SU1761663A1 - Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени - Google Patents
Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени Download PDFInfo
- Publication number
- SU1761663A1 SU1761663A1 SU874231278A SU4231278A SU1761663A1 SU 1761663 A1 SU1761663 A1 SU 1761663A1 SU 874231278 A SU874231278 A SU 874231278A SU 4231278 A SU4231278 A SU 4231278A SU 1761663 A1 SU1761663 A1 SU 1761663A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- conversion
- catalyst
- heating elements
- hydrocarbons
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 21
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 17
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 12
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 claims description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 28
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 3
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- -1 SOA: С4Ню 1: 0 Chemical compound 0.000 description 2
- KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;methane Chemical compound C.O=C=O KDRIEERWEFJUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
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
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
1
(21)4231278/26
(22) 04.05.87
(46) 15.09.92. Бюл. Me 34
(71)Всесоюзный научно-исследовательский , проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудовани
(72)С.З.Васильев, И.И.Маергойз и Ю.Н.Тельник
(56)Иоффе В.Б. Основы производства водорода . Л.: Хими , 1969, с. 152.
(54) СПОСОБ УГЛЕКИСЛОТНОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57)Изобретение относитс к способам и устройствам дл получени газовых смесей углекислотной конверсией метана и может примен тьс в химической, нефтехимической и машиностроительной промышленности . Дл обеспечени возможности использовани целевого продукта в качестве контролируемой атмосферы в результате снижени в ней остаточного содержани двуокиси углерода и метана предложен способ , в котором в качестве окислител используют двуокись углерода при количественном отношении ее к углеводородному газу 1:(0,25-1,0), а конверсию провод т при удельной мощности 1,0-1,4 кВт на 1 муч готового продукта. Предложено также устройство, содержащее реторту с катализатором , нагревательные элементы и смеситель. При этом устройство снабжено емкостью с двуокисью углерода, соединенной со смесителем, а нагревательные элементы расположены по длине реторты таким образом, что соотношение мощностей нагревательных элементов на каждой половине высоты сло катализатора походу газа составл ет соответственно 1:(0,25- 0,45). Изобретение позвол ет снизить содержание С02 и СН4 с 1,3% до 0,09%. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.
со
с
Изобретение относитс к способам и устройствам дл получени газовых смесей углекислотной конверсией метана и может примен тьс в химической, нефтехимической и машиностроительной промышленности .
Целью изобретени вл етс обеспечение возможности использовани целевого продукта в качестве контролируемой атмосферы за счет снижени остаточного содержани двуокиси углерода и метана.
Изобретение осуществл ют следующим образом.
Смесь углеводородного газа с двуокисью углерода направл ют в слой нагретого до 1000-1100°С катализатора
(например, никелевого катализатора типа ГИАП-3), В присутствии катализатора происходит высокотемпературна конверси углеводорода двуокисью углерода. Отношение объемных количеств подаваемых в слой двуокиси углерода и углеводородного газа составл ет соответственно 1:(0,25-1,0). Удельна мощность нагрева, отнесенна к 1 м /ч готового продукта составл ет 1,0-1,4 кВт.
В результате конверсии образуетс газова смесь, содержаща 50,0-61,5% СО и 38,5-50,0% Н2. Полученна газова смесь представл ет собой готовую контролируемую атмосферу, которую, при необходимости осушив, направл ют потребителю.
XJ о
CN О- СА)
Примеры осуществлени способа.
Пример 1. Требуетс получить 6,5 м /ч газовой смеси, содержащей 61,5% СО и 38,5% На.
Газовую смесь, содержащую 0,5 м3/ч бутана и 2 м3 двуокиси углерода (СОа : С4Ню: 1 : 0,25), направл ют в слой катализатора ГИАП-3, нагретый до 1100°С при удельной мощности 1,4 кВт на 1 м3/ч готового продукта . В результате конверсии образуетс 6,5 м3/ч газовой смеси, содержащей 4 м3/ч СО и 2,5 м3/ч На, т.е. 61,5% СО и 38,5% На.
Пример 2. Требуетс получить 10,5 м3/ч газовой смеси, содержащей 57% окиси углерода и 43% На.
