Способ получения метансодержащего газа
COOS СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
yD У С 07 С 9/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТ,Ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2185807/23-04 (22) 04.11.75 (3l) 47924, 74; 16641/75 (32) 06.11.74; 22,04.75 (33) GB (46) 28.02.86, Бюп. У 8 (71) Халдор Топсое А. С. (DK) (72) Эрнест Йерн (DK) (53) 547.211(088.8) (56) Патент США У 3511624, кл. 48-197, 1970. (54)(57) 1..СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Ы .ТАНСОДЕРЖАЦЕГО ГАЗА путем контактирования предварительно нагретой до 2590
339 С газовой смеси, содержащей окись углерода и водород, с никелевым катализатором при повышенной температуре идавлении 26-71 атм в адиабати„„SU„,, 1215617 A ческом реакторе на первой стадии ме" танизации, охлаждения выходящего из реактора потока и подачи его на вторую стадию метанизации, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса, поток с первой стадии метанизации о выводят при 500-700 С охлаждают
О
1 до 250-350 С при условии, что точка росы выходящего потока не менее чем о на 51 С ниже этой температуры, и эжектируют с помощью потока водяного пара или сырья на первую стадию для объединения с сырьем часть охлажденного потока в количестве, необходимом для поддержания на выходе реактора температуры выходящего потока 500-700 С.
)2156)7
2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что сырье в адиабатический реактор подают с той же температурой, до которой охлаждают выходящий с первой стадии поток, Приоритет п о признакам;
Изобретение относится к получению газов, богатых метаном, из окиси углероца и водорода и может быть использовано в производстве заменителей природного газа, Целью изобретения является повышение экономичности процесса, На фиг. 1 представлена схема получения метансодержащего газа, где эжектор приводится в движение исходным синтез-газом; на фиг. 2 — то же, где эжектор приводится в движение водяным паром
По схеме, представленной на фиг, 1, газ, содержащий окись углерода и водород-метановый синтез-газ
1, подаваемььй при повышенном давлении, нагретый до желаемой темпера" туры в теплообменниках 2 и 3 полученными потоками газов из первого реактора метанирования 4 и второго реактора метанирования 5, соответственно в эжекторе 6 объединяется с потоком рециркулирующего газа 7, отделяемого от потока, вытекающего из выхода первого реактора метанирования 4. Для того, чтобы создать необходимую движущуюся силу для эжектора 6 с целью отвода потока рециркулирующего газа 7, поток синтез-газа 1 подают при давлении несколько более высоком„ чем давление, требуемое на входе в реактор метанирования.
Объединенные потоки синтез-rasa 1 и рециркулирующего газа 7 входят в первый реактор метанирования через линию 8 с температурой 259-339 С и проходят через слой никелевого катализатора, находящегося в реакторе 4, Поток 9, выходящий из первого реактора метанирования б, нагретый
06.)1.74 — температура выходящего с первой стадии потока, температура охлаждения выходящего потока, эжектирование части выходящего потока с помощью потока сырья на первую стадию, количество эжектируемого потока,", 22.04,75 — эжектирование с помощью потока водяного пара, 1 до 500-700 С в результате экзотермических реакций, охлаждают в теплообменнике 10, который работает как генератор пара высокого давления, о
5 до 250-350 С, причем соблюдают условие, чтобы точка росы потока была бы не менее чем на 51 С ниже температуо ры охлаждения. После отвода потока рециркулирующего газа 7 оставшийся псток газа, полученный из первого реактора, дополнительно охлаждают в теплообменнике 2 и пропускают во второй реактор метанирования 5 через слой катализатора, содержащийся в нем, Выходящий поток 11 из второго реактора метанирования 5 охлажцают в теплообменниках 3 и 12, подают в сепаратор 13 и получают конечный
2О поток целевого газа 14.
