Катализаторы ПКК

Как наиболее активные и эффективные катализаторы конверсии метана признаны никелевые, нанесённые на термостойкие и механически прочные носители с развитой поверхностью типа оксида алюминия. С целью интенсификации реакции газификации углерода в никелевые катализаторы в небольших количествах обычно вводят щелочные добавки (оксиды Са и Мg).

Паровая каталитическая конверсия метана

Паровую конверсию оксида углерода проводят в две стадии: сначала при температуре 480 - 3530 0С на среднетемпературном железохромовом катализаторе, затем при 400 - 450 0С на низкотемпературном цинкхроммедном катализаторе.

Стадии ПКК

1)Очистка сырья от сероводорода и сероорганических соединений;

2)Каталитическая конверсия сырья;

3)Двухступенчатая конверсия оксида углерода;

4)Очистка технологического газа от оксида углерода абсорбцией водным раствором карбоната калия;

5)Метанирование остатков оксида углерода.

Паровая каталитическая конверсия метана

Сырьё (природный газ или нефтезаводской газ) подогревается в пароподогревателе, в конвекционной секции печи - реакторе до 300 - 400 0С и направляется в реакторы Р1 и Р2 для очистки от сернистых соединений.

В Р1, заполненном алюмокобальтмолибденовым катализатором осуществляется гидрогенолиз сернистых соединений, а в Р2 - адсорбция образующегося сероводорода на гранулированном поглотителе, состоящем в основном из оксида цинка.

В случае использования в качестве сырья бензина последний подают насосом и на вход в Р1 смешивают с водородосодержащим газом (ВСГ).

Паровая каталитическая конверсия метана

К очищенному газу в смесителе добавляют перегретый до 400 -500 0С водяной пар, и полученную парогазовую смесь подают в печь паровой конверсии.

Конверсия углеводородов проводится при 800 - 900 0С и давлении 2,2 - 2,4 МПа в вертикальных трубчатых реакторах, заполненных никелевым катализатором.

Отопительный газ подогревают до 70 - 100 0С, чтобы предотвратить конденсацию воды и углеводородов в горелках.

Дымовые газы с температурой 950 - 1100 0С переходят из радиантной секции в конвекционную, где установлены подогреватель сырья и котёл- утилизатор для производства и перегрева водяного пара.

Паровая каталитическая конверсия метана

Конвертированный газ направляется в котёл- утилизатор, где охлаждается до 400- 450 0С и подаётся на первую ступень среднетемпературной конверсии оксида углерода на железохромовым катализаторе Р3.

После охлаждения до 230 - 260 0С в котле- утилизаторе и подогревателе воды парогазовая смесь далее поступает на вторую ступень низкотемпературной конверсии монооксида углерода в реакторе Р4 на цинкхроммедном катализаторе.

Смесь водорода, диоксида углерода и водяного пара охлаждается затем в теплообменниках до 104 0С и направляется на очистку от СО2 в абсорбере К1

горячим раствором К2СО3.

Паровая каталитическая конверсия метана

Насыщенный диоксидом углерода раствор К2 СО3 поступает в турбину, где давление его снижается с 2,0 до 0,2 – 0,4 МПа и направляется в регенератор К2. В результате снижения давления и дополнительного подвода тепла в куб К2 из раствора десорбируется диоксид углерода. Регенерированный раствор К2СО3 возвращается в цикл.

Паровая каталитическая конверсия метана

Водородосодержащий газ из абсорбера К1, подогретый в теплообменнике до 300 0С, поступает в реактор метанирования Р5, заполненный никелевым катализатором, промотированным оксидом Mg и Cr.

После метанирования водород охлаждается в теплообменниках и холодильниках до 30 - 40 0С и компрессором подаётся потребителю.

Окислительная конверсия сероводорода в элементарную серу (процесс Клауса)

Сероводород, получаемый с гидрогенизирующих процессов переработки сернистых и высокосернистых нефтей, газовых конденсатов и установок аммиачной очистки нефтяных и природных газов, обычно используется на НПЗ для производства элементарной серы, иногда для производства серной кислоты.

Наиболее распространённым и эффективным промышленным методом получения серы является процесс каталитической окислительной конверсии сероводорода Клауса.