Особенности ожижения водорода

ОСОБЕННОСТИ ОЖИЖЕНИЯ ВОДОРОДА [c.41]

Особенности ожижения водорода [c.49]

Ожижение водорода имеет ряд особенностей по сра внению с ожижением воздуха, а также других газов. Эти особенности обусловлены переходом на более низкий уровень температур и физическими свойствами водорода. К числу таких особенностей относятся следующие. [c.44]

КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЖИЖЕНИЯ ВОДОРОДА [c.89]

Для ожижения водорода применена сложная каскадная схема с пятью ступенями охлаждения (рис. 59, б). Применение многоступенчатой схемы позволяет существенно снизить затраты энергии. Характерным является применение только одной ступени с детандером (термодинамически это не очень благоприятно), что позволяет свести с минимуму возможные неполадки, связанные с выходом детандеров из строя. Другой важной особенностью схемы является разделение технологического и холодильного потоков. Циркуляционный холодильный цикл полностью отделен от ожижаемого потока водорода впервые идея такого способа ожижения водорода была предложена и осуществлена Капицей и Кокрофтом в Кэмбриджском университете в 1932 г. Главное преимущество такой организации процесса заключается в том, что основная масса водорода (циркуляционный поток) не требует очистки от примесей очищается только ожижаемая доля газа кроме того, облегчается осуществление многоступенчатой конверсии. Ожижители большой производительности обычно имеют схемы с разделенными потоками. [c.125]

При ожижении водорода большое значение имеет устранение притоков тепла, особенно к аппаратуре с температурой ниже. Это особенно важно для ожижителей водорода небольшой и средней производительности. [c.51]

Особенности эксплуатации установок для ожижения водорода и гелия [c.161]

Особенно следует подчеркнуть, что в этом случае единственно правильным решением может быть применение термодинамических циклов, обладающих высоким к.п.д. Если вспомнить историю развития отрасли промышленности, связанной с ожижением воздуха, и учесть общие свойства газов, можно с уверенностью предсказать путь, который должен привести к созданию экономически выгодных установок для ожижения водорода. Несомненно, что рост производства жидкого водорода будет сопровождаться увеличивающимся применением детандеров в качестве определенных ступеней цикла. [c.70]

При ожижении водорода большое значение имеет очистка исходного газа от посторонних примесей, особенно от кислорода, в связи с проблемой взрывобезопасной работы аппаратуры (об очистке водорода см. стр. 290= 291). [c.294]

Другой важной проблемой является осуществление в процессе ожижения водорода его орто-пара конверсии. Конверсия особенно необходима при ожижении больших количеств водорода для уменьшения потерь жидкого водорода при хранении. [c.294]

В книге обобщены материалы по получению жидкого водорода (производство газообразного водорода, его ожижение, проведение орто-пара-конверсии), особенностям его транспортировки и хранения, опубликованные в последние годы в отечественной и зарубежной литературе. [c.2]

В процессе ожижения, особенно больших количеств водорода, необходимо осуществлять орто-пара-конверсию для уменьшения потерь водорода при хранении [1]. [c.46]

Сжатие водорода, его очистку и ожижение проводят при давлениях от 0,2 до 250 ат и температурах от 400 до 20°К, что обусловливает особенности конструкций приборов, необходимых для контроля и управления процессами. [c.96]

Как основное достоинство термических процессов переработки ТНО следует отметить меньшие, по сравнению с каталитическими процессами, капитальные вложения и эксплуатационные затраты. Главный недостаток, существенно ограничивающий масштабы их использования в нефтепереработке, - ограниченная глубина превращения ТНО и низкие качества дистиллятных продуктов. Значительно более высокие выходы и качество дистиллятных продуктов и газов характерны для процессов каталитического крекинга. Однако для них присущи значительные как капитальные, так и эксплуатационные затраты, связанные с большим расходом катализаторов. Кроме того, процессы каталитического крекинга приспособлены к переработке лишь сравнительно благоприятного сырья - газойлей и остатков с содержанием тяжелых металлов до 30 мг/кг и коксуемостью ниже 10 % масс. В отношении глубины переработки ТНО и качества получающихся продуктов более универсальны гидрогенизационные процессы, особенно гидрокрекинг. Но гидрокрекинг требует проведения процесса при чрезмерно высоких давлениях и повышенных температурах и, следовательно, наибольших капитальных и эксплуатационных затратах. Поэтому в последние годы наблюдается тенденция к разработке процессов промежуточного типа между термическим крекингом и каталитическим гидрокрекингом, так называемых гидротермических процессов. Они проводятся в среде водорода, но без применения катализаторов гидрокрекинга. Очевидно, что гидротермические процессы будут несколько ограничены глубиной гидропереработки, но лишены ограничений в отношении содержания металлов в ТНО. Для них характерны средние между термическим крекингом и гидрокрекингом показатели качества продуктов и капитальных и эксплуатационных затрат. Аналоги современных гидротермических процессов использовались еще перед второй мировой войной для ожижения углей, при этом содержащиеся в них металлы частично выполняли роль катализаторов гидрокрекинга. К гидротермическим процессам можно отнести гидровисбрекинг, гидропиролиз, дина-крекинг и донорно-сольвентный крекинг. [c.606]

