RU2796425C1 - Synthesis gas reactor and method for producing synthesis gas in synthesis gas reactor - Google Patents
Synthesis gas reactor and method for producing synthesis gas in synthesis gas reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796425C1 RU2796425C1 RU2021139804A RU2021139804A RU2796425C1 RU 2796425 C1 RU2796425 C1 RU 2796425C1 RU 2021139804 A RU2021139804 A RU 2021139804A RU 2021139804 A RU2021139804 A RU 2021139804A RU 2796425 C1 RU2796425 C1 RU 2796425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- synthesis gas
- heating
- channels
- catalyst
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к реакторам риформинга для получения синтез-газа из природного газа.The invention relates to reforming reactors for producing synthesis gas from natural gas.
При риформинге в реактор подается смесь природного газа, пара и/или кислорода, при этом одна часть углеводородов окисляется кислородом и обеспечивает высокую температуру, необходимую для проведения риформинга. Процесс получения синтез-газа из природного газа, содержащего в основном метан, представляет комбинацию парциального окисления, парового и углекислотного риформинга. Реакции, протекающие при каталитическом риформинге метана можно представить в виде следующих уравнений:During reforming, a mixture of natural gas, steam and/or oxygen is supplied to the reactor, while one part of the hydrocarbons is oxidized by oxygen and provides the high temperature necessary for reforming. The process of obtaining synthesis gas from natural gas containing mainly methane is a combination of partial oxidation, steam and carbon dioxide reforming. The reactions occurring during the catalytic reforming of methane can be represented as the following equations:
СН4+2O2 → 2H2O+CO2+ΔН01;CH4+2O2 → 2H2O+CO2+ΔH01;
СН4+H2O → СО+3Н2+ΔН02;CH4+H2O → CO+3H2+ΔH02;
СН4+CO2 → 2СО+2Н2+ΔН03;CH4+CO2 → 2CO+2H2+ΔH03;
где ΔH0i (i=1; 2; 3) стандартные тепловые эффекты химических реакций при Р=1 атм.т, Т0=298 К.where ΔH0i (i=1; 2; 3) are the standard thermal effects of chemical reactions at P=1 atm.t, T0=298 K.
Для переработки природного газа в синтез-газ методом каталитического риформинга применяются трубчатые реакторы со стационарным слоем катализатора. В качестве катализаторов конверсии углеводородов с получением синтез-газа применяют металлы VIII группы периодической системы элементов, нанесенные на пористые керамические носители.For processing natural gas into synthesis gas by catalytic reforming, tubular reactors with a stationary catalyst bed are used. As catalysts for the conversion of hydrocarbons to produce synthesis gas, metals of group VIII of the periodic system of elements deposited on porous ceramic carriers are used.
Риформинг природного газа осуществляют в присутствии никельсодержащего катализатора в виде гранул различных размеров и форм, которыми заполняют трубы реактора. В контактных аппаратах риформинга необходимая для протекания химического процесса теплота передается из зоны сжигания топлива путем ее конвективного и радиационного переноса на внешние поверхности реакционных труб. Благодаря высокой теплопроводности металла труб тепло аккумулируется газовой фазой и гранулами катализатора, температура которых на 100°С ниже (особенно в центральной части слоя катализатора), чем температура внутренней стенки трубы (Справочник азотчика. М.: Химия, 1986, стр. 83; патент RU №2234458, С01С 1/04, опубликован 20.08.2004 г.).The reforming of natural gas is carried out in the presence of a nickel-containing catalyst in the form of granules of various sizes and shapes, which are filled into the reactor tubes. In contact reformers, the heat necessary for the chemical process to proceed is transferred from the fuel combustion zone by means of its convective and radiative transfer to the outer surfaces of the reaction tubes. Due to the high thermal conductivity of the pipe metal, heat is accumulated by the gas phase and catalyst granules, the temperature of which is 100 ° C lower (especially in the central part of the catalyst layer) than the temperature of the inner wall of the pipe (Azotchik's Handbook. M .: Chemistry, 1986, p. 83; patent RU No. 2234458,
Известен способ получения синтез-газа из водородсодержащего сырья в реакторе с обращаемым потоком и реактор для его осуществления (см. патент RU №2574464, МПК B01J 7/00, опубликован 10.02.2016 г.).A known method for producing synthesis gas from a hydrogen-containing feedstock in a reversible flow reactor and a reactor for its implementation (see patent RU No. 2574464, IPC
Способ получения синтез-газа включает:The method for producing synthesis gas includes:
