|
|
|
Главная --> Справочник терминов Процессов гидрирования Главы данной книги посвящены вопросам нехватки природного газа, описанию процессов газификации нефти и угля, основных химических реакций, запасов и качества сырья, взаимозаменяемости генераторного и природного газов, сравнительной экономике и, наконец, предполагаемым способам получения и потребления энергии в будущем. ду. Таким образом, наиболее пригодным сырьем для газификации являются легкие углеводороды. Установки по переработке лигроина, СНГ и газового конденсата будут строиться в районах, располагающих промышленными запасами этих видов сырья и нуждающихся в ЗПГ. Однако спрос на легкие углеводороды в других областях применения велик, а цены на них высокие. Следовательно, на очень большие запасы легкого сырья можно рассчитывать лишь в редких случаях. По этой причине в качестве возможного сырья для процессов газификации рассматриваются также более тяжелые продукты, в частности сырая нефть. В связи с дефицитом всех видов легких углеводородов и ростом цен на них на мировом рынке в последнее время единственным сырьевым материалом для производства газа, имеющимся в достаточных количествах и, вероятно, не подлежащим резкому повышению в цене под влиянием других конкурирующих рынков сбыта, является уголь. Цель всех процессов газификации — превращение ископаемого топлива с высокой относительной молекулярной массой, высоким отношением углерода к водороду и часто с высоким содержанием загрязняющих примесей в чистое газообразное топливо, имеющее низкую относительную молекулярную массу, низкое отношение С/Н и пригодное для сетевого распределения. При производстве ЗПГ желательно, чтобы он как можно ближе воспроизводил все свойства и особенно характеристики горения природного газа. Настоящая глава посвящена рассмотрению химических реакций процесса газификации, причем особое внимание уделяется молекулярным изменениям углеводородов в процессе конверсии тяжелого жидкого и твердого топлива в газообразную форму. Кратко обсуждаются второстепенные "компоненты и различные примеси сырьевого продукта. Лигроин можно газифицировать драктачески всеми известными методами. Однако для одних процессов сырьевой продукт должен быть достаточно легким 'и 'полностью очищенным известными способами от соединений серы. К таким видам исходного углеводородного сырья относятся СНГ, конденсат природного газа, легкий лигроин, лигроин с широким интервалом температур кипения компонентов, а для некоторых процессов газификации — и тяжелый лигроин [4]. Производство водорода в общем не отличается от нронзвод-ства ЗПГ. Действительно, большинство процессов газификации основано на получении водорода, например по реакции буровой конверсии, равновесие которой при высоких температурах имеет тенденцию к смещению вправо: Мы не намереваемся подробно обсуждать многообразие процессов, большинство из которых теперь абсолютно устарело. Особенно это касается тех процессов, которые были разработаны в период между двумя войнами для газификации угля и кокса, так как основная цель большинства из них—получение искусственного *газа либо для производства аммиака или метанола, либо для производства светильного (городского): газа средней теплоты сгорания, подаваемого домовладельцам или мелким предприятиям. Существует, однако, заслуживающее внимания мнение о том, что большинству из этих процессов газификации присущи общие технологические особенности, такие, как низкое или даже атмосферное рабочее давление, тенденция к образованию легко исиаряющихся жидкостей и даже твердых побочных продуктов, что в свою очередь приводило к получению газа, содержащего значительные количества примесей, таких, как сернистые соединения, окислы азота, непредельные углеводороды, иногда называемые осветителями и др. Отличительными чертами ранних схем газификации являлись также их исключительная сложность и неэффективность оборудования для переработки угля, кокса и золы. Сегодня вполне очевидно, что основной проблемой всех процессов газификации угля является его природа. Уголь различается по своим физическим свойствам и по химическому составу. Весьма часто бывает так, что разработанная технология процесса для одного сорта угля нуждается в коренной перестройке, а иногда может быть совсем непригодна при переходе на другие сорта. Действительно, одним из основных недостатков старых процессов газификации угля, таких, как, сухая перегонка в горизонтальных и вертикальных ретортах или в коксовых печах, генераторах водяного газа и газогенераторах различных типов, является использование сырого угля без какой-либо (или очень незначительной) предварительной обработки. Реакционная способность такого сырья и скорость образования газа были низкими, что резко снижало удельную производительность этих установок. В газификационных установках второго поколения, таких, как «Винклера», «Копперс — Тотцека», «Руммеля» и т. п., использовался уже подготовленный уголь, поэтому они обеспечивали более высокую удельную производительность при одновременном улучшении реагирования за счет применения кислорода вместо воздуха, а также повышения проникающей способности при использовании псевдоожиженного кипящего слоя, жидкого шлакоудаления и других процессов. Среди процессов газификации, в которых применяется компрессорный воздух, описываемый процесс осуществляется при относительно низком (около 7 кгс/см2, или 0,7 ГПа) давлении, но вследствие достаточно высокой рабочей температуры газификации метан образуется в газе в весьма небольшом количестве или не образуется совсем. Мощность установки ме-танизации полученного газа для получения ЗПГ должна быть значительной. Газ, получаемый в этом процессе, практически не содержит жидких и ненасыщенных побочных продуктов, поэтому нет необходимости предусматривать оборудование для сепарации смол, ароматических углеводородов, пироуглеро-да и т. п. Помимо промышленно освоенного процесса «Лурги» и пяти других процессов газификации угля, разработанных в США и доведенных до стадии пилотных установок («ХАЙГАЗ», «БИ-ГАЗ», «ССЬ-акцептор», «Синтан» и процесс с агломерацией золы) имеется целый ряд новых процессов, которые разрабатываются в США и, вполне вероятно, в ближайшем будущем из стадии поисковых и лабораторных экспериментальных устано- Основные показатели различных процессов газификации угля Очистка остаточных газов с использованием процессов гидрирования Водород в современной технике является одним из основных химических продуктов и используется для синтеза аммиака, метанола, высших спиртов и других органических продуктов, для процессов гидрирования в нефтепереработке, в качестве топлива для ракет, как восстановительный агент в металлургии и во многих других областях. Наибольшее число работ Николая Дмитриевича посвящено химии углеводородов и химии нефти, в частности синтезу и изучению свойств разнообразных представителей предельных и непредельных циклических углеводородов (изучение каталитических процессов гидрирования и дегидрирования, ароматизации нефтяных углеводородов и их превращений при действии хлористого алюминия). Широко известно изобретение Зелинским первого угольного противогаза,- спасшего жизнь многим тысячам людей. Очень важны работы Зелинского по синтезу жидкого топлива на основе окиси углерода. Гидрирование при высоком давлении. Хотя большик-с'шо процессов гидрирования можно вести ири нормальном давлении в обычной аппаратуре при встряхивании, иногда все же требуются более высокие давления. Для гидрирования ароматических колец лучше применять давление 100—150 йт. Для восстановления сложных афиров и амидов карбоновых кислот на меднохромовом катализаторе необходимы давления до 300 am. В некоторых случаях, как, например, при гидрированиях с сульфидными катализаторами, могут потребоваться давления до 700— 1UGG am. Все другие процессы гидрирования можно вести при давлениях от 10 до 100 am. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ ГИДРИРОВАНИЯ Теория процессов гидрирования 295 Теория процессов гидрирования 297 Теория процессов гидрирования 299 Теория процессов гидрирования . . . 293 Для гидрирования ароматических нитро- и нитрозосоединепий Шжно использовать разнообразные растворители: нкзкомолеку-лярныс алифатические спирты (метанол, этанол, изопропапол), Циклические эфиры (диоксап, тетрагидрофурап), ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол). Особенно важен подбор растворителей для периодических процессов гидрирования. Восстановление питросоединсний можно проводить и в тех органических соединениях (морфолин, этилендиамин, пиперидин, диметкл-формамид), которые служат растворителями исходных нитросо-единений [5]. Характеристика катализаторов для процессов гидрирования  Предварительное испытание Присутствует некоторое Притягивать электроны Приведены характерные Преимущественно используют Приведены параметры Приведены полученные Приведены следующие Приведены структурные |
- |
Навигация