CS197400B1 - Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv - Google Patents

Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv Download PDF

Info

Publication number
CS197400B1
CS197400B1 CS786874A CS786874A CS197400B1 CS 197400 B1 CS197400 B1 CS 197400B1 CS 786874 A CS786874 A CS 786874A CS 786874 A CS786874 A CS 786874A CS 197400 B1 CS197400 B1 CS 197400B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
gas
hydrogen
gasification
treatment
gases
Prior art date
Application number
CS786874A
Other languages
English (en)
Inventor
Vladimir Vek
Original Assignee
Vladimir Vek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Vek filed Critical Vladimir Vek
Priority to CS786874A priority Critical patent/CS197400B1/cs
Publication of CS197400B1 publication Critical patent/CS197400B1/cs

Links

Landscapes

  • Industrial Gases (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Vynález se týká zpracování plynů, vzniklých zplyněním fosilních paliv na topné plyny a substituovaný zemní plyn.
Při zpracování fosilních paliv na plyny, na kapalné paliva, nebo na koka, vznikají aměsi plynů obsahující základní složky fosilních paliv - uhlík, vodík, déle příměsi fosilních paliv jako síru, dusík, kyslík a kromě toho složky, které přeSly do plynů z přídavné složky při zplyňováni, krakování, parciální oxidaci, reformování a podobně, základní suroviny, to je například vodík a kyslík z přídavné vodní páry, kyslík, dusík a vzácné plyny ze vzduchu, nebo z technického kyslíku atd. Plynným produktem při zpracování fosilních paliv pak bývá vodík, kysličník uhličitý, kysličník uhelnatý, metan, du^lk, případné vodní péry a déle celé řada sloučenin obvykle pro další použití nežádoucích jako jsou vyšší zejména nenasycené uhlovodíky (etan, etylén, acetylén, benzen) sloučeniny eíry jako sirovodík, karbonylsulfid, merkaptany, thiofény, dusíkaté sloučeniny jako kyanovodík, amoniak, alkoholy jako metanol, popřípadě další složité organické sloučeniny.
Plyny vzniklé při zplynění fosilních paliv na pevná nebo kapalná paliva, tj. vedlejší produkty při výrobě koksu, krakování těžkých uhlovodíků i plyny vzniklé při zpracování fosilních paliv přímo na plynné produkty jako jaou například topný plyn, substituovaný zemní plyn jsou charakteristické vždy určitým složením hlavních složek, to je
197 400
197 400 vodíku, kysličníku uhličitého a uhelnatého, metenu, dusíku e déle jsou limitovány nejvyfičím přípustným obsahem ostatních složek· Tak například substituovaný zemní plyn mé obsahovat nejméně 95 % metanu, zbytek pak vodík, kysličník uhelnatý s uhličitý. Obsah vfiech sirných sloučenin obvykle nesmí přesahovat 0,05 %, kyanovodík je nepřípustný. Naproti tomu topné plyny obvykle požadují nejméně 20 % metanu, do 5 % kysličníku uhelnatého, do 10 % kysličníku uhličitého a zbytek vodík; sirné sloučeniny a kyanovodík sa smí vyskytovat pouze v setinách procent* Pro vfiechny směsi plynů vzniklé zplyněním fosilních paliv pro technické účely je známa celá řada procesů pro jejich čifitěni a zpracování na požadovanou čistotu. Jsou to procesy fyzikální, fyzikálně chemické a čistě chemické.
Obvyklý způsob při zpracovávání plynů vzniklých při zplyňování fosilních paliv ja odstranění sirných sloučenin, a ostatních nečistot v prvé fázi a následující úpravou složení plynu. Odsíření, popřípadě odstranění ostatních nečistot, jako kyanovodíku, nenasycených uhlovodíků, čpavku a podobně ja zařazeno před vlastní úpravou složení plynu, protože nečistoty, zejména pak sirné sloučeniny, negativně ovlivňují dalfií technologické pochody pro úpravu složení plynu. Jednou z nejběžnějfiích technologií pro úpravu plynu je katalytická metanizace kysličníků uhlíku
