по п. 1,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве ароматического углеводорода используют толуол или толуол-ме- тилциклогексановую фракцию.

5

0

5

0

5

0

Область применения: изобретение относится к процессам выделения водорода с использованием поглотителей. Сущность изобретения заключается в том, что водо- родсодержащий газ, содержащий примеси углеводородов, СО, СОа, N2, например абгэз процесса дегидрирования углеводородов, на первой стадии подвергают контактированию с ароматическим углеводородом над гидрирующим катализатором с отделением образовавшегося циклогексанового углеводорода от газовой фазы, а на второй стадии производят дегидрирование выделенного метилциклогексанового углеводорода до ароматического и отделяют чистый водород. 1 з.п. ф-лы.