RU2517505C1 - Method of converting methane - Google Patents

Method of converting methane Download PDF

Info

Publication number
RU2517505C1
RU2517505C1 RU2012157477/05A RU2012157477A RU2517505C1 RU 2517505 C1 RU2517505 C1 RU 2517505C1 RU 2012157477/05 A RU2012157477/05 A RU 2012157477/05A RU 2012157477 A RU2012157477 A RU 2012157477A RU 2517505 C1 RU2517505 C1 RU 2517505C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
catalyst
melt
mixture
conversion
Prior art date
Application number
RU2012157477/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Анатольевич Власов
Валерий Валентинович Мечев
Original Assignee
Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
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 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" filed Critical Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет"
Priority to RU2012157477/05A priority Critical patent/RU2517505C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2517505C1 publication Critical patent/RU2517505C1/en

Links

Classifications

    • 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

  • Catalysts (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: methane is converted with water vapour on a catalyst which is molten slag from copper production, through which a vapour-gas mixture is passed for 1-1.5 s and at melt temperature of 1250-1400°C, followed by regeneration of the catalyst by periodically blowing with atmospheric oxygen.
EFFECT: invention simplifies the process.
1 tbl

Description

Изобретение относится к способам каталитической конверсии метана и может быть использовано в топливной, химической и металлургической отраслях промышленности.The invention relates to methods for the catalytic conversion of methane and can be used in the fuel, chemical and metallurgical industries.

Известен способ конверсии метана (заявка на патент РФ №2006122591, опуб. 10.01.2008), включающий нагрев метана и воздействие на него электрическим разрядом с получением водорода, отличающийся тем, что метан смешивают с водяным паром с получением рабочей смеси, названную рабочую смесь нагревают и воздействуют на нее электрическим барьерным разрядом. Метан смешивают с водяным паром путем пропускания метана через воду при температуре воды не ниже 80°С, а рабочую смесь нагревают не мене чем до 400°С. Мощность электрического барьерного разряда должна быть не менее 10 Вт, при этом в рабочую смесь добавляют кислород.A known method for the conversion of methane (patent application of the Russian Federation No. 2006122591, publ. 10.01.2008), including heating methane and exposure to electric discharge to produce hydrogen, characterized in that the methane is mixed with water vapor to obtain a working mixture, the working mixture is heated and act on it by an electric barrier discharge. Methane is mixed with water vapor by passing methane through water at a water temperature of at least 80 ° C, and the working mixture is heated to at least 400 ° C. The power of the electric barrier discharge should be at least 10 W, while oxygen is added to the working mixture.

Недостатком способа является сложность осуществления процесса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ конверсии метана (патент РФ №2241657, опуб. 10.12.2004), включающий взаимодействие метана с водяным паром на никельсодержащем катализаторе при соотношении пар:газ (0,9-1,2):1. Катализатор представляет собой смесь свежего с отработанным, предварительно отсеянного от пыли, мелочи и отделенного от деформированных гранул, гранул с белым налетом, при объемной скорости газа 4000-4500 ч-1, температуре 1002-1245°С, давлении (32,5-33,5)·105 Па, сопротивлении в конверторе (0,7-0,9)·105 Па, концентрации метана на входе 9-11% до достижения концентрации метана на выходе 0,35% и (или) повышения сопротивления в конверторе выше 0,9·105 Па, остановленный конвертор перегружают катализатором и вновь включают в работу.The disadvantage of this method is the complexity of the process. The closest in technical essence and the achieved result is a methane conversion method (RF patent No. 2241657, publ. 10.12.2004), including the interaction of methane with water vapor on a nickel-containing catalyst with a steam: gas ratio (0.9-1.2): 1 . The catalyst is a mixture of fresh and spent, previously screened from dust, fines and separated from deformed granules, pellets with a white coating, with a gas volumetric velocity of 4000-4500 h -1 , temperature 1002-1245 ° С, pressure (32.5-33 5) · 10 5 Pa, resistance in the converter (0.7-0.9) · 10 5 Pa, methane concentration at the inlet 9-11% until the methane concentration at the outlet 0.35% and (or) increase the resistance in a converter above 0.9 · 10 5 Pa, a stopped converter is overloaded with a catalyst and is again turned on.

Недостатком способа является сложность осуществления процесса.The disadvantage of this method is the complexity of the process.

Задачей изобретения является упрощение процесса.The objective of the invention is to simplify the process.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу конверсии метана, включающему взаимодействие метана с водяным паром на катализаторе, в качестве катализатора используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с, температура расплава 1250-1400°С, с последующей регенерацией катализатора периодической продувкой его кислородом воздуха.This is achieved by the fact that, according to the claimed methane conversion method, comprising reacting methane with water vapor on a catalyst, liquid slag of copper production is used as a catalyst, through which a vapor-gas mixture is blown for 1-1.5 s, the melt temperature is 1250-1400 ° С , followed by regeneration of the catalyst by periodically purging it with atmospheric oxygen.

