RU2010127226A

RU2010127226A - Устройство подготовки попутных нефтяных газов для использования в энергоустановках и способ его работы

Info

Publication number: RU2010127226A
Application number: RU2010127226/05A
Authority: RU
Inventors: Павел Валерьевич Снытников (RU); Павел Валерьевич Снытников; Валерий Александрович Кириллов (RU); Валерий Александрович Кириллов; Николай Алексеевич Кузин (RU); Николай Алексеевич Кузин; Владимир Дмитриевич Беляев (RU); Владимир Дмитриевич Беляев; Юрий Иванович Амосов (RU); Юрий Иванович Амосов; Виктор Викторович Киреенков (RU); Виктор Викторович Киреенков; Владимир Александрович Собянин (RU); Владимир Александрович Собянин; Мария Михайловна Попова (RU); Мария Михайловна Попова; Татьяна Викторовна Полянская (RU); Татьяна Викторовна Полянская; Дмитрий Игоревич Потемкин (RU); Дмитрий Игоревич Потемкин
Original assignee: Учреждение Российской Академии наук Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (ИК СО РАН)
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-01-10
Also published as: RU2443764C1

Abstract

1. Устройство подготовки попутных нефтяных или сырых природных газов посредством каталитической конверсии для использования в энергоустановках, состоящее из системы запуска, системы подачи и дозирования реагентов, конвертора, теплообменников, системы управления, отличающееся тем, что в конверторе установлен, по крайне мере, один слой катализатора, позволяющего при температуре не выше 450°С конвертировать в метан соединения, присутствующие в попутных нефтяных или сырых природных газах, имеющие низкую детонационную стойкость и повышающие вероятность смоло- и сажеобразования. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конверторе расположен катализатор, в качестве активного компонента которого используют различные комбинации оксидов алюминия, кремния, переходных и редкоземельных элементов 4-6 периодов, в основном, четвертого и пятого периодов, преимущественно, Сu, Со, Ni, Fe, Cr, Mn, Ti, Zr, La, Ce, Y, Sm, Pr, Gd, и металлов платиновой группы, в основном, Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, преимущественно, Pt, Rh, Ru. ! 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что катализаторы, установленные в конверторе в несколько слоев, могут иметь различный или одинаковый состав. ! 4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе расположен катализатор, представляющий собой армированный пористый материал, выполненный в виде плоских и гофрированных газопроницаемых армированных лент, комбинации которых образуют газопроницаемые каталитически активные каналы различной формы и геометрии. ! 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе расположен блочный катализатор на металлическом, керамическом или металлокерамическом носителе. ! 6. Устройств

Claims

1. Устройство подготовки попутных нефтяных или сырых природных газов посредством каталитической конверсии для использования в энергоустановках, состоящее из системы запуска, системы подачи и дозирования реагентов, конвертора, теплообменников, системы управления, отличающееся тем, что в конверторе установлен, по крайне мере, один слой катализатора, позволяющего при температуре не выше 450°С конвертировать в метан соединения, присутствующие в попутных нефтяных или сырых природных газах, имеющие низкую детонационную стойкость и повышающие вероятность смоло- и сажеобразования.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в конверторе расположен катализатор, в качестве активного компонента которого используют различные комбинации оксидов алюминия, кремния, переходных и редкоземельных элементов 4-6 периодов, в основном, четвертого и пятого периодов, преимущественно, Сu, Со, Ni, Fe, Cr, Mn, Ti, Zr, La, Ce, Y, Sm, Pr, Gd, и металлов платиновой группы, в основном, Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, преимущественно, Pt, Rh, Ru.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что катализаторы, установленные в конверторе в несколько слоев, могут иметь различный или одинаковый состав.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе расположен катализатор, представляющий собой армированный пористый материал, выполненный в виде плоских и гофрированных газопроницаемых армированных лент, комбинации которых образуют газопроницаемые каталитически активные каналы различной формы и геометрии.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе расположен блочный катализатор на металлическом, керамическом или металлокерамическом носителе.

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе металлический, керамический или металлокерамический носитель для катализатора представляет собой прямоканальный блок, в том числе микроканальный, блочный материал со сложной конфигурацией каналов и пеноматериал.

7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в конверторе расположен катализатор в виде гранул различной формы и геометрии.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в системе запуска используют нагреватель, например, электрический и/или пламенный нагреватель, работающий на воздухе и топливе, в том числе и на попутном нефтяном или сыром природном газе, и/или нагреватель-теплообменник, в который подается теплоноситель.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система запуска, система подачи и дозирования реагентов, конвертор, теплообменники, система управления представляют собой раздельные конструкции или могут быть интегрированы друг с другом.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагрев или испарение реагентов, а также управление температурой конвертора производят при помощи электрического нагревателя и/или пламенного нагревателя, и/или за счет рекуперации тепла газов, выходящих из конвертора, и/или рекуперации тепла отходящих газов энергоустановки, и/или путем контакта с теплоносителем.

11. Способ работы устройства подготовки попутных нефтяных или сырых природных газов посредством каталитической конверсии для использования в энергоустановках, состоящего из системы запуска, системы подачи и дозирования реагентов, конвертора, теплообменников, системы управления, отличающийся тем, что в конвертор, содержащий, по крайне мере, один слой катализатора, нагреваемый до температуры не выше 450°С, подают попутные нефтяные или сырые природные газы и осуществляют конверсию в метан соединений, присутствующих в попутных нефтяных или сырых природных газах, имеющих низкую детонационную стойкость и повышающих вероятность смоло- и сажеобразования.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что конверсию проводят в присутствии кислородсодержащих соединений, например, паров воды или углекислого газа, или кислорода, или воздуха, или их любой смеси.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что кислородсодержащие соединения, например, пары воды или углекислый газ, или кислород, или воздух или любую их смесь можно подавать в различном количестве на любой из слоев катализатора.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что для любого слоя катализатора в конверторе может быть установлено определенное пространственное распределение температурного профиля, например, любой слой катализатора может находиться как в изотермичных условиях, так и в условиях градиента температуры по слою.

15. Способ по п.11, отличающийся тем, что конверсию проводят при давлении выше атмосферного.

16. Способ по п.11, отличающийся тем, что кроме метана, продуктами конверсии могут являться, например, водород и/или монооксид углерода, и/или углекислый газ.

17. Способ по п.11, отличающийся тем, что количество водорода в продуктах конверсии можно регулировать, устанавливая его содержание не более 25 об.%, преимущественно, не более 3 об.%.

18. Способ по п.11, отличающийся тем, что запуск устройства производят при помощи нагревателя, например, электрического и/или пламенного нагревателя, работающего на воздухе и топливе, в том числе и на попутном нефтяном или сыром природном газе, и/или нагревателя-теплообменника в который подают теплоноситель.

19. Способ по п.11, отличающийся тем, что перед подачей в систему запуска и/или конвертор проводят предварительный нагрев или испарение реагентов.

20. Способ по п.11, отличающийся тем, что нагрев или испарение реагентов, а также управление температурой конвертора может быть осуществлено при помощи электрического нагревателя или пламенного нагревателя, или за счет рекуперации тепла газов, выходящих из конвертора, или за счет рекуперации тепла отходящих газов энергоустановки, или путем контакта с теплоносителем, или любой их комбинации.

21. Способ по п.11, отличающийся тем, что каталитически конвертированные попутные нефтяные или сырые природные газы используют в энергоустановках, например, на основе двигателей внешнего и внутреннего сгорания, газовых турбинах.