Пиролиз газы — Справочник химика 21
Пар обеспечивает пиролиз необходимым теплом и должен уменьшить вторичные реакции путем снижения парциального давления углеводородов. Кроме того, добавка пара сильно сокращает выделение кокса. После окончания пиролиза газы попадают в котел-ути-лизатор для выработки пара высокого давления. Там они сразу охлаждаются до 200—260 С. Благодаря очень хорошему теплообмену процесс, потребляющий так много пара, технически приемлем. Из котла-утилизатора газы направляются в ректификационную колонну, где отделяется кубовый остаток, применяемый в качестве [c.32]Обычно при пиролизе газов и газового бензина к сырью добавляют 10—20% масс, водяного пара, при пиролизе прямогонных бензинов — 50—70% масс. [33]. Массовая скорость движения сырья в змеевике печи с трубами диаметром 100 мм для газообразных углеводородов 110—140 кг/(м2.с), для бензиновых и более тяжелых нефтяных фракций 135—165 кг/(м -с) [31]. Более точ-
При окислительном пиролизе газа, содержащего 94—96% этана, выход этилена при однократном пропуске смеси через реактор составил 70% вес. в расчете на прореагировавший этан и 52,7% вес. на пропущенный этан. В продуктах пиролиза при [c.53]
Пиролиз газов и бензиновых фракций в печах [c.94]
При пропускании через кокс (размер частиц 5—8 мл) при 950 °С пропана, -бутана и пропан-пропиленовой фракции лучшие результаты были получены с применением в качестве обессеривающего агента пропан-пропиленовой фракции. При удельном расходе ее 1000 л/кг содержание серы в коксе снизилось с 3,9 до 3,1%, что соответствует глубине обессеривания 20,6%. С повышением температуры к этому эффекту должен прибавляться эффект термического обессеривания, который при 1300 °С составляет 40%. При этом наблюдается пиролиз газа.
Пиролизу подвергали либо смесь метана с этаном, получаемую с установок гидрирования угля, либо метан из ближайшего источника природного газа. Реакцию проводили в охлаждаемой водой стальной трубе длиной 100 см и внутренним диаметром 9,5 см. Электроды были медными. Электрод, к которому подводилось высокое напряжение, находился в головной расширенной части реактора. Второй электрод, который был заземлен. Представлял собой медную прокладку в верхней части стальной трубы. Подвергавшиеся пиролизу газы входили в расширенную часть реактора, где они приобретали очень быстрое вихревое движение. После этого газы проходили через электрическую дугу и далее вдоль стальной трубы. Максимальная скорость газов в трубе составляла свыше 665 м. сек. Дуга постоянного тока работала под напряжением 7000 в при силе тока 1000 а мощность дуги при подаче газа 2800 л( /час равнялась 7000 кет. Наивысшая температура реаги
На рис. 2 показана современная технологическая схема установки пиролиза. Эту схему широко применяют в настоящее время при проектировании и строительстве производства низших олефинов путем пиролиза газов нефтепереработки [10]. [c.13]
Выход жидких продуктов пиролиза зависит от применяемОго сырья и условий пиролиза. При пиролизе газов получают 2—8% (масс.) жидких продуктов, бензины образуют 20—25% (масс.), а керосино-газойлевые фракции — 35—40% (масс.) жидких продуктов пиролиза. В них может содержаться 60—90% (масс.) ароматических и 10—40% (масс.) неароматических углеводородов (преимущественно диенов, олефинов и циклоолефинов и незначительные количества парафинов и нафтенов).
Так как в разные периоды развития пиролиза жидкие его продукты назывались по-разному ( смола пиролиза газов , легкое масло пиролиза , бурое масло , зеленое масло и т. д.), целесообразно ввести единые термины для обозначения этих продуктов.
Новая классификация изобретений Великобритании предусматривает деление объектов на 8 разделов, 40 классов и более 400 подклассов. Раздел обозначается прописной латинской буквой, класс — арабской цифрой, подкласс — также прописной латинской буквой дальнейшее деление обозначается поочередно арабскими цифрами н прописными латинскими буквами. Нефтехимическая тематика в основном относится к классу В1 — Физические и химические процессы и аппараты , подклассам С2С — Органические соединения и С5Е — Деструктивный пиролиз, газ, углеводороды и т. д. . [c.572]
Лекция I. Пиролиз газов и бензинов. Переработка пиролизных
Пиролиз газов и бензиновых фракций 35-37 30-32 [c.170]
Иногда изделию необходимо придать такие свойства, которые одновременно с высокой механической прочностью обеспечивали бы его повышенную термостойкость. Так, термостойкие графиты (вплоть до 400 °С) можно получить закрытием их пор методом отложения на поверхности графита чистого углерода (например, пиролизом газов). В отсутствие окислитЧто такое пиролизное горение (пиролиз)?
Тепловую энергию из древесины научились получать ещё в древние времена, но современные технологии позволили модернизировать этот процесс, сделав его более безопасным и экономичным. В традиционных печах происходит горение древесины, сопровождающееся выделением тепловой энергии, при этом для поддержания температурного режима в доме требуется большое количество топлива. Сгорание древесины происходит достаточно быстро, поэтому необходимо постоянное присутствие человека для своевременного удаления золы и закладки новых порций дров.