Ограничение времени пребывания смеси в расплаве менее 1 с, ведет к резкому снижению конверсии метана, а увеличение его более 1,5 с ведет к необоснованному увеличению времени при практически неизменном выходе конверсионного газа. Температурный интервал 1250-1400°С ограничен снизу высокой вязкостью расплава шлака и затрудненной продувкой газа через расплав, сверху стойкостью футеровки. Длительная продувка шлака газом ведет к восстановлению металлов из шлака, в особенности цветных, которые будут отделяться от шлака и собираться в нижней части реактора, где идет процесс конверсии. Для предотвращения этого через расплав продувают воздух, содержащий кислород:Limiting the residence time of the mixture in the melt of less than 1 s leads to a sharp decrease in methane conversion, and an increase of more than 1.5 s leads to an unreasonable increase in time with a practically unchanged yield of the conversion gas. The temperature range of 1250-1400 ° C is limited from below by the high viscosity of the slag melt and difficulty in blowing gas through the melt, from above by the lining resistance. Prolonged slag purging with gas leads to the recovery of metals from the slag, in particular non-ferrous, which will separate from the slag and collect in the lower part of the reactor, where the conversion process takes place. To prevent this, air containing oxygen is blown through the melt:

2Ме+О2=2МеО2Me + O 2 = 2MeO

таким образом осуществляется регенерация катализатора.In this way, catalyst regeneration is carried out.

Способ осуществляли подачей через алундовую трубку смеси пара и метана (в соотношении 1:1) в расплав конверторного шлака медного производства. Время пребывания смеси в расплаве во всех опытах составляло 1-1,5 с при 1250-1400°С. Состав конвертерного шлака медного производства, %: 0,9 Ni, 3,9 Сu, 0,04 Со, 45,5 Fe, 0,8 S, 1,2 г/т Pt, 6,1 г/т Pd, 0,4 г/т Аu, остальное SiO2. В связи с тем, что при конверсии метана с водяным паром идет реакцияThe method was carried out by supplying a mixture of steam and methane (in the ratio 1: 1) through the alundum tube into the melt of converter slag of copper production. The residence time of the mixture in the melt in all experiments was 1-1.5 s at 1250-1400 ° C. Composition of converter slag of copper production,%: 0.9 Ni, 3.9 Cu, 0.04 Co, 45.5 Fe, 0.8 S, 1.2 g / t Pt, 6.1 g / t Pd, 0 , 4 g / t Au, the rest is SiO 2 . Due to the fact that the reaction occurs during the conversion of methane with water vapor

Н2O+СН4=СО+3Н2 H 2 O + CH 4 = CO + 3H 2

в конечных продуктах определяли содержание СО и Н2. Данные опытов приведены в таблице 1.the content of CO and H 2 was determined in the final products. The experimental data are shown in table 1.

Таблица 1Table 1 Т, °СT, ° C ВремяTime Н2,%H 2 % CO,%CO% пребыванияstay смеси вmixtures in расплавеmelt (с)(from) 12501250 0,50.5 5555 11eleven 12501250 1,01,0 7272 2222 13001300 1,11,1 7070 2323 14001400 1,31.3 7474 1919 14001400 1,51,5 7373 20twenty

Из таблицы 1 видно, что при времени пребывания смеси в расплаве 1-1,5 с общий выход Н2 и СО достигает 94%. Использовать данное изобретение можно на предприятиях цветной металлургии, на природном газе, например в Норильске на медном заводе. Позволяет получить экономию природного газа до 25-30%.From table 1 it is seen that when the residence time of the mixture in the melt is 1-1.5 s, the total yield of H 2 and CO reaches 94%. You can use this invention in non-ferrous metallurgy, natural gas, for example in Norilsk at a copper plant. Allows you to save up to 25-30% of natural gas.

Claims (1)

Способ конверсии метана, включающий взаимодействие метана с водяным паром на катализаторе, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют жидкий шлак медного производства, через который продувают парогазовую смесь в течение 1-1,5 с, температуре расплава 1250-1400°С с последующей регенерацией катализатора периодической продувкой его кислородом воздуха. Method for methane conversion, including the interaction of methane with water vapor on a catalyst, characterized in that the liquid slag of copper production is used as a catalyst, through which a vapor-gas mixture is blown for 1-1.5 s, melt temperature 1250-1400 ° C, followed by regeneration the catalyst by periodically purging it with atmospheric oxygen.
RU2012157477/05A 2012-12-26 2012-12-26 Method of converting methane RU2517505C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157477/05A RU2517505C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method of converting methane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012157477/05A RU2517505C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method of converting methane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2517505C1 true RU2517505C1 (en) 2014-05-27

Family

ID=50779551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012157477/05A RU2517505C1 (en) 2012-12-26 2012-12-26 Method of converting methane

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2517505C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682576C1 (en) * 2017-10-13 2019-03-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Methane conversion method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU680634A3 (en) * 1976-02-04 1979-08-15 Айзенверк-Гезельшафт Максимилиансхютте Мбх (Фирма) Method of obtaining hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbons
RU2125538C1 (en) * 1994-07-01 1999-01-27 Амоко Корпорейшн Method of producing synthetic gas (versions)
US6685754B2 (en) * 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
RU2241657C2 (en) * 2001-04-16 2004-12-10 Открытое акционерное общество "Концерн Стирол" Methane conversion process
US7875090B2 (en) * 2007-04-24 2011-01-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method and apparatus to protect synthesis gas via flash pyrolysis and gasification in a molten liquid
WO2010143203A3 (en) * 2009-06-10 2011-02-10 Keki Hormusji Gharda Method for producing cast iron or semi steel with reducing gas
RU2463356C2 (en) * 2010-05-21 2012-10-10 Владимир Михайлович Пулковский Device to produce molten metal and synthesis gas and method to produce molten metal and synthesis gas in this device
RU2465305C1 (en) * 2011-04-04 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of producing synthesis gas and pyrolysis reactor for producing synthesis gas

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU680634A3 (en) * 1976-02-04 1979-08-15 Айзенверк-Гезельшафт Максимилиансхютте Мбх (Фирма) Method of obtaining hydrogen and carbon monoxide from hydrocarbons
RU2125538C1 (en) * 1994-07-01 1999-01-27 Амоко Корпорейшн Method of producing synthetic gas (versions)
US6685754B2 (en) * 2001-03-06 2004-02-03 Alchemix Corporation Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures
RU2241657C2 (en) * 2001-04-16 2004-12-10 Открытое акционерное общество "Концерн Стирол" Methane conversion process
US7875090B2 (en) * 2007-04-24 2011-01-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Method and apparatus to protect synthesis gas via flash pyrolysis and gasification in a molten liquid
WO2010143203A3 (en) * 2009-06-10 2011-02-10 Keki Hormusji Gharda Method for producing cast iron or semi steel with reducing gas
RU2463356C2 (en) * 2010-05-21 2012-10-10 Владимир Михайлович Пулковский Device to produce molten metal and synthesis gas and method to produce molten metal and synthesis gas in this device
RU2465305C1 (en) * 2011-04-04 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) Method of producing synthesis gas and pyrolysis reactor for producing synthesis gas

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2682576C1 (en) * 2017-10-13 2019-03-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Methane conversion method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102556774B1 (en) Ammonia process using improved conversion process
CN111467940B (en) Method and system for removing carbon dioxide in reaction gas and application of method and system
AU2013230403B2 (en) Method for preparing solid nitrosyl ruthenium nitrate by using waste catalyst containing ruthenium
WO2014111310A1 (en) Process for the preparation of synthesis gas
EP3663258A1 (en) System and method for producing hydrogen using by product gas
RU2014101964A (en) METHODS FOR PRODUCING TITANIUM DIBORIDE POWDERS
JP5551181B2 (en) Utilization of a degassing gas mixture from a degasser associated with a syngas production unit and plant for its implementation
RU2015126664A (en) METHOD FOR PRODUCING DIMETHYLOXALATE
CN102875500B (en) Continuous production method of 2-MeTHF (2-methyltetrahydrofuran)
CN106477525B (en) Method for purifying chlorination tail gas chlorine hydride dechlorination gas
RU2517505C1 (en) Method of converting methane
CN103443070B (en) Zero-emission Urea Process and equipment
WO2017182139A1 (en) Process and plant for producing hydrogen by means of catalytic steam reformation of a hydrocarbonaceous feed gas
RU2648331C2 (en) Method of producing synthetic liquid hydrocarbons from natural gas
WO2023130930A1 (en) Method for preparing methyl isobutyl ketone
Plou et al. Pure hydrogen from lighter fractions of bio-oil by steam-iron process: Effect of composition of bio-oil, temperature and number of cycles
CN104529822B (en) A kind of citronellal prepares the production technology of 3,7-Dimethyl-6-octenenitrile
JP5374955B2 (en) Method for synthesizing methanol from carbon dioxide
CN107011120B (en) Method for high-selectivity synthesis of ethanol by resource treatment of carbon dioxide and water
RU2525124C1 (en) Method of converting methane
JP5387154B2 (en) Glycerin reforming apparatus and reforming method
CN111268695A (en) Reduction of organonitrile impurity levels in HCN from Oxandulum Process
RU2013128462A (en) METHOD FOR PRODUCING NITRIC ACID
CN105329859A (en) Treatment process for sulfur-containing tail gas
CN106553995A (en) Natural gas and carbon dioxide dry reforming process for preparing synthetic gas

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171227