Способ получения газа-восстановителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 14740 19) 14 С 01 ВЗ/38, С 21 В 5/О ге( 1 Рл 1 РАТЕБТЕ; Е,. О 3, ,.Р ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н,8)Мф 2049293, 71. е потоку газов, Поеньше 10 мм длинасо ст авлять не боле сопротивле дпя частиц эоны должн сьхдо схеме двух и боне одноз аиньки, а ига- чаре осу слое к другого ни стиц ил ундовых гнеупор смеси природ и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследоватский институт использования газанародном хозяйстве, подземного хрнения нефти, нефтепродуктов и сжижных газов(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗА-ВОВИТЕЛЯ 7) Изобретение относится к спос м получения газов-восстановит Изобретение относится к способам получения газов-восстановителей и может быть использовано в металлургической, энергетической и химической промьипленности.Целью изобретения является увеличение выхода продукта.Способ осуществляется в насадочном аппарате, имеющем две зоны: верхнюю и нижнюю, равной высоты, Высота слоя насадки определяется размером частиц. Однако она не должна превышать 1,5 м дпя каждой зоны. Прогрев частиц и теплосъем улучшаются по мере снижения размера частиц, но при этом увеличивается и гидравлическое лей и может быть использовано в металлургической, энергетической и химической промышленностях. Для увеличения выхода продукта предлагаетсяосуществлять нагрев инертной насадкипродуктами сжигания топлива, приэтом нагрев насадки сначала ведут впервой по ходу углеводородов зоне,затем проводят конверсию в первой ивторой зонах, после чего ведут нагрев насадки во второй зоне с последующей конверсией со стороны второйзоны, причем насадку берут размеромчастиц 5-20 мм, а отвод продуктовсгорания из зоны нагрева осуществляют при 300-350 С, Изобретение позволяет снизить удельный расход природного газа на 16,3 Х, сжатого воздухана 45,3 У., 2 табл,0,5-1,0 м.Как и в известном способе полния Разов-восстановителей регенетивным методом в предлагаемом спбе для реализации непрерывного ицесса предусмотрено использовани1в технологическойлее реакторов, нодвухзонных,П р и м е р. Разогрев насадкиреакто ществляют за счет сжного газа с воздухом. Размер частицсоставляет 5-20. мм, предпочтительнее10 мм. Общая высота слоя насадки вреакторе была ранна 2,4 м, т.е. высота каждой рабочей зоны аппаратасоставляет по 1,2, Диаметр рабочейзоны аппарата равен 2,6 м.Исходная газ овоздушная смесь наразогрев насадки поступает с коэФФициентом избытка воздуха, равным1,3. Воздух и природный газ предваОрительно нагревают до 300 С. Пройдячерез слой насадки первой зоны аппарата, продукты сгорания с температурой 350 С выводятся из аппарата вмагистраль дымовых продуктов. Количество природного газа, расходуемого на нагрев насадки, составляет791 м/ч, расход воздуха 9036 м /ч, 20Продолжительность периода разогреванасадки равна 8 минПосле завершения стадии нагреванасадки обеспечивается следующеераспределение температур по высотев слое насацки первой зоны аппаратав направлении движения продуктовсгорания: 0,08 м (300-1700 С);1,04 м (1700 С), 0,08 и (1700-300 С),В этот момент во второй зоне аппарата по всей высоте слоя насадкитемпература неизменная и составляет300 С,С переходом к стадии конверсиипрекращается подача воздуха, открывается задвижка подачи водяного пара.Паровую конверсию природного газа .проводят в интервале соотношенийН О/СН=1-0 лучшее ее осуществлятьпри соотношении НО/СН=О,95:1,0, Незначитсльтьг избыток метана в смесипо сравнению со стехиометрическимуравнением предотвращает возможностьразбавления получаемого восстановительного газа водным паром, В то же 45время незначительный избыток свободного углерода не загрязняет газ, таккак он оседает на насадке, главнымобразом в Форме пироуглерода.