В пиролизных котлах традиционное горение топлива отсутствует — его заменяет процесс тления, который называется пиролизом. Что же такое пиролизное горение? В обычных условиях под воздействием высоких температур древесина начинает гореть, однако горение невозможно при отсутствии или недостатке кислорода. В пиролизных котлах доступ воздуха к топливу ограничен, а температура достаточно высока, поэтому вместо горения древесина начинает разлагаться на летучий газ и твёрдые отходы. Этот процесс и называется пиролизом.
Откуда же берётся тепловая энергия для обогрева жилища? Горячий древесный газ смешивается с воздухом, что запускает процесс горения и приводит к нагреву теплоносителя. Разница между обычным и пиролизным горением заключается в следующем. Температура горения древесного газа намного превосходит температуру при обычном горении древесины, поэтому при пиролизе сгорают многие газы и вредные примеси, которые в обычных дровяных печах уходят в дымоход и загрязняют окружающую среду. При пиролизе образуется намного меньше сажи и золы, что позволяет очищать котёл всего несколько раз в неделю, а не после каждой сгоревшей порции топлива.
Первый этап работы пиролизного котла напоминает работу обычных дровяных печей. В загрузочной камере поджигается небольшое количество древесины. При достижении температуры 450°C начинается выделение древесного газа. В этот момент следует произвести полную дозагрузку топлива и перекрыть доступ воздуха с помощью шиберных заслонок. Чтобы направить летучие газы в нижнюю камеру, где и будет происходить их сгорание, применяют нагнетающий вентилятор.
В форсунку, через которую древесный газ попадает в камеру сгорания, подводят воздух, и при температуре 560°C начинается горение смеси пиролизного газа с кислородом. Максимальная температура в камере сгорания может достигать 1100 °C, и вся эта тепловая энергия уходит на нагрев теплоносителя, что значительно повышает КПД отопительного оборудования. Продолжительность пиролизного горения превышает время обычного сгорания дров в несколько раз, что снижает расход топлива за одну и ту же единицу времени.
Управление пиролизным процессом осуществляется системой шиберов, а кроме того, пиролизные котлы оборудованы автоматикой, что позволяет полностью исключить присутствие человека для обеспечения работы котла. С помощью автоматических систем можно настроить работу котла на необходимый температурный режим в зависимости от погодных условий. Применение пиролиза позволяет использовать все энергетические резервы древесного топлива, существенно снижает затраты на отопление жилища, облегчает эксплуатацию отопительной системы, делает её более эффективной, безопасной и надёжной.
На сайте компании DM-Stella представлен широкий модельный ряд твердотопливных пиролизных котлов разной мощности, с помощью которых можно обеспечить обогрев помещений любой площади — от частных домов до больших производственных цехов или складских помещений.
Газы пиролиза компрессия — Справочник химика 21
Схемы компрессии газов пиролиза [c.309] Из К-1 газы пиролиза поступают в водяные конденсаторы-холодильники ХК-1, где происходит конденсация легкого масла и водяных паров. В сепараторе С-1 конденсат легкого масла и вода отделяются от пиролизных газов, поступающих затем в блоки компрессии и очистки газа и газоразделения.
Новейшая схема низкотемпературного разделения при низком давлении отличается от описанной, в первую очередь, повышением давления в метановой колонне до 0,6—1 МПа. Газ пиролиза после компрессии, очистки от НгЗ и СО2, осушки и отделения тяжелых фракций поступает на селективное гидрирование ацетилена. Далее газ подвергается дополнительной осушке и проходит двухступенчатую конденсацию фракции Сг- При этом используется охлаждение пропиленом и этиленом. Наиболее низкие температуры газа достигаются путем расширения оставшегося газа в турбодетандерах или вторичным испарением конденсата после его расширения. На установке осуществляется каскадное охлаждение с использованием этиленового и пропиленового холодильных циклов и центробежных компрессоров с приводом от газовой турбины. Применяемая схема конденсации этан-этиленовой фракции позволяет свести до минимума потери этилена с остаточным газом.
