EA012595B1 - Способ переработки природного газа в моторные топлива - Google Patents

Способ переработки природного газа в моторные топлива Download PDF

Info

Publication number
EA012595B1
EA012595B1 EA200600432A EA200600432A EA012595B1 EA 012595 B1 EA012595 B1 EA 012595B1 EA 200600432 A EA200600432 A EA 200600432A EA 200600432 A EA200600432 A EA 200600432A EA 012595 B1 EA012595 B1 EA 012595B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
catalyst
sorbent
oxygen
synthesis gas
gas
Prior art date
Application number
EA200600432A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200600432A1 (ru
Inventor
Чавдар Ангелов Ангелов
Original Assignee
Чавдар Ангелов Ангелов
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 Чавдар Ангелов Ангелов filed Critical Чавдар Ангелов Ангелов
Publication of EA200600432A1 publication Critical patent/EA200600432A1/ru
Publication of EA012595B1 publication Critical patent/EA012595B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/90—Regeneration or reactivation
    • B01J23/94—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the iron group metals or copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/40—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts characterised by the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon
    • C10G2/30—Production of liquid hydrocarbon mixtures of undefined composition from oxides of carbon from carbon monoxide with hydrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61—Surface area
    • B01J35/615—100-500 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/04—Gas or vapour treating; Treating by using liquids vaporisable upon contacting spent catalyst
    • B01J38/12—Treating with free oxygen-containing gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/062—Hydrocarbon production, e.g. Fischer-Tropsch process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1047—Group VIII metal catalysts
    • C01B2203/1052—Nickel or cobalt catalysts
    • C01B2203/1058—Nickel catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C01B2203/1082—Composition of support materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Способ относится к каталитической переработке природного газа для получения синтетических моторных топлив и другой химической продукции. Способ включает стадию переработки природного газа в смесь монооксида углерода и водорода (синтез-газ) и стадию каталитической переработки синтез-газа в моторные топлива. Процесс получения смеси водорода и оксида углерода проводят при температуре 800-900°С, давлении 0,1-1 МПа в присутствии катализатора-сорбента, предварительно насыщенного кислородом в результате обработки кислородсодержащим газом. Катализатор-сорбент на основе оксида алюминия и смешанных оксидов, включающих оксиды никеля, церия, циркония и железа, имеет следующий состав, мас.%: смешанный оксид - не более 20; оксид алюминия - остальная часть состава. Катализатор-сорбент отличается тем, что имеет форму гранул с поверхностью 100-200 м/г. Регенерацию катализатора-сорбента проводят при температуре 500-600°С в токе газов, содержащих 1-5 об.% кислорода, до его насыщения кислородом, которое заканчивается прекращением поглощения кислорода катализатором.

Description

Предшествующий уровень техники
Известно, что смесь водорода и оксида углерода (синтез-газ) широко используется в химических процессах, таких как синтез метанола, высших спиртов, альдегидов, получение синтетических моторных топлив (процесс Фишера-Тропша). Для каждого из этих процессов необходим синтез-газ с определенным соотношением концентраций водорода и оксида углерода (Н2/СО). Для получения смесей водорода и оксида углерода с тем или иным соотношением Н2/СО используют реакции каталитического и термического превращения парафинов [1]. Наиболее широко используется паровая конверсия природного газа (метана) как каталитическая, так и некаталитическая, при которой образуется синтез-газ с соотношением Н2/СО>3, что удобно только для процесса синтеза аммиака. Кроме того, недостатками этого процесса являются высокая стоимость необходимого перегретого пара и образование избыточных количеств диоксида углерода.
Условия протекания процесса паровой конверсии следующие: при каталитической конверсии: 1«850°С, р-1-4 МПа и катализатор Νί; при некаталитической конверсии: 1«1000-1600°С, р<0,5 МПа
СН4+Н2О+206 КДж^СО+ЗН2
При углекислотной конверсии метана получается смесь водорода и оксида углерода с соотношением Н2/СО~1, требующимся для реакции получения формальдегида
СН4+СО2+247 КДж2-+2СО+2Нг
Условия проведения процесса пароуглекислотной конверсии следующие: 1«750-850°С, р-2 МПа, катализатор Νί и Νί-содержащие соединения
ЗСН4+2Н2О+ СОг+659 КДж4—с2С0+8Н2
Условие проведения процесса парокислородной конверсии следующие: 1«900-950°С, р-2-4 МПа и катализатор Νί
2СН4+ 1/2Ог+ Н2О +169 КДж2~>СО+5Н2
При парокислородной конверсии получается синтез-газ с соотношением Н2/СО=2,5.
Реакции паровой, парокислородной и углекислотной конверсии метана являются эндотермическими, сопровождаются процессами коксообразования и требуют больших энергетических затрат. Аппаратурное оформление этих процессов требует существенных капитальных затрат, составляющих от 30 до 70% от стоимости производств, таких как производство метанола и производство синтетических моторных топлив [2].
Известен также способ получения синтез-газа с соотношением Н2/СО~2 путем селективного каталитического окисления углеводородов кислородом [3]. В отличие от паровой и углекислотной конверсии селективное каталитическое окисление углеводородов (СКО) имеет большую селективность, в результате чего уменьшается количество побочных продуктов. Кроме того, процесс является экзотермическим и эффективно протекает при малом времени контакта, что дает возможность проводить его в автотермическом режиме и уменьшить размеры реактора и тем самым снизить как энергозатраты, так и капитальные вложения [4] и [5]. Проведение одновременно экзотермической реакции СКО и эндотермической паровой конверсии природного газа на одном катализаторе позволяет осуществлять процесс получения смеси водорода и оксида углерода, обогащенной водородом, в автотермическом режиме [6].
Изучение процесса СКО метана в пилотной установке на блочном катализаторе, содержащем Ρί-Ρά [7], показывает, что при времени контакта ~0,02 с в лобовом слое блока протекает полное окисление метана, а в последующих слоях - паровая и углекислотная конверсия метана. Поэтому для получения максимальных выходов синтез-газа катализатор должен быть активным одновременно в этих трех реакциях. В соответствии с этим для эффективного протекания медленных реакций конверсии метана требуется катализатор с развитой поверхностью. Одновременно вследствие большого градиента температуры по длине блока катализатор должен иметь высокую термическую устойчивость.
Для проведения процесса СКО метана при малых временах контакта ~10-2 с используют Ρί-КЬ сетки или блочный носитель, содержащий 10% КЬ, что очень дорого и экономически невыгодно [8] и [9].
Известен также способ [10] СКО метана для получения оксида углерода и водорода при температуре 650-900°С и объемной скорости 40000-80000 ч-1 (0,05-0,09 с) в присутствии катализатора, представляющего собой либо переходный металл или его оксид, нанесенный на термостабильный оксид одного из элементов (М): Μά, В, А1, Ьи, Оа, δί, Τι, Ζτ, Ηί, либо перовскитоподобный смешанный оксид общей формулы ΜχΜ'υΘζ со структурой пирохлора, где М1 - переходный металл, в том числе элементы VIII группы. Атомное отношение элемента VIII группы к сумме неблагородных элементов в этих соединениях - 1:1 или 3:1, а содержание благородных металлов составляет 32,9-48 мас.%. Конверсия метана в присутствии смешанных оксидов Рг2Ки2О7, ΕιΜμΟ-. Ьа2М§РЮ6 при объемной скорости 40000 ч-1 и 1=777°С не превышает 94%, а увеличение объемной скорости до 80000 ч-1 приводит к снижению конверсии мета- 1 012595 на до 73% и селективности по СО и Н2 до 82 и 90% соответственно.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому эффекту является способ селективного каталитического окисления углеводородов для получения синтез-газа в присутствии катализатора на основе смешанных оксидов со структурой перовскитов [11].
Основным недостатком для всех указанных способов получения синтез-газа путем окисления метана воздухом является присутствие в синтез-газе значительных количеств азота. Так, в патенте, выбранном нами за прототип, в случае использования в качестве окислителя воздуха, при содержании в реакционной смеси 27 об.% метана, концентрация синтез-газа составляет 50 об.% (остальное азот).
Использование кислорода в качестве окислителя требует применения дорогостоящих установок разделения воздуха, что существенно удорожает производство синтез-газа.
Задачей изобретения является создание способа переработки природного газа в топлива путем создания термостабильного катализатора для получения смеси водорода и СО, эффективного при малом времени контакта как в реакциях селективного каталитического окисления углеводородов кислородом, так и при паровой и углекислотной конверсии углеводородов, в том числе в присутствии серосодержащих соединений, и процесса получения смеси водорода и оксида углерода с использованием этого катализатора.
Техническая сущность изобретения
