RU2004108894A

RU2004108894A - Процесс получения водородсодержащего газа

Info

Publication number: RU2004108894A
Application number: RU2004108894/15A
Authority: RU
Inventors: Алексей Григорьевич Окунев (RU); Алексей Григорьевич Окунев
Original assignee: Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделени Российской Академии наук (RU); Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-09-10
Also published as: RU2271333C2

Claims

1. Процесс получения водородсодержащего газа по реакции паровой конверсии углеводородов, включающий стадию паровой конверсии на смеси поглотителя диоксида углерода и катализатора, стадию каталитического метанирования остаточных количеств CO и CO₂, стадию регенерации поглотителя диоксида углерода, отличающийся тем, что

A) исходную реакционную смесь, состоящую из паров воды и углеводородов в газообразном состоянии, пропускают через первую реакционную зону, содержащую катализатор паровой конверсии, при условиях, обеспечивающих образование CO, CO₂ и H₂;

Б) продукты реакции, образовавшиеся в первой реакционной зоне, пропускают через вторую реакционную зону, содержащую смесь катализатора паровой конверсии CO и поглотителя диоксида углерода, при условиях, обеспечивающих эффективное одновременное протекание реакции паровой конверсии CO на катализаторе и поглощения диоксида углерода на поглотителе;

B) продукты реакции, образовавшиеся во второй реакционной зоне, пропускают через третью реакционную зону, в которой происходит охлаждение продуктов реакции до температуры, обеспечивающей конденсацию большей части водяного пара, и затем отделяют конденсат от газовой фазы;

Г) газовую фазу из третьей реакционной зоны пропускают через четвертую реакционную зону, содержащую катализатор метанирования, при условиях, обеспечивающих эффективное метанирование моноксида углерода и диоксида углерода;

Д) водородсодержащий газ из четвертой реакционной зоны отводят для дальнейшего использования и продолжают непрерывно осуществлять стадии А)-Д) в течение первого промежутка времени;

Е) по окончании первого промежутка времени отключают подачу продуктов реакции из первой реакционной зоны во вторую реакционную зону, а также отключают подачу продуктов реакции из второй реакционной зоны в третью реакционную зону;

Ж) после выполнения стадии Е) уравнивают давление во второй реакционной зоне с давлением регенерирующего агента и затем пропускают регенерирующий агент через вторую реакционную зону в течение второго промежутка времени в направлении, противоположном направлению пропускания продуктов реакции на стадии Б) при условиях, обеспечивающих эффективную десорбцию CO₂;

3) в конце второго промежутка времени прекращают пропускание регенерирующего агента через вторую реакционную зону и затем уравнивают давление во втором реакционном объеме с давлением продуктов реакции на стадии Б);

И) после завершения стадии 3) повторяют стадии от А) до 3), причем все указанные реакционные зоны разделены пространственно.

2. Процесс по п.1, отличающийся тем, что первая, третья и четвертая реакционные зоны находятся в раздельных реакторах, причем каждый реактор содержит только одну реакционную зону и работает в непрерывном режиме.

3. Процесс по п.2, отличающийся тем, что вторую реакционную зону располагают в двух или более параллельно соединенных реакторах так, что в одном из реакторов проводят стадию Б), в то время как в остальных реакторах выполняют стадии Е)-3) в указанной последовательности.

4. Процесс по п.1, отличающийся тем, что стадии А)-Д) проводят при одном и том же давлении.

5. Процесс по п.4, отличающийся тем, что стадии А)-Д) проводят при абсолютном давлении от 1 до 10 атм.

6. Процесс по п.1, отличающийся тем, что стадию Ж) проводят при абсолютном давлении от 1 до 1.5 атм.

7. Процесс по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что давление на стадиях А)-Д) отличается в большую сторону от давления на стадии Ж).

8. Процесс по п.1, отличающийся тем, что при проведении стадии Ж) исключают протекание регенерирующего агента через первый, третий и четвертый реакционные объемы.

9. Процесс по п.8, отличающийся тем, что линейная скорость регенерирующего агента на стадии Ж) в 0,5-4 раза выше, чем на стадии Б).

10. Процесс по п.1, отличающийся тем, что стадии А), Б), В), Г), Ж) проводят при различных температурах.

11. Процесс по п.10, отличающийся тем, что стадию А) проводят при температуре 500-800°С.

12. Процесс по п.10, отличающийся тем, что стадию Б) проводят при температуре 400-800°С.

13. Процесс по п.10, отличающийся тем, что стадию В) проводят при температуре 20-150°С.

14. Процесс по п.10, отличающийся тем, что стадию Г) проводят при температуре 300-500°С.

15. Процесс по п.10, отличающийся тем, что стадию Ж) проводят при температуре 650-900°С.

16. Процесс по п.1, отличающийся тем, что стадии А), Б) и Г) проводят с использованием различных катализаторов.

17. Процесс по п.16, отличающийся тем, что для стадии А) используют катализатор паровой конверсии углеводородов, содержащий в качестве активного компонента никель, железо, кобальт, родий, рутений, палладий, рений, осмий, иридий, платину, золото или любую их комбинацию, нанесенные на пористую подложку из оксида алюминия, алюмината кальция, оксида титана, оксида циркония либо других термостабильных высокопористых пористых керамик, а также на подложку из активированного угля.

18. Процесс по п.16, отличающийся тем, что для стадии Г) используют катализатор, содержащий в качестве активного компонента никель, железо, кобальт, родий, рутений, палладий, рений, осмий, иридий, платину или любую их комбинацию, нанесенные на пористую подложку из оксида алюминия, алюмината кальция, оксида титана, оксида циркония либо других термостабильных высокопористых пористых керамик, а также на подложку из активированного угля.

19. Процесс по п.16, отличающийся тем, что для стадии Б) используют смесь катализатора паровой конверсии CO и поглотителя CO₂.

20. Процесс по п.19, отличающийся тем, что катализатор паровой конверсии СО содержит в качестве активного компонента медь, ванадий, цинк, марганец, никель, железо, кобальт, родий, рутений, палладий, рений, осмий, иридий, платину, золото, оксиды железа, ванадия, меди, кобальта, никеля, марганца, цинка или любую их комбинацию, нанесенные на пористую подложку из оксида алюминия, алюмината кальция, оксида титана, оксида циркония либо других термостабильных высокопористых пористых керамик.

21. Процесс по п.19, отличающийся тем, что используют поглотители CO₂, массовая доля оксида кальция в которых после прокаливания при температуре 950°С в токе воздуха в течение 24 ч составляет не менее 10 мас.%.

22. Процесс по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что в качестве регенерирующего агента на стадии Ж) используют воздух, водяной пар, водород, катодный газ низкотемпературного топливного элемента, анодный газ низкотемпературного топливного элемента или любую смесь этих газов, подаваемые противотоком к направлению движения газовой смеси на стадии Б).