Газ пиролиза после компрессии, очистки и осушки охлаждается в холодильниках 1 до —55 —60 °С и поступает в де-метавизатор 2, имеющий 20 тарелок. Охлаждение осуществляет- [c.41]
В каждый из этих элементов поступают ГП и конденсат при соответствующих температурах и давлении, в которых происходит отделение ГП от конденсата. Газы пиролиза подаются на компрессию (за исключением элемента 18), а конденсат через систему отстойников поступает в отдувочную колонну (элемент 23)
В зависимости от мощности установки газоразделения компрессия осуществляется поршневыми или турбомашинами. На более новых крупных отечественных й зарубежных установках преобладает последний тип машин. Так, на этиленовом заводе в Лейк-Чарльзе (США) мощностью 90—100 тыс. т в год хладагенты и газы пиролиза сжимаются тремя параллельными турбокомпрессорами. Один из них производительностью 18 тыс. м ч сжимает в четыре ступени газы пиролиза и нефтезаводские газы от избыточного давления 0,7 до 36 ат другой сжимает хладагент (этилен) до 28 ат] третий — пропилен до 18,5 ат. Все турбокомпрессоры приводятся в движение одной газовой турбиной мощностью
Компрессия газа пиролиза и выделение из него углеводородов 5 и выше. Компримированием газа до 3,5—4 МПа [c.104]
Таким образом, при расчете схем компрессии необходимо найти энергозатраты на сжатие газов пиролиза, состав газа по ступеням, а также конечную температуру сжатия, величина которой определяется температурой и составом газа на входе в компрессор и степенью сжатия в данной ступени. [c.309]
МПа. Газы пиролиза поступают на компрессию из газгольдера объемом 20 тыс. м с давлением 0,004 МПа при 40 °С предварительно они проходят огнепреградители и сепараторы. Сжатые на каждой ступени газы отделяются от влаги и ароматических углеводородов в сепараторах и охлаждаются в теплообменниках. Для прекращения поступления газа из газгольдера в отделение компримирования установлены гидравлические затворы, а для предотвращения обратного хода газов установлены
Тяжелые углеводороды, содержащиеся в газе, выделяют главным образом для облегчения условий компрессии, создания нормальных условий для осушки пирогаза и удаления из него методом гидрирования ацетиленовых примесей. В настоящее время для выделения тяжелых углеводородов из газа пиролиза применяют процессы конденсации и абсорбции. Наиболее просто тяжелые углеводороды выделяются при переработке газа пиролиза этана. В этом случае газ на выходе из компрессора промывают маслом, а иногда дополнительно очищают на угольных адсорберах.
Газы термического и каталитического крекинга нефтей содержат 2—2,5% этилена. Количество этилена, получающегося при термическом крекинге, не превышает 0,15% вес. на переработанное сырье и при каталитическом крекинге — 0,45%. Поэтому обычно газоразделительная установка этиленового производства работает на сырье, представляющем смесь крекинг-газа и газов пиролиза некоторых компонентов этого же крекинг-газа (этана, пропана, пропилена, а иногда и бутана). Схема получения этилена из таких газов приведена на рис. 19, б. Нефтезаводские газы проходят систему очистки и направляются на компрессию и предварительную осушку. Перед компрессией к этому потоку присоединяют газы пиролиза, содержащие до 30—35% объемн. этилена. После компрессии, предварительного выделения тяжелых углеводородов и глубокой осушки смесь направляют на газоразделение. Целевым продуктом газоразделения является этилен, иногда пропилен и бутан-бутиле-новые смеси, а предельные углеводороды — этан и пропан — возвращают на установку пиролиза.
Газ перед компрессией очищают от примесей смолы и тяжелых углеводородов промывкой маслом и от сернистых соединений двухступенчатой промывкой холодной и горячей щелочью при содержании сернистых соединений в сырье, поступающем на пиролиз более высоком — моноэтаноламином. [c.104]
При гидрировании ацетилена в этилен перед компрессией ( европейская схема) процесс проводят под давлением 1,1—1,2 ата на никельхромовом катализаторе при температуре в реакторе около 240° С. Газы пиролиза перед реактором подогреваются до 180° С водяным паром, так как при небольшом содержании ацетилена выделение тепла в процессе гидрирования оказывается недостаточным для поддержания температуры на заданном уровне в реакторе небольшой производительности. [c.126]
После промывки газы пиролиза направляются на компрессию или в газгольдер. [c.79]
Вторая схема (см. рис. 2) отличается тем, что газ пиролиза промывают маслом для удаления наиболее тяжелых углеводородов (С5 и выше) перед компрессией. Кроме того, он может подвергаться очистке от ацетилена, сероводорода и двуокиси углерод на стадии компримирования (между третьей и четвертой ступенями сжатия). Имеется также возможность очистки от ацетилена этан-этиленовой фракции, которая затем вновь поступает на разделение. В результате после разделения получается 99,9%-ный этилен. В системе газоразделения предусмотрено также выделение пропилена высокой чистоты. [c.26]
Большое значение придается предварительному освобождению газа пиролиза от тяжелых углеводородов. Для удаления углеводородов С5 и выше газ пиролиза бензина иногда промывают маслом. Однако важно удалить и углеводороды поскольку это не только улучшает процесс осушки, но облегчает также процесс разделения. С этой точки зрения схема на рис. 2, в которой предусмотрено выделение тяжелых углеводородов пс
Что такое пиролиз? Определение, понятие о процессе
Что такое пиролиз? Какое значение он имеет для современной химической промышленности? Будем вместе разбираться в данном вопросе.
О пиролизе углеводородов
Итак, что такое пиролиз? Определение данного процесса предполагает термическое разложение органического соединения без наличия кислорода. Подвергаются такому распаду нефтепродукты, уголь, древесина. После завершения процесса образуется синтез-газ, а также другие конечные продукты.
Особенности процесса
Реакция пиролиза осуществляется при температуре от 800 до 900 градусов. Именно этот процесс считают основным вариантом образования этилена. Данный непредельный углеводород является важным исходным сырьем для получения разнообразных органических соединений: бензола, дивинила, пропилена.
Пиролиз древесины
Рассуждая над тем, что такое пиролиз, отметим, что впервые эта химическая технология переработки нефтегазового сырья была запатентована А. А. Летним в 1877 году. Что такое пиролиз древесины? Эта реакция осуществляется при температуре порядка 500 градусов. Она связана с образованием таких важных компонентов химического производства, как уксусная кислота, древесный уголь, смола, ацетон. Учитывая, что наша страна является «кладовой» лесов, в России функционируют крупные комбинаты по проведению процесса пиролиза древесины.
