Промышленные установки жидкого водорода

Промышленные установки жидкого водорода [c.94]

Практическое использование реакции орто-пара-превращения связано с проблемой сжижения водорода и последующего его хранения. Полученный в компрессорных установках жидкий водород содержит 75% ор/ио-формы, которая медленно превращается в пара-форму с выделением тепла, что приводит к выкипанию водорода (через 100 ч испаряется 40% исходного жидкого водорода). Поэтому стремятся осуществить конверсию водорода в процессе сжижения с тем, чтобы в дальнейшем температура водорода уже не повышалась. Для этого в процессе сжижения газообразный водород пропускают через неподвижные слои катализатора при последовательно понижающихся температурах. Активными промышленными катализаторами этого процесса являются гель закиси железа [39] и рубидий на носителе [40]. [c.47]

Энергетические затраты в широко распространенных промышленных установках ожижения водорода составляют 61—90 МДж (17—25 кВт-ч) на 1 кг жидкого 95 %-ного пара-водорода [203], что составляет примерно 28% его энергетического содержания [204], Рекомендуемые на перспективу промышленные системы ожижения водорода будут расходовать 0,89 кВт-ч на ожижение 1 м Нг. В пересчете на эквивалентную теплоту сгорания это в 5,5 раза больше, чем в случае ожижения метана. Расход энергии на охлаждение водорода до 65 К составляет 2,25 кВт-ч на килограмм водорода. [c.98]

Со всех крупных промышленных установок жидкий водород можно доставлять к потребителю автомобильным или железнодорожным транспортом в разработанных для этой цели специальных цистернах емкостью до 106 м . Но наиболее экономичный способ снабжения потребителя продуктом -передача жидкого водорода по специальному трубопроводу. Такая система была принята для одной из крупных установок фирмы Эйр Продактс. Один из потребителей получал с установки жидкий водород по специальному трубопроводу протяженностью около 600 м, имевшему вакуумную изоляцию. [c.97]

Гидрогенизация в. заводских масштабах. Работают промышленные установки по процессу непрерывной гидрогенизации бензола, в котором водород и жидкий бензол проходят через слой катализатора с размером зерен 1—4 меш. Катализатором служит никель-алюминиевый сплав, поверхность которого активирована путем выщелачивания слоя алюминия. Когда катализатор в процессе работы становится менее активным, его регенерируют на месте путем выщелачивания следующего слоя алюминия водным раствором щелочи, и процесс гидрогенизации продолжают дальше [155]. [c.270]

На основе опытов на пилотных установках проведен пробег промышленной установки ВИВ, переоборудованной под метод Варга. Сырье — венгерская нефть и туймазинский мазут (отношение сырье разбавитель равно 4 1). Два реактора с плавающим и стационарным катализаторами работали по совмещенной схеме (см.1 8). Из нефти,получено 75,3% жидких продуктов при расходе водорода 1,8% из мазута получено 22% бензина, 60% дизельного топлива и 11% остатка при расходе водорода 2,4% [c.63]

В последние годы технология процесса флексикокинг получила дальнейшее развитие. Схема установки была дополнена вторым реактором газификации, в котором осуществляется газификация части кокса подачей только водяного пара с образованием синтез-газа, не содержащего азота. Это позволяет примерно на 20% снизить выработку топливного газа и одновременно обеспечивает производство водорода для гидрообессеривания жидких продуктов коксования. Первая промышленная установка флексикокинг мощностью 1 млн т/год была пущена в Японии в 1 )76 г. Аналогичные установки мощностью 1 млн т/год эксплуатируются в Венесуэле и Нидерландах. Дальнейшее широкое распространение процесса флексикокинг сдерживается из-за исключительно больших капитальных затрат, требуемых на их строительство. [c.82]

В основе газификации жидких и твердых видов топлива в промышленных установках ЗПГ лежат сложные химические реакции. Если в разных процессах производства ЗПГ одни реакции являются доминирующими и, следовательно, одни формулы химического равновесия более -существенны, чем другие (например реакции углерода с паром в процессе риформинга и углерода с водородом — при гидрогазификации), то на практике, вероятно, при любых методах газификации устанавливаются равновесные условия всех четырнадцати реакций, упомянутых выше. [c.98]

