Источники промышленного производства водорода

Развитие промышленности азотных удобрений и рост производства полимерных материалов, растворителей, синтетических спиртов и других требуют получения и применения огромных количеств водорода. Одним из основных источников промышленного производства водорода является коксовый газ. Ресурсы водорода в коксовом газе исключительно велики. Достаточно сказать, что количество водорода в коксовом газе, который будет произведен коксохимическими заводами СССР в 1965 г., составит 17— 18 млрд.. 3 [65]. Чтобы лучше представить себе значение этих цифр, можно напомнить, что в 1958 г. в США для химической промышленности получали из всех источников около 1,3 млрд. водорода [87]. [c.90]

Для развития промышленности азотных удобрений требуется огромное количество водорода. Одним из основных источников промышленного производства водорода является коксовый газ. В качестве иллюстрации ниже дан состав коксового газа одного из действующих коксохимических заводов Юга, % [c.137]

Источники промышленного производства водорода [c.151]

Основным сырьем для промышленного производства водорода в технике служат специально получаемый газификацией твердого топлива водяной газ, получаемые со стороны коксовые газы, природный газ и газы нефтепереработки, а при наличии дешевой электроэнергии — вода (электролитический водород). Кроме того, на гидрогенизационных заводах значительным источником покрытия потребности в водороде могут служить углеводородные газы процесса гидрогенизации. [c.151]

Потребность в дополнительных источниках водорода компенсируется за счет строительства специальных установок. Промышленно освоены два метода производства водорода из нефтезавод- [c.272]

Выбор способа производства водорода в промышленных условиях определяется как источниками сырья для технологического процесса, так и экономическими соображениями. [c.31]

Однако главной областью применения лития, делающей его по значимости в современной технике одним из важнейших металлов, является ядерная энергетика. Изотоп — единственный промышленный источник для производства самого тяжелого изотопа водорода (трития), используемого для получения ядерной энергии. При получении трития проводится бомбардировка изотопа медленными нейтронами [46] [c.17]

Описание промышленных методов производства водорода не входит в задачу этой книги. Однако следует отметить, что наиболее важными источниками водорода в промышленности являются газы коксовых печей, водяной и естественный газы. Естественный газ реагирует с паром в присутствии никелевого или кобальтового катализаторов при 800—1000° С и дает окись углерода и водород. В следующей стадии процесса смесь окиси углерода и водорода пропускается над катализатором, приготовленным из окиси железа, при 400—600° С. При этих условиях окись углерода окисляется в двуокись углерода за счет кислорода воды, образуя дополнительно водород. Двуокись углерода отделяется от водорода химикатами или водой. [c.223]

В этом кратком вводном разделе, посвященном органической химии, следует отметить и проблемы, стоящие перед современным промышленным органическим синтезом - проблемы сырья и охраны окружающей среды. Кроме уже названных источников сырья, необходимо указать метан и синтез-газ (смесь оксида углерода и водорода), на основе которых созданы схемы промышленного производства многих продуктов основного органического синтеза. [c.31]

При больших масштабах производства водорода химические методы его получения, особенно из природных и попутных нефтяных газов, более эффективны, чем электролиз воды, и являются основными источниками обеспечения потребностей химической промышленности в водороде. При малых масштабах производства водорода преимущества химических методов уменьшаются, так как расходы на многоступенчатую очистку газа заметно сказываются на себестоимости водорода. [c.9]

Производство водорода радиолитическим методом можно осуществить по нескольким схема.м, требующим источников сильной радиации. Наибольший интерес представляет радиолиз водяного пара, который может стать эффективным методом производства водорода в промышленном масштабе. Ожидаемый КПД этого процесса около 35 %. Кроме водорода в этом процессе будет получаться также кислород [605]. [c.411]

В табл. 10.10 приведены данные, характеризующие современные источники сырья для производства водорода, а в табл. 10.11 — потребление водорода в химической и нефтехимической промышленности СССР [92]. [c.515]