Газовую смесь, содержащую 1,5 м3/ч этана и 3 м3/ч двуокиси углерода (СОа: СаНб: 1 : 0,5), подают в слой нагретого до 1000°С никелевого катализатора при удельной мощности 1 кВт на 1 м3/ч готового продукта . В результате конверсии углеводорода образуетс 10,5 м /ч контролируемой атмосферы , содержащей 6 м /ч СО и 4,5 м /ч На, т.е. 57% СО и 43% На.
Пример 3. Требуетс получить 8 м3/ч контролируемой атмосферы, содержащей по 50% водорода и окиси углерода.
Готовую смесь, содержащую 2 м /ч метана и 2 м3/ч двуокиси углерода (СОа : СН4 1:1), направл ют в слой катализатора типа ГИАП-3, нагретого до 1050°С при удельной мощности 1,2 кВт на 1 м3/ч готового продукта. В результате конверсии углеводорода образуетс 16 м3/ч готового п родукта, содержащего 4 м3/ч окиси углерода и 4 м3/ч водорода, т.е. по 50% каждого компонента при расходе 8 м3/ч.
Пример 4. Услови и осуществление способа аналогичны примеру 1. Отличие состоит , в том, что исходна смесь содержит 0,4 м°/ч бутана, т.е. СОа : С4Ню 1 : 0,2.
В результате конверсии заданный состав готового продукта не достигаетс и в нем содержитс 0,4 м3/ч двуокиси углерода, т.е. более 6%.
Пример 5. Услови и осуществление способа аналогичны примеру 3. Отличие заключаетс в том, что исходна газова смесь содержит 2,2 м3/ч метана, т.е. СОа : СН4 1 : 1,1.
В результате конверсии углеводорода заданный состав газовой смеси не достигаетс и в нем содержитс 0,2 м3/ч метана, т.е. 1,25%, что совершенно недопустимо.
Пример 6. Услови и осуществление способа аналогичны примеру 1. Отличие в том, что удельна мощность нагрева составл ет 1,5 кВт на 1 м3/ч готового продукта, т.е. 9,75 кВт.
В результате высокотемпературной конверсии заданный состав готового продукта не достигаетс и в нем содержитс 1,5% бутана и 6% двуокиси углерода. Это
5 св зано с перегревом части катализатора.
Пример 7. Услови осуществлени способа аналогичны примеру 2. Отличие состоит в том, что удельна мощность нагрева составл ет 0,9 кВт на 1 м /ч готового про0 дукта, т.е. 9,45 кВт.
В результате высокотемпературной конверсии этана двуокисью углерода заданный состав не достигнут. Вследствие недог- рева катализатора в продуктах конверсии
5 содержатс непрореагировавшие 2,5% этана и 5% двуокиси углерода.
Из приведенных выше примеров следует , что указанные в формуле интервалы значений справедливы.
0 На чертеже представлено устройство, предложенное дл осуществлени способа. Устройство состоит из емкости 1 с двуокисью углерода, соединенной с входным патрубком 2 смесител 3, снабженного так5 же патрубком 4 подвода углеводородного газа. Смеситель соединен с патрубком 5 реторты 6, заполненной катализатором 7. Ро- торта размещена в футерованном корпусе 8,
внутри которого установлены нагреватель0 ные элементы 9 и 10. Реторта на выходе снабжена патрубком 11 готового продукта. Работа устройства дл получени газовой смеси осуществл етс следующим образом .
5Из емкости 1 двуокись углерода по герметичному трубопроводу поступает через патрубок 2 в смеситель 3. Туда же через патрубок 4 подаетс и углеводородный газ, например, метан, Смесь двуокиси углерода
0 в соотношении соответственно 1: (0,25-1,0) из смесител 3 через патрубок 5 подаетс в реторту 6, заполненную катализатором 7. Реторта 6, размещенна в футерованном металлическом корпусе 8, обогреваетс на5 гревательными элементами 9 и 10. Нагревательные элементы размещены и рассчитаны таким образом, что мощность нагревательного элемента 10, обогревающего вторую по ходу газа половину высоты сло катализато0 ра, составл ет 0,25-0,45 мощности нагрева- тельного элемента 9, обогревающего первую половину сло . Газова смесь, проход слой нагретого до 1000-1100°С никелевого катализатора, вступает в реакцию
5 конверсии, в результате которой образуетс газова смесь, состо ща из диоксида углерода и водорода. Например, при использовании в качестве углеводородного газа метана образуетс газова смесь, содержаща 50% СО и 50% На.