- разогрев до высокой температуры по крайней мере части камеры трубчатого реактора, заполненной твердым пористым материалом;- heating to high temperature at least part of the chamber of the tubular reactor filled with a solid porous material;
- подачу в трубчатый реактор двух реагентов - горючего и кислородсодержащего газа в не достаточном для полного окисления горючего количестве;- supply to the tubular reactor of two reagents - combustible and oxygen-containing gas in an amount not sufficient for complete oxidation of the fuel;
- проведение реакции горючего и кислородсодержащего газа в слое твердого пористого материала;- carrying out the reaction of combustible and oxygen-containing gas in a layer of solid porous material;
- установление в трубчатом реакторе газового потока от одного конца реактора до другого конца посредством подачи газообразного реагента с одного конца реактора и вывода газообразных продуктов реакции в виде синтез-газа с противоположного конца;- establishing a gas flow in the tubular reactor from one end of the reactor to the other end by supplying a gaseous reactant from one end of the reactor and withdrawing gaseous reaction products in the form of synthesis gas from the opposite end;
- измерение температуры в реакторе;- temperature measurement in the reactor;
- периодическое изменение направления газового потока в реакторе;- periodic change in the direction of the gas flow in the reactor;
При этом реагенты подают в реактор раздельно: один из реагентов, газообразный реагент -А-, подают с одного конца реактора, а второй реагент -В- подают в среднюю часть реактора и проводят в средней части реактора смешение реагента В с газообразным реагентом А, подогретым за счет теплообмена с твердым пористым материалом.In this case, the reagents are fed into the reactor separately: one of the reagents, the gaseous reagent -A-, is fed from one end of the reactor, and the second reagent -B- is fed into the middle part of the reactor and the reagent B is mixed with the gaseous reagent A heated in the middle part of the reactor. due to heat exchange with a solid porous material.
Реактор для осуществления описанного способа получения синтез-газа включает трубчатый газоплотный корпус и камеру реактора, включающую первый и второй конец, причем камера реактора в преобладающей части своего объема заполнена твердым пористым материалом; реактор снабжен системой газопроводов, присоединенных к первому и второму концу камеры реактора и запорной арматурой, позволяющей подавать газ в первый конец и одновременно производить отбор газа из второго конца, либо подавать газ во второй конец и одновременно производить отбор газа из первого, при этом реактор дополнительно включает присоединенный к средней части камеры реактора трубопровод, позволяющий подавать в камеру реактора газ и/или жидкость и/или мелкодисперсный твердый материал.The reactor for implementing the described method for producing synthesis gas includes a tubular gas-tight body and a reactor chamber, including the first and second ends, and the reactor chamber in the predominant part of its volume is filled with a solid porous material; the reactor is equipped with a system of gas pipelines connected to the first and second ends of the reactor chamber and shut-off valves that allow gas to be supplied to the first end and gas to be taken from the second end at the same time, or gas to be supplied to the second end and gas to be taken from the first at the same time, while the reactor additionally includes a pipeline attached to the middle part of the reactor chamber, allowing gas and/or liquid and/or finely dispersed solid material to be supplied to the reactor chamber.
Преимущество реактора по данному изобретению состоит в раздельной подаче реагентов: газообразная смесь углеводородов поступает в начало реактора, а водяной пар подается в среднюю часть реактора, где происходит смешение реагентов.The advantage of the reactor according to this invention lies in the separate supply of reactants: the gaseous mixture of hydrocarbons enters the beginning of the reactor, and steam is fed into the middle part of the reactor, where the reactants are mixed.
Недостатками данного изобретения являются громоздкость и высокая металлоемкость конструкции, необходимость монтажа нескольких линий подачи компонентов сырьевого потока в разные участки реактора, необходимость реализации двух параллельно работающих устройств.The disadvantages of this invention are the bulkiness and high metal consumption of the structure, the need to install several lines for supplying components of the feed stream to different parts of the reactor, the need to implement two parallel devices.