Пиролиз мусора
Пиролиз отходов является специальным проектом, связанным с уничтожением бытового мусора. Сложность проведения пиролиза пластмасс, шин, разнообразных органических отходов связана с тем, что предполагается иная технология, существенно отличающаяся от процесса переработки иных твердых материалов.
В составе многих отходов есть сера, хлор, фосфор, которые после окисления (образования оксидов) приобретают свойства летучести. Продукты пиролиза представляют угрозу для окружающей среды.
При взаимодействии хлора с органическими веществами, образующимися после завершения процесса разложения, происходит выброс прочных ядовитых соединений, таких как диоксины. Для того чтобы улавливать подобные продукты из выделяющегося дыма, необходима специальная установка пиролиза. Подобная процедура предполагает существенные материальные затраты.
Для европейских стран большое экологическое значение имеет проблема утилизации старых автомобильных шин, резиновых деталей, которые отработали свой эксплуатационный срок. В связи с тем что природное нефтяное сырье является невосполнимым видом полезных ископаемых, необходимо применять в максимальном объеме вторичные ресурсы.
Из бытового и строительного мусора можно получать огромное количество разнообразных веществ органического и неорганического состава, поэтому так важно развивать данное промышленное направление.
Полимеры и автомобильные шины являются отличным ценным сырьем. После его переработки путем низкотемпературного пиролиза можно получать жидкие фракции насыщенных углеводородов (синтетическую нефть), горючий газ, углеродистый остаток, а также металлический корд. При сжигании тонны резиновых шин происходит выделение в атмосферу порядка 270 кг сажи, а также около 450 кг токсичных газообразных веществ.
Синтез-газ
Это смесь водорода и оксида углерода (2). В промышленных объемах ее получают при проведении паровой конверсии метана, газификации угля, окислении метана, переработке органических отходов. В зависимости от того, по какой технологии получают синтез-газ, соотношение в нем угарного газа и водорода может варьироваться в диапазоне от 1:1 до 1:3.
Среди основных областей применения данного сырья особое место занимает изготовление метанола, а также синтез Фишера-Тропша. Под ним понимают химическую реакцию, которая происходит при наличии катализатора. Заключается она в преобразовании угарного газа и водорода в разнообразные жидкие углеводороды. В основном в качестве катализаторов (ускорителей) данного взаимодействия выбирают кобальт и железо.
Специфичность данного процесса в возможности производства синтетических материалов для применения их в виде смазочного синтетического масла либо топлива.
Специфика получения
Как выглядит химизм реакции? Попробуем выяснить, что это. Определение пиролиза было рассмотрено выше, теперь остановимся на особенностях химического процесса. Способ Фишера-Тропша подразумевает взаимодействие метана с кислородом. Продуктами взаимодействия являются угарный газ и водород. В результате реакции получаем углеводороды ряда алканов и водяной пар. Именно образующиеся углеводородные продукты после очистки используют для создания синтетической нефти.
Значение пиролиза
Угарный газ и газообразный водород образуются при частичном окислении древесного топлива и каменного угля. Значимость подобного процесса заключается в образовании из твердого сырья (углеводородных отходов либо угля) водорода или жидких углеводородов.
При неокислительном пиролизе твердых отходов в настоящее время в химической промышленности производят синтез-газ. Некоторое его количество применяют и в виде автомобильного топлива, не подвергая последующей переработке по реакции Фишера-Тропша. При необходимости использования жидкого топлива аналогичного парафинам и смазке применяется упрощенная химическая технология.
Если нужно увеличить количество выпускаемого водорода, с помощью изменения объема водяного пара смещают в данном уравнении химическое равновесие. В таком случае после завершения взаимодействия образуется водород и углекислый газ.
Совершенствование технологии
После открытия, сделанного в 1920 году немецкими исследователями Гансом Тропшом и Францем Фишером, технология неоднократно модернизировалась, совершенствовалась. Постепенно количество синтетического топлива, созданного путем пиролиза, достигло в Германии 124 тысяч баррелей за сутки. Такой показатель существовал в 1944 году.
Современность
В наше время существуют две крупные компании, которые применяют в своей технологии процесс Фишера-Тропша. Большая часть дизельного топлива ЮАР производится путем пиролиза, последующего окисления образующих продуктов.
Особое внимание данная химическая технология приобрела после того, как ученые стали искать способы получения дизельных малосернистых веществ, способных наносить минимальный ущерб окружающей среде. Например, американские компании в настоящее время в качестве исходного сырья выбирают кокс или уголь, получая жидкие углеводороды высокого качества.
Несмотря на то что процесс пиролиза является проработанной технологией, которую можно использовать в крупных масштабах, он связан с довольно высокими материальными затратами на ремонт и эксплуатацию установки. Для многих производителей это является сдерживающим фактором, ведь наблюдается тенденция снижения мировых цен на нефть.