Готовый продукт, покида реторту через патрубок 11, направл етс к потребителю . Результаты экспериментов, подтверждающих правильность указанных в формуле изобретени параметров, приведены ниже в виде примеров.
Пример 8. Требуетс получить 32 м3/ч газовой смеси, содержащей 50% На и 50 % СО.
Из емкости 1 (фиг. 1) 8 двуокиси углерода через патрубок 2 поступают в смеситель 3. Туда же по патрубку 4 подаетс природный газ (100% СЩ) с расходом 8 м /ч. Образовавша с смесь через патрубок 5 поступает в реторту 6 и слой катализа- тора 7. На внутренней поверхности футеровки корпуса 8 размещены две секции нагревателей 9 и 10 общей мощностью 38,4 кВт, т.е. удальна мощность составл ет 1,2 кВт на 1 м /ч готового продукта. При этом мощность секции нагревательного элемента 9, обогревающего первую по ходу газа половину сло катализатора 7 составл ет 30,7 кВт, а секции нагревательного элемента 10 - 7,7 кВт, т.е. отношение их составл ет 1 : 0,25. В результате конверсии в слое катализатора образуетс готовый продукт, содержащий 50% СО и 50% Н2. Эта газова смесь, содержаща по 0,09% следов С1-Ц и С02, через патрубок 11 поступает к потребителю .
Пример 9. Услови и осуществление работы устройства соответствуют примеру 8. Отличие состоит в распределении мощности на нагревательных элементах. На элементе 9 она составл ет 28,4 кВт, а на элементе 10-10 кВт, т.е. их отношение составл ет 1,0 : 0,35. В готовом продукте содержитс 50% СО и 50% Н2, а остаточное содержание СР4 и С02 снизилось до 0,07% каждого компонента.
Пример 10. Услови и осуществление работы устройства аналогичны примеру 8. Отличие состоит в распределении мощности на нагревательных элементах. На нагревательном элементе 9 она составл ет 26,5 кВт, а на элементе 10 - 11,9 кВт, т.е. их отношение составл ет 1 : 0,45.
Содержание следов метана и двуокиси углерода снизилось до 0,1 по 0,05% каждого компонента.
Пример 11. Услови и работа устройства соответствуют примеру 8. Отличие состоит в распределении мощностей: на нагревательном элементе 9 25,6 кВт, а на
элементе 10 12,8 кВт, что соответствует их соотношению 1 : 0,5,
Содержание СО и На по 50%, а содержание следов не изменилось по сравнению
с примером 10 (0,1% СН« и СОг; по 0,05% каждого компонента). Таким образом отсутствует дальнейшее увеличение положительного эффекта.
Пример 12. Услови и работа устройства аналогичны примеру 8. Отличие состоит в распределении мощностей по высоте сло катализатора. Мощность нагревательного элемента 9 составл ет 32 кВт, а нагревательного элемента 10 - 6,4 кВт. При этом
отношение мощностей составл ет 1 : 0,2. Конверси метана двуокисью углерода прошла не до конца. В результате конверсии образовалась газова смесь, содержаща 48,9% СО, 48,9% На, 1,1% СН« и 1,1% СОг,
при этом наблюдалось сажеобразование.
Таким образом, поставленна цель не достигнута.
Изобретение позвол ет получить газовую смесь с повышенными науглероживающими и восстановительными свойствами, вл ющуюс контролируемой атмосферой дл многих высокотемпературных процессов и, втом числе, дл процесса цементации металлических деталей; содержание С02 и
СН4 в целевом продукте 0,09% (по прототипу содержание С02 1,3%).
Claims (2)
1.Способ углекислотной конверсии углеводородов при повышенной температуре
на никелевом катализаторе, отличающийс тем, что, с целью обеспечени возможности использовани целевого продукта в качестве контролируемой атмосферы за счет снижени остаточного содержани двуокиси углерода и углеводорода, процесс осуществл ют при массовом соотношении двуокиси углерода к углеводороду, равном 1; : (0.25-1,0) соответственно, и конверсию провод т при удельной мощности 1,0-1,4 кВт
на 1 м /ч готового продукта.
