Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекция 1.pptx
Скачиваний:
43
Добавлен:
22.06.2025
Размер:
26 Мб
Скачать
☆

Углекислотная конверсия метана

Синтез-газ можно получать также взаимодействием СО2 с природным газом или другими алифатическими углеводородами, которое часто называют конверсией с СО2 или «сухой» конверсией :

CН4 + СO2 ↔ 2H2 + 2CO

Отношение Н2/СО в полученном синтез-газе равно 1.

Газ такого состава подходит для восстановления железной руды и синтеза по Фишеру-Тропшу.

Паровая конверсия и парциальное окисление сырой и тяжелой нефти, а также гудронов и битумов

CnHm + nH2O → nCO + (n+m/2)/H2

CnH2n+2 + 0,5nO2 → nCO + (n+1)H2

Процесс протекает в отсутствии катализатора

Н2:СО – (от 2:1 до 1:1)

T–(от 1350 до

1450) °C

p–(от 2 до 14 МПа)

t–1 c

71

Водород: производство, хранение, транспортировка, потребление

У водорода две уникальные функции

он может быть

как энергоносителем так и химическим реагентом

в промышленности

То есть он нужен не только для энергетики, но и для промышленности, так как из него можно производить аммиак, полиэтилены, метанол, и для всего этого есть большой рынок потребления.

Традиционные направления производства водорода

• Паровая конверсия метана и природного газа;

• Газификация угля;

 

 

 

 

 

И здесь

существенный

момент:

для

производства

• Электролиз воды;

водорода есть сырье — вода и углеводороды, но водород

• Пиролиз;

находится в химически связанном состоянии, и, чтобы

• Частичное окисление;

высвободить водород, необходим источник энергии, как

правило

высокотемпературный

или электричество.

• Биотехнологии.

Могут

использоваться

и возобновляемые источники

 

энергии

(ВИЭ), и атомная энергия —

экологически

 

чистые источники энергии.

 

72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

СЫРЬЕ И ПРОДУКТЫ

Процессы

Расход / выход водорода

(в % от массы сырья)

 

 

 

ПОТРЕБЛЯЮЩИЕ ВОДОРОД

 

 

 

Гидроочистка прямогонных бензинов

0,1

 

 

Глубока гидроочистка вторичных бензинов

1,2

 

 

Гидроочистка керосиновых фракций

0,3

 

 

Гидроочистка прямогонных дизельных фракций

0,4-0,5

 

 

Одноступенчатый гидрокрекинг вакуум-дистиллята

0,8

 

 

Двухступенчатый гидрокрекинг вакуум-дистиллята

2,4-4,0

 

 

Гидроочистка масел

0,3

 

 

Гидродеалкилирование толуола

2,5

 

 

ПРОИЗВОДЯЩИЕ ВОДОРОД

 

 

 

Каталитический риформинг

1,1-1,5

 

 

74

Пример приближенного расчета баланса НПЗ по Н2:

-Потребление водорода (гидроочистка, гидрокрекинг, изомеризация): 1,7 млн. нм3 в год;

-Производство водорода на каталитическом риформинге: 620 тыс. нм3 в год;

Потребуется установка производительностью 1,42 млн. нм3 в год:

-20 % запас с учетом ужесточений требований по ароматике (уменьшение выхода Н2 на риформинге);

-Производится ВСГ 95 % чистоты.

Плотность Н2 (н.у.): 89 т/млн м3.

75

Способы получения водорода на НПЗ

Способы получения

Исходное сырье + реагенты

Сопутствующие

продукты

 

 

Выделение Н2 из смеси

Сухие газы НПЗ, содержащие

УВ газы

газов

30-80 % (об.) Н2

 

Дегидрирование УВ

Прямогонный бензин,

УВ с более низким

газообразные УВ С2-С4

содержанием Н2

 

Расщепление УВ

Природный газ, сухие газы НПЗ,

Углерод или его оксиды

жидкие УВ

 

 

Паровая каталитическая (Природный газ, сухие газы НПЗ,

Диоксид углерода

конверсия УВ

бензин) + (водяной пар)

 

Парокислородная

(Сухие газы НПЗ, мазут,

Сажа, диоксид

нефтяные остатки) +

газификация УВ

углерода, сероводород

+ (водяной пар, О2)

 

 

Металлопаровой метод

(Природный газ, сухие газы НПЗ)

-

+ (водяной пар)

 

 

Электролиз воды,

Вода

Кислород

термохимические методы

 

 

76

1.1 Производство Н2 газификацией угля

77

Установка газификации угля

Параметры, определяющие активность и скорость процессов газификации:

–тип газифицирующего агента: воздух, водяной пар, кислород;

–температура и давление процесса: Т=850–2000°С, р=0,1–10МПа;

–способ образования минерального остатка и его удаление: высокотемпературный процесс (1300–1400°С, зольная часть угля из генератора выводится в виде жидкого шлака, конечный продукт газификации-смесь СО+Н2; низкотемпературный или среднетемпературный процесс (1200–1250°С), зольная часть угля из генератора выводится в сухом виде;

78

оксогазификация

– способ подачи газифицирующего агента:

гидрогазификация;

В зависимости от способа подвода теплоты процесс газификации делится на:

 

 

Аллотермический

Автотермический

 

 

 

 

 

 

Теплота, необходимая

Теплота, необходимая

 

для проведения реакций,

 

для проведения эндотермического

получается в процессе

 

процесса, подается внутрь

сжигания части

 

газогенератора или через поверхность

исходного топлива

 

стенок, или путем подачи нагретого

внутри аппарата

 

газового теплоносителя

 

 

 

79

80