METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN-CONTAINING GAS, AND REACTOR FOR IMPLEMENTING SAID METHOD

• Main Authors: MITBERG, EDUARD BORISOVICH, SOLOMONIK, IGOR GRIGORIEVICH, ERMOLAEV, VADIM SERGEEVICH, MORDKOVICH, VLADIMIR ZALMANOVICH, ERMOLAEV, ILIA SERGEEVICH, DEREVICH, IGOR VLADIMIROVICH, KULCHAKOVSKY, PETR IVANOVICH
• Format: Patent
• Language: English; French; Russian
• Published: 24.09.2015
• Subjects: CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING

The invention is for use in gas chemistry for producing hydrogen-containing gas based on a CO and H2 mixture (syngas) from natural gas and other hydrocarbon gases. The object of the invention is to suppress side reactions resulting in soot formation when conducting the process in high productivity mode, and also to provide for an uncomplicated reactor design while maintaining compact dimensions thereof. The method for producing a hydrogen-containing gas comprises mixing natural gas with oxygen, partially oxidising the natural gas with oxygen at a temperature ranging from 1300ºC to 1700ºC resulting in obtaining hydrogen-containing gas, and cooling the stream of the hydrogen-containing gas produced. Said cooling is performed until the temperature drops below 550ºC and at a rate above 100000ºC/sec. The reactor comprises the following steps, which are arranged in series along the technological process: means for supplying natural gas and oxygen, a natural gas and oxygen mixing zone, a zone for conducting the reaction by partially oxidising the natural gas with oxygen, and a zone for cooling the stream of the hydrogen-containing gas produced, which is equipped with a cooling body of revolution in order to provide an intensive cooling of the stream of hydrogen-containing gas by contacting thereof with said body of revolution. L'invention est utilisée dans la chimie des gaz afin de produire un gaz contenant de l'hydrogène à base d'un mélange de CO et de H2 (gaz de synthèse) issu de gaz naturel ou d'autres gaz hydrocarbures. Le but de l'invention est d'éliminer les réactions indésirables lors du déroulement du processus selon un rendement élevé, et de fournir une structure simple du réacteur avec des dimensions compactes. Le procédé de production de gaz contenant de l'hydrogène consiste à mélanger du gaz naturel avec de l'oxygène, à oxyder partiellement le gaz naturel avec l'oxygène à une température de 1300°C à 1700°C afin de produire un gaz contenant de l'hydrogène, et à refroidir le flux de gaz contenant de l'hydrogène obtenu. Le refroidissement se fait à une température inférieure à 550°C à une vitesse de plus de 100000ºC/s. Le réacteur comprend, en série dans le sens du processus industriel, un moyen d'alimentation en gaz naturel et en oxygène, une zone de mélange du gaz naturel et de l'oxygène, et une zone de refroidissement du flux de gaz contenant de l'hydrogène obtenu comprenant un corps de rotation à refroidir afin d'assurer le refroidissement intensif du flux de gaz contenant de l'hydrogène par contact de ce dernier avec ledit corps de rotation. Изобретение используется в газохимии для получения водородсодержащего газа на основе смеси CO и H2 (синтез-газа) из природного газа и иных углеводородных газов. Цель - подавление побочных реакций, приводящих к образованию сажи при проведении процесса с высокой производительностью, а также обеспечение несложной конструкции реактора при его компактных габаритах. Способ получения водородсодержащего газа включает в себя смешивание природного газа с кислородом, парциальное окисление природного газа кислородом при температуре от 1300ºC до 1700ºC с получением водородсодержащего газа и охлаждение потока полученного водородсодержащего газа. Это охлаждение осуществляют до температуры ниже 550ºC со скоростью более 100000ºC/с. Реактор содержит расположенные последовательно по ходу технологического процесса средство подачи природного газа и кислорода, зону смешивания природного газа с кислородом, зону проведения реакции путем парциального окисления природного газа кислородом и зону охлаждения потока полученного водородсодержащего газа, которая снабжена охлаждаемым телом вращения для обеспечения интенсивного охлаждения потока водородсодержащего газа посредством его контакта с указанным телом вращения.