Процедура прямого піролізу метану, при якій передбачається попередній нагрів газу,

подача нагрітого газу в реакційну зону і затвердіння продуктів реакції, що відрізняється тим, що газ попередньо нагрівається до температури від 900 до 1000 К, а конверсія метану здійснюється в два етапи, причому газ нагрівається на першій стадії від 1900 до 2100 К за 1 2 мс і витримування нагрітої суміші продуктів первинного піролізу на другій стадії протягом 5 - 10 мс при тиску від 2 до 5 МПа в адіабатичних умовах

піролізу

Вид: Міжнародний патент (Договір про патентну кооперацію). Резюме патентів/винаходів. Номер заявки: PCT/RU2000/000375.

Заявник: ВАТ "НАЦІОНАЛЬНА ГАЗОВА КОМПАНІЯ" .

Громадянство заявника: Російська Федерація.

Адреса: НАГАТІНСЬКА ДЛД. 2 МОСКВА 117105 РОСІЙСЬКА ФЕДЕРАЦІЯ.

Винахідники: ГЕНКІН, Володимир Наумович, ГЕНКІН, Михайло Володимирович, ТИННІКОВ, Юрій Георгійович .

Дата застосування РСТ: 21 вересня 2000 р.

Міжнародна патентна класифікація:

  • C07C2/76РОЗДІЛ С - ХІМІЯ; МЕТАЛУРГІЯ. ›C07ОРГАНІЧНА ХІМІЯ. ›C07C АКСИЛЬНІ ТА КАРБОЦИКЛІЧНІ СПОЛУКИ (високомолекулярні сполуки C08; отримання органічних сполук електролізом або електрофорезом C25B 3/00, C25B 7/00). ›C07C 2/00 Отримання вуглеводнів з вуглеводнів, що мають меншу кількість атомів вуглецю. ›Шляхом конденсації вуглеводнів з частковою елімінацією водню.
  • C10G15/08 C […] ›C10НЕФТОВА, ГАЗОВА ТА КОКСОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ; СИНТЕЗ ГАЗ, ЯКИЙ МІСТИТЬ МОНОКСИД УГЛЕРДУ; ПАЛИВО; ЗМАЗКИ; ТОРФ. ›КРЕКИНГ УГЛЕВОДОРОДНИХ ОЛІЙ C10G; ВИРОБЛЕННЯ ЗМІШЕК РІДКИХ ГІДРОГЛЕРУГІВ, с. напр. ДЕСТРУКТИВНОЮ ГІДРОГЕНАЦІЄЮ, ОЛІГОМЕРИЗАЦІЄЮ, ПОЛІМЕРИЗАЦІЄЮ (крекінг для отримання водню або синтетичного газу C01B; крекінг, що утворює газоподібні вуглеводні, які в свою чергу утворюють окремі вуглеводні або їх суміші певного або визначеного складу C07C; крекінг, що утворює кокс C10B); ВИДАЛЕННЯ УГЛЕВОДОРОДНИХ МАСЛ ІЗ НЕБЕЗ, З МАСЛЕНОГО ПІСКУ ТА ГАЗІВ; РАФІНІЗАЦІЯ СУМІШЕЙ, ЩО В основному складаються з вуглеводнів; РЕФОРМОВАНО З НАФТА; МІНЕРАЛЬНІ ВІСКИ. ›C10G 15/00 Тріщини вуглеводневих масел електричними засобами, електромагнітними або механічними вібраціями, певним випромінюванням або газами, перегрітимися в електричних дугах. ›Електричними засобами або електромагнітними або механічними вібраціями.
  • C10G15/12 C10G 15/00 […] ›з газами, перегрітими в електричних дугах, напр. напр. з плазмою.
  • C07C11/04 C07C […] ›C07C 11/00 Ненасичені ациклічні вуглеводні. ›Етилен.
  • C07C11/24 C07C 11/00 […] ›Ацетилен (отримання газу ацетилену вологим C10H).
  • C07C2/76 C07C 2/00 […] ›конденсацією вуглеводнів з частковою елімінацією водню.
  • C10G15/08 C10G 15/00 […] ›електричними засобами або електромагнітними або механічними коливаннями.
  • C10G15/12 C10G 15/00 […] ›з газами, перегрітими в електричних дугах, напр. напр. з плазмою.
  • C07C11/02 C07C 11/00 […] ›Алкени.
  • C07C11/24 C07C 11/00 […] ›Ацетилен (отримання газу ацетилену мокрим C10H).
  • C10G15/08 C10G 15/00 […] ›електричними засобами або електромагнітними або механічними коливаннями.
  • C10G15/12 C10G 15/00 […] ›з газами, перегрітими в електричних дугах, напр. напр. з плазмою.

