Способ получения синтетического газа (синтез-газа), способ получения диметилового эфира с использованием синтез-газа (варианты) и печь для получения синтез-газа (варианты)
Владельцы патента RU 2337874:
ТАЙЁ НИППОН САНСО КОРПОРЕЙШН (JP)
ЛНГ ДЖАПЭН КОРПОРЕЙШН (JP)
ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН (JP)
ДЖАПЭН ПЕТРОЛЕУМ ЭКСПЛОРЕЙШН КО., ЛТД. (JP)
МАРУБЕНИ КОРПОРЕЙШН (JP)
ТОЙОТА ЦУСО КОРПОРЕЙШН (JP)
ИНПЕКС КОРПОРЕЙШН (JP)
ХИТАЧИ, ЛТД. (JP)
ДжФЕ ХОЛДИНГЗ, ИНК. (JP)
ДжФЕ ЭНДЖИНИРИНГ КОРПОРЕЙШН (JP)
ТОУТАЛ ГЭЗ ЭНД ПАУЭР ВЕНЧЕРЗ (FR)
Изобретения относятся к способу получения синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, и пониженные концентрации диоксида углерода, способу получения диметилового эфира, а также печи для получения синтез-газа. Способ получения синтез-газа заключается в реформинге газа путем неполного сгорания углеводорода в пространстве над слоем катализатора в печи, при этом температура на выходе из слоя катализатора составляет 1100-1300°С, а концентрация диоксида углерода в синтез-газе составляет не более 10 об.%, причем время удерживания газа сверху каталитического слоя составляет 2 секунды или более. Из синтез-газа получают диметиловый эфир. Печь для получения синтез-газа, предусматривает эффузию сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окислитель, поступающий из горелки, расположенной в верхней части печи, неполное сгорание углеводорода в пространстве над слоем катализатора внутри печи и получение синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в каталитическом слое. В первом варианте выполнения печи пространство над слоем катализатора удовлетворяет условиям (1) и (2):
(1) L≥D/2×cotanθ1 и
(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 секунды или более, где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ1 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ1≤9°. Во втором варианте выполнения печи указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2) и (4):
(1) L≥D/2×cotanθ1 и
(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 секунды или более, и
(4) L≥10d,
где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ1 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ1≤9°, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ. Изобретения позволяют получить синтез-газ, не содержащий углеводороды, и обеспечивающий в нем низкие концентрации диоксида углерода. 6 н. и 7 з.п. ф-лы, 14 ил., 7 табл.
Текст описания приведен в факсимильном виде.
1. Способ получения синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в качестве основных компонентов, заключающийся в реформинге газа путем неполного сгорания углеводорода в пространстве над слоем катализатора в печи, предназначенной для генерации синтез-газа, при этом температура на выходе из слоя катализатора составляет 1100-1300°С, а концентрация диоксида углерода в синтез-газе составляет не более 10 об.%, причем время удерживания газа сверху каталитического слоя составляет 2 с или более.
2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что полученный синтез-газ быстро охлаждают до 600°С или ниже сразу после завершения каталитической реакции.
3. Способ получения диметилового эфира из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, заключающийся в использовании синтез-газа, полученного способом по пп.1 и 2.
4. Способ получения диметилового эфира из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в соотношении 1:0,8-1,2, заключающийся в использовании синтез-газа, полученного способом по пп.1 и 2.
5. Печь для получения синтез-газа, предусматривающая эффузию сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окислитель, поступающий из горелки, расположенной в верхней части печи; неполное сгорание углеводорода в пространстве над слоем катализатора внутри печи; и получение синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород в каталитическом слое, в которой пространство над слоем катализатора удовлетворяет условиям (1) и (2):
(1) L≥D/2·cotan θ1 и
(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ1 представляет собой 
угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ1≤9°.
6. Печь по п.5, характеризующаяся тем, что верхняя часть печи выполнена конической и в ней обеспечено дополнительное условие (3):
(3) θ2≥25°,
где θ2 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической верхней части печи.
7. Печь для получения синтез-газа, содержащего водород и оксид углерода в слое катализатора в результате эффузии потока сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окисляющий агент, поступающий из горелки, установленной в верхней части печи, и неполного сжигания углеводорода в пространстве на каталитическим слоем, сформированном внутри печи, причем указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2) и (4):
(1) L≥D/2·cotan θ1 и
(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, и
(4) L≥10d,
где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ1 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ1≤9°, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ.
8. Печь для получения синтез-газа, содержащего водород и оксид углерода в слое катализатора, в результате эффузии потока сырья, содержащего, по меньшей мере, углеводород и окисляющий агент, поступающий из горелки, установленной в верхней части печи, и неполного сжигания углеводорода в пространстве на каталитическим слоем, сформированном внутри печи, причем указанное пространство над слоем катализатора удовлетворяет следующим условиям (1), (2), (3) и (5):
(1) L≥D/2·cotan θ1 и
(2) время удерживания газа в пространстве составляет 2 с или более, и
(3) θ2≥25°
(5) D≥3d,
где L обозначает высоту пространства над слоем катализатора, D - внутренний диаметр печи, θ1 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической ширины эффузионного потока, поступающего внутрь печи из горелки, и имеет значение в интервале 6,5°≤θ1≤9°, θ2 представляет собой угла при вершине вертикального сечения конической верхней части печи, a d - минимальный диаметр окружности, охватывающей все отверстия горелки, через которые вытекает газ.
9. Печь по п.8, характеризующаяся тем, что обеспечивает условие (4):
(4) L≥10d
10. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что концентрация диоксида углерода в синтез-газе, полученном при температуре на выходе из слоя катализатора 1100-1300°, составляет 10 об.% или менее.
11. Печь по п.10, характеризующаяся тем, что после завершения каталитической реакции синтез-газ быстро охлаждают до 600°С или ниже.
12. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что диметиловый эфир получают из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, которые образуются в печи для приготовления синтез-газа.
13. Печь по одному из пп.5-9, характеризующаяся тем, что диметиловый эфир получают из синтез-газа, содержащего оксид углерода и водород, в соотношении 1:0,8-1,2, которые образуются в печи, предназначенной для получения синтез-газа.
Приоритет по пунктам
06.03.2003 - по пп.1-4;
04.03.2004 - по пп.5-13.