Усовершенствование указанных процессов ожижения связано с необходимостью преодоления следующих затруднений 1) дезактивация катализатора вследствие отложения углерода, металлов и минеральных веществ 2) отравление катализатора соединениями азота и серы 3) дезактивация катализатора вследствие сульфидирования в среде, содержащей сероводород 4) ограничения эффективности контакта катализатора с продуктами ожижения и водородом, а также диффузионные ограничения 5) высокий расход водорода и уменьшение выхода жидких фракций вследствие недостаточной селективности крекинга 6) спекание катализатора и носителя, особенно в процессе регенерации 7) плохой тепло- и массоперенос вследствие неправильного распределения пор по радиусам 8) механическое разрушение катализатора при длительном использовании и регенерации. [c.224]

Основными рабочими веществами при температурах ниже 80° К являются гелий, водород и неон, а также их изотопы и модификации. В области сверхнизких температур, ниже Г К, рабочей средой становятся парамагнитные соли. Соответственно вопросы, связанные с ожижением Не, На и Ме, а также элементы магнитного охлаждения рассматриваются наиболее подробно. В книге по возможности охвачен достаточно широкий комплекс проблем, интересующих конструктора и исследователя, начиная от термодинамических основ охлаждения и кончая низкотемпературными свойствами веществ и рекомендациями по конструированию аппаратуры. Разделы, требующие дополнительных пояснений, иллюстрированы примерами. Некоторой особенностью книги является то, что она в первую очередь предназначена для читателей, занимающихся разработкой криогенных систем, и в меньшей степени для тех, кто использует эти системы.. [c.4]

В формуле (31) второй член определяет количество тепла ( 1 — о), которое надо отнять от 1 кг газа, чтобы из начального состояния 1 перевести его в жидкую фазу О. Характерной особенностью идеального цикла является то, что тепло отводится в две стадии при переменной температуре от Гх до отводится тепло ( 1 — 2), а при постоянной температуре Т — тепло конденсации ( 2 — /о)- Именно непрерывность отвода тепла на участке 1—2 сначала при более высоких, а затем при более низких температурах позволяет обеспечить минимальную затрату работы. Следует подчеркнуть, что обратимый цикл Карно, построенный на изотермах Т1 и То, для целей ожижения является существенно менее выгодным, чем идеальный цикл, так как в цикле Карно все тепло отводится только на самом низком уровне температур То- Это обстоятельство особенно важно для таких веществ, как гелий, водород, неон, у которых теплота конденсации невелика по сравнению с теплотой охлаждения (( 1 — 1 ). Теоретически процесс непрерывного отвода тепла на участке /—2 можно представить как последовательность бесконечно большого количества элементарных циклов Карно, осуществляемых в интервале температур Т —То- [c.36]

Одним из принципиально новых путей деполимеризации ОМУ с одновременным насыщением полученных продуктов водородом является ионное гидрирование. Его отличительная особенность заключается в том, что для подобной переработки могут быть использованы твердые горючие ископаемые с самым широким диапазоном свойств и составов, процесс протекает при низких давлениях и температурах. Упрощенно механизм ожижения угля в условиях ионного гидрирования может быть представлен в следующем виде [c.277]

Отличительными особенностями этих циклов являются 1) галогениды магния легко гидролизуются и реакции окисления и восстановления оказываются благоприятными 2) смеси броматов и бромидов или иодатов и иоди-дов в водных растворах могут быть разделены фильтрацией 3) выделение кислорода разложением броматов и иодатов идет до завершения и смеси газов Ь — Ог могут быть разделены ожижением 4) в циклах с применением брома и иода выделение водорода идет значительно легче, чем в циклах с хлором. [c.366]

В табл. 14 подсчитаны минимальные работы, затраченные на ожижение 1 кг водорода, при одном, двух, трех и четырех уровнях отбора тепла. Как видно из таблицы, увеличение числа уровней отбора тепла значительно уменьшает расход энергии (особенно при переходе от одного уровня к двум и трем), и поэтому для производства водородного холода вполне рационально иметь два или три температурных уровня отбора тепла. Увеличение числа уровней свыше трех уже менее выгодно, так как получаемая экономия не оправдывает усложнения и удорожания установки. [c.81]