Таким образом, рассмотренная энерготехнологическая установка, базирующаяся на полукоксовании дешевых низкосортных углей, может вырабатывать сырье для химической промышленности, жидкий водород, товарный полукокс и водяной пар, выдаваемые потребителям для энергетических и бытовых целей, а также полукокс, отопительный газ и водяной пар для собственных нужд установки. [c.50]

Получение бензола. Схема промышленной установки термического гидродеалкилирования толуола показана на рис. 76 [39]. Концентрацию водорода на -необходимом уровне поддерживают сбрасыванием части водородсодержащего газа из системы и дополнительным введением свежего водородсодержащего газа. В схеме установки не предусмотрена отмывка циркулирующего водородсодержащего газа от метана . Жидкая фаза из газосепаратора высокого давления 6, пройдя газосепаратор низкого давления 7, поступает на адсорбционную очистку от непредельных углеводородов с помощью отбеливающей глины в колонне 8 и фракционируется в колонне 9. Нижний погон колонны 9 — непревращенный толуол с небольшим количеством образовавшегося дифенила — используется в качестве циркулирующего потока. П роцесс проводят при температуре около 750° С и давлении 40—50 ат. Глубина превращения толуола за один проход, как правило, составляет около 50%. Материальный баланс процесса гидродеалкилирования был представлен в табл. 68 (см. стр. 303) [40]. [c.311]

В промышленных установках тех лет применяли трех- и четырехступенчатые схемы переработки угля [63]. На стадии жидкофазной гидрогенизации паста — 40% угля и 60 /о высококипящего угольного продукта с добавкой железного катализатора — подвергалась воздействию газообразного водорода при температуре 450—490 °С и давлении до 70 МПа в системе из трех или четырех последовательно расположенных реакторов. Степень конверсии угля в жидкие продукты и газ составляла 90—95% (масс.). Поскольку экономичные методы регенерации катализаторов в то время не были разработаны, в большинстве случаев использовали дешевые малоактивные катализаторы на основе оксидов и сульфидов, железа. После прохождения системы реакторов и горячего сепаратора при температуре 440—450 °С циркуляционный водородсодержащий газ и жидкие продукты отводили сверху. Затем в холодном сепараторе газ отделялся от жидкости и после промывки возвращался в цикл в смеси со свежим водородом. Жидкий продукт после двухступенчатого снижения давления для отделения углеводородных газов и воды подвергался разгонке, при этом выделяли фракцию с температурой конца кипения до 320—350 °С и остаток (тяжелое масло, его употребляли для разбав.чения шлама гидрогенизации перед центрифугированием). [c.79]

Схема другой промышленной установки [188] показана i a рис. 92. Равные объемы сухих этилена и хлористого водорода смешивают и вводят в реактор, в котором находится некоторое количество безводного хлористого алюминия, растворенного в хлористом этиле. Водяным охлаждением температуру в реакторе поддерживают около 35 . Чтобы продукты реакции находились в жидком состоянии, процесс проводят под давлением 2,5—3 ат. [c.425]

В продуктах сгорания топлив всегда содержатся пары воды, образующиеся как из-за наличия влаги в топливе, так и при сгорании водорода. Отработанные продукты сгорания покидают промышленные установки при температуре выше температуры точки росы. Поэтому тепло, которое выделяется при конденсации водяных паров, не может быть полезно использовано и не должно учитываться при проведении тепловых расчетов. В связи с этим для расчетов обычно применяется значение низшей теплотворной способности рабочей массы топлива 13, которая учитывает тепловые потери с парами воды. По данным элементарного состава низшая теплотворная способность твердых и жидких топлив приближенно может быть определена с помощью эмпирической формулы Д. И. Менделеева [c.11]