CO + 3.H2 = H20 + CH4 1)
C02 + 4.H2 = 2.H20 + CH4 2)
Tyto reakce, silně exotermická, probíhají při zvýfiených teplotách na katalyzátorech založených na niklu. Niklové katalyzátory jaou velmi citlivé na sloučeniny síry. Již obsah 0,0001 % sirných sloučenin způsobí velmi rychlou otravu niklových katalyzátorů. Dokonalé odsíření před matanizací je proto naprostou podmínkou pro tuto technologii.
Například při výrobě substituovaného zemního plynu ee obvykle parciální oxidaci rozštěpí uhlovodíková surovina, například oleje, mazut, tíhli. 1 když takto vzniklý plyn neobsahuje prakticky thiofény, obsahuje kromě sirovodíku jafitě karbonylsulfid. Aby mohla být síra úplně odstraněna a také průmyslově využita, je nutno karbonylsulfid hydrolyzovat na sirovodík a tento pak odstranit absorpcí. Je-li plyn dokonale odsířen, může být katalyticky zpracován na niklovém katalyzátoru na metan. Toto zpracováni Štěpného plynu tak nutně probíhá nejméně va třech stupních:
v hydrolýza COS, absorpci H2S a v metanizaci.
Uvedené dosud známé způsoby zpracováni plynů vzniklých přepracováním fosilních paliv jaou značně technologicky náročné a vyžadují značně rozměrná technologická zařízení.
Nevýhody dosud známých způsobů zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv odstraňuje způsob podle vynálezu. Podstata způsobů podle vynálezu spočívá v tom, ža plyn předehřátý na 100 až 400 °C se uvádí v jednom reakčním stupni do styku a katalyzátorem, obsahujícím jako aktivní složku kobalt, nikl, wolfram, hliník, platinu nebo paladium, při čemž ea teplota v reakčním stupni reguluje raclrkulací horké, alespoň částečně zreagováné reakčni směsi.
197 40
Způsob podle vynálezu může být prováděn i tak, že se recirkulovaná, částečně zreagovaná směs směšuje s vodní parou.
Podstatných výhod ve zpracováni plynů vzniklých štěpením, nebo zplyňováním fosilních paliv je možno dosáhnout podle tohoto vynálezu tím, že se surový plyn po případném smíchání s vodní parou, vodíkem nebo kysličníky uhlíku nebo plynu, obsahujícím tyto slož ky, předehřeje na teplotu obvykle 100 až 400 °C, kdy již znatelně probíhají metanizační reakce a vede se na hydrogenační katalyzátor, na kterém současně proběhne hydrogenaee sirných sloučenin a nejméně z části i hydrogenaee kyanovodíku a nenasycených uhlovodíků, které bývají zejména u plynů produkovaných při štěpení těžkých podílů ropy a uhlí a metanizace kysličníků uhlíku.
Jako katalyzátorů lze použít například katalyzátorů typu kobalt - molybden nebo nikl - kobalt, případně katalyzátory na bázi wolframu, hliníku, platiny nebo paladia.
Při zpracování plynů vzniklých zplyňováním, nebo štěpením fosilních paliv takto vznikne plyn obsahující veškerou síru ve formě sirovodíku, tj. ve formě nejsnáze odstranitelná jak absorpcí, tak i adsorpcí a zpracovatelné přímo na síru buá Clausovým způsobem nebo v absorpčně oxidačních procesech. Veškeré vyěěí uhlovodíky obsažené v surovém plynu, například nenasycené uhlovodíky v koksárenakém plynu, se rozštěpí a zhydrogenují· Kysličníky uhlíku a vodík ae pak současně sloučí na metan velmi blízko k rovnováze. Při vhodné regulaci složení surového plynu, například přídavkem vodní péry, nebo kysličníků uhlíku, je pak možno dosáhnout toho, že při této jediné operaci vznikne plyn o žádaném obsahu metanu, který může být po odstranění sirovodíku buá použit jako substituovaný zemní plyn, nebo může být reformován na libovolný syntézní plyn, nebo může být na čistě hydrogenačním katalyzátoru ještě dodatečně metanizovén ještě blíže k chemická rovnováze.