Начиная с конца XIX в., водород применяется и для получения очень низких температур, а также, что особенно важно, во все большей и большей степени идет на синтез различных ценных ка неорганических, так и органических соединений. Очень большие количества водорода идут на синтез аммиака, для целей ожижения угля, т. е. синтеза бензина и других нефтяных продуктов, для синтеза разнообразнейших органических веществ, например для получения твердых жиров из жидких растительных масел. Для получения ЫНз необходим особенно чистый Нг без примесей СО (допускается примесь СО не более 0,05%), поэтому были разработаны специальные методы очистки водорода. Количество свободного водорода, потребляемого ежегодно химической промышленностью, очень велико и превышает 1 млн. т. [c.13]

В заключение упомянем о возможных применениях газовой холодильной машины. Очевидно, что такая установка будет весьма полезна в лабораториях и промышленности. В лабораториях применение газовой холодильной машины особенно удобно, так как при ее помощи можно ожижать такие газы, как азот, аргон, кислород или метан. Таким образом, можно получать охлаждающую среду вполне определенной температуры. Предварительные испытания показали, что в некоторых случаях газовая холодильная машина может применяться и при разделении газов, например для ректификации воздуха. Наконец, она может быть использована для предварительного охлаждения водорода при его ожижении в обычном дроссельном ожижителе типа Линде. [c.41]

В процессе ожижения водорода, особенна больших его количеств, необходимо осуществить орто-параконверсиго для уменьшения потерь жидкого водорода -при дальнейшем [c.51]

Техно-чогический процесс ожижения водорода имеет ряд особенностей (по сравнению с процессом ожижения воздуха, кислорода и азота), кого- [c.161]

Растущий интерес к таким детандерам делает приводимый в статье анализ, который впервые в виде информационного сообщения появился в конце 1957 г., а при написании данной статьи дополнен и несколько переработан, ценным для Оолее широкого круга читателей. Хороший обзор применения поршневых турбодетандеров был недавно опубликован Коллинзом и Кеннеди [1], в который также включены работы Лэнда [2] и Джекета [3]. Тип детандера, наиболее целесообразный для данной ожижительной установки, зависит от ее производительности. Многие типы детандеров, которые успешно применялись ранее в других установках, могут быть рассмотрены с целью их использования в установках для ожижения водорода. К таким машинам можно отнести в порядке возрастания производительности поршневые детандеры, ротационные вытеснительного типа , особенно детандер конструкции Лисхольма, радиальные и осевые турбодетандеры. [c.70]

Ожижение водорода может быть осуществлено путем применения тех же принципов, которые используются для ожижения воздуха. Однако при ожижении водорода существуют некоторые осложняющие обстоятельства. Температура инверсии эффекта Джоуля — Томсона для водорода равна —204° К Поэтому изэн-тальпийное расширение (дросселирование) водорода не приведет к его охлаждению, если водород не охладить предварительно ниже температуры инверсии. Более того, все вещества, кроме водорода и гелия, замерзают при температурах выше температуры кипения водорода. Поэтому, если ожижаемый водород не является чрезвычайно чистым, его газообразные примеси могут затвердеть и забить каналы теплообменников. Особенно нежелательна примесь даже очень небольших количеств кислорода. Имевшие место взрывы внутри водородных ожижителей приписываются накоплению твердого кислорода в трубках, по которым проходит холодный водород высокого давления. [c.51]

Процесс гиперсороции предназначен для того, чтобы обогащать и одновременно разделять на фракции по числу атомов углерода смеси газообразных углеводородов самого разнообразного состава, причем настолько разбавленные инертными газами, что выделять эти углеводороды ректификацией или масляной абсорбцией неэкономично. Особенный интерес представляет выделение этилена из газов, в которых он содержится в небольшом количестве, а также очистка от водорода газов специальных крекинг-установок, газов гидроформинга, газов с установок по гидрированию угля. Метано-водородные смеси, нолучаюшдеся в качестве верхнего продукта при промывке газов крекинга и дегидрирования в масляных абсорберах, а также при ректификации ожиженных газов по методу Линде, легко разделяются гиперсорбцией на составные компоненты. Так же хорошо подходит гиперсорбция для выделения пропана и бутана из сухого природного газа, т. е. для выделения их из смесей, содержащих эти углеводороды в небольших концентрациях. Однако разделение гиперсорбцией нарафинов и олефинов с одним и тем же числом атомов углерода технически еще невозможно. [c.178]

