способ гидроочистки природного газа от сероорганических соединений

Формула изобретения

Способ гидроочистки природного газа от сероорганических соединений в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, отличающийся тем, что процесс гидрообессеривания проводят при температуре 330-380°С, давлении 3,0-4,5 МПа, объемной скорости подачи сырья 1000-2000 ч^-1, объемной доле водорода в газовой смеси 1-5%, в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, полученного методом двукратной пропитки: сначала раствором аммония молибденовокислого, а затем раствором азотнокислого кобальта и содержащего МоО₃ 8-12%; СоО 2-4%; Аl₂O₃ - остальное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к катализу, в частности к способам гидроочистки природного газа от сероорганических соединений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является способ гидроочистки природного газа от сероорганических соединений посредством их гидрирования до сероводорода (процесс гидрообессеривания) в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, например, АКМ (ТУ 38.101194-77), содержащего не менее 12,0% МоО₃, не менее 4,0% СоО и остальное - Аl₂О₃. В зависимости от типа агрегата процесс гидрообессеривания природного газа проводят при температуре 390-405^oС; давлении 3,6-3,8 или 3,8-4,6 МПа; объемной скорости подачи сырья 1000-2000 ч^-1 и объемной доле Н₂ в газовой смеси, поступающей на гидроочистку, 10-11%.

Недостатком данного способа является гидрирование сероорганических соединений при высоких температуре и объемной доле Н₂ в газовой смеси, что приводит к ухудшению экономических показателей процесса [1].

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является разработка эффективного и экономичного способа гидроочистки природного газа от сероорганических соединений.

Данная техническая задача решается путем упрощения технологии гидрообессеривания как за счет уменьшения объемной доли H₂ в газовой смеси, так и за счет снижения температуры процесса. Указанный технический эффект достигается применением более активного пропиточного алюмокобальтмолибденового катализатора, получаемого методом двухкратной пропитки алюмооксидного носителя сначала раствором аммония молибденовокислого, а затем раствором азотнокислого кобальта и содержащего 8-12% МоО₃; 2-4% СоО; остальное - Аl₂О₃. Процесс гидрообессеривания для получения продукта, отвечающего нормам на содержание сероорганических соединений, проводят при температуре - 330-380^oС; давлении - 3,0-4,5 МПа; объемной скорости подачи сырья - 1000-2000 ч^-1; объемной доле водорода в газовой смеси 1-5%.

Отличительным признаком изобретения по сравнению с прототипом является проведение процесса гидрообессеривания при следующих технологических параметрах: температура - 330-380^oС, давление - 3,0-4,5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 1000-2000 ч^-1, объемная доля Н₂ в газовой смеси - 1-5 об.% в присутствии алюмокобальтмолибденового катализатора, получаемого методом двухкратной пропитки алюмооксидного носителя сначала раствором аммония молибденовокислого, а затем раствором азотнокислого кобальта и содержащего 8-12% МоО₃, 2-4% СоО и остальное - Аl₂О₃ (табл.1).

Предлагаемая совокупность признаков способа гидроочистки природного газа от сероорганических соединений соответствует, по мнению авторов, условию патентоспособности "изобретательский уровень" по следующим соображениям. Из литературных данных на дату подачи заявки на настоящее изобретение не было известно, что предлагаемая совокупность признаков приводит к решению вышеуказанной задачи. А именно, что использование алюмокобальтмолибденового катализатора, получаемого методом двухкратной пропитки алюмооксидного носителя, сначала раствором аммония молибденовокислого, а затем раствором азотнокислого кобальта и содержащего 8-12% МоО₃, 2-4% СоО и остальное - Аl₂O₃, позволяет получать природный газ с содержанием сероорганической серы менее 0,5 мг/м³ при следующих технологических параметрах: температура - 330-380^oС, давление - 3,0-4,5 МПа, объемная скорость подачи сырья - 1000-2000 ч^-1, объемная доля Н₂ в газовой смеси - 1-5 об.%.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Алюмокобальтмолибденовый катализатор по методу пропитки может быть получен, например, следующим способом. 84 г алюмооксидного носителя пропитывают раствором, содержащим 14,7 г аммония молибденовокислого (NН₄)₆Мо₇O₂₄4Н₂O. Пропитанный носитель сушат при 120^oС в течение 6 ч, затем пропитывают раствором, содержащим 15,6 г азотнокислого кобальта Со(NО₃)₂6Н₂O в течение 6 ч и прокаливают при 550^oС в течение 4 ч.

Состав полученного катализатора: 12% МоО₃, 4% СоО и остальное Аl₂О₃.

Пример 2. Аналогично примеру 1 получен алюмокобальтмолибденовый катализатор, только после сушки при 120^oС в течение 6 ч дополнительно прокаливали при 550^oС в течение 4 ч.

Состав полученного катализатора: 8% МоО₃, 2% СоО и остальное Аl₂O₃.

Пример 3. Полученный по примеру 1 катализатор был испытан в процессе гидрообессеривания природного газа, содержащего 10 мг/м³ меркаптановой серы, при следующих условиях: t - 330^oС, р - 3,0 МПа, v - 1000 ч^-1, С_H2 - 1 об.% (режим 1).

Пример 4. Полученный по примеру 2 катализатор был испытан в процессе гидрообессеривания природного газа, содержащего 10 мг/м³ меркаптановой серы, при следующих условиях: t - 380^oС, р - 4,5 МПа, v - 2000 ч^-1, С_H2 - 5 об.% (режим 2).

Примеры 5 и 6 (прототип). Промышленный катализатор АКМ (ТУ 38.101194-77), содержащий 12,5% МоО₃, 4,1% СоО и остальное - Аl₂О₃, был испытан в процессе гидрообессеривания природного газа, содержащего 10 мг/м³ меркаптановой серы, в режимах 1 и 2 соответственно.

Результаты каталитических испытаний катализаторов по примерам 3-6 приведены в табл.2.

Из представленных в табл.2 данных видно, что пропиточные катализаторы, полученные по примерам 1 и 2, в условиях по предлагаемому способу (примеры 3 и 4) обеспечивают получение продукта, отвечающего нормам на содержание меркаптановой серы (менее 0,5 мг/м³), тогда как в аналогичных условиях катализатор АКМ, использующийся в способе по прототипу, показывает более низкую активность и не обеспечивает требуемой нормы по содержанию меркаптановой серы (примеры 5 и 6).

Источник информации

1. Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака. 2-е Изд. - М.: Химия, 1986, с. 213.