Известен способ получения синтез-газа заданного состава основных компонентов Н2 и СО в диапазоне изменения соотношения от 1:1 до 2:1 для производства метанола, диметилового эфира или для синтезов Фишера-Тропша (см. патент RU №2228901, МПК С01В 3/38, опубликован 27.07.2003 г.), включающий две стадии: стадию А) парциального окисления и стадию Б) конверсии остаточного метана с продуктами стадии А) на катализаторе, отличающийся тем, что стадию А) парциального окисления проводят в две ступени: а) некаталитического парциального окисления природного газа кислородом с получением в продуктах реакции неравновесного содержания H2O и CH4 при мольном соотношении кислорода и метана, примерно равном 0,76-0,84, б) конверсии продуктов реакции ступени (а) с корректирующими добавками СО2 и Н2О или Н2О и СН4 с получением газовой смеси, которая проходит конверсию остаточного метана водяным паром на катализаторе.A known method for producing synthesis gas of a given composition of the main components of H 2 and CO in the range of changing the ratio from 1:1 to 2:1 for the production of methanol, dimethyl ether or for Fischer-Tropsch syntheses (see patent RU No. 2228901, IPC
Недостатками данного реактора конверсии метана являются функциональные и технологические ограничения, связанные с необходимостью подачи больших расходов кислорода (превышающих по массе расход конвертируемого природного газа), производство которого требует больших энергетических (до 1000 кВт⋅ч/т) и капитальных затрат (до 1500 дол. США/кг⋅ч-1). Серьезной проблемой также является сажеобразование, резко снижающее активность и срок службы катализаторов.The disadvantages of this methane conversion reactor are functional and technological limitations associated with the need to supply high oxygen consumption (exceeding the mass consumption of convertible natural gas), the production of which requires large energy (up to 1000 kWh/t) and capital costs (up to 1500 USD). USA/kg⋅h -1 ). Soot formation, which sharply reduces the activity and service life of catalysts, is also a serious problem.
Известен также каталитический реактор радиального типа для получения синтез-газа (патент RU №2208475, МПК B01J 8/04, С01В 3/00, опубликован 20.07.2003 г.), содержащий газораспределительную трубку со слоем катализатора, который выполнен в виде газопроницаемых плоских и гофрированных армированных лент, навитых и спеченных с газораспределительной трубкой с зазорами между витками с образованием газовоздушных каналов между лентами. Реактор имеет устройство подогрева для запуска его в работу. Газораспределительная трубка имеет отверстия перфорации с диаметром, меньшим критического диаметра, для предотвращения проникновения пламени внутрь газораспределительной трубки. В качестве катализатора используют армированный пористый материал, содержащий активные компоненты: родий, никель, платину, палладий, железо, кобальт, рений, рутений или их смеси.Also known is a radial-type catalytic reactor for producing synthesis gas (patent RU No. 2208475, IPC
Недостатком данной конструкции реактора является отсутствие освоенных промышленностью серийных технологий изготовления армированных пористых материалов, высокая трудоемкость и снижение общей каталитической активности в связи с использованием армирующих материалов.The disadvantage of this design of the reactor is the lack of serial technologies for the manufacture of reinforced porous materials mastered by the industry, high labor intensity and a decrease in the overall catalytic activity due to the use of reinforcing materials.
Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является компактный реактор для получения синтез-газа из природного/попутного газа в процессе автотермического риформинга (см. патент RU №2664138, МПК C10J 3/00, С01В 3/38, опубликован 15.08.2018 г.), включающий реакторные каналы, частично заполненные катализатором и расположенные параллельно продольной оси реактора, боковой патрубок вывода продукта, снабжен каналом подачи воздуха с распределителем потока, выход которого расположен напротив выхода реакторных каналов, при этом часть катализатора размещена на выходе из реакторных каналов, между реакторными каналами и корпусом реактора, причем нижний уровень катализатора находится между выходами реакторных каналов и канала подачи воздуха, при этом внутренняя площадь поперечного сечения корпуса реактора в 2,5-4 раза больше суммарной внутренней площади поперечного сечения реакторных каналов.The closest analogue to the proposed invention is a compact reactor for producing synthesis gas from natural/associated gas in the process of autothermal reforming (see patent RU No. including reactor channels partially filled with catalyst and located parallel to the longitudinal axis of the reactor, a side product outlet pipe, provided with an air supply channel with a flow distributor, the outlet of which is located opposite the outlet of the reactor channels, while part of the catalyst is placed at the outlet of the reactor channels, between the reactor channels and reactor vessel, wherein the lower catalyst level is located between the outlets of the reactor channels and the air supply channel, while the internal cross-sectional area of the reactor vessel is 2.5-4 times greater than the total internal cross-sectional area of the reactor channels.
