Способ получения водородсодержащего газа Советский патент 1984 года по МПК C01B3/44 

4ib

Од

сл

00

со

4j IД65 Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа дл процессов гидрокрекинга и гидроочист ки нёфтей, их остатков и нефтепродук тов, а также для получения азотоводо родной смеси для синтеза аммиака и синтез-газа для других целей . Известен способ получения водород содержащего газа путем паровой катацитической конверсии углеводородов в присутствии веществ, поглощающих образующийся при конверсии углекислый газ непосредственно в условиях реакции. Способ заключается в том, что в реактор конверсии с кипящим слоем катализатора при числе псевдоожижения, близком к единице, вводят мелкозернистый материал, содеражщий окись кальция. При этом происходит разделенме частиц г. слое по плотности и раз .меру, и более легкие частицы собираются в верхней части слоя. Этим определяется способ ввода частиц поглотителя, которые в известном способе ваодятся в июклюю часть слоя и выводятся сверху. Недостатками такого способа являются: необходимость работы в узком диапазоне скоростей фильтрации, так как только при этом достигается более шш менее полное разделение; огра нче1 ная производительность реактора; не оптимальные условия теплообмена между кипящим слоем катализатора и частии,ами поглотителя, так как максимальное зидчение коэффициента тепло передачи достигается при числе псевдоожижения 2,5-3,5; неизотермичность кипящего слоя при числе псевдоожижения, близком к единице. Целью изобретения является осущест вление процесса в оптимальных условиях. Для этого теплоноситель-поглотител подают сверху через кипящий слой катализатора, причем ра.змер частиц теплоносителя-поглотителя в 4-12 раз больше размера частиц катализатора. Предлагае№-.1й способ . о.существляют следующим образом. В реактор с кипящим- слоем катализатора на основе никеля, образованнам восходящим потоком смеси сырья и водяного пара, ввоД|ЛТ сверху в виде падающего слоя теплоноситель-поглоти- тель. Расход тепла в реакторе покрывается как за счет явного тепла теплоносителя-поглотителя, так и за счет тепла образования карбоната. Частицы теплоносителя-поглотителя осаждаются в кипящем слое катализатора и выводятся снизу..Для сведения к минимуму потерь катализатора применяют реактор, в Котором для разделения катализатора и теплоносителя-поглотителя имеется сепарационная зона. Теплоноситель-поглотитель, покидающий сепарационную зону, возвращают в регенератор, в котором образующийся карбонат разлагают путем нагревания до необходимой температуры. Для успешной работы описываемой схемы важное значение имеет соотношение размеров частиц теплоносителяпоглотителя и катализатора. Оно выбирается, исходя из условий разделения этих материалов. Экспериментально установл но, что при отношении диаметров частиц теплоносителя-поглотителя и катализатора, равном 4-12, достигается приемлемая полнота разделения. В качестве теплоносителей-поглотителей используют известняк, доломит или специально синтезированные материалы на основе окислов щелочноземелвных материалов. Предлагаемый способ получения водорода позволяет йести процесс в оптимальных условиях в отношении теплопередачи, а также исключить ограничения производительности реактора, связанные с потерями катализатора или уносом поглотителя из реакционной зоны. Пример Г, Получение технического водорода. Б качестве теплоносителя-поглотителя применяют специально приготов енный материал, имеющий вид сферических гранул диаметром 1,5-1,6 мм. Прочность, определенная в приборе типа Эрлифт, 95-96 мас.%. Поглотительная способность при 750°С и атмосферном давлении 0,08-0,1 г/г.мин. Размер частиц катализатора О,2-0,3мм. Опыт проводят на пилотной установке с реактором диаметром 100 мм при следующих условиях: Давление, атм30 Температура,С: в реакторе700-720 в регенераторе 1050-1080 Соотношение 6:1 Объемная скорость, ч 10000 Циркуляция теплоносителя-поглотителя, кг/ч Состав сырья - природного газа следующий, мол.%: СН493,11; N.. 2,02 С4Н,о0.31; CjUg 0,77; Полученньп из реактора сухой газ имеет следующий состав, мол.%: Концентрация катализатора в циркулирующем теплоносителе-поглотител 0,0002 мас.%, что соответствует пот рям каталиаатора 0,05%/ч, Пример 2. Получение азотоводородной смеси. При осуществлении конверсии природного, газа, содержащего, %: метан 93,1; азот 2,1; этан 4,8; пропан и бутан, в кипящем слое микросферичес кого алюмоникелевого катализатора размером частиц 0,2-0,3 мм в качест ве теплоносителя- поглотителя исполь зуют специально синтезированный мат риал в виде сферических гранул диаметром 1,5-1,6 мм. Прочность, определенная в приборе типа Эрлифт, 93-95 мас.%. Поглотительная способность при 750®С и давлении СО750 мм рт. ст., 0,08-0,1 г/г.мин. Конверсию проводят в следующих условиях:Давление, атм 30 Температура,С: в реакторе 780-790 в регенераторе 1050-110 Соотношение 3:3,5 Циркуляция теплоносителя, кг/ч 110-120 Объемная скорость, ч 22300 Полученньй газ имеет следующий состав, мол,% N« Концентрация катализатора в теплоносителе, выходящем из реактора, составляет 0,0005 мас.%.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДО- РОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА путем паровой каталитической конверсии углеводородного сьфья в кипящем слое катализатора с твердым циркулирующим теплоносителем, способным поглощать образующийся при конверсии углекислый газ, о т- личающийся тем, что, с целью улучшения условий поглощения углекислого газа и интенсификации процесса» теплоноситель-поглотитель подают сверху через кипящий слой катализатора с размером частиц в 4-12 раз больше частиц катализатора.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что катализатор, уносимый теплоносителем-поглотителем, отделяют в сепарационной зоне и возвращают в проуесс^.