Технологическая схема, представленная на фиг. 2, отличается от схе. мы нафиг, 1 тем, что эжектор б рабо- тает под действием водяного пара высокого давления, Водяной пар для движения эжектора представляет собой пар высокого давления, генерированный в теплообменнике 10, откуда он подается в эжектор по линии 15. В
30 этом случае метановый синтез-газ 1 поступает непосредственно в первый реактор метанирования по линии 8 и не требуется избыточного давления, в схеме на фиг, 1, 35 Способ иллюстрируется следующими примерами, В таблице представлены данные по примерам 1-13 осуществления способа на различных образцах синтез-газа щ при использовании эжекторов, приводимых в движение водяным паром высокого давления (примеры 4,5,7 и 8) 1215617 или исходным метановым синтез-газом (примеры 1-3,6 и 9-13).
Конечный газ-продукт, полученный в примерах, например, 2-4 содержит некоторое количество водорода и двуокиси углерода, Поэтому, еслинеоб, ходимо получить концентрацию метана более 90 об.й, поток 11, выходящий из второго реактора метанирования, должен после охлаждения до 250-300 С быть подвергнут дальнейшему метанированию в третьем реакторе метанирования. В примерах 1 и 5,8 концентрация метана либо выше 90 об.X либо она может быть повышена до более чем 90 об.X в результате простого удаления двуокиси углерода, В частности в примерах 5 и 8 удаление двуокиси углерода приводит к образованию газов, содержащих 97,5 и 94,5Х метана соответственно.
Таким образом, получают ras, боra ûé метаном, из синтез-газа по технологни, исключающей охлаждение газа до низкой температуры, по известной технологии процесс сопровождается конденсацией пара, ведущей к потере тепла и понижению экономичности процесса. Охлаждение выходящего из реактора газа до 250-350 С обеспечивает экономию энергии, поскольку паровой конденсат не образуется и теп1О лЬта, удаляемая в ходе охлаждения, может быть эффективно использована, например, для производства, нара.
Незначительное охлаждение выходящего из ректора газа дает воэможность использования эжекторов для рециркуляции газа. При этом исключаются затраты энергии для работы компрессо2р ров. Рециркуляция выходящего из реактора газа на вход реактора позволяет лимитировать температуру на выходе реактора.
12156l7 о и
Ю о
° Ф о о (7I а * ° о D
СЧ
М 3.D Ю о
< о о
О\ а
9 о о о о м
;3<3 м
