Способ получения водородсодержащего газа

1Изобретение относится к способу получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической конверсии углеводо родов и может быть использовано в хими , ческой и нефтехимической промышленности.3Известен способ получения водородсо держащего газа, включающий лредварите льчый подогрев парогазовой смеси до 840-870 оС, паровую каталитическую кон-И версию метана в трубчатой печи, которую проводят при соотношении пар: газ=2:3, давлении 3 атм, обьемной скорости 2500 ч "и при отношении диаметра эер на катализатора к эквивалентному циаме ., тру реакционной трубы, равному 5,9-6,7. Газ на выходе из реакционной трубы имэ ет следующий состав,%: Н 76,0;СО 7,7;СО Ю,5 рСНц 2,5;УО,З 111.Однако предварительный подогрев до 2 о 840-870 С предполагает наличие подогревателя, в трубе которого подогревается парогазовая смесь, При этом температура, стенки трубы равна 940-980 сС, что олрицательно сказывается на длительнойпрочности металла труб. Кроме того, присоотношении диамегра гранул катализатора к эквивалентному диаметру реакционной.трубы, равному 5,9,6,7, существует боль .шая разница между температуройгазовогопотока .; у стенки трубы и в центре ее,;что приводит к существенному снижениюпроизводительности. Наиболее близким к изобрегению потехнической сущности и достигаемому результату, является способ получения водородсодержащего газа Путем паровой каталитической конверсии углеводородов и трубчатой печи прн обьемных скоростях 1000- 1500 ч-" и отношении диаметра трубы и диаметру гранул катализатора 5:6. Температура парогазовой смеси на входе в трубы 500 оС, давлении 33 ати, температура конвергированного газа 800 оС, давление 29 ати, состав газа,%: Н 1 69,5;1 СН 10,8;СО 8,9 фСО . 10,1.В зависимос,ти от требуемого Состава конвертированПоказатели Известный Пре длагаемый Давление на выходе иэ реакционной трубы, (ати)Соотношение пар: гаэПроизводительность, нм /ч 10 20 30 .21 31 41 40 55 70 10 20 30 2 ф 1 3:1 4;1 70 96 150 Перепац давления по длинетрубы, ати 1,7 3,0 3,0 0,5 1,7 Содержание остаточного метана в конвертированном газЪ, обм.% 1 7,3 7,9 7)7 8,2 . 7,9 7,8 П р и м е ч а н и е: Температура конвертированного газа на выходе из реакционной трубы 800 С;алина трубы 6,5 м. 39883ного газа рабочая температура стеноктруб 900-1000 С. Вследствии низкихкоэффициентов теплоотдачи в трубах и низ-"кой теплопроводности катализатора и газового слоя перепад температур до сечениютрубы достигает 100-150 С 23,Недостатком этого способа является. то что при,соотношении диаметра трубык диаметру гранул катализатора 5-6возникает высокий градиент температур 1 фпо сечению трубы, приводящий к снижению температуры внутри трубы и соот. ветствующему уменьшению производительности способа, Кроме того,при обьемных скоростях 100 Д ч-"недостаточно полно используются воэможностикатализатора, который может работатьпри больших обьемных скоростях, Лимитирующим фактором в этом случае является подвод тепла внутрь трубы. Это так- йже снижает производительность способа.,Белью изобретения является повышение производительности способа;Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения водородсодержащего газа путем паровой каталитической конверсии углеводородов в трубчатой печи, конверсию проводят при отношении диаметра реакционной трубы к диаметру гранул катализатора, равйом 2- зй3, и обьемных скоростях 3000-8000 ч 1Данный способ позволяет повыситьпроизводительность процесса в 2,2,5раза;уменьшить остаточное содержаниеметана в конвертируемом газе до 7,39,1 об.%.П р и м е р 1. Конверсию углеводородов проводят в реакционной трубе,внутренний диаметр которой ЗЗ мм, длина 6,5 м, заполненной катализатором,16 4например ЭМАП 16, с размером гранул 15 х 15 мм, д трубы =б гранул=2,2,Через слой катализатора пропускают природный гаэ в количестве 25 нмЪч и водяной пар в количестве 93 нм/ч.Обьемная скорость в этом случае равна 3000 ч-". Температура парогазовой смеси на входе в реакционную трубу 500 оС, температура;конвертированного газа на выходе иэ трубы 800 оС. Давление на входе 12 ати, на выходе 10,3 ати. Состав конвертированного газа,%: Н 76,8; СО 9 ф 41 С 01 1111 ф СН 4 2П р и м е р 2, Конверсию проводят в реакционной трубе, такой же по конструкции, как и в примере 1. Расход конвертированного газа 50 нм /ч, водяного пара 200 нмЪч . Обьемная скорость в этом случае равна 5000 ч " . Температура парогазовой смеси,на вхоце в реакционную трубу 500 оС, температура конвертированного газа 800 оСДавление на входе в реакционную трубу 33 ати, а на вьиоде 38 ати. Состав конвертированногоЦ% Н 1 70 ф 0 9 ф С 0111 фСН 4 9 В приведенных примерах расходы приведены для одной трубы.В таблице приведены сравнительные данные для известного и предлагаемого способов.Выбор указанного интервала соотношений обусловлен тем, что при соотношении диаметра трубы к диаметру катализатора больше 3 повышается градиент температур газа и стенки до 150 С, что приводит к дополнительным энергозатратам, а при соотношении циаметра трубы к диаметру катализатора менее 2 повышается гидравлическое сопротивление реактора, , что уменьшает его производительность.5 9583Внедрение данного способа позволяетповысить производительность трубчатойпечи конверсии в 2-2,5 раза, что даетзначительный экономический аффект.Формула изобретения"фСпособ получения водородсодержащегогаза путем паровой каталитической кон-.версии углеводородов в трубчатой печи,о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что, с це йлью повышения производительностикон 16 4версию проводят при отношении диаметрареакционной трубы к диаметру гранул катализатора, равном 2-3, и обьемньас скоростик 3000-5000 ч .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 712381, л. С 01 В 2/14, 1980.2. Андреев ф. А. и др. Технологиясвязанного азота. М., фХимияф, 1974,с. 29 (прототип)Составитель М МурашевРедактор Г Гербер ТезредМ Надь Корректор В, БутягаЗаказ 6964/28 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд, 4(5 Филиал .ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4