Способ конверсии метана

Авторы патента:

Мечев Валерий Валентинович (RU)

Власов Олег Анатольевич (RU)

Власова Фарида Георгиевна (RU)

C10G9/36 - с нагретыми газами или парами

C01B3/38 - Неметаллические элементы; их соединения

Владельцы патента RU 2682576:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к способам каталитической конверсии метана и может быть использовано в топливной, химической и металлургической промышленности. Способ включает взаимодействие метана с газом на никельсодержащем катализаторе. При этом в качестве газа используется газ от сжигания твердых бытовых отходов в печах газификации, который смешивают с метаном на никельсодержащем катализаторе при отношении суммы массовых частей (Н₂О+СО₂) в газе от сжигания твердых бытовых отходов к метану (0,85-1,25):1 при температуре 900-1400°С. Технический результат изобретения заключается в удешевлении процесса, а также в экономии природного газа. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к способам каталитической конверсии метана и может быть использовано в топливной, химической и металлургической промышленности.

Известен способ конверсии метана, включающий взаимодействие метана с водяным паром на катализаторе, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с, температуре расплава 1250-1400°С с последующей регенерацией катализатора периодической продувкой его кислородом воздуха. (Патент РФ №2517505, от 26.12.2012, опубл. 27.05.2014 Бюл. №15)

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ конверсии метана (Патент РФ №2241657 от 16.04.2001, дата публикации 20.06. 2003, Бюл. №17) включающий взаимодействие метана с водяным паром на никельсодержащем катализаторе при соотношении пар : газ (0,9-1,2):1, а в качестве катализатора используется жидкая никельсодержащая медь, через которую продувают парогазовую смесь. Время пребывания смеси в расплаве не менее 0,5 сек., температура расплава 1250-1400°С.

Недостатками данного способа являются большие энергозатраты на нагрев реагентов.

Задачей изобретения является удешевление процесса.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу конверсии метана, включающему взаимодействие метана с газом на никельсодержащем катализаторе, при использовании газа от сжигания твердых бытовых отходов в печах газификации, которые смешивают с метаном на никельсодержащем катализаторе при отношении суммы массовых частей (Н₂О+СО) в газе от сжигания твердых бытовых отходов к метану (СН₄)-(0,85-1,25):1 при температуре 900-1400°С.

Конверсия метана в синтез-газ (СО+Н₂) одна из важнейших химических реакций, пригодная для промышленного получения водорода и дающая начало синтезу углеводородов (жидкое топливо) и других технически ценных продуктов. Существует три метода окислительной конверсии метана в синтез-газ [1]:

паровая конверсия

парциальное окисление кислородом

углекислотная конверсия

Отходящие газы от сжигания твердых бытовых отходов в печах газификации имеют следующий состав: СО, СО₂, Н₂, Н₂О_пар, N₂. Температура отходящих газов в зависимости от типа используемых печей лежит в пределах от 850 до 1400°С.

В связи с практически полным отсутствием чистого кислорода в отходящих газах от сжигания твердых бытовых отходов в печах газификации, реакции конверсии метана которые могут проходить являются 1 и 3.

Ниже 0,85 в отношении суммы массовых частей (Н₂О+СО) в газе от сжигания твердых бытовых отходов к метану (СН₄) приводит к необоснованному расходу метана при прохождении реакций 1, 3, а при увеличении его выше 1,25 приводит к не полному прохождению этих реакций. При снижении температуры меньше 900°С выход СО и Н₂ по реакциям 1, 3 резко снижается, а увеличение температуры выше 1400°С приведет к снижению стойкости катализатора.

Опыты по получению синтез-газа из отходящих газов печей газификации твердых бытовых отходов и метана проводили на синтезированных газах по составу близких к составу газов полученных при сжигании твердых бытовых отходов в печах газификации. Для осуществления процесса была изготовлено устройство, изображенное на фиг.

Устройство изготовлено из алунда 1 с двумя вставленными в него алундовыми трубками для ввода смеси газов (газа близкого по составу близкого от печи газификации+метан) и вывода синтез-газа. При прохождении через устройство смесь газов обтекает никельсодержащий катализатор 2. В конечных продуктах определяли содержание СО, Н₂ и N₂. Результаты проведенных опытов сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что максимальный общий выход Н₂ и СО достигает 88,4%. Использовать данное изобретение можно на мусоросжигающих предприятиях, где природный газ идет для получения более чистого синтез-газа при переработке твердых бытовых отходов, а варьируя влажностью отходов можно менять состав синтез-газа для получения различных продуктов, например, метанола либо диметилового эфира - «топлива 21 века». Кроме того это даст возможность достичь экономии природного газа до 25-30%.

Способ конверсии метана, включающий взаимодействие метана с газом на никельсодержащем катализаторе, отличающийся тем, что в качестве газа используется газ от сжигания твердых бытовых отходов в печах газификации, который смешивают с метаном на никельсодержащем катализаторе при отношении суммы массовых частей (Н₂О+СО₂) в газе от сжигания твердых бытовых отходов к метану (0,85-1,25):1 при температуре 900-1400°С.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано, в частности, для повышения глубины переработки тяжелого нефтяного сырья.

