Метанизация

Приведена краткая история газовой промышленности и обоснована необходимость производства заменителей природного газа. Даны материалы по взаимозаменяемости различных газов. Детально рассмотрены новые методы газификации твердого топлива, разрабатываемые в настоящее время в США. Большое внимание уделено способам метанизации окиси углерода и водорода — важному этапу превращения жидкого и твердого топлива в заменитель природного газа. Приведена экономическая оценка производства заменителей природного газа. Дан анализ современного уровня научно-технических разработок и перспективных методов, например газификации с помощью ядерной энергии, использования бедных газов и водорода. [c.4]

Коэффициент полезного действия этого метода производства изопрена определяется в первую очередь последней стадией, т. е. де-метанизацией. Перед последней стадией выход изопрена достигает около 65 мол. %. Опыты показывают, что расщепление происходит точно или примерно по реакции первого порядка, когда имеет место разрыв одной или нескольких С— С-связей. Однако энергии [c.233]

Другая теория образования углеводородов в процессе метанизации двуокиси углерода водородом (оба минерального происхождения) имеет в наши дни меньше приверженцев, хотя и дает удовлетворительное объяснение распространению разных видов месторождений, таких, как чистый или почти чистый метан (сухой газ), сырая нефть с пластами природного газа и надкритическими жидкостями, состоящими из самых разных углеводородов, например метана и легких летучих углеводородов парафинового ряда (газовые конденсаты), или из всей гаммы углеводородов, начиная от метана и кончая компонентами тяжелой нефти, которые должны разделяться на сырую нефть и попутные газы. [c.23]

Рядом геохимиков как в Советском Союзе, так и за рубежом отмечалось, что на больших глубинах, в зонах вьюоких температуры и давления состав нефти изменяется в сторону метанизации, уменьшения плотности и доли смолисто-асфальтеновых компонентов, упрощения углеводородных структур, особенно ароматических, и сложных гибридных нафтено-ароматических и парафино-нафтеновых молекул. Это положение признается большинством геохимиков. Менее изучен вопрос, связанный с выделением (глубина, температура, давление) катагенных зон, где эти изменения носили бы ярко выраженный характер. Во-первых, материалы по геохимии нефти показывают, что не всегда в условиях больших глубин нефти катагенно изменяются. Во-вторых, катагенные изменения нефтей в разных регионах и стратиграфических комплексах происходят в разных термобарических условиях и на разных глубинах. [c.137]

Кроме того, причиной, осложняющей закономерно возрастающую метанизацию нефтей в зоне катагенеза с возрастанием глубины и температуры, является особенность структур УВ нефтей разных генетических типов. Нами были изучены нефти, залегающие на глубинах более 4 км, из 140 скважин из отложений плиоцена, эоцена, юры и девона месторождений Предкавказья, Азербайджана, Прикаспийской впадины и Белоруссии. Состав исследованных нефтей и конденсатов приведен в табл. 46, а его изменения показаны на рис. 24. Для глубокозалегающих нефтей характерно высокое содержание бензинов и парафино-нафтеновых УВ в отбензиненной нефти. Последние имеют низкую степень циклизации молекул и высокое содержание СН -групп в парафиновых цепях. Структура парафиновых цепей в парафино-нафтеновой фракции (соотношение количества СНг-групп в коротких и в длинных цепях, степень разветвленности цепей) с ужесточением термобарических условий меняется по-разному (рис. 25). В нефтях первой группы наблюдается сокращение доли длинных цепей и возрастание доли коротких, что может быть связано с деструкцией парафиновых цепей. Это ведет к увеличению содержания легких и газообразных УВ и образованию газоконденсатных залежей. Во второй группе нефтей с погружением возрастает относительная роль [c.139]

Поскольку водород, направляемый на гидрирование, не должен содержать более 0,01% об. окиси углерода и углекислоты, то необходима предварительная очистка конверсионного водорода от этих компонентов. Предварительная очистка водорода осуществляется при давлении 300 ат и температуре 350° С на специальном катализаторе метанизации. [c.98]

В отличие от низкотемпературного риформинга высокотемпературный риформинг или какой-либо другой процесс требует использования довольно сложной многоступенчатой метанизации или других аналогичных процессов обогащения. Сырой генераторный газ содержит главным образом низкокалорийные компоненты (окись углерода и водород) и явно не пригоден для замены природного. [c.100]

