Macr; Новые модификации процесса получения синтез-газа.

В последнее время разработан ряд новых модификаций процесса получения синтез-газа с заданными соотношениями оксида углерода и водорода.

Комбинируя реакции паровой и кислородной конверсии метана можно получить смесь СО+Н₂ с отношением от 2 до 3. Поскольку первая реакция – эндотермическая, а вторая – экзотермическая, можно получить термически нейтральный процесс, то есть получать синтез-газ из смеси СН₄+Н₂О+О₂. Датская фирма «Халдор Топсе» предложила комбинацию некаталитического парциального окисления и паровой конверсии в одном автотермическом реакторе. Сначала в керамической трубе происходит гомогенная реакция при 900-1150°С (температура в зоне горения до 1900°С) вплоть до термического равновесия. Затем при той же температуре на никелевом катализаторе протекает паровая конверсия метана. Тепло, необходимое для паровой конверсии, поступает посредством теплообмена из реактора парциального окисления. Процесс характеризуется низким потреблением кислорода (О₂:СН₄=0,6). Некоторый избыток пара предотвращает образование углерода. Регулируя состав входящего газа, можно добиться отношения Н₂:СО=2, необходимого для синтеза метанола или углеводородов.

На новых аммиачных заводах вместо паровой конверсии метана используют сдвоенные реакторы. В обогреваемом реакторе при 700°С и 4 МПа ~75% метана в смеси с водяным паром превращается в синтез-газ. Теплота этого процесса поставляется газами из второго реактора, в котором не превращенный метан из первого реактора взаимодействует с кислородом.

В России разработана технология получения синтез-газа в газогенераторах и камерах сгорания, используемых для жидкостно-реактивных ракетных двигателей. Эта технология требует применения технически чистого кислорода и повышенного давления. Процесс получения синтез-газа в метановых генераторах, созданных на принципах и с использованием реактивных двигательных технологий и прошедших опытную проверку, позволяет обеспечить наиболее высокую производительность, наименьшие габариты, массу, расход металла и капиталоемкость по сравнению с другими технологиями получения синтез-газа.

Одним из перспективных направлений совершенствования технологий получения синтез-газа является использование керамических мембран. Преимущество этой технологии в ее простоте и, следовательно, дешевизне. Керамические мембраны имеют каталитический эффект. С их помощью может быть также организовано выделение кислорода из воздуха. Учитывая перспективность мембранных технологий. В последние годы разработаны и внедряются мембранные методы регулирования соотношения СО:Н₂ в синтез-газе с применением избирательно проницаемых для водорода полимерных мембран. Это соотношение имеет большое значение для дальнейшей переработки синтез-газа. Например, для производства метанола требуется синтез-газ с соотношением СО/Н₂ = 1:2. Используются, в основном, три типа мембран:

-полисульфоновые мембраны.

-поливинилтриметилсилановые.

-полиимидные.