Поставленная цель достигается путем создания способа переработки природного газа в топлива, включающего стадию переработки природного газа в смесь монооксида углерода и водорода (синтез-газ) и стадию каталитической переработки синтез-газа в моторные топлива. Процесс получения смеси водорода и оксида углерода проводят при температуре 800-900°С, давлении 0,1-1 МПа в присутствии катализатора-сорбента, предварительно насыщенного кислородом в результате обработки кислородсодержащим газом. Катализатор-сорбент на основе оксида алюминия и смешанных оксидов, включающих оксиды никеля, церия, циркония и железа, имеет следующий состав, мас.%: смешанный оксид - не более 20, оксид алюминия - вся остальная часть состава. Катализатор-сорбент отличается тем, что имеет форму гранул с поверхностью 100-200 м2/г. Регенерацию катализатора-сорбента проводят при температуре 500600°С в токе газов, содержащих 1-5 об.% кислорода, до его насыщения кислородом, которое заканчивается прекращением поглощения кислорода катализатором.
Преимущество способа переработки природного газа в топлива в том, что катализатор термостабилен для получения смеси водорода и СО, эффективного при малых временах контакта как в реакциях СКО углеводородов кислородом, так и при паровой и углекислотной конверсии углеводородов, в том числе в присутствии серосодержащих соединений.
Примерное исполнение и действие изобретения
Посредством настоящего изобретения получается синтез-газ, не содержащий балластных примесей азота при использовании в качестве окислителя воздуха, с последующим получением из синтез-газа моторных топлив. Использование в производстве моторных топлив по реакции Фишера-Тропша синтезгаза, не содержащего балластных примесей азота, позволяет существенно повысить эффективность процесса производства моторных топлив, уменьшить размеры технологического оборудования и сократить капитальные затраты. Поставленная цель достигается путем использования твердого катализаторасорбента, содержащего кислород, введенный при его предварительной обработке воздухом. Такой подход позволяет при использовании в качестве окислителя воздуха получить из природного газа синтез-газ, не содержащий балластного азота. Кроме того, реализация предлагаемого способа не требует подачи в реакционный аппарат помимо метана дополнительных компонентов - воздуха, водяного пара, СО2 или их смесей, что позволяет существенно упростить процесс и снизить энергетические и капитальные затраты.
Пример 1.
Порошки оксидов Νί, Се, Ζτ и Ре обрабатывают 10%-ным раствором ΗΝΟ3 при температуре 4060°С. Полученную массу смешивают с порошком γ-Α12Ο3 и выдерживают при температуре 50°С в течение 12 ч, после чего температуру повышают до 100°С, при этом выделяется физически связанная вода и вес смешиваемых оксидов доводят до постоянного веса. Образовавшуюся смесь прессуют в таблетки размером 3x5 мм. Полученные таблетки прокаливают при температуре 800°С в течение 5 ч. Насыпной вес катализатора находится в пределах 0,7-0,9 г/см3. Далее прекращают подачу воздуха и продувают катализатор азотом в течение 2 ч при температуре 800°С и затем вводят метан. Конверсия метана при объемном соотношении СН4/катализатор, равном 150, составляет 94%. Состав образующейся смеси:
Н2- 60 об.%; СО - 30,0 об.%; СН4- 2,0 об.%; СО2- 5,0 об.%; Н2О - 3,0 об.%.
Полученный синтез-газ охлаждают, компримируют и направляют в реактор синтеза углеводородов при температуре 300°С и давлении 30 атм. Синтез жидких углеводородов протекает в присутствии полифункционального катализатора, содержащего оксиды железа, цинка и бора в комбинации с носителем алюминием и его оксидами. Суммарный выход моторных топлив составляет 190 г на 1 норм. м3 синтезгаза при конверсии оксидов углерода 98%. При прочих равных условиях синтеза жидких углеводородов использование синтез-газа, содержащего 50 об.% азота, приводит к снижению суммарного выхода моторных топлив до 140 г на 1 норм. м3 синтез-газа.
- 2 012595
Пример 2.
Катализатор-сорбент приготавливается, как указано в примере 1. Конверсию метана проводят при объемном соотношении СН4/катализатор, равном 150, и температуре 700°С. Степень превращения метана составляет 60%, состав полученного синтез-газа:
Н2 -22,8об.%; СО-13,6об.%; СН4-18,2 об.%; С02-13,6об.%; Н2О-31,8 об.%.
Полученный синтез-газ охлаждают, компримируют и направляют в реактор синтеза углеводородов при температуре 300°С и давлении 30 атм. Синтез жидких углеводородов протекает в присутствии полифункционального катализатора, содержащего оксиды железа, цинка и молибдена в комбинации с носителем алюминием, его оксидами и фосфатами. Суммарный выход моторных топлив составляет 55 г на 1 норм. м3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода 90%.
Пример 3.
Катализатор-сорбент приготавливается и активируется, как указано в примере 1. Конверсию метана проводят при объемном соотношении СН4/катализатор, равном 150, и температуре 900°С. Степень превращения метана составляет 96%, состав полученного синтез-газа:
Полученный синтез-газ охлаждают, компримируют и направляют в реактор синтеза углеводородов при температуре 300°С и давлении 30 атм. Синтез жидких углеводородов протекает в присутствии полифункционального катализатора, содержащего оксиды железа, цинка и молибдена в комбинации с носителем алюминием, его оксидами и фосфатами. Суммарный выход моторных топлив составляет 55 г на 1 норм. м3 синтез-газа при конверсии оксидов углерода 90%.
Пример 4.
Процесс получения синтез газа проводят, как указано в примере 1. После этого температуру реактора снижают до 500-600°С, реактор продувают азотом в течение 2 ч и подвергают катализатор-сорбент окислительной регенерации в токе газов, содержащих 1-5 об.% кислорода. Процесс регенерации заканчивается прекращением поглощения кислорода катализатором-сорбентом.
1. Газохимия в XXI веке, проблемы и перспективы, Труды Московского семинара по газохимии 2000-2002 г., М., 2003, с. 138-141.
2. ΟΪ1 аий Са7Еига81а, р. 85, № 9, 2003.
3. З.С.Ткаид, ТВ. С1апйдс аий М.Ь.Н. Стееи, гесси! айуаисек ίη 1Нс сопуегеюи οί тс!каис 1о куйкетк дак, Са!а1ук1к Тойау, 1995, ν. 23, 3-15.
4. Ό.Ά. Нюктаи, Б.Э. Зсктйй, Зуи1кск1к дак Гогтакои Ьу йисс! охМакои οί тс1каис ίη Са!а1укс Зс1ссОуе Ох1йайои, АСЗ Зутрокшт кекск, 1993, р. 416-426.
5. Р.М. Тогтатси, X. Ски аий ί-.Ό. ЗсНпийк Сотраккои οί тоиоШк-киррокей тс!а1к Гог 1кс Й1гес1 ох1йа!юп оГ тс!каис 1о куидак. ί. Са!а1, 1994, ν. 146, 1-10.
6. ί\ν. КикОк аий Е. Зкий, Т1с Но! Зро!™ Ксас1от, Р1акиит Мс1а1к КсуЮу, 1989, 333, 118-127.
7. Ь.К. НокктиИ, са!а1укс рагка1 ох1йайои оГ теИаис оуег тоио1йк-киррог1ей са!а1ук1, Арр1. Са!а1., В: Еην^^οηтсηΐа1, ν.1, 1992, 89.
8. 8уЩНск1к дак Гогтайои Ьу йисс! ох1йайои оГ теИаис ш Са1а1укс Зс1ссОус Ох1йайои, АСЗ Зутрокшт кекск, 1993, р. 416-426.
9. Р.М. Тогшатси, X. Ски аий ί-.Ό. ЗсНпийк Сотраккои оГ тоиоШк-кирройей тс!а1к Гог Не й1гсс1 охйакои оГ тс!каис !о куидак. ί. Са!а1, 1994, ν. 146, 1-10.
10. ИЗ 5149464.
11. ЕЙ 2204434.

