RU2725983C2 - Autothermal reactor - Google Patents
Autothermal reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725983C2 RU2725983C2 RU2017101507A RU2017101507A RU2725983C2 RU 2725983 C2 RU2725983 C2 RU 2725983C2 RU 2017101507 A RU2017101507 A RU 2017101507A RU 2017101507 A RU2017101507 A RU 2017101507A RU 2725983 C2 RU2725983 C2 RU 2725983C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- oxidation
- hydrogen
- reactor
- selective
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- -1 C 4 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 102200118166 rs16951438 Human genes 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J7/00—Apparatus for generating gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к реакторам для проведения эндотермических каталитических процессов, протекающих с выделением водорода, в частности для получения ароматических углеводородов из углеводородов С3+, и может найти применение в нефтегазовой промышленности.The invention relates to reactors for carrying out endothermic catalytic processes proceeding with the evolution of hydrogen, in particular for producing aromatic hydrocarbons from C 3+ hydrocarbons, and may find application in the oil and gas industry.
Известна установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С3 и С4 [RU 57278, МПК С07С 15/42, опубл. 10.10.2006], включающая систему разделения катализата и два каталитических блока, состоящих каждый из рекуперационного теплообменника, огневой печи и адиабатического каталитического реактора.A known installation for producing a concentrate of aromatic hydrocarbons from C 3 and C 4 hydrocarbons [RU 57278, IPC C07C 15/42, publ. 10.10.2006], including a catalytic separation system and two catalytic units, each consisting of a recovery heat exchanger, a fire furnace and an adiabatic catalytic reactor.
Недостатком используемых реакторов является низкая конверсия сырья из-за снижения температуры в реакторе и накопления водорода в катализате в процессе образования ароматических углеводородов.The disadvantage of the used reactors is the low conversion of raw materials due to lower temperatures in the reactor and the accumulation of hydrogen in the catalyst in the formation of aromatic hydrocarbons.
Наиболее близкой по технической сущности является установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, МПК C10G 35/04, опубл. 20.10.2015 г.], включающая нагреватель, изотермические каталитические реакторы с теплообменными элементами в слое катализатора, соединенными с генератором теплоносителя, а также системы регенерации катализатора и утилизации газа регенерации.The closest in technical essence is the installation of the catalytic processing of light hydrocarbons [RU 2565229, IPC C10G 35/04, publ. October 20, 2015], including a heater, isothermal catalytic reactors with heat exchange elements in the catalyst bed connected to a coolant generator, as well as a catalyst regeneration system and utilization of regeneration gas.
Недостатком данных реакторов является накопление водорода в катализате в процессе образования ароматических углеводородов, что снижает конверсию сырья.The disadvantage of these reactors is the accumulation of hydrogen in the catalyst during the formation of aromatic hydrocarbons, which reduces the conversion of raw materials.
Задачей изобретения является повышение конверсии сырья.The objective of the invention is to increase the conversion of raw materials.
Техническим результатом является повышение конверсии сырья за счет оснащения реактора устройствами для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора.The technical result is to increase the conversion of raw materials by equipping the reactor with devices for the selective evolution, oxidation of hydrogen and heating of the catalyst.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом реакторе с теплообменными элементами в слое катализатора особенностью является то, что в качестве теплообменных элементов установлены устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, каждое их которых включает зону окисления, отделенную водородселективой и теплопроводящей перегородкой от катализатора, и оснащенную системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления.The specified technical result is achieved in that in the proposed reactor with heat exchange elements in the catalyst layer, the feature is that, as heat exchange elements, devices are installed for the selective evolution, oxidation of hydrogen and heating of the catalyst, each of which includes an oxidation zone separated by a hydrogen selective and heat-conducting partition from catalyst, and equipped with oxygen-containing gas supply and oxidation products withdrawal systems.
Во внутреннем пространстве устройства может быть размещен катализатор окисления, а при недостатке тепла они могут быть оснащены системой подачи топлива.An oxidation catalyst can be placed in the interior of the device, and if there is a lack of heat, they can be equipped with a fuel supply system.
Реактор может быть выполнен с аксиальной или радиальной подачей сырья, а устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора могут быть выполнены, например, в виде пористых металлических трубчатых элементов, на наружной или внутренней поверхности которых нанесена водородселективная палладиевая мембрана. Реактор может быть использован для осуществления других эндотермических процессов, сопровождающихся выделением водорода, в том числе некаталитических.The reactor can be made with an axial or radial feed, and devices for the selective evolution, oxidation of hydrogen and heating of the catalyst can be made, for example, in the form of porous metal tubular elements, on the outer or inner surface of which a hydrogen-selective palladium membrane is deposited. The reactor can be used to carry out other endothermic processes, accompanied by the evolution of hydrogen, including non-catalytic ones.
Установка в реакторе устройств для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, оснащенных системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления, позволяет сначала удалить водород из слоя катализатора и сдвинуть химическое равновесие в сторону образования целевых продуктов реакции, а затем окислить водород и нагреть слой катализатора выделившимся теплом, за счет чего повысить конверсию сырья.The installation in the reactor of devices for the selective evolution, oxidation of hydrogen, and heating of the catalyst, equipped with oxygen-containing gas supply systems and the removal of oxidation products, allows you to first remove hydrogen from the catalyst layer and shift the chemical equilibrium towards the formation of the desired reaction products, and then oxidize hydrogen and heat the catalyst layer heat released, thereby increasing the conversion of raw materials.
Изотермический реактор (условно показан разрез цилиндрического реактора с радиальной подачей сырья) включает катализаторную корзину 1, например, с катализатором дегидроциклодимеризации, в котором размещены устройства 2 (условно показано одно устройство) для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, например, в виде трубчатых элементов с стенками, выполненными из водородселективной теплопроводящей мембраны, размещенные в корпусе 3, оборудованном патрубками подачи сырья 4 и кислородсодержащего газа 5, вывода катализата 6 и продуктов окисления 7.An isothermal reactor (a sectional view of a cylindrical reactor with radial feedstock is conventionally shown) includes a
При работе реактора нагретое сырье, содержащее, например, углеводороды С3+, через патрубок 4 подают в реактор и пропускают через катализатор, например, дегидроциклодимеризации, расположенный в катализаторной корзине 1, при этом происходит конверсия углеводородов сырья с образованием ароматических углеводородов, которые в составе катализата выводят через патрубок 6, и водорода, которой, по меньшей мере в части, выводят из слоя катализатора через стенки устройства 2 в его внутреннее пространство, где он окисляется кислородом, подаваемым через патрубок 5 в составе кислородсодержащего газа, повышая за счет тепла окисления температуру стенки устройства и нагревая катализатор. Продукты окисления выводят через патрубок 7. При необходимости в устройство 2 может быть дополнительно подаваться топливо (система его подачи не показана), а во внутреннем пространстве устройства 2 может быть размещен катализатор окисления.During the operation of the reactor, heated raw materials containing, for example, C 3+ hydrocarbons, are supplied through the
Таким образом предлагаемый реактор позволяет повысить конверсии сырья и может быть использован в нефтегазовой промышленности.Thus, the proposed reactor can increase the conversion of raw materials and can be used in the oil and gas industry.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101507A RU2725983C2 (en) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Autothermal reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101507A RU2725983C2 (en) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Autothermal reactor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017101507A RU2017101507A (en) | 2018-07-20 |
| RU2017101507A3 RU2017101507A3 (en) | 2020-02-17 |
| RU2725983C2 true RU2725983C2 (en) | 2020-07-08 |
Family
ID=62914613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017101507A RU2725983C2 (en) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Autothermal reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2725983C2 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69520910T2 (en) * | 1994-06-06 | 2001-11-15 | Praxair Technology, Inc. | Process for producing heat treatment atmospheres |
