Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 98

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 133 >> Следующая


Вибір технологічної схеми добування H2 залежить від способу, яким досягається найбільший вихід. Як правило, технологічний процес проводять з великим надлишком водяної пари. Поряд з цим для досягнення високого виходу H2 можна вилучати CO2 під час процесу за рахунок каталізатора (наприклад, MgO), який здатний зв'язувати утворюваний внаслідок реакції CO2.

У технологічному процесі, який здійснюється в реакційному апараті — конверторі (див. рис. 16), чистий H2 добувають з суміші водяного газу і водяної пари, а, азотоводневу суміш для синтезу NH3 — з напівводяного газу або з суміші водяного і повітряного генераторного газів, у якої відношення суми H2 і CO до N2 близьке до 3 : 1.

Напівводяний газ, добутий внаслідок газифікації твердого палива, має приблизно такий склад (%): CO — 34, H2 — 37, N2 — 22, CO2 — 6, CH4 і H2O — 1. І

Після очищення напівводяний, або змішаний, газ надходить на конверсію CO водяною парою.

Незважаючи на посилення побічних реакцій, конверсію проводять під тиском 9,8 — 29,4 • 105 Па. При цьому збільшується швидкість основної реакції і створюється можливість до деякої міри знизити температуру і зменшити витрату водяної пари, а також зменшити об'єм апаратури.

'На"рис. 107 показано схему двоступеневої конверсії CO у водяному газі. Газова суміш з температурою 20—30° C надходить у башту-са-туратор 1 з насадкою, де зрошується нагрітою до 85° C водою, нагріваї ється до 75—80° C і насичується парою у співвідношенн^близько 1:1. Турбовентилятором 2 газ нагнітається в парогазозмішувач^, куди одночасно подається водяна пара підтиском (1,5—2) • 105 Па. Утворена парогазова суміш (співвідношення CO : H2O близько 1 : 7,5), температура якої 100—110° С, надходить у теплообмінник 4, де нагріва ється до 400—450° C і поступає в конвертор 5, проходячи послідовно через два шари каталізатора 6.

Після конверсії парогазова суміш з температурою 485° C охолоджується в теплообміннику 4 до 170—180° C і проходить через водонагрів-HV башту 8, де зрошується водою, яка надходить із сатуратора П має

Таблиця 9. Рівноважний склад газової суміші при конверсії CH4 водяною парою

Температура,
°С
Склад газової суміші, об. %

CH4
H2O
CO
H2

727 827 927
5,08 1,71 0,64
5,08 1,71 0,64
22,46 24,14 24,68
67,38 72,44 74,07

температуру 68—70° C Газ охолоджується до 80—85° С, а вода нагрівається до 85—90° C і знову йде на зрошування сатуратора /.

Об'ємна швидкість газу в конверторі, який працює під тиском, близьким до атмосферного, коливається в межах 270—400 м3/(м3 X X год) каталізатора.

Схема конверсії CO під тиском (10—ЗО) • 106 Па в принципі майже не відрізняється від схеми конверсії під тиском, близьким до атмосферного, за винятком температурного режиму і об'ємної швидкості.

Добування H2 конверсією СЩ. Аналіз техніко-економічних показників виробництва синтетичного NH3 при використанні різних видів сировини показує, що найнижчих собівартості і капіталовкладень досягають при використанні продуктів переробки природного газу. Тому тепер виробництво H2 методом конверсії вуглеводневих газів набуває великого значення, оскільки ресурси артопт-гого і попутного газів надзвичайно великі.

При конверсії CH4 для добуваний H2 як окислювач застосовують водяну пару, CO2, O2 ja6o суміші їх.

Конверсію CH4 різними окислювачами можна зобразити такими рівняннями реакцій:

CH4 + H2O = CO + 3H2 — Q; (г)

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 - Q; (д)

CH4 + 0,5O2 = CO + 2H2 + Q. (е)

CH4 та CO можуть також частково окислюватись до CO2 за схемами:

CO + H2O = CO2 + H2-I-Q; CH4 + 2O2 ч± CO2 + 2H2O + Q.

Реакції окислення гомологів CH4 аналогічні. Як видно з рівнянь, !спочатку доб>зають суміш CO і H2, потім CO зазнає конверсії водяною /парою з утворенням H2 і CO2. В табл. 9 подано рівноважний склад газової суміші, яка утворюється за реакцією (г), коли реагуючі компоненти відповідають стехіометричному атмосферному,тиску.

Як видно з табл. 9, для того щоб в рівноважних умовах відбулася практично повна конверсія CH4, температура реакції повинна бути трохи більшою за 927° С. Однак при цій температурі швидкість реакції невелика. Достатня швидкість спостерігається при температурі 1350° C і вище. Враховуючи те, що в умовах виробництва ендотермічний процес при високих температурах проводити важко, конверсію CH4 здійснюють на каталізаторі з надлишком водяної пари.

Природний газ

і , — 11 Конвертований

D' газ

Рис. 108. Схема парової двоступеневої каталітичної конверсії CH4 і CO під тиском,

близьким до атмосферного.

У промисловості застосовують^щи_основні способи конверсії CH4: италітичну парову конверсію, каталітичну парокисневу або парокис--невоповітряну конверсію та високотемпературну (некаталітичну) конверсію O2 або повітрям, збагаченим O2. В основу цих трьох способів конверсії CH4 покладено реакції (г), (д), (е). Реакції (г) і (д) ендотермічні, а реакції парокисневої і парокисневоповітряної конверсії CH4 — екзотермічні.

В промисловості каталітичні процеси парокисневої і парокиснево-повітряної конверсії залежно від активності каталізатора, вмісту S у вихідному газі та CH4 в кінці процесу провадять при 800—1050° C з застосуванням тиску і нікелевого каталізатора. Високотемпературну кисневу і кисневоповітряну конверсії CH4 провадять при 1275— 1400° C без каталізатора.
Предыдущая << 1 .. 92 93 94 95 96 97 < 98 > 99 100 101 102 103 104 .. 133 >> Следующая

Реклама

Судебно фоноскопическая экспертиза

экспертиза по назначению суда, следственных органов, заявлению граждан

expert-center.ru

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed