RU2097314C1 - Способ каталитической конверсии природного газа - Google Patents
Способ каталитической конверсии природного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2097314C1 RU2097314C1 RU96102058A RU96102058A RU2097314C1 RU 2097314 C1 RU2097314 C1 RU 2097314C1 RU 96102058 A RU96102058 A RU 96102058A RU 96102058 A RU96102058 A RU 96102058A RU 2097314 C1 RU2097314 C1 RU 2097314C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- gas
- mixture
- conversion
- vapor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Использование: в способах каталитической конверсии природного газа. Сущность изобретения: природный газ взаимодействует на никелевом катализаторе с парогазовой смесью, содержащей водяной пар и углекислый газ, при объемном соотношении природный газ : парогазовая смесь, равном 1:25-30, и давлении 1-4 атм. Взаимодействие проводят при 700-800oC. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области химической технологии, конкретно к способам каталитической конверсии природного газа и может быть использовано в технологических комплексах, в которых наряду с процессом конверсии природного газа и последующим производством из него метанола, технического водорода или аммиака вырабатывает электроэнергию.
Известен способ двухступенчатой каталитической конверсии природного газа (преимущественно метана) в синтез-газ (смесь водорода и оксида углерода), который служит исходным сырьем для крупнотоннажных производств метанола, технического водорода и аммиака. Первую стадию проводят в трубчатой печи с огневым обогревом реакционных труб, так что температура их теплообменной поверхности достигает 900-950oC, при этом перепад давления составляет от 40-60 атм и выше в реакционных трубах до 1-2 атм в межтрубном пространстве. Вторую стадию проводят в шахтном реакторе, в котором необходимую для окончания процесса конверсии теплоту получают путем частичного сжигания смеси, поступающей с первой ступени [1]
Осуществление первой стадии конверсии природного газа в трубчатой печи с множеством горелочных устройств характеризует способ в целом высоким удельным расходом природного газа, низкой эксплуатационной надежностью и как загрязняющий окружающую среду продуктами сгорания.
Осуществление первой стадии конверсии природного газа в трубчатой печи с множеством горелочных устройств характеризует способ в целом высоким удельным расходом природного газа, низкой эксплуатационной надежностью и как загрязняющий окружающую среду продуктами сгорания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретения является способ, в котором первую стадию конверсии природного газа проводят в реакторе-теплообменнике, вторую в шахтном реакторе. На первой стадии в реакционные трубы реактора-теплообменника подают смесь природного газа и водяного пара в соотношении от 1:2 до 1:4, где при 600-800oC происходит разложение большей части метана. На второй стадии процесса частично конвертированный газ подают в шахтный реактор, где в пустом пространстве над катализатором его смешивают с кислородом или воздухом в соотношении кислород:углерод равном 0,4-0,45. При выгорании кислорода температура реакционной смеси повышается до 1400-1500oC, которую затем направляют на слой никелевого катализатора, где за счет физического тепла конвертированного газа, происходит процесс доконверсии остаточного метана. Газовый поток, покидающий шахтный реактор, с температурой 900-1200oC подают в межтрубное пространство реактора-теплообменника, где за счет тепла продуктов реакции второй ступени в реакционных трубах происходит первичный процесс конверсии метана. Обе стадии ведут при одинаковом давлении, которое может варьироваться от 20 до 300 атм [2]
Однако организация теплообмена между интенсивными технологическими потоками ведет к созданию устройств, обладающих большой массой и значительными габаритами, в которых неизбежно возникает тепловые потери, связанные с наличием высоких градиентов температур между горячими и холодными потоками. Совместное действие высоких давлений и температур, при которых ведут процесс, приводит к необходимости применения высококачественных конструкционных материалов. Сжигание части продуктов конверсии первой ступени, вызывает дополнительный расход природного газа.
Однако организация теплообмена между интенсивными технологическими потоками ведет к созданию устройств, обладающих большой массой и значительными габаритами, в которых неизбежно возникает тепловые потери, связанные с наличием высоких градиентов температур между горячими и холодными потоками. Совместное действие высоких давлений и температур, при которых ведут процесс, приводит к необходимости применения высококачественных конструкционных материалов. Сжигание части продуктов конверсии первой ступени, вызывает дополнительный расход природного газа.