2.Устройство дл углекислотной конверсии углеводородов, содержащее реторту с катализатором, нагревательные элементы и смеситель, отличающеес тем, что
оно снабжено емкостью с двуокисью углерода , соединенной со смесителем, а нагревательные элементы расположены по длине реторты с соотношением мощностей нагревательных элементов на каждой половине
высоты сло катализатора по ходу газа, составл ющим соответственно 1 : (0,25-0,45).
)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874231278A SU1761663A1 (ru) | 1987-05-04 | 1987-05-04 | Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874231278A SU1761663A1 (ru) | 1987-05-04 | 1987-05-04 | Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1761663A1 true SU1761663A1 (ru) | 1992-09-15 |
Family
ID=21298870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874231278A SU1761663A1 (ru) | 1987-05-04 | 1987-05-04 | Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1761663A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2266252C2 (ru) * | 2003-10-13 | 2005-12-20 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Способ получения синтез-газа |
| RU2361809C2 (ru) * | 2007-09-25 | 2009-07-20 | Борис Тихонович Плаченов | Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления |
| RU2379230C2 (ru) * | 2008-04-08 | 2010-01-20 | Борис Тихонович Плаченов | Способ получения водорода паро-углекислотной конверсией природного газа |
-
1987
- 1987-05-04 SU SU874231278A patent/SU1761663A1/ru active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2266252C2 (ru) * | 2003-10-13 | 2005-12-20 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Способ получения синтез-газа |
| RU2361809C2 (ru) * | 2007-09-25 | 2009-07-20 | Борис Тихонович Плаченов | Способ получения синтез-газа и устройство для его осуществления |
| RU2379230C2 (ru) * | 2008-04-08 | 2010-01-20 | Борис Тихонович Плаченов | Способ получения водорода паро-углекислотной конверсией природного газа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7429711B2 (ja) | １または複数の生成物を生産するための方法及び反応器 | |
| US1992909A (en) | Process for reforming gases | |
| Lesueur et al. | Electrically assisted partial oxidation of methane | |
| US4355003A (en) | Two pass endothermic generator | |
| EA000777B1 (ru) | Способ и технологический блок для получения синтез-газа для дальнейшего производства аммиака | |
| SU1718725A3 (ru) | Способ получени металлизованных гранул из оксидов железа в шахтной печи и устройство дл его осуществлени | |
| US5019356A (en) | Steam reformer with internal heat recovery | |
| US5084247A (en) | Apparatus for performing catalytic reactions | |
| GB1380288A (en) | Method and apparatus for reducing particulate ore | |
| CA1334247C (en) | Internal gas generator for heat treating furnace | |
| SU1761663A1 (ru) | Способ углекислотной конверсии углеводородов и устройство дл его осуществлени | |
| KR102379772B1 (ko) | 수소 함유 가스를 수득하기 위한 장치 및 방법 | |
| GB2082623A (en) | Producing gaseous mixture containing hydrogen and nitrogen | |
| US2546013A (en) | Means and method for producing special heat-treating gaseous atmospheres | |
| JP7403535B2 (ja) | Ｃｏ２および１または複数の炭化水素を含むガス流の処理による合成ガスの製造方法 | |
| GB1003147A (en) | Naphtha reforming process | |
| US4005045A (en) | Method for carrying out endothermic chemical reactions with the use of nuclear reactor cooling gases | |
| US1972898A (en) | Process of making combustible gas | |
| US1905326A (en) | Process of producing mixtures of carbon monoxide and hydrogen | |
| US3479166A (en) | Apparatus for producing gases of predetermined characteristics | |
| US5735970A (en) | Apparatus and process for the production of a neutral atmosphere | |
| JPS5973403A (ja) | 炭化水素ガス改質装置 | |
| US2924577A (en) | Production of controlled atmospheres and gas generator therefor | |
| US1951044A (en) | Process of dissociating hydrocarbon gases and vapors to obtain a mixture of hydrogenand nitrogen in determined proportions | |
| SU728894A1 (ru) | Диссоциатор аммиака |