Наиболее ранние промышленные процессы изомеризации были предназначены для увеличения ресурсов изобутана — сырья для производства алкилата, являющегося высокооктановым компонентом авиационных бензинов. Первые промышленные установки такого типа начали строить в годы II мировой войны. Сырьем служил н-бутан, выделяемый из газов нефтепереработки. Процесс изомеризации н-бутана представлял особый интерес для тех заводов, на которых отсутствовали установки каталитического крекинга (газ каталитического крекинга богат изобутаном). Катализатором изомеризации служил хлорид алюминия, активированный НС1 и используемый при мягком температурном режиме (90— 120°С) и при повышенном давлении в реакционной зоне. Сейчас на некоторых зарубежных заводах имеются установки изомеризации н-бутана (например, процесс бутамер ) с целью увеличения ресурсов сырья для получения алкилата, однако они имеют ограниченное распространение. Обычно там используют катализатор на основе платины. Процесс протекает при 150—205 °С, 1,5—3,0 МПа и объемной скорости 3—5 ч по жидкому сырью с циркуляцией водорода. [c.225]

Увеличение объемной скорости жидкого сырья или уменьшение продолжительности контакта при парофазном процессе ведет к снижению жесткости гидрирования интенсивность всех каталитических и термических реакций уменьшается, снижается расход водорода и отложение кокса на катализаторе. Обычно объемную скорость на промышленных установках поддерживают в пределах 1—10 объемов сырья на 1 объем катализатора в час. [c.55]

Описание процесса (рис. 27). Смесь сырья и газа с высоким содержанием водорода нагревают в печи до температуры процесса и пропускают нисходящим потоком через слой катализатора в реакторе. Поток из реактора разделяют в газосепараторах двух ступеней. Выделившийся на обеих ступенях газ поступает в заводскую топливную сеть жидкий поток из сепаратора второй ступени поступает в колонну отпарки водяным паром и затем в вакуумную колонну для осушки. Процесс основан на использовании механически прочного трехкомпонентного катализатора (на окисноалюминиевом носителе). Срок службы катализатора на промышленных установках превышает 4,5 года. [c.62]

В числе других процессов химической переработки топлива назовем термоконтактное коксование тяжелых нефтяных углеводородов на поверхности нефтяного кокса [766] пиролиз тяжелых нефтяных остатков и углеводородных газов на этилен [392, 632] получение искусственного жидкого топлива (ИЖТ), алкенов и кислородсодержащих соединений из окиси углерода и водорода на железном катализаторе [343, 387] полукоксование твердых топлив [47, 712]. Схема промышленной установки полукоксования приведена на рис. ХМ2. [c.418]

В литературе имеются сведения о проведении газо-жидкофазных реакций в кипящем слое катализатора. Описана промышленная установка синтеза углеводородов из окиси углерода и водорода [19]. В этом случае реакция протекает с раствором окиси углерода в смеси нефтяного масла и продуктов реакции. Нефтяное масло циркулирует через колонный реактор снизу вверх, поддерживая катализатор в псевдоожиженном состоянии. Газ под давлением также подается снизу, но количество его и линейная скорость потока не связаны с условиями работы слоя катализатора. Жидкие продукты реакции вместе с маслом выводятся из аппарата и отделяются ректификацией. [c.181]

Под гидрогенизационными процессами понимают процессы, проводимые под давлением водорода. Первые промышленные установки гидрогенизации были созданы для получения искусственного жидкого топлива (бензина) из углей и тяжелых шол. Процесс проводили под высоким давлением - 30-70 МПа в несколько стадий. Таким методом получали основное количество бензина в Германии в период второй мировой войны. [c.3]

При непрерывном орто-пара-превращении необходимое добавочное тепло минимально. Это означает, что для каждой температуры устанавливается свое равновесие. В промышленных условиях на ожижительной установке орто-пара-превращения проводятся в две ступени при температуре жидкого азота и при температуре жидкого водорода. Для орто-пара-превращения в промышленных условиях расходуется примерно 20—30 % от общей энергии, требуемой для ожижения [108]. [c.61]

Хладагенты. Жидкие водород и гелий выпускаются промышленностью некоторые институты имеют собственные установки для сжижения [31, 121]. Применяются установки для повторного сжижения гелия. Для получения температур от 20 до 30° К используется жидкий неон [36]. [c.297]

Изложенные в этом параграфе исследования по допустимой скорости паров в колонне, а также величины сливных труб и градиента жидкости на тарелке для работы с жидким водородом, полученные на малых лабораторных модельных колоннах, были подтверждены на полузаводской установке с колонной диаметром 150 мм и на промышленной установке, диаметр колонны которой был равен 1050 мм [37]. [c.64]