Заключение
Мировые запасы каменного угля достаточно велики. Они могут быть использованы в виде источника топлива в связи с существенным истощением нефти. Аналитики, занимающиеся нефтегазовой отраслью, убеждены, что именно путем пиролиза можно производить качественные углеводороды. Они отмечают, что получаемое топливо не только имеет более высокие экологические показатели по сравнению с нефтяным топливом, но и вполне приемлемо для потребителей по ценовому диапазону. В случае сочетания синтеза Фишера-Тропша и газификации биомассы можно вести речь о перспективном способе изготовления возобновляемого варианта автомобильного топлива.
Синтетическое сырье, получаемое путем пиролиза угля, является конкурентоспособным только при стоимости нефти больше 40 долларов за баррель. Для производства подобной смеси углеводородов необходимы инвестиции в диапазоне от семи до девяти миллиардов долларов за восемьдесят тысяч баррелей синтетического топлива. Технологии, связанные с процессом пиролиза, признаны у экологов одними из самых безопасных для окружающей среды. Именно поэтому в последнее время многие развитые страны уделяют большое внимание разработке новых способов получения углеводородного топлива, которое бы позволило им отойти от традиционного нефтяного сырья. Благодаря инновациям и совершенствованию технологической цепочки процесс пиролиза стал существенно дешевле и доступнее для получения качественных жидких углеводородов. Образованные продукты применяют не только в качестве топлива, но и для создания разнообразных органических веществ.
Пиролиз природного газа — Справочник химика 21
Ацетилен является исходным сырьем для синтеза ряда важных продуктов. Перспективными методами получения ацетилена являются термоокислительный пиролиз природного газа и плазменный метод (из углеводородного сырья). Значительное количество ацетилена получают из карбида кальция. [c.20]Процесс Вульфа для получения ацетилена состоит в пиролизе природного газа или пропана нри температуре 1200—1400° и низком парциальном давлении в печах, работающих по регенеративному циклу с периодами пиролиза и нагрева. Процесс Вульфа наиболее применим там, где имеется много дешевого углеводородного сырья, а смесь окиси углерода и водорода, получающаяся нри пиролизе по методу Захсе, не нашла бы применения. [c.96]
Эти олефины содержатся в большом количестве в крекинг-газах находятся они там в качестве побочного продукта. Первоначально эти газы были относительно богаче этиленом. С совершенствованием крекинг-нро-цесса содержание этилена в продуктах крекинга уменьшается и вследствие этого затраты на его извлечение постоянно возрастают. Это вынуждает к поиску иных источников получения этилена и других газообразных олефинов. Таким является прежде всего пиролиз природного газа, содержащего пропан, который нри этом расщепляется на этилен и метан. Затем следует приобретающий первостепенное значение процесс пиролиза этана. При нагреве до высокой температуры этан расщепляется на этилен и водород (термическое дегидрирование). [c.35]
При пиролизе природного газа, содержащего 94,8% метана, 3,9% тяжелых углеводородов и 1,3% N2 -[-СОг, максимальный выход ацетилена при 1330° за один проход составил 21—24%. Применение водяного пара для снижения парциального давления реагирующих веществ привело к увеличению выхода. Хорошие результаты были получены также при работе на смеси этана и пропана. [c.48]
Окислительный пиролиз природного газа [c.122]
Тепло, необходимое для осуществления этой эндотермической реакции, можно подводить путем сжигания природного газа или за счет электроэнергии. В зависимости от этого различают два основных способа производства ацетилена — термоокислительный пиролиз природного газа и электрокрекинг. Производство ацетилена по обоим методам слагается из двух основных стадий [c.7]
Выход ацетилена в % углерода при пиролизе природного газа, этапа и пропапа способом Вульфа [c.97]
Производство ацетилена термоокислительным пиролизом природного газа [c.28]
История. Стирол впервые был выделен и идентифицирован в 1839 г. Е. Симоном из стиракса — смолы амбрового дерева. Им же было дано современное название углеводорода. III. Жерар и А. Каур в 1841 г. получили стирол разложением коричной кислоты, определили его состав и дали название циннамон . В 1845 г. Э. Копп установил тождественность обоих веществ. В 1867 г. А. Бертло синтезировал стирол, пропуская через раскаленную трубку смесь паров бензола и ацетилена. Он же установил присутствие стирола в ксилольной фракции каменноугольной смолы. Стирол содержится также во многих продуктах термической деструкции органических веществ, в продуктах пиролиза природного газа, крекинга и пиролиза нефтепродуктов и сланцевом масле. [c.339]
Разделение газовых смесей для выделения одного или нескольких ценных компонентов смеси. В этом случае применяемый поглотитель должен обладать возможно большей поглотительной способностью по отношению к извлекаемому компоненту и возможно меньшей по отношению к другим составным частям газовой смеси (избирательная, или селективная, абсорбция). При этом абсорбцию обычно сочетают с десорбцией в круговом процессе. В качестве примеров можно привести абсорбцию бензола из коксового газа, абсорбцию ацетилена из газов крекинга или пиролиза природного газа, абсорбцию бутадиена из контактного газа после разложения этилового спирта и т. п. [c.11]
В последнее время широко применяются процессы получения ацетилена крекингом и пиролизом природного газа или индивидуальных углеводородов (метан, пропан и др.). В этих процессах [c.677]
Пиролиз природных газов, нефтепродуктов, каменноугольной смолы чаще всего объясняется радикально-цепным механизмом. Первая стадия разложения углеводорода в гомогенной среде (термический крекинг, электрокрекинг и т. п.) происходит в энергетически наиболее слабом месте у центра молекулы с образованием [c.137]
Процесс термоокислительного пиролиза природного газа, а также некоторые другие процессы в промышленных условиях проводятся [c.104]
Для производства ацетилена методом окислительного пиролиза природного газа требуется то же сырье, что и для производства аммиака (в том числе кислород) отход процесса пиролиза — сиптез- [c.49]
При производстве аммиака в качестве отхода образуется диоксид углерода, который можно использовать при получении карбамида. При производстве ацетилена термоокислительным пиролизом природного газа образуется отходящий синтез-газ, содержащий оксиды углерода и водород, используемые в процессе синтеза метанола. Пр-и производстве уксусной кислоты карбонилированием метанола образуется отходящий водород, который можно использовать для процессов гидрирования, восстановления и очистки газообразных и жидких углеводородов от соединений серы. [c.211]
В реальных условиях два промежуточных температурных уровня подвода и отвода тепла могут быть созданы без значительного усложнения схемы. При разделении смесей легких углеводородов (газы пиролиза, природные газы) [c.251]
Мы провели [3] опыты по пиролизу природного газа в нагретых расплавах металлов, (меди, чугуна и олова) с целью изучения кинетических и иных особенностей этого процесса. Опыты проводили в графитовом реакторе-тигле (0 26 мм). Глубина погружения трубки барботера (0 4 мм) в расплав 100 мм, расход подаваемого на пиролиз природного газа 100 л/ч. Как показали результаты этих опытов, основными продуктами пиролиза при температурах 1200—1500° С являются водород и сажа, при более низких в небольших количес
Газификация, пиролиз или горение? — Делай, что должен — LiveJournal
При общении с потребителями мне часто задают интересный вопрос — «Почему надо мучаться с газификацией твердого топлива, если похожий результат превращения энергии топлива во что-то полезное (тепловую или механическую энергию) можно получить более простыми процессами прямого сжигания или пиролиза?»Попробую ответить на этот вопрос, исходя из собственного понимания того, какой процесс и когда выгоден при разных начальных данных и разном желаемом результате.
Для начала определимся в основных понятиях — что же такое пиролиз, газификация и горение?
Для начала посмотрим на химический состав различных твердых топлив. Понятное дело, под «твёрдыми» топливами подразумевается органические топлива, а не всякая экзотика вроде металлического натрия или карбида:
Как видно из приведенной картинки — полностью на 100% «углеродных» топлив в природе — раз-два — и обчёлся. Даже уголь должен быть антрацитом, чтобы являться «почти» 100% углеродом (по факту антрацитом считается уголь с содерханием углерода более 96%). Уже в коксующихся углях доля углерода падает до 80%, в буром угле — до 65%, а в торфе вообще может не превосходить 55%. Для дерева или иной биомассы — то есть недавно еще «живой» материи — содержание углерода более-менее постоянно (нижняя таблица) и находится на уровне около 50%.
Оставшиеся 50% в «живой» биомассе (45% в торфе, 35% в буром угле и 20% в коксующемся) называются «летучими» и состоят из двух основных частей — кислорода и водорода с небольшими примесями азота и других элементов. Поскольку кислород является сильнейшим окислителем — как «топливо» его использовать невозможно — и, как следствие, калорийность твёрдых топлив резко падает с ростом доли летучих. При этом этот эффект наблюдается даже для 100% сухих топлив — 100% сухой древесный брикет будет в 2 раза менее калорийным, чем 100% сухой антрацит — просто потому что углерода там в 2 раза меньше!
Теперь рассмотрим, какие процессы могут протекать в твёрдом топливе, исходя из наших знаний о его составе?
1. Процесс №1. Горение.
Легче всего показать процесс горения на примере чистого угля (антрацита). Процесс горения антрацита может быть записан в общем виде, как
С + 02 = C02 + 97 650 ккал/кг-моль
На самом деле — процесс ращепления молекулы кислорода (O2), происходящий при высоких температурах, высвобождает 2 атома кислорода, которые не обязаны вообще-то говоря прореагировать с одним и тем же атомом углерода и в строгом виде формула горения распадается на две — то есть процесс горения углерода идёт в два этапа:
2С + О2 = 2СO + 58 860 ккал/кг-моль (это реакция образования угарного газа)
2СО + 02 = 2С02 + 38 790 ккал/кг-моль (а это реакция образования углекислого газа)
Если кислорода в подходящем потоке воздуха мало и уголь горит при его недостатке — то реакция образования углекислого газа часто не успевает пройти в полной мере и отходящие газы состоят из смеси угарного и углекислого газа. Следствием этого, безусловно, является неполное высвобождение энергии топлива, что и используется для процессов газификации. Но об этом далее.
2. Процесс №2. Пиролиз.
Процесс пиролиза идёт в той части топлива, которая является его «летучей» компонентой. По сути дела — это использование внутренних кислородных резервов топлива для его самоокисления (называемых ещё сухой возгонкой). Именно очень медленные процессы пиролиза и образуют из «живой» биомассы последовательно — торф, бурый уголь, коксующийся уголь а в конце процесса — антрацит.