Недостатком данного реактора является низкая степень конверсии природного газа в синтез-газ, ограниченная интенсивностью теплообмена в реакторных каналах. Скорость и полнота протекания каталитических химических реакций риформинга определяется температурой. Ввиду низкой теплопроводности керамического носителя катализатора (1,6⋅10-6 м/с2) и высоких расходов потока газов (более 100000 ч-1), в реакторах с большими диаметрами и высокими объемными скоростями, реакционная газовая смесь не прогревается в полном объеме. Кроме того, существенным недостатком катализаторов на основе гранулированных оксидных (керамических) носителей является высокое газодинамическое сопротивление газовому потоку, ограничивающее объемную скорость подачи сырья, и как следствие производительность реактора риформинга по синтез-газу.The disadvantage of this reactor is the low degree of conversion of natural gas into synthesis gas, limited by the intensity of heat transfer in the reactor channels. The speed and completeness of the catalytic chemical reactions of reforming is determined by temperature. Due to the low thermal conductivity of the ceramic catalyst carrier (1.6⋅10-6 m/s 2 ) and high gas flow rates (more than 100,000 h -1 ), in reactors with large diameters and high space velocities, the reaction gas mixture is not fully heated . In addition, a significant disadvantage of catalysts based on granular oxide (ceramic) carriers is the high gas-dynamic resistance to the gas flow, which limits the volumetric feed rate and, as a consequence, the productivity of the reforming reactor in terms of synthesis gas.
Задачей, на решение которых направлено заявляемое изобретение, является создание компактного промышленного реактора синтез-газа с высокой степенью конверсии преобразования.The task to be solved by the claimed invention is the creation of a compact industrial synthesis gas reactor with a high degree of conversion conversion.
Технические результаты изобретения заключаются в равномерном прогреве слоя катализатора, исключении локального перегрева, спекания и дезактивации катализатора, полном прогреве потока реакционной газовой смеси, что обеспечивает степень конверсии не ниже 92% при массовом расходе реакционной смеси более 10000 ч-1.The technical results of the invention consist in uniform heating of the catalyst bed, elimination of local overheating, sintering and deactivation of the catalyst, complete heating of the reaction gas mixture flow, which ensures a conversion rate of at least 92% at a mass flow rate of the reaction mixture of more than 10,000 h -1 .
Технические результаты достигаются тем, что в реакторе получения синтез-газа, содержащем реакторную камеру и системы подачи реакционной смеси, подачи агента нагрева, сбора синтез-газа, отвода продуктов сгорания агента нагрева, реакторная камера представляет собой полый цилиндр вращения, в нижнем основании которого выполнены равномерно расположенные по окружности, концентричной направляющей, входные отверстия реакторных каналов и расположенное в центре входное отверстие системы нагрева, а в верхнем основании выполнены равномерно расположенные по окружности, концентричной направляющей, выходные отверстия реакторных каналов, внутри реакторной камеры установлены реакторные каналы с диаметром, обеспечивающим характерное тепловое время катализатора меньшее или равное времени пребывания реакционной смеси в реакторном канале, заполненные катализатором с порозностью слоя в диапазоне от 0,2 до 0,4, расположенные параллельно ее продольной оси симметрии и закрепленные на основаниях соосно входным и выходным отверстиям, а также система нагрева, представляющая собой коаксиально размещенную в реакторной камере трубу, в стенке которой в заданном порядке выполнены отверстия для вывода тепловой энергии в реакторную камеру, закрепленную на нижнем основании соосно входному отверстию.Technical results are achieved by the fact that in the reactor for producing synthesis gas, containing a reactor chamber and systems for supplying the reaction mixture, supplying a heating agent, collecting synthesis gas, removing combustion products of the heating agent, the reactor chamber is a hollow cylinder of rotation, in the lower base of which the inlets of the reactor channels and the inlet of the heating system located in the center are evenly spaced around the circumference, concentric guide, and the outlet holes of the reactor channels are uniformly spaced around the circumference, concentric guide, in the upper base, inside the reactor chamber there are reactor channels with a diameter that provides a characteristic the thermal time of the catalyst is less than or equal to the residence time of the reaction mixture in the reactor channel, filled with a catalyst with a bed porosity in the range from 0.2 to 0.4, located parallel to its longitudinal axis of symmetry and fixed on the bases coaxially with the inlet and outlet holes, as well as a heating system , which is a pipe coaxially placed in the reactor chamber, in the wall of which holes are made in a given order for the output of thermal energy into the reactor chamber, fixed on the lower base coaxially with the inlet.
