Способ конверсии углеводородов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ш С 01 В 3/36 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ сн(56) 1, Гущин А,Д. и Семенов В,ЛКаталитическая конверсия природнгаза. М., "Химия", 1970, с, 23,2, Авторское свидетельство ССпо заявке У 2787340/23-04,кл, В О 1 Л 23/76, 1979 (прототип(54) (57) СПОСОБ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ с повышенным содержанием серы путем .пропускания их через слой катализатора, включающего окислы никеля, алюминия, бария, кальция и титана, в присутствии водяного пара и кислорода при повышенной температуре, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це; лью увеличения срока службы катализатора, последний предварительно смешивают с алюминатом никеля, взятым в количестве 30-45 мас.7 от массы катализатора.1089045 затора. Изобретение отцосится к химической промышленности и может быть ис"польэовано в производстве технологических газов для производства синтеза аммиака и спиртов. 5Известен способ конверсии природного газа водяным паром на слое никелевого катализатора, нанесенного наокись алюминия (И 0 5-б%, А 1 0 95947), при 850-950 С и давлении, близ- Оком к атмосферномуНедостатком данного способа является то, что при повышении содержаниясеры в исходном газе более 20 мг/мпроисходит дезактивация верхних слоев 15(первых по ходу газа) катализаторав результате образования сульфида никеля, Вследствие даже при 950 С навыходе из конвертора степень конверсии углеводородов снижается до 1,5- 202,0% остаточного метана,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ конверсии углеводородных газов путем про- Лпускания их через слой катализатора,включающего окислы никеля 10,0-15,0%,кальция 0,4-4,07, бария 0,2-1,57.,двуокись титана 0,1-1,57, и окись алюминия 89,3-78%, при 790-820 С, ЗО Катализатор, используемый в процессе конверсии углеводородных газов, обладает высокой активностью. При работе на чистом газе с содержанием сернистых7 35 соединений до 20 мг/м" активность составляет 0,0-0,27 остаточного метана Г 23.При содержании в исходном газе более. 20 мг/м серы для получения тех 40 нологического газа, содержащего 0,57. метана, на выходе иэ конвертора поддерживают температуру 790-820 С, С возрастанием количества серы до 70 мг/м температуру ца выходе увелио 45 чивают на 70-100 С, что приводит к по вышению расхода кислорода и снижению выхода восстановителей (водорода и окиси углерода),ЯоПри более высоком содержании серыв исходном газе до 200-300 мг/мзпроисходит дезактивация верхних слоевкатализатора. В результате на выходе .из конвертора при 900 оС степень кон 51версии углеводородов недостаточная,содержание метана в конвертированномгазе после слоя катализатора возрастает до 1,5-1,07,При этом верхние слои катализатора в процессе конверсии углеводородов не участвуют и поэтому дезактивация катализатора сопровождается снижением температуры в верхних слоях катализатора, увеличением фактической объемной скорости в 2 раза, При периодическом снижении содержания серы в природном газе происходит частичная регенерация сульфица никеля в катализаторе, конверсия углеводородов в верхних слоях и температура при этом повышается. Такое перемещение температур (теплосмены) приводит к разрушению катализатора, что, в свою очередь, снижает срок службы катализа тора до 2-3 лет против 4-5 лет.Цель изобретения - увеличение срока службы катапизатора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу конверсии углеводородов с повышенным содержанием серы путем пропускания их через слой катализатора, включающего окислы нике,пя, алюминия, бария, кальция и титана, в присутствии водяного пара и кислорода при повьппенной температуре, катализатор предварительно смешивают с алюминатом никеля, взятым в количестве 30-45 мас,7 от массы каталиПредлагаемый способ позволяет обеспечить снижение расхода технологического пара и кислорода, При этом удельный выход полезного продукта - восстановителей (водорода и окиси углерода) вьше на 35-50 мз/ч, а значит меньше расход природного газа на единицу конечного пподукта - метанола на 119- 170 м /ч и кислорода технического на 238-340 м З/ч. Введение алюмицата никеля в состав катализатора обеспечивает стабильные условия работы катализатора с высокими технико-экономическими показа- телями. Сразу после восстановленияокатализатора при 600 С в работоспособном состоянии оказыватеся 10-157 ни-келя, который в свежем катализаторе был в окисной форме. Никель, входящий в состав алюмината никеля, восстанавливаясь в процессе работы при подъеме температуры до 800 С и выше, способстовует стабилизации высокой активности катализатора в условиях большого содержания сернистых соединений в природном газе,1089045 Состав и свойства Способ Прототип Предлагаемый 030 10-15 А 120+ 45 А 10,1. 30 010 10 ВаО 0,2-1,5 СаО 0,4-4,0 И 10 15 ВаО 0,2 ВаО 0,1-1,5 Т 102 1,5 Ть.О О, 1А 1, О, остальТЫ 2 А 1 О. остальо,ное А 1 О остальное ное 20 20 24 1100 1100 600-700 верх 1000 1000 850 середина 800-850 800-850 900 низ 0,3-0,2 0,8-0,9 0,3-0,4 0,8-0,9 г 0,55-0,650,50-0,53 0,50-0,53 5500 Расход газа, м 3/ч 6500 6000 П р и м е р 1, Парогаэокислородная смесь, содержащая 53-56% метана,28-30% кислорода, Я 200-300 мг/мв количестве 6000-7000 нмз/ч, подогретая до 380 С в газовом теплообменниоке,с соотношением пар гаэ 0,9:0,8и соотношением кислород метан 0,50;0,53 поступает в конвертор, метана наслой катализатора, содержащего, вес,%:алюминат никеля 30;45; окись никеля 1 О10-15; окись бария 0,2-1,5; окиськальция 0,4-4,0; двуокись титана 0,11,5; окись алюминия остальное,Процесс конверсии метана происходит при объемной скорости 275 350 ч " при 800-850 С,Состав катализатора,вес.% Количество катализатора, тн Температура в катализаторной зоне, С; Содержание СН на вылходе из конвертора,об. % 1,5-1,0 Соотношение пар газ 0,9-1,0 Соотношение кислородгаз 4Из конвертора газ выходит с содержанием остаточыого СН 0,3-0,4%,Состав газа на выходе из конвертора метана, об,%:7-9СО 24-26Н 64-66СН20,3-0,42-6,2В таблице приведены основный параметры осуществления способа-прототипа и предлагаемого способа при работе на газе с содержанием серы 250300 мг/мПри внедрении предлагаемого способа срок службы катализатора увеличивается в 2-3 раза,1089045 Продолжение таблицы Состав и свойства Способ Прототип Предлагаемый) Объемные скорости,ч300 275 325 Объем каталиэатора, мф 20 20 20 Закаэ 2856/19 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5