Газ, полученный в процессе гидрогенизации жидкого слоя сырой нефти с последующей метанизацией 7 11 880 (53 371) 19,8 [c.60]

Чтобы обеспечить максимально эффективное и экономически выгодное производство газа на основе сырья с высокой относительной молекулярной массой, следует уравновесить эффекты эндо- и экзотермической реакций, т. е. свести к минимуму подвод тепловой энергии от внешних источников. Одна из особенностей процесса производства ЗПГ —стадия метанизации остаточных окислов углерода. Экономичность этого процесса значительно возрастет, если выделяющееся при этом тепло использовать на более ранних этапах переработки. При невозможности объединения различных ступеней переработки в единую систему целесообразно осуществить по крайней мере их термическую интеграцию. [c.90]

В обеих установках компоненты газа, выходящего из печи низкотемпературного риформинга, находятся, по-видимому, в химическом равновесии, и дальнейшее образование метана может быть достигнуто только введением иового компонента или снижением температуры. В настоящее время для обогащения газа в процессе Газинтан используется каталитическая гидрогенизация, т. е. снижается температура (приблизительно до 350°С) и вводится дополнительный очищенный пар лигроина, реагирующий, с оставшимся водородом и паром. Температурный профиль во втором реакторе, однако, повышается с самого начала, так как при низкой температуре не происходит никакого эндотермического крекинга или риформинга, а избыточный водород обеспечивает немедленное начало экзотермических реакций гидрогенизации. Аналогично процессу КОГ и здесь желательно улучшить характеристики горения получаемого газа путем дополнительной стадии метанизации. Это обеспечивает удаление любого остаточного водорода, и после поглощения основной части двуокиси углерода, находящейся в газе, окончательный продукт становится полностью взаимозаменяемым с природным газом, содержащим главным образом метан. Выходное давление обычно близко -к 35 кгс/см (3,5 МПа). [c.109]

В связи с высокой экзотермичностью реакций и температурной зависимостью равновесных условий (см. табл. 24) эту реакцию целесообразно проводить в несколько этапов, ограничивая на каждом этапе степень конверсии и, следовательно, выделение тепла. Продукты реакции перед подачей их в следующий блок метанизации охлаждаются. Для снижения скорости реакции конверсии и более эффективного охлаждения ее продуктов дутье можно разбавлять инертным, химически пассивным газом. [c.98]

Рис, 7. Процесс КГ> с двухступенчатой метанизацией [c.105]

Последним методом, который будет более подробно рассмотрен ниже, является применение выходящего из реактора ГРГ газа в процессе каталитической гидрогазификации легких углеводородов, таких, как лигроин и СНГ. Общеизвестно, что в присутствии некоторого дополнительного количества легкого углеводородного сырья происходит выравнивание газа по составу компонентов метана, этана, водорода и окислов углерода. Так как паровая конверсия дополнительного количества сырья эндотермична, тепло, выделяемое при метанизации, полностью поглощается. При этом более эффективно используется остаточный водород, в связи с чем авторы считают, что более перспективным методом получения ЗПГ является тот, в котором гидрогенизатор используется в качестве первой ступени процесса. [c.125]

Вместо двухступенчатой метанизации выходящий газ процесса КОГ может быть обогащен и доведен до взаимозаменяемости с метаном путем каталитической гидрогазификации или путем комбинации гидрогазификации и метанизации (см. гл. 7 ирис. 8) [14]. [c.105]

Рис. 4. Сравнение методов прогнозирования взаимозаменяемости газов. Допустимые отклонения качества I, 2, 3 — соответственно для английского, американского и французского оборудования а — эталонный газ Северного моря (горизонт. 4) Ь — природный газ США с—алжирский СПГ й — каталитически обогащенный газ с двухступенчатой метанизацией е — каталитически обогащенный газ. полученный методом гидрогазификации f — газ, полученный в процессе гидрогенизации жидкого слоя сырой нефти с последующей метанизацией е — газ, полученный в процессе гидрогенизации с рециркуляцией газа и последующим выводом двуокиси углерода и смешиванием с пропаном Л, <г — газы, полученные соответственно методами ХАИГАЗ ,

