Способ получения водородсодержащего газа

 

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 тличающийся 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^.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ONINVNI

РЕСПУБЛИК

0Э 01) А

s(59 С01В344

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОГНРЬПМЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ILSTOPCNOMV СаИдатеаатвм

ОФ

М (21) 1617452/23-26 (22) 19. 02. 71 (46) 07.10.84. Бюл. И 37 (72) A.P. Брун-Цеховой и Я.Р. Кацобашвили (71) Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева (53) 661.961.621(088.8) (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛучЕНИЯ ВОДО-, РОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА путем паровой каталитической конверсии углеводородного сырья в кипящем слое катализатора с твердым циркулирующим теплоносителем, способным поглощать образующийся при конверсии углекислый газ, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения условий поглощения углекислого газа и интенсификации процесса, теплоноситель-поглотитель подают сверку через кипящий слой катализатора с размером частиц в 4-12 раз больше частиц катализатора, 2. Способ по п. 1, о т л и ч alo шийся тем, что катализатор, уносимый теплоносителем-поглотителем, отделяют в сепарационной зоне и возI вращают в проиесс1

1 465897

Изобретение относится к способам получения водородсодержащего газа для процессов гидрокрекинга и гидроочист ки нефтей, их остатков и нефтепродуктов, а также для получения азотоводо- 5 родной смеси для синтеза аммиака и синтез-газа для других целей .

Известен способ получения водородсодержащего газа путем паровой ката,питическай конверсии углеводородов 10 в присутствии веществ, поглощающих образующийся при конверсии углекислый газ непосредственна в условиях реакции.

Способ заключается в том, что в реактор конверсии с кипящим слоем катализатора при числе псевдоожижения, близком к единице, вводят мелкозернистый материал, садеражщий окись кальция. При этом происходит разделе- 20 ние частиц т, слое по плотности и раз" меру, и более легкие частицы собираются в верхней части слоя. Этим определяется способ ввода частиц паглот ггеля, которые в известном способе 25 вводятся в нижнюю часть слоя и выводятся сверху.

Недостатками такого способа являются: необходимость работы в узком диапазоне скоростей фильтрации, так З< как тапх ко при этом достигается более ыш менее полное раз еление; аграяиченнал прапзвадительнасть реакто" ра; не оптимальные условия теплаабмена между кипящим слоем катализатора и частицами паглатителя, так как мак

;.35 симальнае значение коэффициента теплопередачи достигается при числе псевдаажижсния 2,5-3,5; неизотермичность кипящего спал при числе псевдоажиже40 пня, близком к единице.

Целью изобретения является осуществление процесса в оптимальных услови" ях.

Для этого теплоноситель-поглотитель падают сверху через кипящий слой катализатора„ причем размер частиц теплоносителя-паглотителя в 4-12 раз больше размера частиц катализатора.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В реактор с кипящим слоем катализатора на основе никеля, образованном восходящим потоком смеси сырья и водяного пара, вводят сверху в виде 55 падающего слоя теплоноситель-поглоти% тел -.. Расход тепла и реакторе покрыва г, я как за счет явного тепла теп3 лонасителя-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 сепарацианную 3ОНу, возвращают в регенератор, в котором образующийся карбонат разлагают путем нагревания до необходимой температуры.

Для успешной работы описываемой схемы важйое значение имеет соотношение размеров частиц теплоносителяпаглатителя и катализатора. Оно выбирается, исходя из условий разделения этих материалов. Змспериментально установлено, 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 Вести процесс в оптимальных условиях в отношении теплопередачи, а также исключить ограничения производительности реактора, связанные с потерями катализатора или унасом поглотителя из реакционной зоны.

Пример 1. Получение техническога водорода.

Б качестве теплоносителя-поглотителя применяют специально приготов ленный 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 0,2-0,3мм.

Опыт проводят на пилотной установке с реактором диаметром 100 мм при следующих условиях:

Давление, атм 30

Температура, С: в реакторе 700-720 в регенераторе 1050-1080

Соотношение H 0:Ñ 6:1

Объемная скорость, ч 10000

465897

Циркуляция теплоносителя-поглотителя, кг/ч

150

Составитель

Редактор О. Филиппова Техред jI,Êîöþáíÿê

Корректор А. Ильин

Заказ 7024/1 Тираж 463 е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав сырья — природного газа следующий, мол. : СН+ 93, 11; С, Н

3,76; СзНа 0,77; С Н о0,31; Ng 2,02.

Полученйьп1 из реактора сухой газ имеет следующий состав, мол. :

С0 0,51

С0 0,22

Н2 98,04

СН 1,23

Концентрация катализатора в циркулирующем теплоносителе-поглотителе

0,0002 мас., что соответствует потерям катализатора 0,05X/÷.

Пример 2. Получение азотоводородной смеси.

При осуществлении конверсии при- 20 родного газа, содержащего, : метан

93,1; азот 2,1; этан 4,8; пропан и бутан, в кипящем слое микросферического алюмоникелевого катализатора размером частиц 0,2-0,3 мм в качест- д: ве теплоносителя-,„поглотителя используют специально синтезированный мате4 риал в виде сферических гранул диаметром 1,5-1,6 мм. Прочность, определенная в приборе типа "Эрлифт", 93-95 мас.X. Поглотительная способность при 750 С и давлении С02

750 мм рт. ст., 0,08-0,1 r/r.ìèí.

Конверсию проводят в следующих условиях:

Давление, атм 30

Температура, С: о в реакторе 780-790 в регенераторе 1050-110

Соотношение Н20:С 3:3,5

Циркуляция теплоносителя, кг/ч 1 10-120

Объемная скорость, ч 22300

Полученный газ имеет следующий состав, мол.X:

112 0,5

5,4

СО 7,3

77,0

СН 9,8

Концентрация катализатора в теплоносителе, выходящем из реактора, составляет 0.0005 мас. .