ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ПРОИЗВОДСТВО СИНТЕЗ-ГАЗА из "Процессы окисления углеводородного сырья" Производство синтез-газа — один из наиболее емких потребителей кислорода в химической промышленности. Так, в США более 40% метанола получают из синтез-газа, в свою очередь полученного методом неполного окисления природного газа. При этом для получения 1 т метанола расходуется 0,6 т кислорода. Для того чтобы применение кислорода было экономически выгодным, метанольный завод должен иметь годовую мощность около 115 тыс. т, что соответствует мощности кислородной установки 250 т в сутки. [c.70] Природный газ нагревают до 650 °С и вводят в реакционную зону (рис. 11) со скоростью 1—3 тыс. м ч на 1 реакционного объема. К природному газу добавляют кислород в количестве 1,0—1,2 объема вводимого природного газа. Продукты реакции непосредственно на выходе из реакционной зоны закаливают. Время закалки не превышает 1 сек, а температура потока на выходе из закалочного аппарата составляет 540—815 X. Кроме СО и На продуктовый газ содержит до 5 объемн. % НзО, менее 2 объемн. % Oj, 0,1 объемн. % непрореагировавшего О2, менее 0,5 объемн. % непрореагировавшего СН4 и сажу. Сажа обычно образуется до 35 кг на 1000 ж продуктового или 80—ПО кг на 1000 природного газа. [c.71] Процесс представляет собой частичное сжигание (без катализатора) с эффективным использованием тепла и очисткой газа . [c.72] В качестве сырья используют многие углеводороды — от метана до мазута и битума. Окислителем служит кислород 90—95%-ной чистоты или кислород-воздушные смеси. [c.72] Особенностью рассматриваемого процесса является то, что за реактором установлен специальный котел-утилизатор, который использует тепло отходящих газов. При использовании в качестве углеводородного сырья нефти и в качестве окислителя воздуха полная производительность котла-утилизатора составляет от 3,6 до 4,6 т пара на 1 т перерабатываемой нефти. При использовании кислорода выход пара составляет около 2,3 т на 1 т перерабатываемой нефти. Небольшую часть получаемого пара (около 0,4 т) вводят в реактор, остального количества достаточно для конверсии окиси углерода в водород. Проходя через котел-утилизатор, вышедшие из горелки газы с температурой 1043—1510 °С, охлаждаются до 260 °С. [c.74] Котел-утилизатор должен надежно и эффективно работать даже при наличии в газе частиц сажи. Используемая в нем специальная геликоидальная трубчатка работает с термическим к. п. д. 93—95%. [c.74] В процессе фирмы ONIA-GEGI используют никелевый катализатор. При переработке газа (метан, коксовый) под низким давлением и даже при большой стоимости энергии каталитический процесс имеет ряд преимуществ. Схема процесса показана на рис. 15. [c.74] Технологическая схема процесса показана на рис. 16. [c.75] Сырье сжимают до 17,5 ат, а затем смешивают с перегретым паром. Смесь нагревают до 565 °С и направляют в диффузор, расположенный в верхней части реактора. Сюда же вводят нагретый до 510 С кислород, кислород-воздушную смесь или воздух. Выбор окислителя зависит от последующего использования синтез-газа. Для получения водорода применяют чистый кислород. [c.75] Диффузор обеспечивает тщательное смешение реагентов, что имеет важное значение для ведения процесса. [c.75] Реактор изготовлен из малоуглеродистой стали, снабжен футеровкой и разделен на две части — верхнюю и нижнюю, где находится никелевый катализатор в стационарном слое. [c.76] Метан и кислород раздельно насыщают водяным паром и нагревают до 600 С отходящими газами. Перед входом в реактор оба потока смешивают в специальном коаксиальном смесителе. Объемное соотношение СН О, поддерживают таким, чтобы температура на выходе из реактора обеспечивала остаточное содержание метана в синтез-газе не выше 0,2 объемн. 6. Сырьевую смесь подают в реактор сверху. При производстве синтез-газа для получения аммиака половину кислорода подают с воздухом, обогащенным кислородом, причем смесь состоит из азота и смеси СО с Н., в стехиометрическом соотношении. [c.77] Из 1 метана получают 3 СО и На. Выход синтез-газа равен 300 м 1ч на 1 поверхности катализатора. [c.78] В связи с повышением цен на природный газ и перепроизводством бензинов фирма сочла целесообразным перейти на использование жидких углеводородов различного состава, выкипающих в пределах 35—220 °С. [c.78] Бёнзнн подают в испаритель со скоростью до 4 ш/ч, где его подогревают водяным паром с давлением 40— 100 ат. Кислород насыщают в сатураторе водяным паром и затем нагревают до 200—250 °С. Оба потока смешивают в горловине реактора. При получении синтез-газа для производства аммиака, как и при конверсии метана, подают смесь кислорода с воздухом в отношении 1 1. [c.78] В отличие от реактора конверсии метана реактор конверсии бензина не имеет в верхней части слоя инертного наполнителя, а заполнен платиновым катализатором, стабилизирующим экзотермическую реакцию неполного окисления даже при высокой скорости реакционного потока (более 3 тыс. м ч на 1 поверхности) катализатора. Активность платинового катализатора в присутствии серы не снижается. [c.79] Под платиновым находится слой никелевого катализатора на носителе, также устойчивого к воздействию сернистых соединений. Активность катализатора почти не снижается даже при относительно высоком содержании в бензине серы, а небольшое отравление обратимо. При крекинге бензинов с постоянным содержанием серы температура на выходе из нижнего слоя катализатора при прочих постоянных условиях сначала повышается, вызывая определенное снижение активности катализатора, а затем практически не изменяется и составляет 850 °С. [c.79] Получение синтез-газа в двигателе внутреннего сгорания показано на рис. Сырьем служит смесь природного газа (метана) с кислородом мольное соотношение кислорода и метана от 0,7 до 1,0. Специально сконструированный восьмицилиндровый двигатель со степенью сжатия, равной 7, имеет рабочий объем 42 л. Наилучшие результаты были получены при температуре 550 °С и соотношении кислород метан, равном 0,8. Выхлопные газы при этом содержат 58% водорода и 35% окиси углерода. Через 1000 ч работы в цилиндрах двигателя наблюдалось незначительное коксообразование. Сравнение этого процесса с процессами частичного сжигания и конверсии с водяным паром показало, что синтез-газ, полученный в двигателе внутреннего сгорания, дешевле. [c.82] Вернуться к основной статье