СЧ
О а о о в (01
Ю о м
С<3 (О 00
С 4 СЧ
Ю
Ю о
»»
»0 о о (г< а
° - 00 — О О о о о
Ю
D ."Ч
D, D
<Ч
Ю Ю
A а о
О а
Ю с 4 о
Ю
Ю о о а в
D О
* а ц о м о м о
Я
Ю
Ю о о о
С(3 (»
» о
О О 00 „,"
М Р \ ЧГ»
Ю о м (» ю о л
d а о о о а о о
CO
<г .э
< о о
00 а а в
Ю О О Ю
О о о о м о м
Ю
О о
0 о о
00 в, в в
Ю О о о м
О о м
Ю
A о о о
D о
С 1 г»
D
Ю
Р1 о о о ю а
О D о (»1
Ю о о
Ю а о <г< м г (Ч (5
Ю (З
Ю о
С3 Г» а а о о о в
О в о
I#I
РЧ о
D л Р1 в
О <г
О»»
I
0 (» (0 (3 И
ФО
03 (О
< ВЧ (3 п l0
И О о о а в (»I О О о о а а о о
Ю Ю а 0 а а
Ю n o O (4 а О 03
О «» г<
v 6 ж Д
II I ,0 <О О
О
ОЪ
t0 а м (4 г
Ф
СЧ
СЧ
СЧ а
Ф
С 4 (4 л
3 » чг
03 (»3 о л о
Ч0
Р1 о о
Р1
СЧ
Ф о м а л
Р 3 м
D о
<(3 м
О о0
<О а м м в
А
f (J
О 0
03 °
Х Е
3=(с0
33<
Щ о,о
10I (Il
1215617 (»Ъ (О сч а м
Сч м аЪ
ФГ! (О а
СЧ
С0
С Ъ О (СЪ о
СЧ (СЪ (съ м D
440 а а Сч с| о о
an л (Ч
СЧ Ф. (Q - о а а а ф О (СЪ о о
СО сч
СЧ
СЧ м л а
С Ъ
ОЪ
ОЪ CO
° а л D (Ъ (Ч Р (СЪ ф о а а
М аЪ о о а Ф
СЧ
4(Ъ а О о (Ч а а т
«» (СЪ
an о
СО (Q м
D
СЧ
Ф а аЪ
СЧ
С м а
Ф C(I л
СЧ о
СЪ
Ч0
»
CO
Ч0
* м (Ч
С Ъ л о а о
ЪО
СЧ о
О о
CQ a о о ф а (О
Ф (Ч о о (Ч О
СС\
СЧ а
° Щ м
ОЪ а М а
С Ъ О
С»Ъ а
О О
СЧ
С
О\ а
N (0 м
CO м о о
ФО а сч о
С 4 о а о
ыЪ а а аЪ
l а
О о а а (Ч
С Ъ
О а а
СЧ
СЧ а
О о
Ю
СЪ о
Qa л а ф
D м а о сч
»О (Ч
М а м (Q»О а м
М СЧ (СЪ а
СЧ а л а а
0 Ъ (Xl (Ч «е
Ф а CQ
ЪСЪ .
ЧЪ аА а
О
СЧ
ССЪ о О ь а О
CO ф л а а м (с\
ОЪ о а (Ч О о о (Ч
° о
an о ф ф а а сч о а (Ч
СЧ м ф
С|
О
О а . (4 (Ч
»(4
М а
«(Q (Ч О л о л а о о о о (Ч
О а
Ю и
О1
СС\ а м о
ССЪ
О О о м м
СЧ М Ю
CO о
Ъ а о м с а ф (О
CV Сч
ИЪ Ф
an I (Ч а (Ч
00 СЧ
Ю
Ю
СЧ а
Ch
С
СЧ о о о
СЧ
an а о
CO e сч сч о (Ъ о
О1
Ю (СЪ аЪ с Ъ
С а
Ю (4 (СЪ
О О
О а а
М (O Ф о а
Оъ о
К) а сч о (О
О\ а а
Т (Q
° \Q
aO « м с
С а (Ч
an C4a а а л м о
Ф о с а о а
an о
«» м
ОЪ а а СО м
an а
Ю (4
СЧ ф (Ч а а
ОЪ (СЪ
С»Ъ СЧ N
Ю а а Щ а
С Ъ,. О
СО л О а
СЧ
СЧ о а
an л о л а о м ° а (Q (Ч О (Q а
aQ а а
° иЪ О (СЪ
C4I а л
Ih e с 4 О
ССЪ а о о а
° СЪ л
М о" ф
u u
f»
Cl
О. О ео а (4 О
Ф Ж М
С4
4. 4Ч (4 °
Д 4О о ф
СЧ a i O о о О О\
О О а ° О а а CQ w a
an O
44. O М
Рв (Ф
° 44
В Йl о
ОЪ
С Ъ а
О
»О
N о а
1О
an
С Ъ а я н (4
О 0
Р» »
О а» и 5
° 4 а 4С
С|
44 а
4- К (4 (4 е и о м Ф о (Ч, » (Ъ -- сЧ О
З
С4 о а (a4 и о v ь»
1215617 м
У» м в
У»
Я ю сч сО
° »
»У чэ
МЪ а
Ol сО
М1 сч м
МО
Оа
МС а сч
С \ чу .а л
М1
О1
Я а
О О
СЧ
an в IO
° an.