В качестве углеводородного сырья на всех перечисленных выше установках применяли природный газ (состоящий главным образом из метана) и нефтезаводские газы. В 1944 г. фирма Гирдлер построила промышленную установку производства водорода из жидкого пропана в качестве сырья [3]. Начиная с того времени, были построены многочисленные другие установки производства водорода из пропана или бутана. Использование пропана и бутана облегчает организацию производства водорода в районах, где отсутствуют ресурсы природного или нефтезаводского газа. [c.170]

На рис.1.7 [9] показан возможный вариант холодильного цикла промышленной установки ожижения водорода, в который включен замкнутый петлевой азотный холодильный цикл с детандерш. Назначение азотного холодильного цикла -получение жидкого азота наличие запасов жидкого азота позволяет обеспечить бесперебойность работы при пиковых нагрузках, например в период регенерации узла очистки (на рис.Ш.7 условно показан один адсорбер). [c.65]

При создании первых промышленных установок был использован опыт работы ранее сконструированных лабораторных ожижителей водорода. Поэтону стадия технологического изучения процесса ожижения водорода на промышленных установках была значительно сокращена. Когда фирма Эйр Продактс в 1956-57 гг. по заданию ВВС США одна из первых в стране приступила к проектированию и строительству промышленных установок жидкого водорода, накопленный опыт эксплуатации лабораторных ожижителей был недостаточным, чтобы сразу же перейти к созданию установок значительной единичной мощности. Некоторые технологические процессы получения жидкого параводорода и технику обращения с большими объемами низко-кипяшей и взрывоопасной жидкости, какой является жидкий водород, предварительно проверяли на сравнительно небольших двух первых промышленных установках, построенных фирмами Эйр Продактс в г. Пейнсвилл (шт. Огайо) и Стирнс-Роджер в г. Бейкерфилд (шт. Калифорния) мощностью соответственно С,91 и 1,36 г/сут. [c.95]

Приступая к созданию промышленных установок жидкого водорода фирш-разработчики располагали значительнш опытом в области разработки и строительства установок глубокого холода фирма Эйр Продактс выпускала воздухоразделительные установки фирма Линде занималась разделением воздуха и коксового газа фирма Стирнс-Роджер производила установки для извлечения гелия из природного газа, а фирма-консультант некоторых проектов Артур Д.Литтл изготовляла лабораторные ожижители гелия и водорода. [c.96]

Установка для получения дейтерия. Одна из наиболее серьезных проблем в процессе дистилляции водорода для отделения дейтерия в промышленных масштабах (так же как и промышленного получения жидкого водорода) заключается в предупреШении забивки кристаллизирующимися твердыми примесями теплообменников, в которых охлаждается исходный газ. [c.86]

Проведенные технологические исследования на полузаводских и опытно-промышленных установках [3, 108] показали, что наиболее приемлемыми агентами смешения для теплового регулирования во всех заводских модификациях гидрогенизационных процессов является водородсодержащий газ, а в некоторых случаях и жидкие сырьевые смеси, не получившие, однако, широкого применения. Водородсодержащий газ, циркулирующий в гидрогениза ционных установках, используют не только для отвода тепловыделений процесса. Главным образом он служит для поддержания высоких парциальных давлений водорода в зоне реакций, необходимых для успешного проведения процесса гидрогенизации. [c.177]

На рис. 81 представлена технологическая схема промышленной установки бутамер , предназначенной для производства изобутана [8]. Изомеризацию осуществляют в реакторе 2 под давлением водорода. Продукты резделяются в газосепараторе 3. Жидкая фаза стабилизируется в колонне 5 и разделяется на бутан и изобутан в колонне 6. [c.332]

Схема промышленной установки термического гидродеалкилирования толуола показана па рис. 6.14 [83, 891. Концентрацию водорода на необходимом уровне поддерживают сбрасыванием части водородсодержаш его газа из системы и дополнительным введением свежего водородсодержащего газа. В схеме установки не предусмотрена отмывка циркулирующего водородсодержащего газа от метана . Жидкая фаза из газосепаратора высокого даълепия 6, пройдя газосепаратор низкого давления 7, поступает на, адсорбционную [c.264]