Технические результаты достигаются также тем, что способ получения синтез-газа, включает нагрев внутреннего объема реакторной камеры сжиганием подаваемого через входное отверстие в систему нагрева агента нагрева и подачу реакционной смеси через входные отверстия в реакторные каналы, при этом интенсивность нагрева регулируют изменением его объемного расхода, обеспечивая поддержание по всей длине реакторных каналов изотермического режима.The technical results are also achieved by the fact that the method for producing synthesis gas includes heating the internal volume of the reactor chamber by burning the heating agent supplied through the inlet to the heating system and supplying the reaction mixture through the inlets to the reactor channels, while the heating intensity is controlled by changing its volumetric flow rate, maintaining the isothermal regime along the entire length of the reactor channels.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 схематично представлен продольное центральное сечение реакторной камеры, на фиг. 2 - график влияния пористости слоя катализатора на молярное соотношение водорода и моноксида углерода при риформинге метана, на фиг. 3 - график влияния пористости слоя катализатора на степень конверсии при риформинге метана, на фиг. 4 - графики зависимости эффективности работы изотермического реактора риформинга метана от температуры.The claimed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a schematic longitudinal central section of the reactor chamber, FIG. 2 is a graph of the effect of catalyst bed porosity on the hydrogen to carbon monoxide molar ratio in methane reforming, FIG. 3 is a graph of the effect of catalyst bed porosity on methane reforming conversion, FIG. 4 are graphs of the performance of an isothermal methane reformer as a function of temperature.
Реактор получения синтез-газа содержит реакторную камеру 1 с нижним основанием 2, в котором выполнены входные отверстия 3 реакторных каналов и входное отверстие 4 системы нагрева, верхним основанием 5, в котором выполнены выходные отверстия 6 реакторных каналов. Внутри реакторной камеры установлены реакторные каналы 7, заполненные катализатором 8, и система нагрева 9 с отверстиями 10 для вывода тепловой энергии.The syngas production reactor contains a
К реакторной камере подведены системы 11, 12, 13, 14: подачи реакционной смеси, подачи агента нагрева, сбора синтез-газа, отвода продуктов сгорания агента нагрева, соответственно.
Для обеспечения равномерного разогрева слоя катализатора и полного прогрева реакционной смеси, диаметр реакторных каналов 7 заполненных катализатором 8 определяется из условия, что характерное тепловое время катализатора 8 меньше или равно времени пребывания реакционной смеси в реакторном канале 7.To ensure uniform heating of the catalyst layer and complete heating of the reaction mixture, the diameter of the
Для полного радиального прогрева цилиндрического реакторного канала 7 характерное тепловое время составляет:For complete radial heating of the
Где: dr - внутренний диаметр реакторного канала 7, λr - температуропроводность керамического носителя катализатора 8.Where: d r is the inner diameter of the
Время контакта реакционной смеси в реакторном канале 7 составляет:The contact time of the reaction mixture in the
Где: L - длина реакторного канала 7, u - скорость потока реакционной смеси.Where: L is the length of the
Из условия полного прогрева внутренних слоев катализатора 8, характерное тепловое время должно быть меньше характерного времени контакта в реакторе и максимальный диаметр реактора можно определить как:From the condition of complete heating of the inner layers of the
Для уменьшения газодинамического сопротивления газовому потоку слоя катализатора 8 на основе гранулированных оксидных носителей, для повышения объемной скорости подачи сырья, и как следствие производительности реактора получения синтез-газа, фракционный состав слоя катализатора подбирается из условия обеспечения оптимальной порозности из диапазона 0,2÷0,4. Влияние пористости слоя катализатора 8 на показатели эффективности риформинга приведены на фиг. 2, 3.To reduce the gas-dynamic resistance to the gas flow of the
Ключевым параметром работы реактора, определяющим его эффективность (долевой состав продуктов конверсии), а также его производительность является тепловой режим слоя катализатора 8. Конверсия природного газа проходит с поглощением тепла, поэтому начальная часть реакторных каналов 7 требует активного подогрева для поддержания протекания обратимых химических реакций в прямом направлении. Температура при этом лимитируется требованиями прочности материала стенок реакторных каналов 7. Другое ограничение связано с падением производительности при увеличении температуры продуктов риформинга вследствие уменьшения их плотности.The key parameter of the reactor operation, which determines its efficiency (share composition of the conversion products), as well as its performance, is the thermal regime of the
Можно выделить два предельных режима работы: идеальный изотермический -поддержание постоянной температуры в результате некоторого сложного нагрева; адиабатический - стенки каналов теплоизолированы, единственным источником тепла служат разогретые газы на входе.Two limiting modes of operation can be distinguished: ideal isothermal - maintaining a constant temperature as a result of some complex heating; adiabatic - the walls of the channels are thermally insulated, the only source of heat is the heated gases at the inlet.
