ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Значение и теоретические основы процесса фракционированной конденсации газовых смесей из "Технология связанного азота Синтетический аммиак" Дальнейшее развитие методов очистки синтез-газов зависит от многих факторов. Одной из важнейших проблем является утилизация извлекаемых при очистке компонентов газа — сероводорода, окиси и двуокиси углерода, а также этилена коксового газа. Кроме того, степень очистки должна удовлетворять гребованиям, обусловленным свойствами катализаторов, применяемых в реакциях синтеза. [c.356] Металлургиздат, Харьков—Москва, 1947. стр, 209. [c.357] Одним из источников получения дешевого водородг1 для синтеза аммиака HBvinex H коксовый газ — побочный лродукт коксования угля. В зависимости от распределения долей затрат, относимых к стоимости кокса и к стоимости газа (в ряде случаев это делается довольно-таки произвольно), получаемый из коксового газа водород может стоить дешевле или дороже водо-рода, производимого другими методами. В странах, где производится большое количество металлургического кокса, имеется избыток коксового газа, и цена его незначительна. В таких странах предприятия азотной промышленности базируются на использовании коксового газа в качестве исходного сырья. [c.364] Содержащийся в коксовом газе метан затрудняет получение чистого водорода, так как еще ие найден достаточно селектив иый абсорбент для удаления из газа метана. [c.364] Единственно пригодным для этой цели процессом остается метод глубокого охлаждения, являющийся, однако, довольно сложным и дорогим. Коксовый газ благодаря наличию в нем высококалорийного метана и возможности транспортирования газа на большие расстояния в крупные города представляет собой ценное топливо, вследствие чего использование его в качестве сырья для получения водорода не всегда рентабельно. Тем не менее этот метод получения водо рода широко расиространеи в EBipone. [c.364] Фракционированная конденсация при низких температурах дает возможность получить водород или азотоводородную смесь из различных газовых смесей, используя более низкие температуры кипения водорода и азота по сравнению с температурами кипения других компонентов коксового газа (табл. 71). [c.365] В странах с развитой нефтеперерабатывающей, промышленностью сырьем для получения водорода может служить кре кинг-газ. Указанным выше способом разделения можно подвергать очистке также газовую смесь, получаемую конверсией. 11р1Иродного газа, и конвертированный водяной газ (после конверсии СО). В настоящее время все шире применяются методы получения этилена, который используется в органических синтезах. После выделения этилена газовую смесь направляют нг обогащение природного газа в тех случаях, когда он содержит большие. количества азота. В свое время гелий, применявшийся для наполнения дирижаблей, в США выделяли из природногс газа методом глубокого охлаждения. Этот метод, имеющий ряд иреи-муществ, исиользуется для самых разнообразных целей. В данной главе мы ограничимся рассмотрением его применительно к разделению коксового газа, используемого в качестве сырья для синтеза аммиака. [c.366] Процесс выделения водорода из такой смеси отличается от разделения воздуха на кислород и азот. Ректификация кок сового газа необязательна, так как температура кипения водорода значительно ниже температур кипения всех других компонентов смеси, и потому соответствующего понижения температуры смеси достаточно для того, чтобы сконденсировать эти компоненты и, таким образом, уменьшить содержание примесей в газе до требуемых пределов. При проведении же процесса ректификации потребовалось бы применение гораздо более низких температур, так как ректификационную колонну надо было бы орошать более летучим компонентом, в данном случ.зе жидким водородом, критическая температура которого равна 33,3°К. В описываемом процессе температуры ниже 60°К не применяются, следовательно, рабочая температура всегда выше кр итической тем пер ату р ь водорода. [c.366] Расчет процессов дистилляции, ректификации и конденса ции смесей удобнее всего проводить, пользуясь графиками фазовых равновесий. По оси абсцисс графика откладывают состав смеси, по оси ординат — величины другого произвольно выбранного параметра. На оси ординат нанесены в верхней части рис. 137 температуры смеси, в нижней части рисунка — давле ние. Вертикальная линия, проведенная через точку /Сд, соответствует чистому компоненту А, вертикальная линия, проведенная через точку Кв, — чистому компоненту В. [c.368] Приведенный график характеризует область межкритнче-ского состояния смеси, особенно важную для процесса фракционного разделения коксового газа, при котором водород выделяется из смеси вышекипящих компонентов. Линии жидкости и пара, составляющие петли и р , соприкасаются в критических точках смесей /( и К, , а линия Кв К КгК- КА является геометрическим местом этих критических точек. [c.369] На графике видно, что при изотермическо1м повыш ении давления содержание компонента В в газовой фазе уменьшается. Казалось бы, при увеличении давления может дополнительно сконденсироваться небольшое количество менее летучего компонента А, и в результате газовая фаза обогатится более летучим компонентом В, который не конденсируется при температуре выше критической. Однако при движении от точки С к точке В по изотерме Гь т. е. при повышении давления, абсцисса уменьшается и, следовательно, содержание компонента В в смеси понижается. Отсюда следует, что для получения чистого водорода давление нужно выбирать в зависимости от температуры, до которой намечается охлаждать газовую смесь. На рис. 138 и 139 приведены изотермы фазового равновесия для смесей СО—На и СН4— Нг. [c.369] Ниже дан приближенный расчет температур и холодопро-изводительности, необходимых для конденсации метана из смеси. его с водородом. Расчет основан на законах, которым подчиняются идеальные газы, однако из результатов расчета можно сделать интересные практические выводы. [c.370] Ю 20 30 АО 50 60 70 80 90 ЮО Содержание 8 смеси % объемн. [c.370] Вернуться к основной статье