| RU2001103899A (en) * | 1998-07-13 | 2003-01-27 | Норск Хюдро Аса | METHOD FOR PRODUCING ELECTRICITY, WATER VAPOR AND CARBON DIOXIDE FROM HYDROCARBON RAW MATERIAL |
| RU2213051C2 (en) * | 1998-07-13 | 2003-09-27 | Норск Хюдро Аса | Method of generation of electric energy, water steam and carbon dioxide from hydrocarbon raw material |
| RU2003116515A (en) * | 2000-10-30 | 2004-10-10 | Зтек Копэрейшн (Us) | MULTIFUNCTIONAL ENERGY SYSTEM (OPTIONS) |
| RU2248931C2 (en) * | 1999-03-05 | 2005-03-27 | Хальдор-Топсеэ А/С | Method for production of gas enriched with hydrogen and/or carbon oxide |
| US7141231B2 (en) * | 2003-08-11 | 2006-11-28 | Membrane Reactor Technologies Ltd. | Internally circulating fluidized bed membrane reactor system |
| RU2011130432A (en) * | 2008-12-22 | 2013-01-27 | Вм Гтл, Инк. | METHOD FOR IMPLEMENTING THE FISHER-TROPSH PROCESS AT LOW PRESSURE |
| US20150152019A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-04 | Haldor Topsøe A/S | Process for conversion of natural gas to hydrocarbon products and a plant for carrying out the process |
-
2017
- 2017-01-17 RU RU2017101507A patent/RU2725983C2/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69520910T2 (en) * | 1994-06-06 | 2001-11-15 | Praxair Technology, Inc. | Process for producing heat treatment atmospheres |
| RU2001103899A (en) * | 1998-07-13 | 2003-01-27 | Норск Хюдро Аса | METHOD FOR PRODUCING ELECTRICITY, WATER VAPOR AND CARBON DIOXIDE FROM HYDROCARBON RAW MATERIAL |
| RU2213051C2 (en) * | 1998-07-13 | 2003-09-27 | Норск Хюдро Аса | Method of generation of electric energy, water steam and carbon dioxide from hydrocarbon raw material |
| RU2248931C2 (en) * | 1999-03-05 | 2005-03-27 | Хальдор-Топсеэ А/С | Method for production of gas enriched with hydrogen and/or carbon oxide |
| RU2003116515A (en) * | 2000-10-30 | 2004-10-10 | Зтек Копэрейшн (Us) | MULTIFUNCTIONAL ENERGY SYSTEM (OPTIONS) |
| US7141231B2 (en) * | 2003-08-11 | 2006-11-28 | Membrane Reactor Technologies Ltd. | Internally circulating fluidized bed membrane reactor system |
| RU2011130432A (en) * | 2008-12-22 | 2013-01-27 | Вм Гтл, Инк. | METHOD FOR IMPLEMENTING THE FISHER-TROPSH PROCESS AT LOW PRESSURE |
| US20150152019A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-04 | Haldor Topsøe A/S | Process for conversion of natural gas to hydrocarbon products and a plant for carrying out the process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017101507A3 (en) | 2020-02-17 |
| RU2017101507A (en) | 2018-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2786353C (en) | Isothermal reactor for partial oxidation of methane | |
| KR102303455B1 (en) | Steam reforming | |
| Abo-Ghander et al. | Modeling of a novel membrane reactor to integrate dehydrogenation of ethylbenzene to styrene with hydrogenation of nitrobenzene to aniline | |
| RU2555889C2 (en) | Method and device for using oxygen in biomass steam reforming | |
| RU2354608C2 (en) | Synthetic gas regeneration process and device | |
| van Sint Annaland et al. | A novel reverse flow reactor coupling endothermic and exothermic reactions: an experimental study | |
| CZ300072B6 (en) | Radial flow reactor | |
| JP2017507107A5 (en) | ||
| KR101015876B1 (en) | Method and apparatus for producing syngas | |
| CN102686308A (en) | Reactor with gas distribution system at the bottom | |
| RU2641692C1 (en) | Plant for catalytic aromatization of light hydrocarbon feedstock and method of its operation | |
| WO2023013419A1 (en) | Reactor and method for producing ammonia decomposition mixture using same | |
| EA024238B1 (en) | Apparatus and method for adiabatic methane conversion | |
| RU2552623C2 (en) | Heat exchanger for cooling of hot gases, and heat exchange system | |
| TW201242943A (en) | Process | |
| RU2725983C2 (en) | Autothermal reactor | |
| WO2013008020A1 (en) | Isothermal reactor for partial oxidation of methane | |
| RU2565229C1 (en) | Device for catalytic processing of light hydrocarbon raw material | |
| EP3294669B1 (en) | Process for preparing a syngas and syngas cooling device | |
| CN106378063B (en) | A kind of methanator and methanation process | |
| RU2662442C1 (en) | Unit of catalytic aromatization of light hydrocarbons and method of its operation | |
| RU2677142C1 (en) | Catalytic reactor reaction zone heating device | |
| JP2006016256A (en) | Auto-oxidation internal heating type reforming apparatus and method | |
| RU2527785C2 (en) | Membrane reactor | |
| EP2955154A1 (en) | Reactor for partial oxidation of hydrocarbon gases |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210708 |