Країни РСТ: Австрія, Бельгія, Швейцарія, Німеччина, Данія, Іспанія, Франція, Великобританія, Греція, Італія, Ліхтенсайн, Люксембург, Нідерланди, Швеція, Монако, Португалія, Ірландія, Фінляндія, Кіпр.

  • Fb
  • Twitter
  • 📞
  • ✉

Фрагмент опису:

Область винаходу

Даний винахід відноситься до отримання вуглеводнів із зменшеною кількістю атомів вуглецю в молекулах і призначене для отримання етилену, ацетилену та інших нижчих олефінів з метану.

Витвір мистецтва

Величезний попит на виробництво нижчих олефінів, особливо етилену (річна потреба приблизно 5 103 т), як основи органічного синтезу в хімічній промисловості визначає різні процедури отримання цих олефінів.

В даний час основним процесом отримання етилену є дисоціація вуглеводнів, таких як рідкі нафтові дистиляти, або нижчих парафінованих вуглеводнів при високих температурах (піроліз).

Показана спрощена схема реакції: 10

CnH2n + 2  CnH2n + H2º

Однак використання дорогих вихідних матеріалів також передбачає високі виробничі витрати.

Відомо кілька способів отримання нижчих олефінів з більш дешевого продукту, а саме метану, шляхом хімічної конверсії природного газу із вмістом метану (близько 98%).

Таким чином, відомий процес отримання етилену, який проводять у присутності субоксиду азоту 15 (0,56 - 4,0): при температурі каталізатора від 200 до 415 ° С використовують цеоліт HZSM-5 з модулем силікатів від 35 до 55, або той же цеоліт, модифікований з 0,1 до 5% по масі перехідного металу Fe або Co або рідкісноземельного металу або їх суміші, або той же цеоліт, модифікований 2-15% суміші оксиду цинку та хрому (в у співвідношенні 1: 1-3), або той же цеоліт, модифікований 3-5% пентоксидом фосфору. У цьому процесі використовується циркуляційний реактор, в який згадана суміш подається під тиском 2,2 · 105 Па і швидкістю 0,4 · 10-5 м3/с. [Опис, що стосується свідоцтва автора винаходу № 1353768, публікація № 43, 23.11.97].

З опису видно, що мета повинна бути досягнута при розробці різних варіантів дорогих каталізаторів, оскільки за вказаних реакційних умов (тиск, температура, швидкість подачі газової суміші) і через їх стійкість перетворення не може метан в інших вуглеводнях, зокрема етилені, без каталітичного ініціювання.

Крім того, використання згаданих вище каталізаторів робить обробку газу, що містить метан, більш складною і дорогою і заперечує всі переваги використання дешевшого вихідного матеріалу.

Згідно з відомим методом піролізу метану термічним окисленням, метан (при тиску 300 атм і нагрітому до 700-900ºC) і кисень (при нижчому тиску і нагрітому до 150-200ºC) подаються в камеру змішування при надзвуковій швидкість. Після змішування компонентів отриману суміш метану та кисню направляють із надзвуковою швидкістю до задньої камери для газодинамічного гальмування суміші. В результаті гальмування суміш запалюється при цьому тиску і при температурі від 1400 до 1500 ° С і згоряє в наступній камері згоряння. Потім продукти реакції охолоджують ("затвердіють") і екстрагують. [Опис щодо свідоцтва автора винаходу № 1778146, публікація № 44, 30.11.1992]. 35

З опису випливає, що при піролізі метану термічним окисленням з коефіцієнтом споживання кисню 0,28 температура горіння становить приблизно 1400-1 500 ° С після самозаймання в дифузорі.

Газ піролізу, отриманий після затвердіння водою, містить приблизно 10 об.%. ацетилену при тиску 10-13 атм, решта - окислені вуглеводні та водень. 40

Отже, умови термічного окислення піролізу метану забезпечують лише зниження виходу ацетилену.

Отримання етилену з ацетилену ускладнює процес і передбачає додаткові витрати.

Щодо цілі, запропонованої у цьому винаході, а саме використання дешевого вихідного матеріалу та газу, що містить метан, найкращим рішенням є процес прямої конверсії метану, який здійснюється в плазмохімічному реакторі нагріванням плазмоутворюючих газів, таких як як природний газ або водень. Водень нагрівається електричною дугою до 3500-4000, а потім газ, що піролізується, нагрітий до 300-900 К, подається в реакційну зону. Піролітичний процес відбувається при температурі від 2200 до 2400 К і тиску від 104 Па до 105 Па за 2,5 · 10-3 до 3 · 10-3 с.

