Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
З розвитком техніки,глибокого охолодження стало можливим^роз-ділення коксового газу методом\ фракційної конденсації.
Залежно від якості вугільної шихти і умов коксування коксовий газ після відокремлення NH3, сирого бензолу і смоли (оборотний газ) має приблизно такий склад (об.%):
Водень
Метан і етан
Олефіни (етилен, пропілен) Моноксид вуглецю
55—61 24—28 1,5—3,0 6—9
Вуглекислий газ 2—4
Азот 2—7
Кисень 0,3'—0,5
Сірководень 0,2—1,2
Крім того, оборотний коксовий газ містить невеликі кількості органічних сполук сірки, бензолу, нафталіну, ціаністоводневої кислоти, ацетилену та моноксиду азоту.
У хімічній промисловості коксовий газ є джерелом добування H2 для синтезу NH3 і ряду органічних продуктів. Вуглеводні етиленової" фракції використовують для синтезу поліетилену, оксиду етилену, етанолу, дивінілу, етилбензолу, ізопропілбензолу, етиленгліколю,
Температура конденсації газів, 0C
для парціального тиску. Па
Компоненти
Вміст у коксовому газі, об. %
для тиску кожного газу 9,8 • 10»Па
при загальному тиску коксового газу.
при загальному тиску коксового газу.
9,8 • W4
9,8 10s
Пропілен
Пропан н-Бутан
Монооксид вуглецю
Кисень Метан Етилен Етан
Водень Азот
50,0 13,5 7,5 0,8 25,0 1,0 0,5 1,0 0,5 0,5
—252,8
— 195,7
— 191,5
— 183,0 -161,4
— 103,8 -88,3 —47,0 —44,5
—0,5
—255 —209 —213 —212 -176
— 155
— 150 -120
— 123 —93
—246
— 193
— 195 —202
— 150
— 138
— 133 —90
— 103 —73
дихлоретану та інших цінних органічних продуктів. ' Сірководень, який виділяють при очищенні коксового газу, використовують для виробництва H2SO4 або S.
Залежно від складу оборотного коксового газу H2 або азотоводневу суміш з коксового газу можна добувати двома способами: розділенням газової суміші при низьких температурах або конверсією вуглеводне-^ вих газів.
При наявності великої кількості коксового газу H2 доцільно вилучати низькотемпературним розділенням газової суміші. При цьому добувають цінну продукцію:,етиленову фракцію, тазовий залишок — CH4 і СО, які використовують "на металургійних заводах як паливо.
Конверсійний метод переробки коксового .газу дає можливість збільшити вихід H2, проте для цього треба добре очищати газ від сірчистих сполук, внаслідок чого втрачається олефінова фракція.
Розділення коксового газу при низьких температурах грунтується на великій різниці температур кипіння компонентів газової суміші (табл. 10) і застосовується в основному при добуванні H2.
,Очищений від бензолу, нафталіну, оксидів азоту, NH3, ціаністих і сірчистих сполук, CO2 і водяної_пари коксовий газ надходить на роз-Дїлювальну установку.
Практично для розділення коксового газу глибоким охолодженням користуються методом фракційної конденсації. Крім водню з коксового газу вилучають ще ТР-4 фракції.
Технологічний процес розділення коксового газу складається з таких операцій:
1) очищення коксового газу від нафталіну, H2S, оксидів азоту і водяної пари;
2) стиснення газу до (12—13) ІО5 Па;
3) виділення бензолу виморожуванням;
4) виділення CO2;
5) охолодження до —45° С;
6) глибоке охолодження і фракційна конденсація.
Газова суміш — коксовий газ — охолоджується в аміачних холодильниках до —45° С, звільняється при цьому від водяної пари і надходить в установку для розділення коксового газу методом фракційно: конденсації.
"Промивання рідким N2 дає можливість глибоко очистити водень від таких домішок, як CH4, CO і O2, замість того, щоб охолоджувати до —210° C
Змішуванням метанової фракції, CO і етиленової фракції коксового газу, утворюють «багатий газ» з теплотворною здатністю до 25 140 кДж/м3, який використовують як паливо. Крім того, метанову і етиленову фракції використовують в органічному синтезі. Треба мати на увазі, що в газовій суміші є оксиди азоту і можливе утворення вибухових сумішей. j
; M ' ( '
_5_з^виробн4цтво азоту і кисню розділенням рідкого повітря
Рідке повітря, добуте за однією з описаних вище схем, ректифікацією розділяється на N2 і O2. Процес розділення грунтується на різниці між температурами кипіння їх під атмосферним тиском: N2 кипить при температурі — 195,8° С, a O2 при — 183° С. Різниця температур кипіння (12,8° C) достатня для того, щоб рідке повітря, температура кипіння якого становить—192° С, розділилось ректифікацією на чисті N2 і O2.
Рівновага між рідиною і парою повітря. Для спрощення повітря можна розглядати як двокомпонентну суміш, яка складається за об'ємом 3(^20,9%^ O2 і 79,1% N2., Рідкі N2 і O2 змішуються в будь-яких співвідношеннях. Тиск пари суміші безперервно зростає із збільшенням вмісту в ній N2. Суміші
T-J Чистий газоподібний Nz
Чистий
газоподііний O2
W -№ -те
-№ -190
t2
-192
-т
t,
-196.
__
_ _
зУ
— -
- _
2,
t
і
