Способ получения водорода

Способ получения водорода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

5ATR .«:

î - ие

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

404329

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.03.72 (2l ) 1760282/23-26 с присоединением заявки Ле (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.79Бюллетеиь №6

-Дата опубликования описания20.02.79

2 (5т) М. Кл

С 01 В 1/18

Государотеенный комитет

СССР оо делам нэооретеннй и открытнй (53) УДК 661 961 .62 (088.8) (721 Авторы изобретения

И. Н. Куриго, Э. К. Назаров, В. П. Семенов, Н. В. Смирнова, А. С. Лапидус, А. Д. Гущин и А. М. Алексеев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА

Изобретение относится к производству водорода.

Известен способ получения водорода путем паровой конверсии углеводородов на катализаторе при соотношении пар: газ 2-4:1, Процесс ведут при 150о

-700 С под давлением, образующийся при этом водород отводят из зоны реакции диффузией через водородопроницаемую мембрану.

Однако оставшаяся после выделения водорода известным способом газообразная смесь, содержащая непрореагировавший метан, окись и двуокись углерода, не используется для получения водорода, что приводит к повышенному расходу сырья, Целью изобретения является повышение эффективности способа получения водорода, Для этого конверсию углеводородов осуществляют при соотношении пар:газ

2-1:1, и оставшийся после выделения водорода газ подвергают паровой: конверсии ",вй соотношении пар:гаэ 0 2o "

-0,5:1 и температуре 100-250 С с одновременной диффузией водорода через диффузионные элементы.

При этом тепло отходящего после конверсии окиси углерода газа, содержащего метан, последовательно используют для выработки энергии в газовых турбинах и для проведения паровой конверсии углеводородов.

При таком способе можно вести паровую конверсию углеводородов при низком соотношении пар:газ порядка

1:1-2:1, повышая при этом давление процесса до 100 атм, так как помимо сдвига равновесия эа счет отвода водорода в известном способе в предлагаемом способе введена конверсия окиси углерода при низких температурах и предусмотрено эффективное энергетическое использование остаточного метаносодержащего газа.

Сам процесс конверсии СО при низком содержании пара после конверсии

404329

35

35

Составитель Л. Темирова

Редактор П. Горькова Техред М. Борисова КорректорГ. Вашкович

Заказ 392/61 Тираж 590 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная> 4 углеводородов может эффективно и полностью осуществляться эа счет введения диффузионных алементов для отвода водорода сразу при более низкой температуре и достаточной скорости процесса.

При атом исключаются стадии конверсии СО при высоких температурах и дорогостоящий процесс промывки жид ким азотом и низкотемперагурное выде.- ление водорода фракционированием. Снижается .расход топливного газа, так KBK аффективно используются остатки конвертированного газа под давлением в турбинах и для сжигания метана с целью обогрева реактора паровой конверсии.

Пример. Природный газ или метан в количестве 50000 нм /час сжимают в компрессоре от 10 до 100 атм, очищают от серы, смешивают с паром

B ñîîTíîøåHèè 1,5:1 и подают в реакционные трубы конвертора, заполненные катализатором> где эа счет тепла, подводимого извне, осуществляется конверсия углеводородов.

Образовавшийся в процессе паровой конверсии углеводородов водород в количестве 130000 нм /час диффундируЭ ет через стенки реакционных труб, выполненных из материала, проницаемого только для водорода. Вьщелившийся водород при 700 С и давлении 24 атм поступает в теплообменники, где отдает свое тепло отходящему газу и пару высокого давления.

Оставшийся после выделения водорода конвертированный гаэ, содержащий

СО, СО >, СН и лары водь4 из конвертора с температурой 700 С проходит теплообменник, где охлаждается> смешивается с паром и поступает в реактор, в котором происходит конверсия

СО с паром и образование водорода о при 150-200 С.

Образовавшийся здесь водород вьщеляют диффуэией через стенки диффузионт ных труб, выполненных иэ материала, проницаемого для водорода, и смешивают с водородом, выделенным в конверторе. Оставшаяся после вьщеления водорода газовая смесь, содержащая непрореагировавший метан, углекислоту, поступао ет при 150-200 С и 100 атм в теплообменник, где нагревается до 650-700 С за счет тепла газов, выходящих. из конвертора, затем проходит в турбио ну, где охлаждается до 450 С с получением механической энергии, вновь нагревается в теплообменнике до 650о

700 С за счет тепла выделившегося водорода, вновь расширяется в турбина до давления 0,3 атм и с температурой о

470 С поступает на сжигание с кислородом воздуха в камеру. После камеры сжиг ан ия газ, содержащий в основном о углекислоту и азот, при 1500 С поступает в конвертор для обогрева реакционных труб.

Формула изобретения

Способ получения водорода путем каталитической паровой конверсии углеводородов под давлением и вьщеления водорода из конвертированного газа диффуэией через диффузионные алементы, отличаюшийся тем,что,с целью повышения эффективности способа, конверсию углеводородов осуществляют лри соотношении пар.газ, равном

2-1:1, и оставшийся после вьщеления водорода газ подвергают паровой кон-. версии при соотношении пар:газ, равном

0,2-0,5:1, и 100-250 С с одновременной диффузией водорода.