В общем виде пиролиз может быть записан формулой:
СН 1.4 О 0.6 + 0.4 О2 = 0.7CO + 0.3 CO2 + 0.6h3 + 0.1 h30 — энергия
Быстрый пиролиз биомассы начинается при температурах около 200С и предшествует горению углерода, которое начинается более-менее наблюдаемыми темпами только при 800-900С. Реакция пиролиза, в отличии от реакции горения, идёт с поглощением энергии (о чём свидетельствует член уравнения «минус энергия») и переводит летучие вещества твёрдого топлива в «истинно летучее» состояние — в горючие и негорючие газы.
В реальной жизни пиролиз очень связан с горением и очень часто они взаимосвязаны в рамках одной непрерывной реакции:
Например, на этом фото нижняя «бесцветная» часть пламени — это результат реакции пиролиза, а верхняя, ярко-жёлтая — результат реакции горения. Поэтому, кстати, сама спичка остаётся условно холодной (около 400 С), в то время, как видимый язык пламени пиролизных газов может легко нагреться до 1500 С.
По факту в результате пиролиза образуется, кроме простых газов (угарный, углекислый, водяной пар, водород) очень большое количество сложных органических соединений («смол»), которые хорошо горят, но нещадно загрязняют трубы, вентиляторы, клапаны и внутренние поверхности любого оборудования, если их не сжеть в «горячем» состоянии.
3. Процесс №3. Газификация.
Процесс газификации, как мы увидели при объяснении процессов горения и пиролиза, уже незримо присутствует в любом варианте окисления топлива. По секрету скажу вам больше: жидкие топлива перед сгоранием тоже приходится газифицировать — именно тончайшее распыление дизельного топлива и бензина делает возможным их горение в двигателях внутреннего сгорания. Только мощная поверхность реакции или высокая температура может обеспечить устойчивое кислородное горение. Иначе мы бы самовозгорались при любой самой малейшей возможности.
Проблема процессов газификации, сопутствующих горению и пиролизу состоит именно в этом -образовавшиеся горючие газы так и норовят сразу же сгореть в высокотемпературном пламени. Для того, чтобы этого не произошло — применяют много ухищрений, но я опишу только то, что используется в газификаторах обращённого процесса — восстановление угарного газа из углекислого на раскалённых углях.
Эта реакция может быть легко описана, как
СО2 + С = 2С0 — 38 790 ккал/кг-моль
Знак «минус» означает, что реакция идёт с поглощением тепла и поэтому и угли, и газы, участвующие в реакции, резко охлаждаются. Картина похожа на пиролиз в спичке — для газификации углём тратится энергия, получаемая из зоны кислородного горения в газификаторе. При низких температурах (ниже 600 С) продукты реакции (угарный и непрореагировавший с углём углекислый газ) стабильны и могут уже легко транспортироваться на небольшие расстояния без опасности самовозгорания. В XIX веке многие города в Европе освещались так называемым «древесным» или «угольным» газом, который представлял из себя именно такую смесь углекислого и угарного газов. Последние станции «угольного» газа, использовавшиеся в Англии для освещения небольших городов, были закрыты в середине 1970-х годов, после открытия больших запасов нефти в Северном море.
Сейчас эта технология переживает второе рождение в развивающихся странах, которые лишены доступа к дешевым газу и нефти:
Кроме реакции восстановления угарного газа на раскалённых углях идут ещё две реакции создания горючих газов:
h30 + C = h3 + CO
C0 + 3h3 = Ch5 + h3O
В первой реакции образуется из воды образуется водород и угарный газ, а во второй из угарного газа и водорода образуется метан. Вторая реакция требует большего числа молекул и идёт обычно в разы медленнее реацкий восстановления угарного газа и образования водорода.
Резюмируя вышесказанное, можно кратко описать горение, пиролиз и газификацию так:
1. Горение. Продукты реакции негорючие, выделяется вся энергия топлива, реацкия экзотермическая, установки простые.
2. Пиролиз. Продукты реакции горючие, «грязные», энергия топлива частично переходит в газ, реакция эндотермическая, установки несложные
3. Газификация. Продукты реакции горючие, «чистые», энергия топлива переходит в газ почти полностью, реакция эндотермическая, установки сложные.