Pokud neproběhnou metanizační reakce (1) a (2) při tomto katalytickém způsobu hydrogenace a metanizace dostatečně hluboko, může po odstranění hydrogenací vzniklého sirovodíku 1 sirovodíku, který byl již v plynu přítomen před uvedeným katalytickým zpracováním být plyn znovu metanizovén buá na katalyzátoru čistě metanlzačním, například na bázi niklu, nebo na stejném katalyzátoru jako v prvé katalytické zóně. Mezi prvou a druhou metanizační zonou pak může být plyn smícháván buá a vodní parou, vodíkem nebo jiným plynem obsahujícím kysličníky uhlíku, vodík, metan a podobně, popřípadě může být smícháván a dosud nshydrogenovaným plynem.
Protože současná katalytická metanizace a hydrogenaee je postup silně exotermní, může být tento proces veden v jediném stupni a to a jednou nebo více katalytickými zónami a případným mezichlazaním přímou, nebo nepřímou výměnou tepla* Rovněž jednotlivé katalytické zóny mohou být buá adiabatické, to je bez odvodu tepla, nebo mohou probíhat β nepřímým odvodem tepla.
Způsob podle vynálezu má proti dosud známým způsobům řadu výhod. Odsiřovací i hydrogenační, popřípadě metanizační reakci lze způsobem podle vynálezu provést v jediném technologickém stupni na jedná nebo více katalytických zónách. V důsledku toho je těch197 400 nelogické zařízení jednodušší. Odsiřovacím procesem, prováděným podle vynálezu současně s metenizecí, vznikne téměř kvantitativně sirovodík, jenž ee dá z reakcí vzniklých plynů snadno odstranit. Metanizace probíhá velmi blízko rovnováze, takže probíhá téměř stecKiometricky, což je z hlediska ekonomiky technologických pochodů výhodné.
Vynález je blíže vysvětlen v dále uvedených příkladech.
Příklad 1
Surový plyn o složení 55,8 váhových % metanu, 5,1 váhových % etanu, 17 váhových % kysličníku uhelnatého, 5,8 váhových % kysličníku uhličitého, 16,3 váhových % vodíku sa 3 3 veda v množství 22 700 Nm /hod a vodíkem v množství 25 000 Nm /h a s částečně zreagovanou reakční směsí z první katalytické zóny v množství 50 000 ΝαΡ/h na nikl-molybdenový katalyzátor, kde za teploty 360 až 600 °C částečně zreaguje, částečně zreagovaná reakční směs se vada přes výměník tepla, v němž se nepřímo ochladí do reakce vstupujícím surovým plynem, odtud ae vada na druhou katalytickou zónu a po částečném zreagování aa reakční směs vede na třetí zónu, kde ae reakce dokončí. Získá se topný plyn o složení 62,5 váhových % metanu, 0,1 váhových % kysličníku uhelnatého, 0,2 váhových % kysličníku uhličitého a 37,2 váhových % vodíku.
Příklad 2
V tomto přikladu je popsána výroba substituovaného zemního plynu z topného oleje.
Rozštěpením 49 300 kg/h zemního oleje kyslíkem vznikne 143 700 Nn?/h plynu o složení 0,49 % metanu, 45,21 % kysličníku uhelnatého, 6,62 % kysličníku uhličitého, 46,23 % vodíku, 0,42 % dusíku, 0,34 % ατ&χαη, sirovodíku 0,36 % a karbonylailfidu 0,33 %. Tento plyn se za tlaku 1 MPa a teploty 720 °C veda a 39 t/h vodní péry přea kobalt-molybdenový katalyzátor a získává ae 77 900 Nm^ plynu o složeni 42,99 % metanu, 0,13 % kysličníku uhelnatého, 54,02 % kysličníku uhličitého, 0,19 % vodíku, 1,27 % sirovodíku, 0,77 % dusíku a 0,63 % argonu. Po fyzikálním nebo fyzikálně-chemickém odstranění kysličníku uhličitého se získá 34 900 NnP/h zemního plynu o složení 95,88 % metanu, 0,42 % vodíku, 0,28 % kysličníku uhelnatého a 0,29 % kysličníku uhličitého a 3,13 % inertních plynů.