Задача изобретения создание способа каталитической конверсии природного газа, в котором устраняются эти недостатки.
Задачу в предлагаемом способе решают тем, что взаимодействие природного газа проводят при давлении 1 4 атм со смесью водяного пара с углекислым газом при соотношении природный газ парогазовая смесь равном 1 25 30. Предпочтительно взаимодействие проводить при 700 800oC.
Существо предлагаемого способа состоит в том, что природный газ смешивают при давлении 1 4 атм в объемном соотношении 1:25-30 с парогазовой смесью, имеющей температуру порядка 700-800oC и состоящей из водяного пара и углекислого газа. Полученную таким образом реакционную смесь направляют в реактор шахтного типа с загруженным никелевым катализатором, где за счет физического охлаждения исходной смеси проводится одностадийный процесс паро-углекислотной конверсии метана в синтез-газ. Исходную парогазовую смесь с указанными характеристиками получают с выхлопа турбины газотурбинной энергетической установки, в которой окислителем углеводородного топлива служит кислород. В качестве топлива может быть использована часть продуктов конверсии метана, непревращенных в метанол или оставшихся после выделения водорода.
Пример 1. Природный газ, очищенный от сернистых соединений, состоящий на 97% из метана и парогазовую смесь, полученную с выхлопа турбины газотурбинной установки, в которой окислителем углеводородного топлива служит кислород, в соотношении 1:28 подают в смеситель. Парогазовая смесь состоит на 63% из водяного пара и на 37% из углекислого газа. Газовые потоки смешиваются при температуре 720oC и давлении 3 атм, в результате образуется газообразная смесь следующего состава об.
CH4 3,5
H2O 60,8
CO2 35,7
которую подают в шахтный реактор с никелевым катализатором. При каталитическом взаимодействии метана с водяным паром и углекислым газом, сопровождающимся охлаждением реакционной смеси, образуется синтез-газ. Синтез-газа на выходе из реактора имеет температуру равную 568oC и следующий состав об.
H2O 60,8
CO2 35,7
которую подают в шахтный реактор с никелевым катализатором. При каталитическом взаимодействии метана с водяным паром и углекислым газом, сопровождающимся охлаждением реакционной смеси, образуется синтез-газ. Синтез-газа на выходе из реактора имеет температуру равную 568oC и следующий состав об.
CH4 0,2
H2O 53,4,
CO2 34,2,
H2 10,1,
CO 2,1.
H2O 53,4,
CO2 34,2,
H2 10,1,
CO 2,1.
Степень конверсии метана в этих условиях составляет 93% После конденсации воды полученный газ может быть использован для синтеза метанола.
Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 при давлении p 4 атм, температуре газа на выходе в реактор 800oC, соотношении метан: парогозовая смесь равным 1 25.
В этих условиях синтез-газа на выходе из реактора имеет температуру равную 627oC и следующий состав об.
CH4 0,1,
H2O 52,7,
CO2 33,4,
H2 10,8,
CO 3,0.
H2O 52,7,
CO2 33,4,
H2 10,8,
CO 3,0.
Степень конверсии метана выше 96%
Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 при давлении p 1 атм, температуре газа на входе в реактор 700oC, соотношении метана парогазовая смесь равным 1 30.
Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1 при давлении p 1 атм, температуре газа на входе в реактор 700oC, соотношении метана парогазовая смесь равным 1 30.
в этих условиях синтез-газа на выходе из реактора имеет температуру равную 556oC и следующий состав об.
CH4 0,06,
H2O 53,7,
CO2 34,4,
H2 10,0,
CO 1,84.
H2O 53,7,
CO2 34,4,
H2 10,0,
CO 1,84.
Степень конверсии метана достигает почти 98%
Таким образом предлагаемый способ позволяет проводить конверсию природного газа в одну стадию без внешнего теплообмена, что приводит к сокращению удельного расхода природного газа на 20% и улучшению массо-габаритных характеристик установки, реализующей этот процесс.