Claims (6)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ переработки природного газа в топлива, включающий стадию переработки природного газа в синтез-газ и стадию каталитической переработки синтез-газа в моторные топлива, отличающийся тем, что процесс получения синтез-газа проводят при температуре 800-900°С, давлении 0,1-1 МПа в присутствии катализатора-сорбента, предварительно насыщенного кислородом в результате обработки кислородсодержащим газом.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения синтез-газа путем каталического превращения метана используют катализатор-сорбент на основе оксида алюминия и смешанных оксидов, включающих оксиды никеля, церия, циркония и железа, имеющий следующий состав, мас.%: смешанный оксид - не более 20; оксид алюминия - вся остальная часть состава.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что катализатор-сорбент имеет форму гранул с поверхностью 100-200 м2/г.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят регенерацию катализатора-сорбента при температуре 500-600°С в токе газов, содержащих 1-5 об.% кислорода до насыщения катализатора-сорбента кислородом, которое заканчивается прекращением поглощения кислорода катализатором.
  5. 5. Катализатор-сорбент для переработки природного газа в топлива, отличающийся тем, что он со- 3 012595 держит оксид алюминия и смешанный оксид, включающий оксиды никеля, церия, циркония и железа, и имеет следующий состав, мас.%: смешанный оксид - не более 20; оксид алюминия - вся остальная часть состава.
  6. 6. Катализатор-сорбент по п.5, отличающийся тем, что имеет форму гранул с поверхностью 100200 м2/г.
    4^8)
EA200600432A 2005-11-15 2006-03-16 Способ переработки природного газа в моторные топлива EA012595B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG109348A BG109348A (bg) 2005-11-15 2005-11-15 Метод за преработване на природен газ в горива