Пути 2 и 3 универсальны, но многостадийны и требуют сложного оборудования. Это особенно относится к пути 2-прямому ожижению (гидрогенизации) углей при высоких давлениях водорода (10-70 МПа), что определяет высокие уд. капиталовложения в сооружение соответствующих пром. установок. Однако этот путь дает наиб, выход целевых продуктов. Напр., при гидрогенизации кам. и бурого углей получают (в расчете на орг. массу твердого сырья) 53-65 и 53% жидких продуктов против соотв. 9-10 и 18-20% в случае термич. переработки (путь 1). По сравнению с газификацией и послед, синтезом моторных топлив из синтез-газа (путь 3) гидрогенизация энергетически вьцоднее, поскольку ббльшая доля теплосодержания сырья переходит в Целевой продукт 58 и 52% вместо 44-52 и 45- 50% в случае соотв. J aм. и бурого углей. [c.355]

Катализ применяется при получении важнейших неорганических продуктов основной хи.мической промышленности водорода, аммиака, серной и азотной кислот. Особенно велико и разнообразно применение катализа в технологии органических веществ, прежде всего в органическом синтезе — в процессах окисления, гидрирования, дегидрирования, гидратации, дегидратации и др. При помонги катализаторов получают основные полупродукты для синтеза высокополимеров. Непосредственное получение высокомолекулярных соединений полимеризацией и поликонденсацией мономеров также осуществляется с участием катализаторов. На применении катализаторов основаны многие методы переработки нефтепродуктов каталитический крекинг, риформинг, изомеризация, ароматизация и алкилирование углеводородов. Жидкое моторное топливо из твердого (ожижение твердого топлива) получают при помощи катализаторов. [c.210]

Селективность. При переработке угля СРК в котельное топливо важно уменьшить потребление водорода, необходимого для установления соотношения Н/С и для очистки угля СРК от соединений азота. Кислотность поверхности катализатора (см. разд. 7.3.1 и 14.4.2) и его природа играют важную роль в этих процессах, особенно для создания условий максимизации селективности. Наиболее широко используемые катализаторы ожижения угля были разработаны для оптимальной гидросероочисткн, но они не обязательно являются наилучшими для переработки угля СРК. [c.216]

Распад органической массы начинается при 300°С и достигает максимума при 390 °С, при этом в продуктах ожижения наблюдается значительное снижение суммарного содержания гетероатомов, особенно О и 8, конденсационные процессы и газообразование протекают незначительно и заметно снижаются при повышении давления водорода. Выход ароматических компонентов, крекинг и деалкилировапие увеличиваются с ростом температуры выше 390 °С. [c.197]

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы 1) метанол и этанол являются активными ал-килирующими агентами и претерпевают незначительные превращения в углеводородные газы в условиях суперкритических превращений, суммарный расход этих спиртов снижается с ростом давления, что особенно характерно для метанола 2) изопропиловый спирт в значительной степени превращается в углеводородные газы, является алкилирующим агентом и источником водорода. В соответствии с этим при использовании спиртов (вместо, например, толуола) правильнее говорить о суперкритическом ожижении, а не растворении угля. [c.269]

Конденсационно-сорбционные ловушки. При сверхвысоком вакууме ловушки, охлаждаемые ожиженными газами, не улавливают всех нежелательных примесей, попадающих в объем при работе масляных насосов. Различные схемы откачки имеют своей целью вообще исключить применение диффузионных паромасляных и форвакуумных масляных насосов для того, чтобы гарантировать отсутствие масляных паров в области сверхвысокого вакуума. Однако в некоторых случаях можно преодолеть это затруднение применением конденсационно-сорбционной ловушки. Ряд авторов предлагают различные конструкции ловушек, которые, по их мнению, обеспечивают полное улавливание паров масла. Принцип действия таких ловушек тот же, что и сор бционных насосов. Если применить в такой ловушке яспарение титана, то благодаря высокой сорбционной способности распыленного титана, в особенно- сти при низких температурах, слой титана будет интенсивно поглощать метан, водород, окись углерода, аргон и другие газы. [c.426]

В ожижителе НБС используется водородный холодильный цикл высокого давления с однократным дросселированием и предварительным охлаждением водорода жидким азотом, кипящим под вакуумом. Указывается [8], что при разработке технологической схемы и конструкций установки были приняты специальные меры предосторожности против взрыва, что обусловлено значительным увеличением количества перерабатываемого на установке водорода. Были предъявлены требования максимальной надеяшости и безопасности ведения технологического процесса, особенно это относилось к гехжетизации оборудования и очистке от кислорода водорода, поступающего на ожижение. [c.89]