В результате процесса конверсии ОКись углерода конвертируется в водород, вследствие чего содержание последнего повышается от 35—45 об. % на выходе печи риформинга до 70— 75 об. % на выходе конвертера. Двуокись углерода, присутствующая в сырьевом газе и дополнительно образующаяся во время конверсии, затем удаляется в скруббере с помощью растворов аминов или углекислого калия, и поток почти чистого водорода рециркулируется после конечной стадии метанизации (для удаления следов окислов углерода) и смешивается с сырьевым потоком лигроина на входе подогревателя. [c.107]

Показатели Влажная метанизация. об. % на сухую массу Сухая метанизация, об. % на сухую массу [c.110]

Если гидрогенизирующий газ, подаваемый в реактор ГРГ, содержит достаточно большое количество окиси углерода, которая проходит через реактор, не вступая в реакцию, вполне возможно, например, снижение содержания водорода при одновременном (за счет последующей за этим процессом метанизации) увеличении содержания метана. Несмотря на то, что это технологически осуществимо, существуют некоторые проблемы необходимость использования окиси углерода в реакторе ГРГ только в качестве балласта и ведения процесса метанизации водорода такой высокой концентрации в несколько стадий из-за его экзотермичности экономически неоправданный высокий уровень теплоты сгорания газа из-за присутствия в нем тяжелых углеводородов. Наконец, высокая стоимость водорода и неудовлетворительное использование дорогостоящего газа делают процесс простой метанизации экономически невыгодным. [c.125]

Как видно из приведенных данных, условия выделения зоны катагенеза даже в одном регионе не одинаковы. Один из основных факторов, приводящих к катагенным изменениям нефтей, по мнению большинства геохимиков, температура. Анализ геохимического материала по нефтям ряда регионов Советского Союза показал, однако, что закономерного возрастания метанизации нефти с увеличением современной температуры не наблюдается. Корреляционно-регрессивнный анализ состава нефти и условий ее залегания, в том числе и температуры, показал, что как в Предкавказье [11], так и в Прикаспии [5] в каждом стратиграфическом комплексе связь между составом нефти и современной температурой очень сложная. Для нефтей некоторых стратиграфичес1 их комплексов (например, юрские нефти Предкавказья) такая связь вообще отсутствует. Незначительная роль температуры отмечается и для нефтей, залегающих в нижнемеловых отложениях этого же региона, — изменение содержания метановых и ароматических У В зависит от глубины и минерализации вод. В кайнозойских отложениях роль температуры катагенных изменениях нефтей более заметна. Так, в палеоценовых отложениях отмечается связь между уменьшением степени циклизации молекул парафино-нафтеновых и нафтено-ароматических фракций с глубиной и температурой. Лишь в двух случаях отмечается непосредственное влияние температуры в нефтях, залегающих в эоценовых отложениях, число атомов углерода в ароматических кольцах уменьшается с ростом температуры (Уд = = 51,008 — 0,0845 Х ] в нефтях, залегающих в миоценовых отложениях, наблюдается возрастание содержания парафино-нафтеновых УВ с ростом температуры (Урн 34,456 + 0,263 Х ). В Прикаспийской впадине связь между составом нефти и температурой отмечалась только для триасовых нефтей уменьшалась с увеличением температуры (У/< = = 1,64-0,015 Xf). [c.138]

Не отмечается существенного температурного влияния на катагенные изменения нефтей и в Прикаспийской впадине, где даже на больших глубинах не наблюдается резко выраженной метанизации нефтей. Это связано с тем, что в процессе соленакопления и соляного диапиризма происходило снижение палеотемператур. Типичные катагенные изменения были встречены лишь в нефтях из девонских отложений внешней бортовой зоны на глубине 5370 м при температуре 107 °С (скв. 25, Ташлинская площадь). Характерными (катагенными) признаками их были низкая плотность (0,808 г/см ), высокое содержание бензинов (34 %) и пара-фино-нафтеновых УВ (71%) и низкое (0,8). [c.139]

Изучение геохимической характеристики скоплений жидких УВ показало наличие определенной закономерности в изменении их свойств и состава. В восточной и юго-восточной частях бортовой зоны отмечаются закономерные изменения состава нефтей - повышение плотности в бортовых и во внешних частях прибортовых зон и уменьшение ее с возрастанием метанизации нефтей и снижением смолистости во внутренних прибортовых частях и в направлении к центру впадины. Эта же тенденция [c.165]

