Способ получения синтез-газа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 С 01 В 3/00 ПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ полИзобретен носится к техни 6 д Ы 3 ь азий ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт и Государственный научно-исследовательский и проектный институт метанола и продуктов органического синтеза(56) Патент ФРГМ 2948107, кл, С 01 В 3/00, 1980 (прототип).Справочник азотчика, Т.1, 1967, с.106. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА (57) Изобретение относится к технике получения синтез-газа на основе коксового газа учения синтез-газа на основе коксового газа и может найти применение при глубокой переработке коксового газа коксохимического производства.Известен способ получения водородсодержащего газа путем парокислородной конверсии коксового газа под давлением 0,16 МПа и температуре 900, С,Недоста-зок этого способа состоит в необходимости глубокой очистки газа от серы, являющейся сложной и дорогостоящей операцией, а также в потере ценного химического сырья - этилена, который подвергается конверсии вместе с остальными компонентами коксового-газа,Наиболее близкий к предлагаемому является способ получения из коксового газа и может найти применение при глубокой переработке коксового газа коксохимического производства. С целью повышения эффективности процесса за счет одновременного извлечения из газа ценного химического сырья - этилена, а также упрощения процесса, по способу получения синтез-газа на основе коксового газа путем его сжатия, пароуглекислотной конверсии в слое катализатора и последущей очистки газовой смеси от избытка углекислоты исходный газ предварительно перед конверсией подвергают обработке короткоцикловой адсборцией на селикагеле под давлением 1,5-2,5 МПа, По сравнению с прототипом выход синтез газа увеличивается - на 4,9, уменьшается количество стадий обработки газа на 4, а выход 100,4-ной этиленовой фракции составляет 4 т/ч, 3 табл 1 ил. азотоводороднои смеси для синтеза аммиака, включающий сжатие коксового газа до 3,5 МПа, гидрирование серосодержащих примесей в специальном реакторе, абсорбцию сероводорода известными методами, тонкую очистку газа от сероводорода на окиси цинка, снижение давления до 1,6 МПа в детандере и паровоздушную конверсию газа в слое катализатора с последующей очисткой продуктов конверсии от нежелательных компонентов,Недостатком этого способа получения синтез-газа является наличие большого числа ступеней, необходимость в промежуточных ступенях снижения давления в детандерах, а также потеря при конверсии газа ценного химического сырья, содержащегося в коксовом газе - этилена.Целью изобретения является повь 1 шение эффективности процесса за счетодновременного извлечения этиленсодержащего газа, а также упрощение процесса,Поставленная цель достигается тем, чтоисходный газ предварительно перед конверсией подвергают обработке методом короткоцикловой адсорбции на силикагелепод давлением 1,5 - 2,5 МПа.Предлагаемый способ позволяет нетолько селективно выделить иэ коксовогогаза этилен, но также попутно очистить егоот сероводорода, что приводит к существенному упрощению непосредственно стадииконверсии,Применение в данном процессе другихадсорбентов, например активированногоугля или цеолита, приводит к осложнениям,связанным с образованием элементарнойсеры и полимеров иэ диеновых углеводородов, содержащихся в коксовом газе и, какследствие, частым остановкам для заменыадсорбента,Достижение селективности процесс выделения непредельных соединений, в частности этилена, а также сернистыхсоединений (Н 25, СОЯ и др.) в этих условияхявляется неочевидным.На чертеже приведено устройство, реализующее способ,Коксовый газ, очищеннь 1 й от бензольных углеводородов, под давлением 1,5 -2,5 МПа подают по линии 1 в адсорберы 2,заполненные силикагелем, При этом адсорбция этилена при 20 - 30 С сопровождаетсяадсорбцией более тяжелых углеводородов,таких как пропилен, а также углекислоты,сероводорода и сероорганических соединений, Продолжительность операции адсообции составляет 3 - 8 мин, после чегоадсорбер переключают на регенерацию, которая проводится путем противоточнойпродувки слоя газом при почти атмосферном давлении (0,1-0,12 МПа).Полученную этиленовую фракцию собирают в газгольдере 3, из которого онапоступает на переработку по линии 18, аочищенный коксовый газ конвертируют впечи 5, внутри радиантной части которойрасположены трубы 7 с никелевым катализатором (например, катализатор ГИАП),Температура процесса 850 - 870 С, давление 1,5 - 2,5 МПа, Перед слоем катализаторагаз смешивают с углекислотой и водянь 1 мпаром примерно в объемном соотношении,равном соответственно 1;1:1,5. При этом углекислоту вырабатывают, например, изпродуктов сжигания топлива в печи 5 (либодругой печи), При этом топливо должнобыть полностью очищено от серы. Необходимое количество пара получают известным способом за счет тепла горячихпродуктов горения из печи 5 и горячих продуктов конверсии, поступающих в котел 8,5 Охлажденные до 30 - 35 С продуктыконверсии после холодильника 10 сжимаюткомпрессором 11 до давления 6-25 МПа,при котором осуществляется синтез, и далее очищают от углекислоть 1 в абсорбере 1210 путем промывки газа растворителем, избирательно поглощающим углекислоту.Очищенный газ, в основном состоящийиз окиси углерода и водорода в соотношении около 1:2, по линии 19 направляют15 потребителю, а насыщенный раствор углекислоты дросселируют в три ступени в сепараторы 13, 14 и 15,В сепараторе 13 поддерживают такоеже давление, как и на входе в печь 5, т,е.20 1,5-2,5 МПа, в сепараторе 14 - 0,4 МПа, а всепараторе 1." - атмосферное или ниже, например 0.03 МПа.Из сепаратора 13 углекислота подсобственным давлением возвращается по25 линии 9 в печь 5, а иэ сепаратора 14 еезакачивают туда же компрессором 16,Свежая углекислота поступает по линии4 и вместе с газом из сепаратора 15 еенаправляют в цикл компрессором 17,30П р и м е р. Обезбензоленный коксовыйгаз, содержащий 0,5 г/м сероводорода из0,6 г/м сероорганических соединений (СОЯ, СЯ 2 и др,) состава об % водород 35 61; метан 23,9; окись углерода 6,0; азот 3,2;двуокись углерода 2,3; этилен 2,1; этан 0;7; кислород 0,3; пропилен 0,1; прочие 0,4; подвергали адсорбционной обработке методом короткоцикловой адсорбции.40 Режим процесса следующий: количество свежего газа 100 тыс.нм /ч; рецикл сбросных газов 8 тыс,м /ч; давление 2 МПа; температура 25" С; адсорбент - силикагель ШСМ; линейная скорость газа при адсор бции 0,18 м/с; продолкительность адсорбции б мин,При этом получено 14,5 тыс.нм" /ч этиленовой фракции следующего состава, 50 об.0/.Водород 4,2Метан 48,0Окись углерода 7,0Азот 3,555 Двуокись углерода 15,9Этилен 14,48Этан 3,6Пропилен 0,7Сероводород 0.03Прочие 2,59171753 д ВодородМетанОкись углеродаАзотЭтанКислород 64,2 25,3 6,3 3,04 0,5 0,3 ВодородОкись углеродаАзотМетан10 Углекислота 62,0 34.5 2,0 0,9 0,6 Этот газ конвертировали в трубчатойпечи при 860 С (на выходе) вместе 100тыс.м /ч углекислоты и 120 т/ч водяногозпара, перегретого до 300 С в присутствииникелевогоатализатора ГИАП. Давление конвертированного газа 1,8 МПа. Теплогорячих продуктов конверсии при охлаждении от 860 до 160 С использовали для подогрева воды и производства пара сдавлением 10 МПа, а тепло охлажденияпродуктов конверсии и конденсации технологического пара в интервале 160-130 Сиспользовали для регенерации растворамоноэтаноламина на установке для получения углекислоты, где подвергали переработке также дымовые газы, полученные впечи. конверсии ат сжигания природного газа, очищенного от серы на окиси цинка доменее - 1 ррщ НгБ. ЗОПродукты конверсии охлаждали до 35 С,отделяли конденсат, который использовалидля производства пара, а газ сжимали центробежным компрессором до 25 МПа и очищали от углекислоты путем противоточнойабсорбции диметиловым эфиром полиэтиленгликоля, который подавали на верх абсорбента в количестве 350 м /ч.В табл,1 приведены данные, иллюстрирующие правомерность выбора пределовдавления газа, подаваемого на стадию адсорбции.Температура конверсии 860 С, отношение СОг: пар: газ 1:1,5:1.Как следует из результатов экспериментов, высокое качество синтез-газа по содержанию метана (около 1 об,%)выдерживается в интервале давлений1,5-2,5 МПа. Это обусловлено тем, что приболее низком давлении ухудшается очисткакоксового газа от сероводорода, которыйтормозит процесс конверсии. Повышениедавления способствует более глубокой очистке коксового газа от сероводорода, однако концентрация метана в синтез-газе придавлении конверсии более 2,5 МПа начина- .ет возрастать вследствие смещения равновесия самой реакции конверсии,Углекислоту, выделенную при трехступенчатой регенерации абсорбента на трех Этот газ передавали для синтеза метанола и высших спиртов.Анализ полученных данных свидетель ствует также о том, что технологические условия предварительной адсорбционной обработки исходного газа позволяют селективно выделить этилен в этиленовую фракцию.20 Так, исходное содержание этилена в поступающем на адсорбционную обработку газе 100000 х 2,1 10014500 х 14,48 2099 100 Потери 2100 - 2099 = 1 м /ч,В табл.2 приведены эксперименталь 35 ные данные осуществления процессапредварительной обработки газа с использованием других адсорбентов,В табл.З приведены сопоставительныепоказатели предлагаемого и известных спо 40 собов.Приведенные в табл.2 и 3 сопоставительные данные показывают определенныепреимущества предлагаемого способа.Принятое сочетание отличительных призна 45 ков позволяет существенно упростить процесс, сократив число ступеней практическивдвое, что связано также с уменьшениемкапитальных и эксплуатационных затрат,увеличить выход синтез-газа и получить при50 этом дополнительное ценное химическоесырье - этиленовую фракцию.Формула изобретенияСпособ получения синтез-газа из коксового газа путем сжатия его, пароуглекислот 55 ной конверсии в слое катализатора ипоследующей очисти газовой смеси от избытка углекислоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективностипроцесса за счет одновременного извлечения зтипенсодержащего газа,а также упро. При этом было получено после десорбции 93.5 тыс.нм /ч газа с содержанием серы30,5 ррах следуюгцего состава, об.о/: уровнях давления, возвращали в процессе перед ступенью ко версии. При этом было получено 162 тыс.нм /ч синтез-газа следуюзщего состава, об.: Количество этилена, выведенное в этиленовую фракцию1717533 Таблица 1 абл щения процесса, исходный газ предварительно перед конверсией подвергают обработке адсорбцией на силикагеле под давлением 1,5-2,5 УПа,1717533Составитель М,Подорожанскийедактор М.Янкович Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревс Заказ 848 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 01