Таким образом предлагаемый способ позволяет проводить конверсию природного газа в одну стадию без внешнего теплообмена, что приводит к сокращению удельного расхода природного газа на 20% и улучшению массо-габаритных характеристик установки, реализующей этот процесс.
Claims (2)
1. Способ каталитической конверсии природного газа, включающий взаимодействие на никелевом катализаторе природного газа с реагентом, содержащим водяной пар, отличающийся тем, что в качестве реагента, содержащего водяной пар, используют парогазовую смесь, содержащую водяной пар и углекислый газ, взаимодействие природного газа с парогазовой смесью ведут при объемном соотношении природный газ: парогазовая смесь, равном 1 25 30, и давлении 1 4 атм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие природного газа с парогазовой смесью ведут при 700 800oС.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102058A RU2097314C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ каталитической конверсии природного газа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102058A RU2097314C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ каталитической конверсии природного газа |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU96102058A RU96102058A (ru) | 1997-07-27 |
| RU2097314C1 true RU2097314C1 (ru) | 1997-11-27 |
Family
ID=20176465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96102058A RU2097314C1 (ru) | 1996-02-01 | 1996-02-01 | Способ каталитической конверсии природного газа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2097314C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012060739A1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Способ работы газотурбинной установки |
-
1996
- 1996-02-01 RU RU96102058A patent/RU2097314C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Справочник азотчика / Под общ.ред. Е.Я.Мельникова . - Химия, 1986, с. 83 - 94. SU, авторское свидетельство, 784148, кл. C 01 B 3/16, 1986. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012060739A1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Способ работы газотурбинной установки |
| RU2467187C2 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-11-20 | ООО "Центр КОРТЭС" | Способ работы газотурбинной установки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5229102A (en) | Catalytic ceramic membrane steam-hydrocarbon reformer | |
| KR100483218B1 (ko) | 가스터빈동력생성으로부터의배기물중의질소산화물을경감시키는방법 | |
| US4315893A (en) | Reformer employing finned heat pipes | |
| JP4059546B2 (ja) | 合成ガスおよび電気エネルギーを組み合わせて製造する方法 | |
| US2660032A (en) | Gas turbine cycle employing secondary fuel as a coolant | |
| US6767530B2 (en) | Method for producing hydrogen | |
| GB1476155A (en) | Fuel cell shift converter/endothermic catalytic reaction apparatus | |
| CN1100721C (zh) | 制备氨合成气的蒸汽重整方法 | |
| CA1257478A (en) | Process and equipment for the generation of a product gas containing hydrogen and carbon oxides | |
| Griffin et al. | Staged catalytic combustion method for the advanced zero emissions gas turbine power plant | |
| US3810975A (en) | Start-up procedure for catalytic steam reforming of hydrocarbons | |
| RU2664526C2 (ru) | Энергосберегающий унифицированный способ генерации синтез-газа из углеводородов | |
| JP2757966B2 (ja) | ガスタービン | |
| JPS59203372A (ja) | 燃料電池用燃料改質装置 | |
| EP0207620B1 (en) | Energy recovery | |
| RU2097314C1 (ru) | Способ каталитической конверсии природного газа | |
| JPS6232227A (ja) | 低熱量燃料ガスからエネルギ−を回収する方法 | |
| US3582296A (en) | Gasifying process | |
| RU2283272C2 (ru) | Способ получения текучего теплоносителя, используемого в качестве косвенного источника тепла при проведении эндотермических реакций, и способ проведения реакций риформинга углеводородов | |
| US4198379A (en) | Nitrogen oxide pollution abatement using catalytic combustion | |
| JPS5826002A (ja) | スチ−ムリホ−ミング法及びスチ−ムリホ−ミング用反応管 | |
| US20070033873A1 (en) | Hydrogen gas generator | |
| RU2228901C2 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| US4854943A (en) | Process of producing a gas which is rich in carbon monoxide by a cracking of hydrocarbons | |
| CN1186428C (zh) | 换热式焦炉煤气加压催化部分氧化法制取合成气的工艺 |