Процесс включает обессери-вание сырья, каталитическую конверсию углеводородов с водяным паром, метанизацию, очистку газа от двуокиси углерода и воды [c.142]

Тенденция преобладания алкилпорфиринов над циклоалканопор-фириновыми структурами по мере погружения продуктивного горизонта и, следовательно, увеличения степени метаморфизма совпадает с известным эффектом метанизации углеводородов с увеличением глубины их залегания. Модельные эксперименты также подтвердили, что в процессе термического и термоокислительного воздействия на нефтяные порфирины относительная доля алкилпорфиринов в них возрастает. Кроме того, наблюдается сужение молекулярно-массового распределения за счет разрушения наиболее высокомолекулярной части [790]. Систематическое изучение порфиринов различных нефтей Сургутского нефтеносного района показало, что их состав и особенности молекулярно-массового распределения могут служить геохимическими критериями, отражающими условия образования и существования нефтей [791]. [c.158]

Как и СНГ, лигроин обычно преобразуют в ЗПГ в процессе низкотемпературного парового риформинга с последующим обо- гащением газа, например за счет метанизации или вывода дву- окиси углерода Высоконикелевый катализатор, применяемый в промышленных установках риформинга, защищается специальной системой десульфурации соединения серы конвертируются в сероводброд, который затем поглощается соответствующим абсорбентом типа окиси цинка или Люксмассы. Естественно, при избыточном содержании серы требуется более частая замена абсорбента. Лигроин можно также газифицировать под высоким давлением на дутье, обогащенном водородом. В этом случае наличие сернистых соединений в сырьевом потоке вполне допустимо, однако в продуктах реакции гидрогенизации может оказаться [c.76]

Большое значение имеет изменение энтальпии АН, связанное с различными этапами реакций. Окисление углерода и углеводородов сопровождается выделением большого количества тепла, а паровой риформинг углеводородов (реакция 14), реакция образования водяного газа — углерод+пар (реакция 3), а также реакция конверсии 4 эндотермичны не только при 25°С, но и при температурах этих реакций и даже выше. Гидрогенизация углерода до образования парафиновых углеводородов экзотер-мична. Образование ацетилена и этилена из составляющих элементов или при крекинге углеводородов являются эндотермическими реакциями. И наконеп, метанизация окислов углерода, т. е. реакция 5, в высшей степени экзотермичиа. [c.90]

Реакция окисления высокоэкзотермична и, поскольку последующая обработка полученного газа, например метанизация его, также экзотермичн1а, эффективного способа использования всей тепловой энергии, выделившейся при частичном окислении, нет. Единственным решением этой дилеммы могло бы быть комбинирование цикла частичного окисления с каким-нибудь другим, эндотермическим процессом газификации, например паровым риформингом. Этот способ нашел практическое применение в промышленных установках суммарную реакцию в газогенераторе частичного окисления можно записать как [c.94]

Первый процесс для получения газа, заменяющего природный, из лнгроина и аналогичного сырья был предложен лабораторией Оолихалл Бр итанской Газовой корпорации. Он был основан на разработках, выполненных в 60-х годах и направленных первоначально на получение типичного для Европы городского газа, т. е. смеси метана, водорода и инертных газов с теплотой сгорания около 4450 ккал/м (18 630 кДж/м ) и скоростью распространения пламени по Виверу около 42 (с потенциалом сгорания по Дельбуру 30). Когда возникла необходимость производить более богатый газ, к первоначальным установкам для получения городского газа по методу КОГ были добавлены дополнительные стадии для удаления двуокиси углерода и метанизации оставшихся н газе окислов углерода. К моменту снижения потребления городского газа в Великобритании и в других странах в связи с началом использования природного газа существовало около 40 таких установок в Японии, Англии и некоторых других европейских странах. [c.101]

Показатели I П при метанизации при гидрога-зифнкацни без удаления СО, с удалением СО [c.104]

В табл. 26 приведены состав, и характеристики горения ЗПГ, получаемого в результате процесса Газинтан , после метанатора и окончательной очистки от СОг Д я двух случаев метанизации с предварительным влагоудалением и без влагоудаления. [c.109]