1О е
С» е о
° о о. о м о о о О в
М1
О\
Ill
Ж а
СО
C7l
1А м
Щ а м
О О. в в
М СЧ
Ю
@УС
Сч сС) lo CI сч в а р чУ о
Ос ° сч D о
Ol сч а о
СО
D О
CI в
ЧР
СО м
aO «aO в
° в СЧ О О «ЧУ о о в
О1 О м а
СЧ сч о а сч
М1 у в е М о л
an в а
СЧ
an D а а о сп, о л
СЧ а
In
CI о о а
СО
СО сч а О
CCI a о со м
° е
CO a сч л
6 я а н
СО о о о л сч
»У
Ol . а сч
С о сч
ССа
У °
D о
Ф о
«ф
СЧ а М сч т сО л
МС а О и Я о
СО сч о а °
0 р
СЧ
СЧ
СЬ а
СО
an о
Оа
С 1 в Q о
an а М
СЧ an аО е.an
У»
an и с о О а а о
Ю
all сч о о аО а
СЧ
МС и ф р
° Ф е а an
СЧ а cl сО м а
СО в
М в
М сф
ОО л
ЧУ
У» л уч а сО Ю с»
ЧУ а а ф о л в л
СФ о
М в
СЧ Q сО О
О о
an сч .
У
»Ф м а ,С
f сс
О ф а cJ
CIO о ф О сС аО "
ФУ1 Ф
an Я ф аА Ф
IO СЧ ф
М1 м ю Я g
М1 сп
« D а .МС а сч cv co
an У»
CV в ф О ф ф фо
4ф фvа осч мФй а1ж
Ф- Ф) а у e, oooo о
И сс
О а
М1 О л е о,ф о
СЧ е е ЧУ О °
Мс У О
Ф °, сО м а М1 ° е О а а Ос р ф у М D, м о Ф «, СЧ в в Cl в а CV
° М СУс р М an М О суу.а . О м ° о о сч 3 м .о
«Е 8 ф
У К
Ц °
О О
1215617
СС а мЪ
a a Л Q a. N О
О a a СЧ
СЧ. и СЧ Q О Л О О
СЪ . СЪ С Ъ а СЧ CO a СЧ O
Ю СЪ О
О «0 О О
««Ъ
СЧ О
О а а
СО О О
«п с
Ф ОС
«
Ю а а Ф
СЧ СЪ В О . «Ъ сч Q
«тЪ а а в о о сп
Ф о
СЧ «Ъ
О Ъ в а о сч в
СЧ
CV a о сО о а о а
00 Q
С С С Ъ
СЪ а
Q о сч о
С0 Ф а
СО О О
РЪ а о сч
«I о сч.
С
СЧ O
Ф ° Ф в о о о в а Ф о о
«Ъ а
«п а
° СO
CV сч о аЪ О О
CV о а л
-т
СЧ
Q а
« Ъ
СЧ
СЧ Q
СЪ а
СО О О
СЪ а
СО
СЧ
СЧ
СЧ
« Ъ
Ф о л
«Ч О а в
СО Q О
«п а
ФС
СЧ.о а а о л а а«
СЧ о
О
СЮ Q «Ч
«п а л
«Ч
СЧ О а а о о л в а в Q oС«3
° I
СЧ
О «Ъ а Ф
Q О
О.
О Ю С« и .ж
СЧ о
Ф
Ф Ъ о
Ch
Ф
СO
С«Ъ
СО о а О
««Ъ о
С0
In а
Ю О
«)
С
ЧЪ а ьО
In о
Q л
Ф
««Ъ иЪ
Ю
ОЪ
Ф
««Ъ
«СЪ в в л
«в\
I л
С«Ъ
«Ч а л, С Ъ о
СО
Ю а сО
СЪ
««Ъ
«п
Ф
«Ч с«Ъ а . М С.
О СС
thy & о
С.Ъ 5
СЪ
«O Q
CV РЪ
41 ! «0
«0 Cl .@ о.
О О «Ч О а а In а Ф о сч в о О а Сб
СЪ Ж
«ф
Св В С
Ц °
0 ЪО
u o
1215617
Составитель Н, Кириллова
Редактор М, Недолуженко Техред Т.Тулик Корректор В. Бутяга
Заказ 915/62 Тираж 379 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4