Как и в режиме разог.;1 ева, исход 50ное дутье для о суще ствления стадиипаровой конверсии природнэго газаОпоступает с температурой 300 С,Дпя осуществления конверсии паро 55газовое дутье с заданным соотношениемпропускают последовательно через две 1,зоны насадки со стороны ее нагретойчасти, т,е. соблюдается прямоток движения исходных продуктов в течениеодного цикла, включающего стадию нагрева и стадию конверсии,Температура получаемого восстаногвительного газа на выходе из аппарата составляет 350 С, После завершения стадии конверсии в реакторе устанавливается следующее распределениетемператур по высоте: в первой зоне300 С (по всей высоте 1,2 м); вовторой зоне 300 С на.высоте, равной0,74 м, 300-1700 С на высоте 0,08 м,1700 С на высоте 0,3 м, 1700-300 Сна высоте 0,08 м.В стадии конверсии поддерживаютсяследующие расходные характеристики,м/ч: природой гаэ 2560, водянойпар 2436, Продолжительность периодаконверсии равна 8 мин.Затем цикл повторяют, осуществляянагрев и последующую конверсию состороны второй реакционной зоны, т.е,ввод потоков в данном цикле по стадиям имеет противоположное направлениепо сравнению с предыдущим цикломи т.д.При получении восстановительногогаз а предлагаемым способом общиеудельные расходы агентов на 1000 мУвосстановительного газа составляютм: метан 335 (что на 16,37. нижечем у известного способа); водянойнар 244, сжатый воздух 904 (что на45,3 Х ниже, чем у известного способа)Получаемый восстановительный газимеет следующий составЕ: СО22; Н 73; Х,Н О и СО 3,0; остальное - азот.В т абл. 1 дано обо снование интервала размера частиц насадки.В табл, 2 дано обоснование температурного уровня (процесс проводилсяпри использовании частиц 0=5 мм). Из табл. 1 и 2 следует, что при использовании частиц насадки размером 5-20 мм расход углеводородного сырья составляет соответственно 334- 337 м, при ислользовании частиц 25-30 мм расход увеличивается до 342-351 м. Использование частиц размером меь 1 ее 5 мм например, 3 и 4 мм гедет к незначительному снижению углеводородного сырья (до 335,3 и 333 м ), но при этом резко возрасзтает гидравлическое сопротивление слоя насадки до 4850-7600 мм вод, ст. соответственно, что требует до-1474078 полнительных энергетических затрат.на компримирование воздуха,1формул а из о брет ения 5Способ получения газа-восстановителя, включающий нагрев слоя инертной насадки продуктами сжигания топлива и конверсию углеводородов в слое разогретой насадки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода углеводородного сырья,Т аблица 1 Значения показателей при диаметре частиц,мм Пок аз ат ели 1 / 3 4 5 10 20 25 30 Гидравлическоесопротивление,мм вод. ст.Расход метанана 1000 и вос 7600 4850 3450 1300 530 400 325 ст ановительного газа 333 333, 5 334 335 337 342 351 Т аблица 2 300 350 400 450 500 334 335 338 343 348 00 250 онденсаия пара.арушениетехно метСоставитель Е.КорниенкоРедактор Г,Волкова Техред Л.Сердюкова орректор М.Васильева аказ 1832/18 Н 1 П 1 ГИ Гос а 435 Тираж Подписное уд рственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5при ГКНТ СС роизводственно издательский комбинат "Патент", г.ужг гарина,101 Температурапродуктов сгорания, СРасход метанана 1000 мвосстановительного газа процесс осуществляют в двух реакционных зонах, нагрев насадки сначалаО ведут в первой по ходу углеводородов зоне, затем проводят конвер сию в первой и второй зонах, после чего ведут нагрев насадки во второй зоне с последующей конверсией со стороны второй зоны, причем насадку берут с размером частиц 5-20 мм, а отвод продуктов сгорания из зоны нагрева осуществляют при 300-350 С.