Эта последовательность ступеней обработки газа характерна для так называемого усовершенствованного процесса Газинтан [10]. Были описаны и другие возможные случаи, например одноступенчатая газификация с последующей метанизацией в одну или более ступеней (стандартный Газинтан ) [11], стандартный Газинтан с применением более высокоактивного катализатора, одноступенчатая газификация с одноступенчатой метанизацией и рециркуляцией газа-продукта с низким содержанием СОг [Ю]. [c.109]

Упрощенная технологическая схема усовершенствованной системы Газинтан (двухступенчатая газификация с одноступенчатой метанизацией) для получения ЗПГ приведена на рис. 9. [c.110]

Смесь паров лигроина, водяного пара и водорода поступает на верхний слой катализатора в адиабатическом низкотемпературном реакторе риформинга при температуре около 450°С. Для обеспечения оптимального использования пара смесь па выходе из первого слоя смещивается с дополнительными парами лигроина, уравновешенная повторпо смесь поступает на второй слой, где происходит последующая гидрогазификация, причем падения температуры между реакторами, характерного для процессов КОГ и Газинтан , здесь не наблюдается. Затем происходит низкотемпературная метанизация с помощью того же катализатора ОМГ , который снижает содержание водорода в газе приблизительно от 10 до 3 об. %. Дальнейшее снижение содержания водорода требует так называемой сухой метанизации, т. е. удаления влаги из газов с помощью конденсации до входа их во второй метанатор. [c.112]

Кроме трех указанных промышленных процессов низкотемпературного риформинга разрабатывается целый ряд новых методов, которые, однако, еще не достигли стадии промышленного внедрения. Одним из них, в частности, является процесс Адтек , разработанный Институтом технологии газа в г. Чикаго. В этом процеосе, по-види,мому, известные методы десульфурации, парового риформинга и метанизации, разработанные как в собственных, так и других лабораториях, применены к безусловно рентабельной газификации лигроина. Компания Филлипс Петролеум разработала процесс Синнат , применимый, в частности, к превращению СНГ в заменитель природного газа. Заказов на строительство промышленных установок по какому-либо из указанных типов пока не было сделано. [c.114]

Тем не менее, различные конструкторы промышленных установок указывают предельные точки кипения разных видов сырья. Для низкотемпературного риформинга по типу КОГ , например, максимально допустимая температура кипения исходного продукта для установок с метанизацией ограничивается 185°С. Для устаиовок гидрогазификации до самого последнего времени максимальная температура кипения исходного сырья практически равнялась 150°С. Для процесса Газинтан были установлены меньшие ограничения. В стандартных газификаци-онных установках этого типа можно перерабатывать лигроин с конечной Т0Ч1К0Й кипения 200°С, хотя, как утверждают специалисты, текущие затраты а его газификацию намного выше, а выход газа несколько ниже. Японская компания Газолин заявила, что их катализаторы и низкотемпературные реакторы риформинга нечувствительны к конечной температуре кипения сырья, и, следовательно, на их установках можно перерабатывать более тяжелый лигроин с широким диапазоном температур кипения. [c.115]

Вместо прямой метанизации водородом подаваемых в установку избыточных окислов углерода газы, вытекающие из установок ГРГ или ГПЖС, можно подвергать низкотемпературной конверсии. В результате из этановой компоненты газа будут образовываться метан и небольшие количества окислов углерода, а остаточные компоненты либо останутся непрореагировавшими, либо в условиях низкотемпературной паровой конверсии подвергнутся незначительному воздействию. Газ, покидающий реактор низкотемпературной конверсии, будет содержать окислы углерода, количество которых достаточно для их восстановления остаточным водородом при наличии соответствующего катализатора. Технология производства ЗПГ по многоступенчатому способу в общих чертах хорошо описана в работе [10]. [c.125]

Основное преимущество низкотемпературной конверсии — метанизации — заключается в удалении избытка тяжелых углеводородов из газа и в снижении, таким образом, конечного значения его теплоты сгорания. Однако остается проблема высоких концентраций водорода в газе, подающемся в реактор-метани-затор, и весьма высокого уровня тепла в результате реакций метанизации. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология