Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Мухленов И.П. -> "Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп." -> 15

Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.

Мухленов И.П., Авербух А.Я., Кузнецов Д.А., Амелин А.Г., Тумаркина Е.С., Фурмер И.Э. Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп.: Учебник для вузов. Под редакцией И.П. Мухленова — M., «Высш. школа», 1977. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): genapplchem2.djv
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 127 >> Следующая




со
H2
CH1
H2O
CO
H2
CH4
H2O
CO2

600
15,8
47,0
18,6
18,6
6,95
53,28
8,25
23,42
8,10

700
21,5
64,5
7,0
7,0
13,37
62,76
1,61
16,59
5,67

800
23,8
71,6
2,3
2,3
15,67
63,93
0,17
16,00
4,23

900
24,6
73,8
0,8
0,8
16,59
63,36
0,02
16,63
3,40

Таблица 3

Зависимость равновесного остаточного содержат» от давления и температуры, CH4 : H2U-I .

Давление, Н,м2
Необходимая температура процесса (°С) при содержании метана в равновесной смеси, об. %

5,0
2,0
1,0
0,5
0.2

1 • 105

700

_
800

1 ¦ 10е
800
870
910
950
~1000

2 • 10е
870
950
1000
1030
1100

4- 10е
940
1020
1080
1130
1200

сии выгодно проводить при повышенном давлении для увеличения скорости реакции. При этом используется естественное давление природного газа, с которым он подается на завод, что значительно сокращает расход электроэнергии на сжатие газа при производстве аммиака. При повышенном давлении уменьшаются объемы аппаратов и трубопроводов.

По характеру применяемого окислителя каталитическая конверсия метана разделяется на парокислородную, которая проводится в одну ступень в шахтных конверторах, и на бескислородную, которая проводится в две ступени: вначале в трубчатом контактном аппарате, затем в шахтном конверторе. При парокислород-ной конверсии метана потери тепла в результате протекания эндотермической реакции (а) восполняются за счет проведения в шахтном конверторе также экзотермической реакции окисления метана кислородом (б). В шахтный конвертор подается смесь природного газа, пара и обогащенного кислородом воздуха (40—50% O2), получаемого в цехах разделения воздуха. Температура в верхних слоях катализатора поддерживается в пределах 1050—1100° С, а на выходе из конвертора —800—900° С.

При получении синтез-газа методом бескислородной каталитической конверсии природного газа процесс осуществляют в трубках конвертора, в которые загружен катализатор, а недостаток

2* 35

too

-ft

IО 95 «* §

80

. . .





д










Ui





О 1

п 2 3 Пар:газ

Рис. 11. Зависимость равновесной степени превращения окиси углерода от соотношения объемов пар : газ и температуры

тепла восполняют сжиганием природного газа в межтрубном пространстве конвертора. Температура в зоне реакции поддерживается около 800° С. Процесс проводят таким образом, чтобы в газе на выходе из трубчатого контактного аппарата оставалось 8—10% CH4. Конверсию остаточного метана осуществляют в шахтном конверторе кислородом воздуха из расчета получения азотоводородной смеси с соотношением N2 : H2 = 1 : 3. При этом отпадает необходимость строительства на заводах дорогостоящих и энергоемких

установок разделения воздуха, что значительно улучшает экономические показатели процесса. Высокотемпературная некаталитическая конверсия метана проводится по реакции (б) при температуре около 1250° С. Газ, получаемый этим методом, содержит сажу, выделяемую промывкой газа горячей водой под давлением.

Процессы газификации твердого и жидкого топлива также применяют для получения синтез-газа, в состав которого входят СО, H2, CO21 N2.

Конверсия окиси углерода. Конвертированный газ, получаемый после конверсии метана, или газогенераторный газ (водяной или полуводяной), содержит от 20 до 40% окиси углерода. Взаимодействие СО с водяным паром осуществляется по обратимой экзотермической реакции

СО + H2O Zl CO2 +H2 + 36,6 кДж (500 е С)

Поскольку при реакции конверсии СО изменения объема газов не происходит, то повышение давления лишь увеличивает скорость процесса, не влияя на равновесный выход водорода. Увеличение содержания водяного пара в газовой смеси способствует более полному протеканию процесса конверсии СО (рис. 11). Повышение температуры смещает равновесие этой реакции в левую, т. е. в нежелательную, сторону. Однако при низких температурах эта реакция протекает очень медленно даже в присутствии катализаторов.

До последнего времени для конверсии СО применяли железо-хромовый катализатор с добавлением окисей алюминия, калия и кальция в качестве промотирующих компонентов. Эти катализаторы позволяли проводить процесс конверсии с достаточной скоростью только при 450—500° С, что обеспечивало остаточное содержание СО в газовой смеси порядка 2—4%. Такое большое остаточное содержание СО требует сложной и громоздкой медноаммиач-ной очистки.

В последние годы был разработан низкотемпературный катализатор (цинк-хромово-медный) конверсии СО, позволяющий про-

водить процесс при 200—300° С и получать остаточное содержание СО в пределах 0,2—0,4% СО. В этом случае становится возможным применение каталитической очистки методом гидрирования остаточного СО до метана (метанирование). Однако низкотемпературный катализатор чрезвычайно чувствителен к серусодер-жащим соединениям, что предъявляет особые требования к очистке газа. В промышленных условиях конверсию СО проводят при атмосферном или повышенном давлении. Для обратимых экзотермических процессов, каким является конверсия СО, оптимальная температура понижается по мере роста степени превращения СО в CO2. Вместе с тем фактическая температура в зоне катализа, если не отводить тепла реакции, будет возрастать. Для устранения этого противоречия процесс конверсии проводят в две ступени в конверторе полочного типа с понижением температуры за счет испарения воды между полками.
Предыдущая << 1 .. 9 10 11 12 13 14 < 15 > 16 17 18 19 20 21 .. 127 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed