Способ получения водорода Советский патент 1979 года по МПК C01B1/16 

Изобретение относится к способам получения водорода и может найти пр менение в химической и нефтехимичес кой отраслях промышленности. И- постен способ получения водорода путем каталитической конверсии природного газа с водяным паром на никелевом катализаторе, нанесенном на тугоплавкие носители при 650- 1000 С, давлении 40 атм, соотношени водяной пар: метан - 2:6, объемной скорости по метану 2000-8000 1 Недостатками данного способа являются большой расход пара и высокая температура процесса. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения водорода путем двухступенчатой каталитической конверсии метана с применением водяного пара, первая ступень которой проводится при 750 с, атмосферном давлении, на никелевом катализаторе при соотношении пар:метан 1:1,5 2 Недостатками этого .способа также являются большой расход пара и высокая температура процесса. Цель изобретения - исключение расхода пара на первой ступени конверсии . Поставленная цель достигается способом получения водорода путем двухступенчатой каталитической конверсии метана с применением водяного пара, в котором первую ступень конверсии осуществляют в присутствии цеолитсодержащего катализатора при 200-400°С. При этом берут цеолитсодержащий катализатор с добавкой редкоземельного элемента в количестве 2-5 вес.%. Кроме того, процесс осуществляют в подвижном виброожиженном слое катализатора. Данный способ позволяет полностью исключить расход водяного пара на первой ступени конверсии, а также снизить температуру процесса с 750 до ЗООс. Изобретение основано на бифункциональной реакции превращения метана на цеолитсодержащих катализаторах при 200-400° 2СН : 2СНз + 2Н продукты СНГ + 2Н 1. -. ч..л, -г 11 Jпoлимepaзции в результате которой образуется водород и жидкие углеводороды, преимущественно С Cf2 Несмотря на то, что равновесие первой стадии сильно сдвинуто влево, cyNc iapHoe равновесие обеих стадий благодаря отводу продуктов реакции сдвигается в противоположную сторону. Это позволяет получать на подходящих катализаторах высокие выходы водорода. Суммарная реакция идет с выделением небольшого количества тепла, обеспечивая тем самым автотермнчность процесса.

Пример. В реактор загружак т 1 г измельченного до фракции 0,5- 0,25 мм цеолитсодержащего катализатора, содержащего 15% цеолита и 2-3% редкоземельных элементов, включают обогрев, поднимают температуру до проводят предварительную обработку катализатора при 500с в токе азота в течение 2 ч, затем температуру снижают до , включают вибрирующее устройство, обеспечивающее смешение катализатора с сырьем и 5 продуктами реакции, и подают чистый метан. Весовая скорость по метану около 0,6.. Средняя степень превращения метана за 10 мин работы катализатора составляет 85-87%, содержа1Q ние водорода в газообразных продуктах реакции 85-88 об.%, содержание этан-этиленовой фракции не более 0,2 об.%.

5 Материальный баланс на 100 вес.ед. превращенного метана представлен в таблице.