Газы пиролиза осушка — Справочник химика 21
До проведения данной работы при разделении газов пиролиза осушка газов производилась методом вымораживания в теплообменниках предварительного охлаждения пирогаза за счет охлаждения обратных потоков метановодородной фракции и кипящего этана. Осушенный газ поступал в параллельно работающие конденсационно-отпарные колонны, в которых происходило разделение водорода, метана, этилена и этана от углеводородов Сз и С4 и затем при температуре —42 —48° С на дальнейшее разделение в колонны, работающие при температурах —100 —110°. [c.222]Пример 40. Рассчитать адсор(5ер для осушки 33000 кг/ч или 800 л /ч (при рабочих условиях) газа пиролиза синтетическим цеолитом. [c.261]
Газы пиролиза перед выделением из них этилена должны подвергаться очистке от сероводорода, окиси и двуокиси углерода и ацетилена. Кроме того, они должны быть осушены. Напболее часто для осушки применяются твердые адсорбенты — активированная окись алюминия, боксит или силикагель. На многих установках с целью уменьшения нагрузки на твердые осушители газы пиролиза предварительно вымораживают. [c.55]
В нефте- и газоперерабатывающей промышленности процесс абсорбции применяют для разделения, осушки и очистки углеводородных газов. Из природных и попутных газов извлекают этан, пропан, бутан и компоненты бензина, сероводород (хемосорбция ), разделяют газы пиролиза и каталитического крекинга и т. п. [c.295]
Осушка газов пиролиза, которая проводится абсорбцией воды диэтиленгликолем и затем на цеолитах NaA. [c.171]
В нефтяной и газовой промышленности процесс абсорбции применяется для разделения, осушки и очистки углеводородных газов. Из природных и попутных нефтяных газов путем абсорбции извлекают этан, пропан, бутан и компоненты бензина абсорбцию применяют для очистки природных газов от кислых компонентов — сероводорода, используемого для производства серы, диоксида углерода, серооксида углерода, сероуглерода, тиолов (меркаптанов) и т.п. с помощью абсорбции также разделяют газы пиролиза и каталитического крекинга и осуществляют санитарную очистку газов от вредных примесей. [c.192]
Обязательна предварительная осушка газов пиролиза, которые подвергаются низкотемпературной ректификации. Одиако жидкие поглотители при обработке газа в условия.ч температур 20 -25° С не могут снизить точку росы газа ниже —15 С. [c.303]
При получении этилена из газов пиролиза необходима их очистка от тяжелых углеводородов С4 и выше. Диеновые углеводороды С4 и С5 обладают способностью нолимеризоваться в условиях работы разделительных установок. Образующиеся полимеры забивают поры твердых сорбентов, что снижает эффективность их действия и ухудшает качество получающегося конечного целевого продукта. Удаление диеновых углеводородов целесообразно производить до осушки газа, проводимой с применением твердых сорбентов. [c.307]
При использовании для осушки нефтезаводских газов активных адсорбентов необходимо иметь в виду, что адсорбенты могут способствовать полимеризации содержащихся в газе непредельных углеводородов. Особенно склонны к полимеризаций газы пиролиза. [c.287]
Преимущества адсорбции и заключаются в возможности получения высоких степеней извлечения из тощего бедного сырья. Если же допустима низкая степень экстракции, то поглощение твердыми адсорбентами снова становится неэкономичным [19]. По данным отечественной и зарубежной печати 145, 48] область применения угольной адсорбции может распространяться на 1) глубокое извлечение углеводородов тяжелее метана из легких нефтезаводских и природных газов 2) очистку водорода циркуляционного и получаемого при гидроформинге или крекингом этана на этилен 3) концентрацию ацетилена, образующегося при частичном сожжении или пиролизе легких углеводородов 4) извлечение паров растворителей, содержащихся в малых концентрациях в воздухе или инертных газах 5) осушку [c.177]
Так, например, для длительной надежной работы установок низкотемпературного разделения газов пиролиза при выделении этилена необходима предварительная осушка пиролизного газа до точки росы от —50 до —70° С [116]. [c.441]
Установка пиролиза состоит из реакторного блока, секции выделения пирогаза и разделения смолы, секции компримирования, очистки и осушки газа пиролиза и секции газоразделения. На рис. П1-8 изображена упрощенная технологическая схема установки пиролиза ЭП-300, спроектированная Уфимским филиалом ВНИПИнефть. Сырьем установки служит фракция 62—180 °С прямогонного бензина и фракция 62—140°С бензина-рафината каталитического риформинга. Предусмотрен также пиролиз этана и пропана, получаемых в процессе и с заводских ГФУ. [c.33]
Жидкие поглотители влаги не могут снизить точку росы ниже минус 15 °С, а ДЛЯ надежной работы установки, фракционирующей газы пиролиза, точка росы не должна превышать минус 60— минус 70 °С. Поэтому для осушки газов пиролиза используют твердые поглотители — в основном цеолиты или цеолиты с алюмогелем. Осушка адсорбентами газов, содержащих непредельные углеводороды, осложняется возможностью частичной полимеризации этих компонентов. Применительно к газу пиролиза исключительно большое значение имеет предварительное отделение угле- [c.276]
Функциональная схема ХТС производства этилена из бензина изображена на рис. 6.6. Бензин и рециркулирующий этан поступают на пиролиз. Продукты пиролиза (пирогаз) направляются на стадию первичного фракционирования, где легкая и тяжелая смолы отделяются от газа пиролиза. Последний направляется на компримирование (сжатие компрессором). Газ пиролиза очищают от сероводорода и диоксида углерода, одновременно отделяются тяжелые фракции (С5 и выше). После осушки газ пиролиза поступает на разделение. В современных установках перед разделением газ подвергают глубокому охлаждению и выделяют водород и метан. Этан-этиленовая фракция подвергается очистке от ацетилена методом селективного гидрирования и разделяется на этилен с концентрацией 99,9% и этан. Последний возвращается на пиролиз. [c.353]
Химико-технологическая система получения этилена включает следующие подсистемы (установки) пиролиз углеводородов компримирование газа пиролиза удаление тяжелых углеводородов осушка газа пиролиза на цеолитах разделение газа пиролиза (фракционирование) удаление сероводорода, диоксида углерода и ацетилена из газа пиролиза. [c.389]
Осушка газов пиролиза путем абсорбции воды диэтилен-гликолем и затем на цеолите ЫаА. [c.105]
Были пров