Способ получения углеводородных продуктов // 2671975

Изобретение относится к способу получения углеводородных продуктов, включающему: а) обеспечение С4 углеводородного потока (С4), который содержит по меньшей мере 80 масс.

Термический крекинг сырых нефтей и тяжелого сырья для получения олефинов в реакторах пиролиза // 2663622

Изобретение относится к термическому крекингу углеводородных смесей, таких как неотбензиненные сырые нефти или другие углеводородные смеси, для получения олефинов.

Комбинированная установка первичной переработки нефти элоу-автк // 2659035

Настоящее изобретение относится к комбинированной установке первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТК. Установка включает блок термической конверсии и блок фракционирования, оснащенный линиями подачи подготовленной нефти, вывода газа и нафты и дизельной фракции, соединенный линией подачи паров с блоком термической конверсии.

Способ термического крекинга органических полимерных отходов // 2645338

Изобретение относится к переработке органических полимерных отходов в моторное топливо и химическое сырье, которое может быть использовано в органическом и нефтехимическом синтезе.

Способ получения углеводородных продуктов // 2643819

Изобретение относится к способу получения углеводородных продуктов, включающему: а) приготовление углеводородного потока (С4), который преимущественно содержит разветвленные и неразветвленные углеводороды, каждый содержащий четыре атома углерода.

Способ парового крекинга // 2640592

Описан способ парового крекинга, включающий нагревание жидкого исходного сырья в конвекционной секции крекинг-печи и последующую подачу указанного материала в радиационную секцию крекинг-печи для проведения в ней реакции крекинга, при этом для проведения реакции крекинга в крекинг-печь подают моноолефинсодержащий поток в соответствии с по меньшей мере одним из следующих режимов: режим А (смешивание первой смеси с жидким исходным сырьем, нагревание полученной смеси в конвекционной секции и затем подача ее в радиационную секцию для проведения реакции крекинга), режим В (подача моноолефинсодержащего потока или первой смеси к впускному отверстию радиационной секции и смешивание его с материалом из конвекционной секции) и режим С (подача моноолефинсодержащего потока или первой смеси к выпускному отверстию радиационной секции и смешивание его с продуктами первой реакции крекинга для проведения второй реакции крекинга).

Способ получения олефинсодержащих продуктов термическим парофазным крекингом // 2636148

Изобретение относится к способу получения олефиновых продуктов. Способ получения олефиновых продуктов осуществляют термическим парофазным крекингом первого печного исходного сырья из углеводородов в по меньшей мере одной первой крекинг-печи (2) и второго печного исходного сырья из углеводородов в по меньшей мере одной второй крекинг-печи (1), причем первое печное исходное сырье в по меньшей мере одной первой крекинг-печи (2) по меньшей мере частично преобразуется в первый продуктовый поток (F), а второе печное исходное сырье в по меньшей мере одной второй крекинг-печи (1) по меньшей мере частично преобразуется во второй продуктовый поток (F'), причем из первого продуктового потока (F) выделяют первое пиролизное масло (Ρ), а от второго продуктового потока отделяют второе пиролизное масло (Ρ*), и первое пиролизное масло (Р) по меньшей мере частично обрабатывают химически.

Комбинированная установка переработки нефти элоу-автк/бс // 2632260

Настоящее изобретение относится к комбинированной установке первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТК/БС, включающей блок термической конверсии и блок фракционирования, оснащенный линиями подачи подготовленной нефти, вывода газа, нафты и дизельной фракции, соединенный линией подачи паров с блоком термической конверсии.

Способ конверсии углеводородных исходных материалов с получением потоков олефиновых продуктов посредством термического парового крекинга // 2627665

Изобретение относится к способу конверсии состоящих из углеводородов исходных материалов путем термического парового крекинга с получением по меньшей мере одного содержащего олефины потока продукта, содержащего по меньшей мере этилен и пропилен, с по меньшей мере частичной конверсией исходных материалов по меньшей мере в одной первой крекинг-печи (1) и по меньшей мере в одной второй крекинг-печи (2), в котором свежий исходный материал (B) разделяют по меньшей мере на одну первую и одну вторую фракции (B1, B2) свежего исходного материала, имеющие различный состав, и первую фракцию (В1) свежего исходного материала направляют по меньшей мере частично в первую крекинг-печь (1), а вторую фракцию (B2) направляют по меньшей мере частично во вторую крекинг-печь (2).

Получение графена и графана // 2682166

Изобретение относится к способу получения в электрохимической ячейке одной или более структур, выбранных из графена, графитовых нанопластинчатых структур с толщиной менее 100 нм и графана.

Дуговой способ получения графена // 2681630

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для получения композиционных материалов с высокой электро- и теплопроводностью. Графитовый стержень заполняют графитовым порошком с добавкой порошка кремния в концентрации 16,5-28 мас.

Способ прочного соединения изделий из графита // 2681628

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для изготовления блоков из графитовых деталей, способных использоваться при высоких температурах.

Способ получения дзета-отрицательной дисперсии наноалмазов и дзета-отрицательная дисперсия наноалмазов // 2681615

Изобретение относится к нанотехнологии. Порошок карбоксилированных наноалмазов суспендируют в жидкой среде из группы, включающей полярные протонные или апротонные растворители, биполярные апротонные растворители, ионные жидкости или их смеси, например, в воде.

Способ получения мезопористого углерода // 2681005

Изобретение может быть использовано в качестве электродного материала в химических источниках тока, носителя катализаторов и сорбента медицинского назначения. Металлорганическое соединение - глицеролат цинка состава Zn(С3Н7О3)4 - термообрабатывают в инертной атмосфере при 500-750°С.

Огнеупорный высокопрочный композит (овк) и способ его изготовления // 2680992

Изобретения могут быть использованы при изготовлении материалов для аэрокосмической, ракетной и военной техники, а также для электронной промышленности. Огнеупорный высокопрочный композит (ОВК) образован как многослойная структура путем многопроходной пакетной прокатки (МПП) и состоит из повторения пакетов слоёв углерода в виде графита или графена, а также слоёв металлов, по крайней мере один из которых является тугоплавким, и/или соединений металлов, в состав которых входит минимум один тугоплавкий металл, и/или карбида тугоплавкого металла.

Способ получения наноразмерных алмазов // 2680512

Изобретение может быть использовано в квантовой физике, биологии и медицине. Готовят смесь из порошков углеводорода и легирующей добавки, в которую дополнительно вводят порошок ультрадисперсного алмаза с размером частиц 3-4 нм.

Способ экстракции фосгена // 2680496

Изобретение относится к способу экстракции соединения ряда фосгена из исходного потока газа, включающему: обеспечение мембранного контакторного модуля, содержащего мембрану, которая имеет по меньшей мере две стороны: газовую сторону и жидкостную сторону; обеспечение возможности протекания исходного потока газа, содержащего соединение ряда фосгена на газовой стороне мембраны; и обеспечение возможности протекания потока жидкого экстрагента, подходящего для растворения соединения ряда фосгена, на жидкостной стороне мембранного контакторного модуля, чтобы поток жидкого экстрагента абсорбировал соединение ряда фосгена из исходного потока газа и обеспечивал второй поток жидкого экстрагента, обогащенный соединением ряда фосгена, причем исходный поток газа содержит соединение ряда фосгена и второе газообразное соединение, выбираемое из группы, состоящей из хлороводорода, угарного газа, углекислого газа, азота и/или хлора, а также любой их комбинации; в котором поток жидкого экстрагента имеет в отношении соединения ряда фосгена более высокую растворяющую способность, чем в отношении второго газообразного соединения; и в котором обеспечивается обедненный соединением ряда фосгена поток второго газа.

Способ получения ультра- и нанодисперсных порошков тугоплавких карбидов переходных металлов iv и v подгрупп // 2680339

Изобретение относится к получению порошков тугоплавких карбидов переходных металлов IV и V подгрупп с температурой плавления, превышающей 3000°С. Способ включает термообработку шихты, отмывку и сушку порошка.

Установка ускоренного термического разложения под высоким давлением под воздействием микроволнового излучения, капсула и способ ее использования // 2680063

Изобретение относится к производству углекислого газа, предназначенного для применения в газированных напитках. Установка термического разложения 100 содержит генератор радиочастотной (РЧ) энергии 130, РЧ-антенну 135 или электрод, подключенный к указанному генератору РЧ-энергии 130 для подведения тепла для термического разложения материала (гидрокарбоната натрия), по меньшей мере одну капсулу 120, содержащую термически разлагаемый материал, капсульную камеру 110 с герметизируемым отверстием, выполненную с возможностью помещения и содержания в себе по меньшей мере одной капсулы 120, а также способностью выдерживания заданного давления, образующегося в указанной капсуле 120, и по меньшей мере один канал 140, имеющий первый конец 145а, открытый со стороны указанной капсулы 120, и второй конец 145b, соединенный с напорным клапаном 150.

Способ обработки натрия, осажденного на элементах ядерного реактора, и способ промывки топливной кассеты ядерного реактора с использованием указанного способа обработки // 2682639

Группа изобретений может быть использована в ядерной энергетике для обработки объектов, включающих элементы, омываемые натрием. Для обработки натрия, осажденного на элементах ядерного реактора, его погружают в водный раствор соли, представляющий собой раствор карбоксилата или аминокарбоксилата. Для промывки топливной кассеты ядерного реактора, в котором натрий используется в качестве теплоносителя, помещают кассету в контейнер, нагнетают раствор карбоксилата или аминокарбоксилата до погружения кассеты, обеспечивают циркуляцию раствора в контейнере с тем, чтобы экстрагировать водород, образовавшийся в указанном контейнере. Обеспечивается повышение эффективности и сокращение времени промывки элементов от остаточного натрия. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.