Способ получения водородсодержащего газа

(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОД- СОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА путем кислодной конОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВ 3740878/23-216.05.84(71) Ордена ТрудоЗнамени институт(56) Производствогаза для синтезаиз углеводородныхА,Г.Лейбуш. М.: ХСправочник азоХимия, 1967,с. 71 801188095 А версии природного газа на твердом йеподвижном слое нагретого катализатора при температуре 850-1150 С под ,давлением 1,7-40 атм.с предварительным нагревом исходной газовой смеси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов и удешевления процесса, исходную смесь на катализатор подают с температурой 120-300 С, а нагрев катализатора осуществляют путем изменения направления подачи газовой смеси на противоположное через 5-120 мин.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что процесс ведут при содержании кислорода в исходной смеси 0,40-0,53 м на 1 м природного газа.Изобретение относится к переработке газообразных углеводородов, а именно к получению водорода и синтез газа реакцией газообразных углеводородов, например природного газа, с 5 газообраэующими кислородсодержащими смесями.Целью изобретения является повышение выхода целевых продуктов и удешевление процесса.10Способ осуществляют следующим образом.На предварительно нагретый до 600 С катализатор подают исходную реакционную смесь природного газа, 15 водяного лара и кислорода в объемном отношении 1:1:0,45 с температуройо120 С при давлении 1,7 атм. От прямого контакта с нагретым катализатором смесь нагревается. При достижении 20 температуры начала реакции 450-550 Со начинается реакция окисления природного газа кислородом. При этом температура на длине слоя 8-.10 см возрастает с 450-550 до 1000-1050 С, Од новременно с реакцией окисления природиого газа протекает эндотермическая реакция природного газа с водяным паром. При этом катализатор со стороны входа исходной реакционной 30 смеси, отдавая тепло, будет охлаждаться до температуры смеси, На участках слоя катализатора, прилегающих к выходу, температура будет понижаться за счет протекания эндотермической реакции природного газа с водяным паром. В результате действия такого механизма передачи тепла по длине слоя катализатора возникает движущийся тепловой фронт зона реакции), температурный профиль кото. рого определяется начальной концентрацией кислорода и другими параметрами,Для того, чтобы движущийся Фронт реакции не вышел из слоя катализатора, необходимо периодически изменять направление движения исходной реакционной смеси, на противоположное через каждые 40 мин. При этом опять охлаждается участок слоя катализатора, прилегающий к месту ввода реакционной смеси, нагретый во время предыдущего полуцикла за счет тепла реакции природного газа с кислоро дом. Тепловой Аронт перемещается в противоположном направлении, Через несколько переключений в реакторе устанавливаются периодически повторяющиеся температурные и концентрационные профили по длине слоя, В этом случае время контакта на участке слоя катализатора, прилегающем к выходу, будет мало и реакционная смесь сохраняет состав, характерный для зоны максимальных температур, где происходит основное превращение. В результате такого протекания процесса температура конвертированного газа на выходе на 50-300 С превышаает температуру исходной смеси, в то время, как в зоне реакции температура достигает 1100 С.П р и м е р 1, На вход реактора автотермической конверсии подают реакционную смесь, содержащую реагенты - природный газ: водяной пар;кислород в объемных соотношениях 1: 1: :0,45. Давление 1,7 атм, температура смеси на входе в слой 120 С,До ввода реакционной смеси в реактор слой катализатора разогрет до 600 С. В начале слоя образуется реакционная зона с высоким (доо1000 С) значением температуры. Через время, равное времени полуцикла, направление потока реакционной смеси переключают на обратное, т.е. место вывода реакционной смеси становится местом ввода и наоборот, В данном примере осуществляется изменение направления движения потока реак ционной смеси через 5 мин. Средний за цикл выход водорода составляет 2,3 мэ на 1 м природного газа при степени превращения по метану (сухой гаэ) 987.П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Температура смеси на входе 150 С, давление 1,7 атм, время полуцикламин. Состав реакционной смеси: природный газ:водяной пар:азот:кислород в объемном соотношении 1;1:0,75:0,4. Выход водорода 2,35 мз/м природного газа. П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1. Температура смеси на входе 200 С, давлениео40 атм, время полуцикла 5 мин. Состав реакционной смеси: природный газ:водяной пар;диоксид углерода: :кислород в объемном соотношении 1:0,9:0,4;0,53. Выход водорода 2,2 мэ /мэ природного газа,Составитель Н.БухароваТехред О.Неце Корректор С.Шекмар Редактор И.Ковальчук Заказ 6668/19 , Тираж 461 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1, Температура смеси на входе 300 С, давлениео1,7 атм, время полуцикла 10 мин. Состав реакционной смеси: природный газ:водяной пар:кислород в объемном соотношении 1: 1:0,4. Выход водорода 2,4 м /м природного газа.П р и м е р 5. Способ осуществ-, ляют аналогично примеру 1. Температура реакционной смеси на входе 200 С, давление 20 атм, время полу- цикла 120 мин.Состав реакционной смеси: природный газ:водяной пар, азот, кислород. 188095 4На 1 м природного газа приходится0,5 м кислорода. Выход водорода2,24 м /м природного газа. П р и м е р 6. Способ осуществляется в стационарных условиях (безпереключения направления подачи смеси). На слой катализатора подаютреакционную смесь с температурой 10 450 С и добавлением 0,6 м технического кислорода на 1 м природногогаза. При давлении.1,7 атм и степени,превращения по метану 983 (сухойгаз) выход водорода составляет2,1 м/мф природного газа.