Аммиак М1з образуется при взаимодействии ЗН2 + N3, однако кинетические исследования наряду с данными, полученными на промышленных установках, показывают, что скорость получения аммиака можно увеличить, если синтез-газ содержит несколько больше N2, например имеет состав 2,5 НзгКз /6/. Смесь азота и водорода пропускают над специально приготовленным железным катализатором со скоростью 10 000-55 ОООГрИ ( ч , поддерживая температуру 450-520°С и давление 140-1000 атм. Реакция экзотермична, и внутри реактора помещают теплообменник так, чтобы теплоту реакции можно было использовать для предварительного нагрева исходных газов. Холодные входяшие газы сначала проходят вдоль внутренней стенки работающего под давлением реактора, охлаждая их, и лишь затем попадают на катализатор, находящийся внутри реактора под давлением. Реакция является равновесной, и реагенты достигают равновесия только перед выходом из реактора. Конверсия за проход составляет 50-80% от равновесной. Отходящие газы охлаждаются, жидкий аммиак отделяется, а непрореагировавшие газы возвращаются в цикл. Газ всегда содержит некоторое количество метана, аргона и других инертных примесей, поэтому прежде чем газ возвращается в цикл, часть его стравливается. Скорость образования аммиака составляет около 30 кг на 1 л катализатора в сутки. [c.225]

В качестве промышленного способа извлечения гелия применяется способ фракционированной конденсации сопутствуюш,их гелию газов при постепенном охлаждении газа до весьма низких температур. Наиболее низкую критическую температуру после гелия имеет водород 1 (iкpит = —239,9° С). Получение таких низких температур в промышленных установках связано с большими материальными затратами, поэтому очистку гелия от водорода проводят не методом конденсации водорода, а химическими методами или адсорбцией на активированном угле. Следующей наиболее трудно сжижаемой примесью гелия является азот. При давлении 150 кПсм и охлаждении жидким азотом, кипящим под вакуумом, до температур —200, —203° С можно получить технически чистый гелий, содержащий [c.179]

Промышленные установки фтористоводородного алкилирова-ния. На зарубежных заводах довольно широко распространены установки алкилировання с фтористым водородом как катализатором. Жидкий фтористый водород по сравнению с серной кислотбй более активен и благодаря его летучести (т. кип. 20 С) легче регенерируется. Еще одним достоинством этого катализатора является более низкая плотность ( 1,0 против 1,84 для серной кислоты). Это облегчает образование эмульсии катализатора с углеводородной фазой в реакторе и даже позволяет отказаться от механического перемешивания. Концентрация применяемого катализатора 90%, и она относительно мало влияет на выход и качество алкилата. Однако система регенерации катализатора довольно сложна. [c.299]

На заводе фирмы Хехст , ФРГ [10а], сооружена промышленная установка производительностью 45 тыс. ткод ацетилена и этилена, вырабатываемых из углеводородного сырья при помощи процесса, известного под названием высокотемпературного пиролиза. Здесь применен реактор специальной конструкции имеется система очистки газов. Схема процесса представлена на рис. 6. В охлаждаемой водой металлической камере сгорания водород, метан или отходящий газ процесса сжигаются с приблизительно стехиометриче-ским количеством кислорода, к которому добавляют водяной пар. Горячие газы сгорания проходят через реакционное устройство одновременно подается (предпочтительно в парофазпом состоянии) соответствующее углеводородное сырье. За счет тепла газов сгорания нагревается углеводородное сырье, из которого в результате протекающих реакций образуются ацетилен и этилен. Выходящий из реактора газ подвергают закалочному охлаждению в устройстве специальной конструкции. Образования элементарного углерода (сажи) при этом процессе не наблюдается. Жидкие побочные продукты (тяжелое ароматическое масло) удаляют на стунени охлаждения и используют в дальнейшем как тяжелое топливо. [c.242]

