ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2203215
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОГАТОГО ВОДОРОДОМ ГАЗА
Имя изобретателя: НИЛЬСЕН Поуль Эрик Хейлунд (DK); ЛЕРМАНН Петер (DK); БЛОМ Нильс Ерген (DK)
Имя патентообладателя: ХАЛЬДОР ТОПСЁЭ А/С (DK)
Адрес для переписки: 103064, Москва, ул. Казакова, 16, НИИР-Канцелярия, "Патентные поверенные Квашнин, Сапельников и партнеры", пат.пов. В.П.Квашнину, рег.№ 0004
Дата начала действия патента: 1996.07.19
Изобретение относится к
производству водородосодержащих газов из
углеводородного сырья, более конкретно к
способу получения богатого водородом газа
из простого диметилового эфира. Способ
получения богатого водородом газа включает
контактирование простого диметилового
эфира с паром в присутствии твердого
катализатора и твердой кислоты в реакторе.
Процесс осуществляют в неподвижном слое,
состоящем из смеси твердого катализатора и
твердой кислоты при весовом соотношении,
соответственно равном 1:5÷5:1, при этом в
качестве твердого катализатора используют
металлосодержащий катализатор, а процесс
проводят при температуре 225-450oС и
давлении 1-100 бар. Изобретение позволяет
повысить выход целевого продукта с высокой
избирательностью по образованию водорода и
окислов углерода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
производству водородсодержащих газов из
углеводородного сырья, более конкретно к
способу получения богатого водородом газа
из простого диметилового эфира.
Известен способ получения богатого
водородом газа путем контактирования
простого диметилового эфира с паром в
присутствии твердого катализатора и
твердой кислоты в реакторе, причем в
результате контактирования исходного
сырья с паром имеют место гидратация и
разложение образовавшегося метанола (см.
патент GB 2805314, В 01 J 23/78, 28.04.1982).
Протекающие в известном способе реакции
иллюстрируются следующей схемой:
Обе реакции могут проводиться как в газовой,
так и жидкой фазе.
Задачей изобретения является разработка
способа получения богатого водородом газа,
который благодаря высокой скорости реакции
является высокоэффективным.
Поставленная задача решается в способе
получения богатого водородом газа путем
контактирования простого диметилового
эфира с паром в присутствии твердого
катализатора и твердой кислоты в реакторе
за счет того, что процесс осуществляют в
неподвижном слое, состоящем из смеси
твердого катализатора и твердой кислоты
при весовом соотношении, соответственно
равном 1:5÷5:1, при этом в качестве
твердого катализатора используют
металлосодержащий катализатор, а процесс
проводят при температуре 225 - 450oС и
давлении 1-100 бар.
Было обнаружено, что общая реакция простого
диметилового эфира (ДМЭ) до богатого
водородом газа согласно следующей реакции:
протекает с удовлетворительной конверсией,
высоким выходом целевого продукта и
высокой избирательностью по образованию
водорода и окислов углерода, если
ограничение относительно равновесия
реакции (1) гидратации диметилового эфира
устраняют за счет превращения метанола в
момент его образования до водорода и
окислов углерода согласно вышеприведенным
реакциям (2) и (3).
В качестве металлосодержащего
катализатора применяют предпочтительно
медь и цинк на окиси алюминия.
В качестве твердой кислоты можно применять
любую твердую кислоту. Предпочтительный
катализатор выбирают из группы, включающей
цеолиты, в частности цеолиты марки ZSM-5 в
водной форме и/или Siral-5, силикаты окиси
алюминия, окиси кремния и алюминия и их
смеси.
Процесс предпочтительно осуществляют при
температуре 225-240oС и давлении 2-50 бар.
Перед контактированием с исходным
газообразным сырьем катализаторы
переводят в активную форму. Так, например,
активной формой твердой кислоты является
водородная форма, получаемая путем
ионообмена в результате контактирования
катализатора с раствором донора протона.
Металлосодержащий же катализатор обычно
активируют путем контактирования с
восстанавливающим газом.
Катализаторы обычно применяют в виде
экструдатов, шариков, гранул и т.п. твердых
форм, которые пригодны для образования
неподвижного слоя.
Предлагаемый способ осуществляют за счет
того, что исходный простой диметиловый эфир
вместе с паром в мольном соотношении 1:1÷1:10,
предпочтительно 1:2÷1:5, подают в рекатор с
неподвижным слоем. Состоящий из простого
диметилового эфира и пара газ пропускают
через слой катализаторов при давлении 1:100
бар и объемной скорости 1000-5000 ч-1.
При температуре реакции свыше 225oС,
предпочтительно 250oС, конверсия
простого диметилового эфира до водорода и
окислов углерода является в основном
полной в указанных условиях.
Нижеследующие примеры далее иллюстрируют
настоящее изобретение.
Пример 1
В трубчатом реакторе размещают неподвижный
слой, состоящий из 3,00 г смеси катализаторов,
представляющей собой торговый продукт МДК-20
фирмы Хальдор Топсее А/С, DK (медно-цинково-алюминиевый
катализатор), и торговый продукт Siral-5 фирмы
Кондеа, DE (двуокись кремния и окись алюминия),
взятых в весовом соотношении 1:1. Смесь обоих
катализаторов состоит из гранул величиной
0,1-1,0 мм.
Состоящий из простого диметилового эфира и
воды в мольном соотношении 0,25: 1 газ подают в
реактор в количестве 1,6 г простого
диметилового эфира/час и при давлении 1,2 бар.
Процесс осуществляют изометрически при
температурах, указанных в таблице 1, в
которой также сведены результаты данного
примера.
Пример 2
Повторяют пример 1 с той лишь разницей, что
простой диметиловый эфир превращают до
богатого водородом газа при температуре,
указанной в таблице 2. В данном примере
реактор содержит смесь активированных
катализаторов, состоящую из 3,0 г торгового
продукта МДК-20, представляющего собой
катализатор разложения метанола, и цеолита
марки ZSM-5. При этом весовое соотношение
обоих катализаторов составляет 1:1. Смесь
катализаторов имеется в виде частиц
величиной 0,5-1 мм.
Результаты данного примера также сведены в
таблице 2.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения богатого водородом газа
путем контактирования простого
диметилового эфира с паром в присутствии
твердого катализатора и твердой кислоты в
реакторе, отличающийся тем, что процесс
осуществляют в неподвижном слое, состоящем
из смеси твердого катализатора и твердой
кислоты при весовом соотношении,
соответственно равном 1: 5÷5:1, при этом в
качестве твердого катализатора используют
металлосодержащий катализатор, а процесс
проводят при температуре 225-450oС и
давлении 1-100 бар.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что
твердую кислоту выбирают из группы,
включающей цеолиты, силикаты окиси
алюминия, окиси кремния и алюминия и их
смеси.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в
качестве твердой кислоты используют цеолит
марки ZSM-5 в водородной форме и/или Siral-5.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что
процесс осуществляют при температуре 225-240oС
и давлении 2-50 бар.
Версия для печати
Дата публикации 01.03.2007гг
вверх
|
