ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Режимы процесса из "Производство водорода в нефтеперерабатывающей промышленности" Водород соответствующей концентрации может быть получен варьированием давления, температуры и отношения пар метан. Связь между этими параметрами иллюстрируется рис. 22 и 23. Как видно из рисунков, режим процесса можно менять в широком диапазоне, однако технические возможности оборудования, а также режимы других стадий производства и выпадение углерода при определенных граничных условиях значительно сужают этот диапазон. Результаты расчетов минимального расхода пара, ниже которого выпадает углерод, показаны на рис. 24. Расход пара на конверсию метана должен быть не ниже 2 1, чтобы предотвратить выпадение углерода, но такое соотношение не применяется, поскольку в этом случае пар приходится добавлять на стадии паровой конверсии окиси углерода. В реакторе паровой конверсии на подачу избыточного пара расходуется дополнительное тепло, но оно возвращается в котле-утилизаторе. Подача избыточного пара улучшает теплопередачу. Поэтому обычно на 1 м метана при низком давлении расходуется не менее 3 м пара, а при давлении 2 МПа его требуется 4—5 м . [c.72] Выбор режима паровой конверсии ограничен не только расходом пара, но и температурой, и давлением. Максимально достижимая температура процесса зависит от качества стали, диаметра реактора, допустимых теплонапряжений поверхности реакционных труб и особенно от давления процесса. На большинстве современных y TanoBiiax температура процесса поддерживается в пределах 830—880 °С. При более низкой температуре трудно получить водород требуемого качества, а ниже 750 С процесс паровой конверсии вести неэффективно. В интервале 750—800 °С паровую конверсию можно осуществлять при низком давлении (см. рис. 22 и 23), однако проведение процесса при давлении ниже 1,0 МПа признано нецелесообразным (только на старых установках ведут процесс при низком давлении). [c.72] Для достижения требуемой концентрации водорода при увеличении давления повышают температуру процесса и увеличивают расход пара (особенио, если стремятся получить 98%-ный Hj). Однако повышение и давления, и температуры приводит к необходимости применения реакционных труб из высоколегированной стали. В связи с этим производство водорода в настоящее время ведут при давленпи не выше 2,5 МПа. Границы ведения процесса, обусловленные качеством стали реакционных труб, даны на рис. 25 (труба из стали НК-40 эксплуатировалась 10 лет, температура стенки трубы па 100 °С была выше температуры процесса паровой конверсии). На современных установках процесс ведут при 2,0—2,6 МПа,830— 880 С и отношении пара к метану, равном (4 -н 5) 1. [c.74] Ограничения по содержанию Hj, температуре и давлению процесса при выборе режима паровой конверсии метана распространяются и на конверсию нефтезаводских газов и бензина. [c.74] Как видно из табл. 21, с увеличением углеродного эквивалента нефтезаводского газа, поступающего на конверсию, растет расход пара на 1 м исходного газа, но удельный расход нара на 1 м растет незначительно. Так, при увеличении углеродного эквивалента с 1 до 3 расход пара на 1 м вырабатываемого водорода повышается всего на 8—10%. Более значительно (на 24—25%) возрастает расход пара при повышении концентрации На в техническом водороде с 95 до 98%. [c.75] С увеличением углеродного эквивалента газа удельный расход пара повышают. Более высокий углеродный эквивалент п нефтезаводских газов, по сравнению с природным, меньшая их стабильность приводят к необходимости большего расхода пара в производстве водорода. Зависимость расхода пара от углеродного эквивалента сырья показана на рис. 26. [c.76] На рис. 27 приведена зависимость равновесной концентрации метана в сухом газе при конверсии бензина от температуры, давления и отношения пар бензин (номограмма может служить для приближенной оценки режимов процесса). [c.76] Обш ие зависимости процесса от температуры и давления для гомологов метана те ке, что и для метана. [c.76] Выбор температуры и давления для процесса паровой конверсии нефтезаводских газов, а также бензина определяется теми же факторами, что и для конверсии метана или природного газа. [c.78] В связи с разработкой термически стойких палладиевых мембран предложена, но пока реализована на небольших установках конверсия метана с выводом водорода из зоны реакции через мембрану. Это сдвигает равновесие реакции паровой конверсии метана. Расчеты термодинамического равновесия реакции паровой конверсии метана при давлении 1,925 МПа, отношении пар метан, равном 3 1, и парциальном давлении в остаточном газе 0,16 МПа показали [18], что при выводе водорода уже при 500 °С степень конверсии метана достигает 1, в то время как без вывода Но степень конверсии лштана 0,9 можно достичь только нри 880 °С. [c.78] Вернуться к основной статье