ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Жидкофазная стадия деструктивной гидрогенизации из "Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа" Современные установки гидрогенизации твердых топлив и различных жидких продуктов в большинстве случаев представлены в вариантах многостадийного процесса, включающего узлы подготовки сырья, приготовления катализаторов, жидкофазной гидрогенизации и переработки шлама, предварительного гидрирования и расщепления, дистилляции продуктов, разделения газов и их пфеработки, а также производство водорода. [c.195] Головным процессом в этом сложном комплексе является жидкофазная гидрогенизация, назначение которой заключается в превращении высокомолекулярных соединений, содержащихся в твердых топливах, а также нефтяных остатков и смол под действием давления водорода, температуры и катализаторов в средние масла, пригодные для последующей переработки в газовой фазе. [c.195] В зависимости от параметров и условий процесса жидкофазную гидрогенизацию можно осуществлять в жестких режимах деструкции или в более мягких условиях деполимеризации. В первом случае в результате расщепления углеводородных цепей получают бензин, средние и тяжелые масла, а также газ. Во втором случае происходит деполимеризация угля в присутствии водорода, который вводят извне или получают за счет дегидрирования растворителя конечным продуктом процесса является битум с высоким содержанием асфальтенов. При жидкофазной гидрогенизации соотношение получаемых конечных продуктов и их выход зависят от объемной скорости подачи сырья (рис. 6.13). [c.195] Наибольшее распространение в промышленности получил трехступенчатый метод деструктивной гидрогенизации, которому в, последующем изложении уделено основное внимание. Температура, при которой протекает жидкофазная гидрогенизация (350—490 °С), зависит от природы перерабатываемого сырья, катализаторов, давления и вида получаемых продуктов. [c.195] Пастовый насос 1 представляет собой горизонтально расположенный цилиндр из двух секций с вмонтированным внутрь подвижным плунжером. Паста попеременно засасывается в клапанные коробки, затем через нагнетательный клапан подается в трубопровод высокого давления. Воду для гидравлического привода насоса вводят при 6 МПа, а выводят из цикла при 0,08—0,1 МПа. Производительность насоса 10—20 м пасты в час ее можно регулировать счетчиком числа ходов. Для подачи пасты можно использовать и трехплунжерные насосы с паровым или электроприводом. [c.196] После теплообменников 2 жидкая паста (см. рис. 6.14) поступает в секцию и-образных труб высокого давления, печи 3, в которых нагревается до 370 °С, а густая паста, предварительно смешанная с циркуляционным газом, поступает в пастовую секцию при 90—100 °С и нагревается до 370 °С. На схеме цикл густой пасты не показан. Затем два потока — густая паста и жидкая — проходят смешиваюшую секцию печи, в которой нагреваются до 430—450 °С. [c.197] Процесс гидрогенизации протекает с выделением тепла, поэтому в реакционных колоннах поддерживают температуру 470—485 °С, т. е. на 20—35 °С выше, чем на выходе из трубчатой печи. Во избежание дальнейшего подъема температуры в систему подают холодный циркулирующий водород. Основное количество тепла выделяется в первой колонне, в К0т0 рую на разные по высоте горизонты вводят от 20 до 60% циркулирующего газа. В остальные колонны соответственно вводят меньшее количество холодного газа. Холодный водород можно подавать через штуцера, расположенные в корпусе колонны, или через крышку. В последнем случае трубопроводы размещают в слое изоляции. Они имеют соответствующие ответвления, проходящие через защитный стакан в реакционный объем. [c.199] Характер получаемых жидких продуктов жидкофазной гидрогенизации в значительной мере зависит от природы исходного сырья и параметров процесса главным образом они состоят из углеводородов — парафинов, циклопарафинов и ароматических соединений. Содержание олефинов не превышает 5%). Газообразные продукты состоят в основном из насыщенных углеводородов С1—С4 содержание олефинов не превышает 1%. При переработке углей с высоким содержанием кислорода последний в значительных количествах превращается в СО, СО2 и Н2О. Кроме того, образуются кислородсодержащие соединения — преимущественно одно- и многоатомные фенолы. Органически связанная сера переходит в сероводород, а в жидких продуктах ее остается незначительное количество. [c.199] Из последней колонны 4 (см. рис. 6.14) смесь продуктов процесса гидрогенизации, состоящая из жидкой, твердой и газовой фаз, поступает в горячий сепаратор 5. В этом аппарате (рис. 6.17) шлам, представляющий собой высококипящие фракции и асфальтены, и твердые компоненты (остаточный уголь, зола, катализатор) отделяются от водорода, образовавшихся газов и жидких продуктов, выкипающих до 325 °С. [c.199] Шлам из нижней части горячего сепаратора 5 (см. рис. 6.14) вначале проходит теплообменник 6, в котором отдает свое тепло части циркуляционного газа, а затем поступает в холодильник 7. Охлажденный шлам подвергают двухступенчатому дросселированию 8 и собирают в емкость 9, откуда он поступает на переработку. Парогазовая смесь, отбираемая из верхней части сепаратора 5, проходит по трубкам теплообменников 2, отдавая свое тепло пасте. При этом смесь охлаждается до 160°С, причем происходит частичная конденсация более тяжелых жидких продуктов. Окончательное охлаждение смеси до 40—50 °С осуществляется в холодильнике 10 высокого давления (типа труба в трубе), в котором парогазовая смесь проходит по внутренним трубам, а вода — противотоком — по наружным. [c.200] Для отделения сконденсировавшихся жидких продуктов от газов имеется холодный сепаратор 11 — полый сосуд, расположенный под углом 8—12° к горизонту. При таком расположении обеспечивается большая поверхность для отделения газов, наличие свободного объема для их сбора и (благодаря уклону) свободный сток жидких продуктов (гидрюра) из системы. Диаметр аппарата 1 м, длина 6—8 м. [c.200] Отбираемый из продуктового сепаратора газ после отмывки от углеводородов в качестве циркуляционного вместе со свежим водородом вновь вводят в дикл, а гидрюр направляют на ступенчатое дросселирование — с 70 до 2—3 МПа и с 2—3 до 0,1 МПа. При первом сбросе давления из гидрюра выделяется растворенный в нем так называемый бедный газ, а при втором — богатый. Эти газы отводят в газгольдеры, откуда они поступают на соответствующую переработку. [c.200] Полученные таким образом жидкие продукты после первой ступени гидрогенизации направляют на дистилляцию. При этом получают бензин, среднее масло (к. к. = 300°С) и тяжелое масло (н.к. = 300—325°С). Тяжелое масло возвращают в рабочий цикл для приготовления пасты, а бензин и среднее масло служат исходным сырьем для второй ступени — газофазной гидрогенизации. [c.200] Ниже описаны технологические схемы первой ступени гидрогенизации. [c.200] Вернуться к основной статье