В описаній процедурі передбачається, що реакції відбуваються при термічному розкладанні метану за схемою Касселя:

CH4  C2H6  C2H4  C2H2

Основними отриманими продуктами є ацетилен і невелика кількість етилену.

Встановлено, що найкращим співвідношенням метан/водень для переробки природного газу в 5-водневій плазмі є CH4/H2 = 2.

Максимальний об'ємний відсоток ацетилену в продуктах піролізу становить 15,55 об.%. (Ступінь конверсії метану/ацетилену становить 73%, а ступінь загальної конверсії метану - 80%). За цих умов споживання енергії становить від 32,4 до 37,4 мДж на 1 м3. Коли умови процесу оптимальні, середній вміст продуктів піролізу метану є таким (об.%): Водень - 75,9; 10 ацетилен - 15,55; етилен - 0,527; пропілен - 0,0153; діацетилен - 0,39; вінілацетилен - 0,022; Н-бутан - сліди; окислений вуглеводень - сліди; азот - 0,5.

Після цього відбувається комбіноване затвердіння продуктів піролізу. (Vorgänge und Geräte der plasmachemischen Technologie. Kiew. Hochschule. 1979, сторінки 221-227).

Представлені результати показують, що безпосереднє розкладання метану в згаданих вище умовах призводить головним чином до утворення ацетилену і невеликої кількості етилену.

З FR 2596046 A2 відомий спосіб зниження температури плазми, взаємодія якого з метаном призводить до піролізу метану. Цей процес здійснюється в одну стадію, на якій здійснюється нагрівання метанової плазми з наступним охолодженням.

Нарешті, документ DD 157414 розкриває процес піролізу вуглеводнів з отриманням ацетилену та/або піролізу суміші вуглеводнів з азотом та утворенням синильної кислоти. З цього документа також відомий процес проведення ендотермічних реакцій (піроліз) у струмені водню, нагрітому при високій температурі в електричній дузі. У цьому документі не згадуються періоди процесу чи діапазони тиску.

Винахід пропонує технічну мету розробки способу прямої конверсії метану з 25, який може збільшити вміст етилену в продуктах реакції.

Короткий зміст винаходу

Запропонована технічна мета досягається нагріванням газу, що містить метан, призначений для піролізу, до між 900 і 1000 К і перетворенням метану в два етапи. Спочатку газ нагрівають до 1800–2100 К за 1–2 мс, а потім нагріту суміш продуктів первинного піролізу підтримують протягом 5–10 мс при тиску 2–5 МПа в адіабатичних умовах. Після цього відбувається затвердіння продуктів реакції. Вищезазначений діапазон температур підтримується на першій стадії перетворення метану зовнішнім енергопостачанням. Нагрівання піролізної суміші здійснюють на першій стадії або нагріванням метану в струмені водневої плазми, або нагріванням електричним струмом, або за допомогою індукційного процесу нагрівання. 35

Основними новими ознаками заявленого винаходу є: перетворення метану в два етапи, вищезазначений діапазон температур для попереднього нагрівання. [Продовжуйте читати]

Претензії:

1. Процедура прямого піролізу метану, при якій передбачається попередній нагрів газу, подача нагрітого газу в реакційну зону та затвердіння продуктів реакції, який відрізняється тим, що газ попередньо нагрівається до 900-1000 К і конверсія метану здійснюється у дві стадії, при цьому газ на першій стадії нагрівається до між 1900 і 2100 К за 1 2 мс, а нагріта суміш продуктів первинного піролізу підтримується на другій стадії від 5 до 10 мс при тиску від 2 до 5 МПа в адіабатичних умовах.

Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що піроліз метану на першій стадії здійснюється шляхом компенсації втрат енергії при частковому перетворенні метану при енергопостачанні ззовні.

Подібні або споріднені патенти:

УДОСКОНАЛЕННЯ, ВПРОВАДЖЕНІ В ПАТЕНТ ВИНАХОДУ 9901720 "ПЛАЗМЕННИМ ПЕРЕВОДЧИКОМ ПОВЕРХЕННЯ ТОПЛИВОГО ПАЛИВА, БАГАТОГО ГАЗОМ У ВІДОРОДІ." викопне паливо в газі, багатому воднем. "Покращення […]

ПЛАЗМЕННИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПОВОРОТІВ, ЩО БУДЕ БАГАТИМ ГАЗОМ ВОДЕНЮ. від 1 червня 2003 р. від DAVID SYSTEMS TECHNOLOGY, S.L.: Перетворювач плазми викопного палива в багатому воднем газі Перетворювач плазми викопного палива в багатому воднем газі містить нагрівач, [...]

ПОРЯДОК ТРЕКУВАННЯ НАвантаження вагомих вуглеводнів до легших вуглеводнів та пристрій для виконання цієї процедури., від 1 квітня 1993 р. від GAZ DE FRANCE: СУЧАСНИЙ ВИНАХОД посилається на процедуру розтріскування важких вуглеводнів для освітлення вуглеводнів та пристрою для здійснення цієї процедури. […]

Спосіб виробництва каталізатора з псевдозрідженим шаром, зв’язаного з Si, від BASF SE від 27 липня 2016 р .: Спосіб виробництва каталізатора з псевдозрідженим шаром, зв’язаного з Si, який включає етапи I. Приготування водної суспензії, що містить частинки [… ]

Процедура отримання ароматичних сполук з метану від 15 квітня 2015 р. Від BASF SE: Процедура практики гетерогенно каталізованих ендотермічних реакцій, яка включає етапи (а) проведення реакції […]

Процедура перетворення природного газу в ароматичні сполуки з електрохімічним відділенням водню від 10 грудня 2014 р. Від BASF SE: Процедура перетворення аліфатичних вуглеводнів з атомами від 1 до 4 С в ароматичні вуглеводні, що включає етапи: а) перетворення а потік […]

Процедура перетворення природного газу в ароматичні сполуки з електрохімічним розділенням водню та електрохімічною реакцією водню з отриманням води від 3 грудня 2014 р. З BASF SE: Процедура перетворення аліфатичних вуглеводнів з атомами від 1 до 4 С в ароматичні вуглеводні, що включає етапи: а) реакції [...]

Процедура трансформації природного газу в ароматичні сполуки з електрохімічним розділенням водню з утворенням електричного струму та водню, від 26 листопада 2014 року, від BASF SE: Процедура трансформації аліфатичних вуглеводнів з атомами від 1 до 4 C для отримання ароматичних вуглеводнів що включає етапи: а) […]

  • Календар
  • CIP 2015
  • Карта сайту
  • 100 найпопулярніших патентів
  • Прямий ефір
  • Рейтинг винахідників
  • Рейтинг претендентів
🔎 Шукати на Patentados.com

Інші патенти CIP C10G15/12

  • 1. Процедура прямого піролізу метану. (14 квітня 2011 р.)
  • два. Процедура розтріскуваннявід завантаження важких вуглеводнів до більш легких вуглеводнів і пристрій для виконання цієї процедури. (01 квітня 1993 р.)
  • 3. Плазмовий перетворювач викопного палива в багатому воднем газі. (01 червня 2003 р.)
  • 4. Удосконалення, введені в патент на винахід 9901720 "плазмовим перетворювачем викопного палива в газі, багатому воднем" (16 вересня 2004 р.)

Більшість патентів, з якими консультувались

  • 1. Чохол для диванів та подібних сидінь. (16 січня 1993 р.)
  • два. Поясна сумка для зберігання. (16 червня 2005 р.)
  • 3. Розкладний стіл-лава. (16 квітня 2009 р.)
  • 4. Система утримання. (11 грудня 2015 р.)
  • 5. Система обробкита процедури ідентифікації яєць, що мають характеристику. (11 грудня 2015 р.)
  • 6. Шаблон для виготовлення гаманця-портмоне. (16 квітня 1989 р.)
  • 7. Розстановка стремензамок блокування автомобіля, зокрема для переднього капота. (11 грудня 2015 р.)
  • 8. Органний пристрійзапобіжна гірка для розміщення канюлі у вені. (11 грудня 2015 р.)
  • 9. Ласо для вилову хижих тварин. (11 грудня 2015 р.)
  • 10. Композиції та методидля профілактики серцевої аритмії. (11 грудня 2015 р.)
  • одинадцять. Система позиціонуваннясекторів пристрою для виготовлення фюзеляжу літака. (11 грудня 2015 р.)
  • 12. Метод розгортанняшвидкість вузлів у мережі та вузол для реалізації згаданого методу. (11 грудня 2015 р.)
  • 13. Аксесуар для жолобівмістить адгезивні засоби на ділянці покриття. (11 грудня 2015 р.)
  • 14. Одяг з вивіскамита/або маяк у разі аварії. (11 грудня 2015 р.)
  • п’ятнадцять. Гойдалка для дитячих колясок. (11 грудня 2015 р.)
  • 16. Капсула для приготування настояного напою. (11 грудня 2015 р.)