ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратура, применяемая в процессах конверсии газообразных углеводородов в синтез-газ из "Технология связанного азота Синтетический аммиак" В этом методе конверсии применяется никелевый катализатор, чувствительный к отравлению соединениями серы. Поэтому газ перед конверсией должен быть очищен от сероводорода, GOS, S2, тиофена и других органических соединений серы до содержания ее менее 5 мг/нм . Органические соединения серы удаляют из газа путем восстановления их до сероводорода при 350—450° в присутствии окислов железа, цинка,, боксита, тиомолибдата. Сероводород далее поглощается болотной рудой (люкс-масса, лаут-маоса, стр. 190) либо раствором моноэта,ноламина. Иногда органические соединения серы окисляют при 160—280° до сернокислого натрия на подщелоченной люкс-массе. Очистка от серы коксового газа, содержащего непредельные соединения, реагирующие с катализаторами, еще ае впол,,не освоена. [c.110] Топочные газы омывают трубы прямотоком движению реакционного газа. При этом большая часть углеводородов подвергается конверсии в верхней части слоя катализатора. Распределение температур по длине трубы таково, что уже на половине длины температура достигает величины, близкой к максимальной около 700—750°). Тепло выхлопных газов, выходяидих из печи при 900°, используется для получения технологического пара. [c.112] При применении газа, очищенного от соединений серы, срок службы труб и катализатора составляет несколько лет. При объемной скорости сырого газа (зависящей от содержания в нем углеводородов) от 150 до 300 нм /час на 1 катализатора достигается состояние равновесия реакции конверсии углеводородов, что соответствует содержанию метана в конвертированном газе 1,1—2,7% (в зависимости от температуры реакции). [c.112] Условия и показатели процесса в печах для конверсии метана приведены в табл. 19. [c.112] В производстве газа для синтеза аммиака часто применяется несколько видоизменный метод конверсии. Изменения заключаются в том, что после трубчатой печи устанавливают второй адиабатический реактор, в котором находится слой катализатора. В этот реактор, кроме горячего газа, из трубчатой печн дополнительно вводится определенное количество воздуха и углеводородного газа, после сжигания которого на катализаторе в газе остается необходимое для синтеза аммиака количество азота. В случае применения метана в качестве углеводородного газа 75% СН4 конвертируется в трубчатой печи, а остальные 25% направляются во второй реактор, где температура газа возрастает на 50—100°. [c.112] Количество, нм /час. . . . в том числе углеводороды, нм /час. [c.113] Технологический газ, нм Кислород 98%-ный, к. Отопительный газ, нм . Пар, кг. [c.113] Количество выработанного пара, кг. . [c.113] Никелевый катализатор, применяемый при дополнительной конверсии остатка несожженного метана водяным оаро.м, менее чувствителен к действию примесей в газе, чем катализатор, который используют в трубчатых печах. Однако коксовый газ. подвергаемый неполному сжиганию, тоже следует очищать от сероводорода . Коксовый или другой углеводородный газ, как и кислород или, применительно к газу для синтеза аммиака, воздух, обогащенный кислородом, при 60—70° насыщаются во-дянЫхМ паром в скруббере, орошаемом горячей водой (рис. 44). Оба газа раздельно подогреваются в трубчатых теплообменниках примерно до 650—700° теплом конвертированного газа, а затем тщательно перемешиваются в смесителе реакционной горелки. [c.114] Трубчатый теплообменник для подогрева кислорода—одноступенчатый. [c.115] Конвертированный газ, имеющий температуру до 875°, омывает трубки теплообменника. Трубные решетки и кожухи теплообменников футерованы магнезитовым кирпичом. Газ вводите в смеситель в тангенциальном направлении то отношению к потоку кислорода, вводимому по трубе, которая расположена вдоль оси смесителя, этим достигается полное перемешивание реагентов, на расстоянии, равном 1 /2 диаметра смесителя от входа газов. [c.115] Потери никелевого катализатора (вследствие образования карбонила никеля) восполняются добавлением нитрата никеля. Наряду с основной реакцией неполного сжигания метана кислородом с образованием СО и Нг, протекают побочные реакции, в результате которых выделяется сажа. Остаток несожженного метана подвергается дополнительной конверсии водяным паром на никелевом. катализаторе, вследствие чего уста-на(ВЛ И Вается состояние рав овесия реакции образования водяного газа (равновесие между СО и СО2). [c.116] Газ после разложения выходит из печи при 850—900°, часть тепла газа используется в паровом котле, а также в описанных выше теплообменниках и для нагревания воды, используемой при насыщении коксового газа и кислорода водяным паром. [c.116] Производительность списанной установки составляет 2 00б нм /час газа, содержащего 93,6% (СО + Н2). Это количество газа получается в результате переработки 8600 нм /час коксового газа. В этой же печи при переработке 3500 нм /час метановой фракции коксового газа (98% СН4) может быть получено 11 ООО нм /час газа, содержащего 92,8% (СОЧ-Нг). [c.116] В последние десятилетия начали применять так называемый процесс Заксе , в котором используется возможность одновременного протекания реакции (14) неполного сжигания метана кислородом до образования СО и Нг и реакции (15) термического разложения метана до ацетилена. По этому методу в Оппау с 1939 г. работают промышленные агрегаты, перерабатывающие по 800—1000 нм 1час метана, в США и Италии имеются установки производительностью до 2000 нм /час метана. [c.117] Применяемая в данном процессе аппаратура и условия работы в основном такие же, как в процессе неполного сжигания метана до образования окиси углерода и водорода. Разница заключается лишь в том, что вместо большого адиабатического реакционного пространства, заканчивающегося слоем катализатора, в печи Заксе имеется реакционное пространство небольшой высоты (10—16 см), в которое впрыскивается охлаждающая вода (рис. 45). [c.117] Чтобы предотвратить изменение состава газа, его замораживают , мгновенно охлаждая до 80° пугем вирыскиваяня воды. [c.117] В правильно сконструированном реакторе-горелке не происходит воспла.менения смеои я взрыва В смесителе-диффузоре перед блоком горелки и в то же время образуется постоянная, но короткая зона горения на выходе газа из блока горелки. [c.118] Вернуться к основной статье