Способ получения водородсодержащего газа

АРЙ 200 МУ СВИДЕТЕЛЬ ВТО 69/2(21) 47362 (22) 20,09 (46) 23,10 (71) Гасу тельский мышленн синтеза (72) М.Х,С 0106076,ИЯ ВОДОРОДСОтся к способам полпроизводства амми 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР.92. Бюл, % 39дарственный научно-исследоваи проектный институт азотной проости и продуктов органического осна, Л.Н,Никитина и М.П,Шил(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕДЕРЖАЩЕГО ГАЗА(57) Изобретение относ учения синтез-гэзэ для Изобретение относится к процессу получения синтез-газа для производства аммиака. метанола, высших спиртов и водорода из углеводородов. таких. как природный газ, методом 2 х-ступенчатой пэрокислородной или парокислородовоздушной конверсии.Целью изобретения является снижение энергозатрат,Пример 1,Технологический природный газ, содержащий СНд=.94,65%, Н 2=4.00%, й 2=1,34% под давлением 4,3 МПа и температурой 380 С смешивэ)пт в смесителе с водяным паром, в соотношении 1:2,5 и с температурой смеси 320 С он поступает в теплообменник, где за счет косвенного теплообмена с конвертированным газом после вторичного риформинга нагревается до температуры 450"С. С этой температурой парогазовэя смесь поступает в реакционные трубы конвертера трубчатого, где за счет тепла конака, метанола, высших спиртов. Цель изобретения - снижение энергозатрат. Для достижения указанной цели в способе двухступенчатой каталитической кон версии углеводородного сырья путем разложения его на первой ступени в присутствии водяного пара за счет косвенного теплообмена с продуктами разложения второй ступени, осуществляемой в присутствии кислородсодержащей газовой смеси, нагретой до температуры 700-900 С. согласно изобретению кислородсодержащую газовую смесь перед нагреванием смешивают с теплоносителем в соотношении теплоноситель/кислород, равном 0,5-30. 1 табл. вертированного газа после вторичного риформинга нагревается и одновременно протекает процесс конверсии с образованием конвертированного газа следующего состава, % об: СО 2 - 4,54, СО - 10,44, Нг - 50,29, К 2 - 0,28. СН 4 - 4,72. Н 20 - 20,73, который поступает в смеситель шахтного конвертера. Сюда же в соотношении ЧооздМсн,=1,354 подают технологический воздух, сжатый в компрессоре до давления 4 МПа, насыщенный влагой в смесителе до соотношения Чн ОИО =30 и нагоетый в теплообменниках газотурбокомпрессорного агрегата до температуры паровоздушной смеси 700 С, Температура конвертированного газа после шахтного конвертера 950 С, а состав влажного газа:СО 2 СО Н 2 И 2 СН) Н 2 О 4,44 2,10 20,34 747 0,01 65,64 Состав конвертированного гэзэ после двухступенчатой конверсии метана имеетсоотношение /Н 2+СО/К 2=3,00, После охлаждения о конвертере, теплообменнике и в парогенераторе конвертированный газ поступает о коноертер оксида углерода, После доконверсии оксида углерода, очистки от диоксида и метанирования может использоваи мддяФинтеза аммиака,П р,м е р 2 ФТВ,же, что и о примере 1, но АЙФлоГичВскиф о(здух, нлсыщенный олагоФ в Смесителе до соотношения В(,О/Чб,=-"0;5, нагревается о подогревателях до 900 С и с этой температурой подается о шахтный конвертер,Соотношение технологический воздух;природный газ=1,73, Температура конвертированного газа на выходе из шахтного конвертера - 950 С, Сухой конвертированный газ имеет следующий состав:СО 2=6,99, С 0=.12,27 , Н 2=50,04%, К 2=29,77, СН 4=0,93/о, что соответствует соотношению после стадий конверсии оксида углерода, отмывки от диоксида углерода и метанированил Н 2/К 2=2,044. После стадии метанирования устанавливается низко- температурный блок выделения избыточного азота, в котором энергия избыточного азота используется для покрытил потерь холода. Энергетический баланс низкотемператуоного блока покрывается при соотношении Н 2/Н 2=2,05; Прй большем соотношении необходимо подводить дополнительный холод, а при меньшем соотношении энергия избыточного азота не используетсл для покрытия потерь холода.После низкотемпературного блока азотоодородная смесь с соотношением Н 2/К 2=3 поступает на синтез аммиака.ПримерЗ.То же, что и в примере 2, но вместо технологического воздуха применяетсл кислород, который о смесителе смешивается с диоксидом, углерода до отношения Чсо.,/Чо, нагревается в подогревателях и до 800 С и с этой температурой поступает в шахтный конвертер, Температура конвертированного газа на выходе из шахтного реактора 950 С, а сухой конвентированный газ имеет следующий состав: С 02=36,63%, СО -- 31,01%, Н 2=-31.6 /о,СН 4=0,3 /о, М 2=0,46%.После отмывки конвертированного газаот СО 2 и с соотношением Н 2/СО=1 напрао 5 ляется на синтез высших спиртов,Ниже приведена таблица сравнительных данных предлагаемого способа с прототипом.Из таблицы следует, что заявляемое тех 10 ническое решение позволяет снизить энергоемкость процесса по сравнению соспособом прототипа на 1 т. КНз на 0,020,326 гкал. При запредельных значениях соотношения теплоносителя к кислороду15 снижение энергозатрат не происходит, Прибольшем соотношении теплоносителя к кислороду происходит переизбыток тепла, неприводящего к улучшению технологическихпоказателей. Так при соотношении тепло 20 .носителя к кислороду больше 30 соотношение Н 2/К 2 после конверсии метанастановится равным 3,2, что требуег выводачасти водорода в виде продувочных газовпри безвозвратной потере энергии с подо 25 греоом парокислородной смеси, При соотношении теплоносителя к кислородуменьше 0,5 состав конвертированного газаиглеет соотношение Н 2/М 2 меньше, чем 2,что связано с дополнительным расходом30 воздуха и необходимостью вывода избыточного М 2 из низкотемпературного блока снерациональной потерей его давления,Формула изобретения 35 Способ получения водородсодержаще. го газа, включающий паровую конверсиюуглеводородного сырья в трубчатом коноертере и доконверсию в шахтном реакторе в присутствии предварительно нагретой до 40 700-900 С кислородной смеси и газ, получаемый на стадии доконверсии, подают в межтрубное пространство трубчатого конвертера, после чего его отводят из процесса, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью 45 снижения энергозатрат, кислороднуюсмесь перед нагреванием смешивют с водяным паром или диоксидом углерода в объемном отношении 0,5-30 соответственно,1770265 Наиивнование Единицаизнеренив Прототип ккал/г 1 впь/уоОв 5 чп л/чае 19 натур натур гкал/ч 4,892,47 0,672 0,515 77 0,51 Иощность конпреса воздуха 0,412 2101,6,63 тог Составитель Е,Корниенкоехред М,Моргентал Корректор.Т.Палий едактор Т,Курков аказ 3708 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Расходы;Природный газ Ф,фф 8100 гкал/ч Расход лара на те нологию (без сату рации)