RU2012148149A

RU2012148149A - Способ получения водорода и водород-метановой смеси

Info

Publication number: RU2012148149A
Application number: RU2012148149/05A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Яковлевич Столяревский
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2014-06-20
Also published as: RU2520482C1

Abstract

1. Способ получения водорода и водород-метановой смеси, в котором в качестве источника сырья используют по крайней мере два параллельных потока, содержащих низшие алканы, один из которых направляют на парциальное окисление, отличающийся тем, что первый поток направляют на парциальное окисление кислородсодержащим газом, а второй поток смешивают с водяным паром и последовательно пропускают через серию последовательных стадий, каждая из которых включает нагрев в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от процесса парциального окисления первого потока, а затем через адиабатический реактор конверсии, заполненный насадкой катализатора.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что парциальное окисление кислородсодержащим газом ведут в реакторе парциального окисления в присутствии катализатора окисления, выбранного из ряда никель, рутений, родий, палладий, иридий, нанесенных на огнеупорные оксиды такие, как кордиерит, муллит, оксид хрома, титанат алюминия, шпинели, диоксид циркония и оксид алюминия.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют сжатый воздух или выхлопные газы газовой турбины высокого давления.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед стадиями парциального окисления первого потока и перед смешением с водяным паром второго потока проводят очистку потоков от соединений серы.5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нагревающем теплообменнике нагрев второго потока ведут за счет конвективного охлаждения продуктов парциального окисления первого потока через герметичные теплообменные поверхности, размещенные внутри или вне реактора парциаль

Claims

1. Способ получения водорода и водород-метановой смеси, в котором в качестве источника сырья используют по крайней мере два параллельных потока, содержащих низшие алканы, один из которых направляют на парциальное окисление, отличающийся тем, что первый поток направляют на парциальное окисление кислородсодержащим газом, а второй поток смешивают с водяным паром и последовательно пропускают через серию последовательных стадий, каждая из которых включает нагрев в нагревающем теплообменнике за счет отвода тепла от процесса парциального окисления первого потока, а затем через адиабатический реактор конверсии, заполненный насадкой катализатора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что парциальное окисление кислородсодержащим газом ведут в реакторе парциального окисления в присутствии катализатора окисления, выбранного из ряда никель, рутений, родий, палладий, иридий, нанесенных на огнеупорные оксиды такие, как кордиерит, муллит, оксид хрома, титанат алюминия, шпинели, диоксид циркония и оксид алюминия.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа используют сжатый воздух или выхлопные газы газовой турбины высокого давления.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед стадиями парциального окисления первого потока и перед смешением с водяным паром второго потока проводят очистку потоков от соединений серы.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в нагревающем теплообменнике нагрев второго потока ведут за счет конвективного охлаждения продуктов парциального окисления первого потока через герметичные теплообменные поверхности, размещенные внутри или вне реактора парциального окисления.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после выхода продуктов конверсии второго потока из последнего по ходу потока адиабатического реактора конверсии проводят получение водяного пара высокого давления за счет охлаждения продуктов конверсии второго потока.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в адиабатическом реакторе поддерживают температуру в диапазоне от 500°С до 800°С.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что низшие алканы содержат от одного до четырех атомов углерода, включая метан.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что давление потоков выбирают в диапазоне от 2.0 до 9.0 МПа.

10. Способ по п.1 или 2, после выхода из реактора парциального окисления продукты окисления первого потока подают на охлаждение с помощью нагрева второго потока, а затем на каталитическую конверсию моноксида углерода.

11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что из продуктов окисления первого потока выделяют водород с помощью мембранной диффузии, короткоцикловой адсорбции или высокотемпературного электрохимического фильтра с протонной проводимостью.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что объемное содержание водяного пара перед первой стадией адиабатической конверсии второго потока поддерживают в диапазоне от 4 до 12 раз большем, чем объемное содержания алканов.

13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что водород, выделенный из продуктов окисления первого потока путем эжекции, смешивают с продуктами конверсии второго потока после выведения из них водяного пара.

14. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что насадка катализатора адиабатического реактора конверсии содержит в качестве активных компонентов металл, выбранный из группы родий, никель, платина, иридий, палладий, железо, кобальт, рений, рутений, медь, цинк, железо, их смеси или соединения.

15. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после выделения водорода из продуктов окисления первого потока их направляют в газовую турбину, имеющую силовую нагрузку, после чего проводят охлаждение продуктов окисления первого потока за счет получения водяного пара или нагретой воды.

16. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед парциальным окислением первого потока его смешивают водяным паром.