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200600432A1 EA200600432A1 (ru) 2007-06-29
EA012595B1 true EA012595B1 (ru) 2009-10-30

Family

ID=36609691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200600432A EA012595B1 (ru) 2005-11-15 2006-03-16 Способ переработки природного газа в моторные топлива

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1954627A1 (ru)
BG (1) BG109348A (ru)
EA (1) EA012595B1 (ru)
UA (1) UA81819C2 (ru)
WO (1) WO2007056835A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475468C1 (ru) * 2011-11-15 2013-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов
RU2651195C1 (ru) * 2017-03-10 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Способ получения синтез-газа

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2924109B1 (fr) * 2007-11-26 2010-11-26 Air Liquide Procede et installation de production d'un gaz de synthese refroidi et comprime

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048909C1 (ru) * 1993-07-13 1995-11-27 Научно-производственная фирма "Химтэк" Катализатор паровой конверсии углеводородов
US5500149A (en) * 1990-12-24 1996-03-19 British Gas Plc Processes for the conversion of methane to synthesis gas
US6156809A (en) * 1999-04-21 2000-12-05 Reema International Corp. Multiple reactor system and method for fischer-tropsch synthesis
US6379586B1 (en) * 1998-10-20 2002-04-30 The Boc Group, Inc. Hydrocarbon partial oxidation process
RU2198156C2 (ru) * 2000-06-20 2003-02-10 Александров Николай Александрович Способ получения жидких углеводородов каталитической переработкой углеводородных газов и установка для его осуществления
RU2204434C2 (ru) * 2001-05-08 2003-05-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Катализатор и способ получения смеси водорода и оксида углерода