Изотермический режим обеспечивает наиболее высокие показатели выхода синтез-газа, в то время как адиабатический показывает наихудший сценарий протекания реакций. При этом максимальных показателей эффективности изотермический реактор достигает при температуре выше+1100°С, что технически затруднено ограничениями, накладываемыми жаропрочностью материала стенок реакторных каналов 7 (см. фиг. 4).The isothermal mode provides the highest synthesis gas yield, while the adiabatic mode shows the worst-case reaction scenario. At the same time, the isothermal reactor reaches its maximum efficiency at temperatures above +1100°C, which is technically difficult due to the limitations imposed by the heat resistance of the material of the walls of the reactor channels 7 (see Fig. 4).
Результаты расчетов показателей эффективности реакторного канала 7 для различных режимов работы представлены в таблице:The results of calculations of the efficiency indicators of the
Из таблицы видно, что эффективность риформинга природного газа в трубчатом каталитическом реакторе тем выше, чем тепловой режим работы реакторного канала будет ближе к изотермическому режиму.It can be seen from the table that the efficiency of natural gas reforming in a tubular catalytic reactor is the higher, the closer the thermal mode of operation of the reactor channel is to the isothermal mode.
Реализацию заявляемого способа получения синтез-газа в описанном реакторе осуществляют следующим образом.The implementation of the proposed method for producing synthesis gas in the described reactor is carried out as follows.
Через систему подачи 12 и входное отверстие 4 в основании 2 в систему 9 нагрева подают агент нагрева и производят его поджог. Сгорание агента нагрева обеспечивает нагрев внутреннего объема реакторной камеры 1 и реакторных каналов 7 с катализатором 8. Регулируя объемный расход подаваемого в систему 9 агента нагрева, обеспечивают выход на рабочий режим температуры в зоне расположения реакторных каналов 7. При этом расчет температуры производят по формуле Т(r)=A*G04, где r - расстояние от центральной оси реакторной камеры 1 до центральной оси реакторного канала 7, А -численный коэффициент, определяемый геометрическими размерами реакторной камеры 1 и системы 9 нагрева, G - объемный расход агента нагрева. В силу того, что конвекционная составляющая нагрева (за счет теплопереноса газовой среды внутри реакторной камеры 1) незначительна (менее 1%), по сравнению с составляющей от излучения, ее значением можно пренебречь. Тогда распределение температуры по длине реакторных каналов 7 будет зависеть только от распределения площади сечения отверстий 10 по длине системы 9 нагрева и определяться как Т(l)=F(Sdl), где l - расстояние от нижнего основания, F(Sdl) функция распределения общей площади сечений на каждой высоте l.Through the
После выхода реакторной камеры 1 на рабочий режим температур в зоне реакторных каналов 7 в них через систему 11 и входные отверстия 3 подают реакционную смесь, которая, проходя по реакторным каналам 7 через катализатор 8, подвергается риформингу. Полученные продукты риформинга через выходные отверстия 6 в верхнем основании 5 и систему 13 сбора синтез-газа выходят за пределы реакторной камеры 1, после чего производят их разделение.After the
Продукты сгорания агента нагрева удаляются из реакторной камеры 1 через систему 14 отвода.The combustion products of the heating agent are removed from the
В приведенной ниже таблице представлены значения температуры по длине реакторных каналов, полученные в ходе испытаний заявляемого технического решения (расход газа 12 500 ч-1, внутренний диаметр труб 30 мм, Ni катализатор на керамическом носителе со средним диаметром зерен 4 мм). Приведено усредненное значение температуры при установившемся режиме потока газа через трубку с катализатором по результатам трех измерений:The table below shows the temperature values along the length of the reactor channels obtained during testing of the proposed technical solution (gas flow rate 12,500 h-1, pipe