Шламы перерабатывают сжиганием для получения технологического пара, а минеральную часть в виде золы используют для производства минералов. В СССР созданы опытно-промышленные установки для гидрогенизации угпей. Одним из способов получения из угпя жидких продуктов в отсутствие молекулярного водорода, является ионное гидрирование (И.В.Калечиц). В основе его лежит способность некоторых структур органических соединений углей присоединять протон с образованием карбокатиона, например по схеме [c.241]

В зависимости от оформления технологической схемы отвод тепла из реакторов гидрирования достигается испарением воды в межтрубном пространстве аппарата, циркуляцией циклогексана и его испарением непосредственно в реакторе, а также циркуляцией водорода [40, 41]. В последнем случае применяют адиабатический реактор колонного типа. Этот вариант гидрирования бензола используется отечественной промышленностью. Принципиальная технологическая схема промышленной установки приведена на рис. 4.6.4. Процесс проводят в присутствии никелевого или никельхромового катализаторов при 100—200 °С, 30— 50кгс/см2 и объемной скорости по жидкому бензолу 1—3 ч . Данная схема может быть использована для сменноциклического [52] гидрирования бензола в присутствии палладия на у форме АЬОз при 270 "С, 100 кгс/см2. [c.272]

Наибольшую трудность представляет отделение примеси гелия. На промышленных установках разделение неон-гелиевой смеси и очистка неона осуществляется адсорбционным методом, в том числе на углях БАУ, СКТ, АГ2, методом вымораживания с использованием жидкого водорода, а также конденсационным методом. В первом методе перспективно использование в качестве адсорбента активного угля. Процесс адсорбции смеси протекает при температуре жидкого азота, кипящего под вакуумом. Не-сорбирующийся газ, обогащенный гелием, собирается и компримируется в баллоны, а обогащенная неоном часть десорбируется при температуре 20 °С и также компримируется в баллоны. Регенерация сорбента проводится при температуре 127 С и остаточном давлении З-Ю" Па. Установка перерабатывает 2,8 м /ч сырой неон-гелиевой смеси. Второй метод, связанный с применением жидкого водорода, взрывоопасен и может быть использован лишь на специализированных предприятиях, имеющих резервы жидкого водорода. [c.915]

Изучались [55] реакции циклогексаиа с полным анализом продуктов в смеси с к-гептаном в присутствии алюмо-молибденовых и алюмо-хром овых катализаторов. При исследованиях применялись давления водорода, близкие к используемым на промышленных установках риформинга. Окисные катализаторы риформинга трех основных типов алюмо-хромовый, полученный смешением гелей, соосажденный алюмо-молибденовый и молибденовый, полученный пропиткой геля окиси алюминия, охарактеризованы на рис. 9, 10 и И. Верхняя кривая на рис. 9 отражает зависимость степени превращения циклогех сана от температуры. Оба молибденовых катализатора значительно более активны, чем алюмо-хромовый. Например, при проведении реакции при парциальном давлении водорода 7 ат, температуре 454° и объемной скорости жидкого сырья 1,0 час.превращение цршлогек-472 [c.472]

Для технического исполь.зования жидкий водород, в котором испарение водорода происходит за счет его орто-пара-преврашения, неприемлем. Поэтому все промышленные ожижительные установки используют катализаторы для орто-пара-превращения [111] и ускорения процесса установлени . равновесия. [c.60]

Дистилляция жидкого водорода — один из лучших методов получения дейтерия. На это указывает широкое распространение этого метода. Для него характерны довольно высокие коэффициенты разделения (табл. 13.4), и при условии хорошо отлаженной системы низкотемпературного охлаждения процессом легко управлять. Но до последнего времени не представлялось возможным работать в достаточно больших масштабах с жидким водородом с целью получения значительных количеств дейтерия. Во,о ород должен быть тщательно очищен от других газов, которые, замерзнув, могут закупорить систему. Этого удается достигнуть повторным исиользованием того же самого водорода, при это ,1 содержание дейтерия в нем пополняется в результате каталитического обмена с паром. Укрупненные установки для дистилляции водорода успешно работают во Франции и в ФРГ. Промышленные объекты, дистилляция водорода на которых является основным методом разделения, размещены в Эмсе, Хёхсте (ФРГ), Нангале (Индия) и в Советском Союзе. [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология