Способ получения водорода и термической сажи Советский патент 1978 года по МПК C10J3/00 C01B1/16 C09C1/54 

Изобретение относится к способам получения водорода с одновременным в делением сажи и может быть использовано в химической промышленности. Известен способ получения водород коксованием твердых топлив с выделением парообразных продуктов 1. В коксовом газе при этом содержится 20 34% метана, до 2,6% непредельных углеводородов и 50-62% водорода. Для получения чистого водорода коксовый газ, выделенный данным способом, необходимо дополнительно разделить при низкой температуре и повышенном давлении. Это значительно удорожает процесс получения водорода. Наиболее близким к изобретению по технической суошости и достигаемому эффекту является способ получения тер мической Сс1жи и водорода пиролизом углей при 1200-1250С 2. По этому способу уголь измельчения 1-3 мм вводят в зону реакции с температурой 1200-1250С. При этом происхо дит пиролиз углеводородных продуктов с образованием сажи и газа с содержанием до 80% водорода. Недостатком спо соба является то, что содержание в га зе водорода достигает только 80%, а остальное - газы, от которых требуется очистка. Целью изобретения является увеличение выхода водорода. Цель достигается тем, что газообразные продукты дополнительно нагревают до 1200-1400 С. Предпочтительно пиролиз твердых топлиь ведут при 800-850°С. Проведение процесса в 2 стадии дает возможность повысить содержание водорода в газе до 85-95%, при этом в газе отсутствуют непредельные углеводороды и бензол, т.е. не требуется очистка газа от этих компонентов, а получаемая при этом с высоким выходом термическая сажа характеризуется низкой зольностью. Использование сажи в производстве резино-технических изделий обеспечит значительное снижение стоимости получаемого водорода. Кроме того, предлагаемый способ получения водорода и термической сажи позволяет использовать в качестве исходного сырья не только уголь и горючие сланцы, но и тяжелые углеводоодные масла и смолы термической переаботки угля и нефти с повышенным соержанием золы и серы. Пример 1.(сравнительный). В качестве исходного сырья берут будаговский сапропелит с характеристикой; wa 0,5; А 19,6; С 73,06; Н 9,80; оВш,0,88; измельчение 1-3 мм. Сырье непрерывно подают в вертикально расположенный реактор, нагретый до 1100 Выход газа 600 , содержание в нем водорода 52%. Пример 2, Исходное сырье (то же) подают в вертикально расположенный реактор первой ступени, нагретый до , выделяющиеся парообразные продукты поступают в горизонтально расположенный реактор, где при 1280С они разлагаются с выделением дисперсного углерода (сажи) и газов. Выход газЪ 950 , содержание в не водорода 84,6% и сажи 41,2% на органи ческую массу. Состав газа пиролиза об.%: COj, + 5,7; СО 4,5; Hj 84,6 СН(, 5,2, выход 34,9 вес.% на сырье. Характеристики Сс1ЖИ; удельная поверхность 41,1 MVr, масляное число 0,40 мл/г, А« 0,08%, Пример 3. В качестве исходного сырья берут фракцию низата совместной гидрогенизации угля и нефти т.кип. .320С. Характеристика фракци плотность d 0,978, отгоняется до 50%, коксовое число 7,0, зольность 0,05%, механические примеси 0,23%, содержание, %: С 84,20; Н 10, S 0,8. Исходную фракцию подают непре рывно в вертикальный реактор первой с тепени, нагретый до 800С. Образующийся полукокс падает на дно реактор и выводится снизу реактора. Летучие продукты поступают в горизонтально расположенный реактор, где при 1330 С они разлагаются с образованием газа с содержанием 96,9% водорода и сажи с выходом 46,5%. Состав газа, об.%: СОч + HjSl,l; СО следы; Н 96 , 9 ; СНц 2,0; выход 32,0 вес.% на сырье. Характеристика сажи: удельная поверхность 27,9 масляное число 0,38 мл/г; А следы; Sgj 0,82%. Приведенные примеры показывают, JTO предлагаемый способ переработки углеродсодержащих материашов позволяет получать газ с содержанием в до 96%, вместо 50-80% по известному способу, а также термическую сажу с выходом до 46% и низкой зольностью. Формула изобретения 1.Способ получения водорода и термической сажи путем пиролиза твердых топлив с отбором газообразных продуктов, отлич ающий с я тем, что, с целью увеличения выхода водорода, газообразные продукты дополнительно нагревают до 1200-1400°С. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что пиролиз твердых топлив ведут при 800-850 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Химическая технология. Под редакцией Белоцветова А.В.,Просвещение, 1971, с. 247-261. 2. Авторское свидетельство СССР № 210293, кл. С 09 С 1/54, 30.03.66,