Одинаковые показатели заданной температуры по всей длине каждого из реакторных каналов, обеспечиваемые конструкцией заявляемого реактора и реализацией заявляемого способа, позволяют получать высокую степень конверсии при производстве синтез-газа в промышленных масштабах.The same indicators of the set temperature along the entire length of each of the reactor channels, provided by the design of the proposed reactor and the implementation of the proposed method, make it possible to obtain a high degree of conversion in the production of synthesis gas on an industrial scale.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2796425C1 true RU2796425C1 (en) | 2023-05-23 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6821501B2 (en) * | 2001-03-05 | 2004-11-23 | Shell Oil Company | Integrated flameless distributed combustion/steam reforming membrane reactor for hydrogen production and use thereof in zero emissions hybrid power system |
CA2580279A1 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Worcester Polytechnic Institute | Reactor and process for steam reforming |
UA27561U (en) * | 2007-05-24 | 2007-11-12 | Acad Med Sciences Ukraine | Process for preventing recurrence of spontaneous pneumothorax |
US7850944B2 (en) * | 2008-03-17 | 2010-12-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Steam-hydrocarbon reforming method with limited steam export |
RU2664138C1 (en) * | 2017-08-08 | 2018-08-15 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Compact reactor for producing synthesis gas from natural/associated gas during autothermal reforming |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6821501B2 (en) * | 2001-03-05 | 2004-11-23 | Shell Oil Company | Integrated flameless distributed combustion/steam reforming membrane reactor for hydrogen production and use thereof in zero emissions hybrid power system |
CA2580279A1 (en) * | 2004-09-21 | 2006-03-30 | Worcester Polytechnic Institute | Reactor and process for steam reforming |
UA27561U (en) * | 2007-05-24 | 2007-11-12 | Acad Med Sciences Ukraine | Process for preventing recurrence of spontaneous pneumothorax |
US7850944B2 (en) * | 2008-03-17 | 2010-12-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Steam-hydrocarbon reforming method with limited steam export |
RU2664138C1 (en) * | 2017-08-08 | 2018-08-15 | Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") | Compact reactor for producing synthesis gas from natural/associated gas during autothermal reforming |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7922977B2 (en) | Catalyst system for enhanced flow syngas production | |
Sehested et al. | Activity and stability of molybdenum carbide as a catalyst for CO2 reforming | |
JP5015766B2 (en) | Permselective membrane reactor | |
JP5015638B2 (en) | Permselective membrane reactor and hydrogen production method | |
KR101826064B1 (en) | Process and apparatus for reforming hydrocarbons | |
WO2004014549A1 (en) | Heterogeneous gaseous chemical reactor catalyst | |
NO172886B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF SYNTHESIC GAS FROM HYDROCARBON CONTAINING MATERIAL | |
US6923944B2 (en) | Membrane reactor for gas extraction | |
Simsek et al. | Oxidative steam reforming of methane to synthesis gas in microchannel reactors | |
US20220212928A1 (en) | Combination of structured catalyst elements and pellets | |
KR20210116143A (en) | Hydrogen generation systems | |
GB1603703A (en) | Methanation process | |
JP7154289B2 (en) | Apparatus and method for obtaining hydrogen-containing gas | |
US10472235B2 (en) | Synthesis gas manufacturing method and synthesis gas manufacturing apparatus | |
CA2651336A1 (en) | A reactor device, and a method for carrying out a reaction with hydrogen as reaction product | |
RU2796425C1 (en) | Synthesis gas reactor and method for producing synthesis gas in synthesis gas reactor | |
JPH04331703A (en) | Method of synthesis of ammonia gas manufacturing | |
RU2208475C2 (en) | Catalytic reactor for synthesis gas production | |
US20040197246A1 (en) | Fuel processing reactor with internal heat exchange for low pressure gas stream | |
KR20210116144A (en) | Hydrogen generation systems | |
US20020187089A1 (en) | Membrane reactor for gas extraction | |
JP4288179B2 (en) | Hydrogen generator | |
WO2006045744A1 (en) | Process for steam and/or co2 reforming of a hydrocarbonaceous feedstock | |
Bobrova et al. | Conversion of hydrocarbon fuels to syngas in a short contact time catalytic reactor | |
CN117500583A (en) | Reactor and method for producing ammonia decomposition mixture using same |