Claims (2)

1. Způsob zpracování plynů, vzniklých zplyněním fosilních paliv na topné plyny a substituovaný zemní plyn za přímé, nebo nepřímé výměny tepla a za případného přívodu páry nebo/a kysličníku uhličitého, vyznačující ae tím, že plyn předehřátý na 100 až 400 °C se uvádí v jednom reakčním stupni do styku β katalyzátorem, obsahujícím jako aktivní složku kobalt, nikl, wolfram, hliník, platinu nebo paladlum, přičemž teplota v reakč» ním stupni se reguluje racirkulací horké, alespoň částečně zreagovaná reakční směai.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že do částečně zreagovaná racirkulační směsi ea přivádí vodní pára.
CS786874A 1974-11-18 1974-11-18 Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv CS197400B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS786874A CS197400B1 (cs) 1974-11-18 1974-11-18 Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS786874A CS197400B1 (cs) 1974-11-18 1974-11-18 Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS197400B1 true CS197400B1 (cs) 1980-05-30

Family

ID=5428558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS786874A CS197400B1 (cs) 1974-11-18 1974-11-18 Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS197400B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4113446A (en) Gasification process
US3351563A (en) Production of hydrogen-rich synthesis gas
JP3638618B2 (ja) 高純度水素の製造方法
US20250019597A1 (en) Processes and catalysts for reforming of impure methane-containing feeds
US3771261A (en) Process for making fuel gas
US20230303391A1 (en) Process for the production of hydrogen-enriched synthesis gas
CN117098720A (zh) 生产合成气混合物的方法
KR870002041A (ko) C₁내지 c10지방족 탄화수소 또는 혼합알콜의 제조방법
US20250276896A1 (en) Process for the production of hydrogen-enriched synthesis gas
US2565395A (en) Production of hydrogen from hydrocarbon gases
US4176087A (en) Method for activating a hydrodesulfurization catalyst
FR2527473A1 (fr) Procede pour l'hydrodesulfuration d'un gaz contenant de l'oxygene et des composes organiques du soufre
US11111142B2 (en) Processes and catalysts for reforming of impure methane-containing feeds
EP1202928B1 (en) Process for producing syngas in a short contact time reactor using catalytic partial oxidation of hydrogen sulfide
CS197400B1 (cs) Způsob zpracování plynů vzniklých zplyněním fosilních paliv
GB1568703A (en) Sulphur purification process
US3775072A (en) Gas production
CA1059155A (en) Sulfur control over carbon formation in high temperature reforming operations
US3942957A (en) Production of combustible gases
CN117658075A (zh) 用于重整甲烷和其他烃类的贵金属催化剂及方法
KR20190041520A (ko) 수소-풍부 가스로부터 유기 황 화합물을 제거하기 위한 방법 및 장치
US3436198A (en) Process for the manufacture of methane-rich gases
GB2183670A (en) Process for self-hydrogenation
CS211360B2 (en) Method of treating the raw gas from the gasification of solid fuels
CA1046090A (en) Sulfur control over carbon formation in high temperature methanation operations