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030096880A1 (en) * 2001-11-02 2003-05-22 Conoco Inc. Combustion deposited metal-metal oxide catalysts and process for producing synthesis gas
JP3999557B2 (ja) * 2002-04-30 2007-10-31 株式会社日本触媒 炭化水素の部分酸化用触媒及び該触媒を用いた水素含有ガスの製造方法
US7316806B2 (en) * 2003-10-29 2008-01-08 Nippon Shokubai Co., Ltd. Modifying catalyst for partial oxidation and method for modification

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5500149A (en) * 1990-12-24 1996-03-19 British Gas Plc Processes for the conversion of methane to synthesis gas
RU2048909C1 (ru) * 1993-07-13 1995-11-27 Научно-производственная фирма "Химтэк" Катализатор паровой конверсии углеводородов
US6379586B1 (en) * 1998-10-20 2002-04-30 The Boc Group, Inc. Hydrocarbon partial oxidation process
US6156809A (en) * 1999-04-21 2000-12-05 Reema International Corp. Multiple reactor system and method for fischer-tropsch synthesis
RU2198156C2 (ru) * 2000-06-20 2003-02-10 Александров Николай Александрович Способ получения жидких углеводородов каталитической переработкой углеводородных газов и установка для его осуществления
RU2204434C2 (ru) * 2001-05-08 2003-05-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Катализатор и способ получения смеси водорода и оксида углерода

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475468C1 (ru) * 2011-11-15 2013-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "ФАСТ ИНЖИНИРИНГ" Способ получения синтетических жидких углеводородов из углеводородных газов
RU2651195C1 (ru) * 2017-03-10 2018-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Способ получения синтез-газа

Also Published As

Publication number Publication date
EP1954627A1 (en) 2008-08-13
WO2007056835A1 (en) 2007-05-24
EA200600432A1 (ru) 2007-06-29
BG109348A (bg) 2006-02-28
UA81819C2 (ru) 2008-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7319965B2 (ja) 自己熱アンモニア分解方法
US6992112B2 (en) Selective removal of oxygen from syngas
US7927574B2 (en) Method for regenerating a solid reactant
RU2412226C2 (ru) Способ получения и конверсии синтез-газа (варианты)
JP5592250B2 (ja) 二酸化炭素の合成ガスへの接触水素化
US7438889B2 (en) Use of complex metal oxides in the autothermal generation of hydrogen
EP1736437B1 (en) Process for autothermal generation of hydrogen
US7192569B2 (en) Hydrogen generation with efficient byproduct recycle
WO2008054230A1 (en) Process for producing carbon dioxide and methane by catalytic gas reaction
JP4557849B2 (ja) エタノールからの水素製造方法
Rout et al. Highly selective CO removal by sorption enhanced Boudouard reaction for hydrogen production
JP2023541942A (ja) リバース・フローリアクタにおけるアンモニアおよび尿素の製造
US8974699B2 (en) Method for producing synthesis gases
US20220331736A1 (en) Redox reaction facilitated carbon dioxide capture from flue gas and conversion to carbon monoxide
EA012595B1 (ru) Способ переработки природного газа в моторные топлива
CN112744785A (zh) 一种原位利用二氧化碳联产合成气和氢气的化学链耦合工艺
Guo et al. Steam methane reforming using an anodic alumina supported nickel catalyst (Ni/Al2O3/alloy): analysis of catalyst deactivation
KR102579471B1 (ko) 이산화탄소 건식 흡수제를 이용한 일산화탄소 및 합성가스 생성 공정 및 시스템
US11634322B2 (en) Integration of thermochemical water splitting with CO2 direct air capture
Takenaka Formation of pure hydrogen from methane
Ortiz et al. Combining steam-methane reforming, water-gas shift, and CO {sub 2} removal in a single-step process for hydrogen production. Final report for period March 15, 1997-December 14, 2000

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ BY KZ RU