Промышленное производство тяжелой воды осуществляется концентрированием ее в остатке электролита после электролитического разложения природной воды или при фракционной перегонке жидкого водорода. В год получают сотни тонн тяжелой воды. Это очень важное промышленное сырье замедлитель быстрых нейтронов при расщеплении урана в ядерных реакторах и источник термоядерного горючего. При термоядерной реакпии превращение 1 г дейтерия может дать энергии в 10 млн. раз больше, чем сгорание 1 г угля. Последнее особенно важно в связи с постоянным сокращением запасов ископаемого топлива нашей планеты ведь энергетический потенциал тяжелой воды практически неисчерпаем. Запасы ее во всем Мировом океане составляют колоссальную величину — около 1000 квадрильонов т (10 т). [c.21]

На протяжении всей истории развития промышленного производства этих продуктов главным вопросом был и остается поиск наиболее экономичных способов получения водорода. Что касается азота, то его производство совершенно не зависит от местных условий, так как источником его получения является атмосферный азот, запасы которого неисчерпаемы. Поэтому географическое размещение производства аммиака и метилового спирта зависит главным образом от источника и способа получе-1ШЯ водорода. [c.176]

В настоящее время электролитическое производство водорода и кислорода представляет собой одну из важных отраслей электрохимической промышленности. Крупные установки по электролитическому производству водорода и кислорода имеются во всех промышленных странах. Но наибольшее развитие получили они в странах, располагающих мощными источниками гидроэлектроэнергии и малыми запасами топлива. [c.184]

Иоффе классифицировал способы получения водорода по источникам сырья (рис. 1). Его схема [5] дает полное представление о современных промышленных методах производства водорода, но не включает всех возможных методов его производства. [c.7]

Изотоп Ыз является единственным промышленным источником в производстве сверхтяжелого водорода — трития, который, как известно, играет важную роль в термоядерных процессах. Хотя до сих пор еще никому не удалось создать управляемый термоядерный реактор, можно надеяться, что как только эта проблема будет решена, литий займет одно из первых мест по важности среди металлов в технике будущего. [c.6]

Газ, содержащий окись углерода, водород и двуокись углерода, может быть получен почти из всех видов сырья, которые используются при производстве водорода (например, для процесса синтеза аммиака). В связи с этим промышленный синтез метанола базируется на тех же сырьевых источниках, что и вся азотная промышленность. Это кокс, уголь, коксовый газ, природный газ, мазут, нефть, синтез-газ производства ацетилена окислительным пиролизом. Первые промышленные методы получения газов, содержащих СО, основывались на применении кокса, или другого твердого топлива (антрацит, сланцы, бурые угли). В одном из наиболее старых, но крупных производств для получения исходного газа еще используются кокс и полукокс. В этом случае твердое топливо подвергается газификации при атмосферном или повышенном давлении. В качестве окислителя используют водяной пар (паровое дутье) или смесь пара и кислорода (паро-кислородное дутье). Процессы получения водяного газа на основе газификации твердого топлива подробно описаны в литературе и здесь не рассматриваются. Отметим лишь, что практически при любом режиме газификации отношение Нг СО в получаемом газе меньше 2, поэтому перед использованием состав газа регулируют путем конверсии окиси углерода водяным паром и очисткой конвертированного газа от двуокиси углерода. [c.69]

По прогнозам экспертов, энергетическая система будущего столетия будет водородной , т. е. будет основана на применении двух энергоносителей — электричества и водорода, наиболее удобного для использования в промышленных технологиях (металлургия, химия) и на транспорте. Создание будущего крупномасштабного производства водорода ставит перед наукой задачи поиска наиболее экономичных путей получения водорода из воды с использованием таких источников первичной энергии, как энергия деления тяжелых элементов (11, ТЬ, Р1, Ре), термоядерного синтеза и солнечная. Уже к 2000 г. в СССР ядерные электростанции будут вырабатывать около половины всей электроэнергии. К тому же времени ожидается создание реакторов термоядерного синтеза. В связи с этим большое значение приобретает разработка методов термохимического разложения воды. Температура чисто термического разложения [c.128]

Другим источником получения угольного газа в некоторых странах был коксовый газ — неизбежный побочный продукт нагревания каменных углей в коксовой печи при получении металлургического кокса в чугуноплавильном и сталелитейном производствах. Делались также попытки вырабатывать низкокалорийный газ в процессе газификации угля, чтобы затем из промежуточного газа синтеза (смеси окиси углерода и водорода) получать такие промышленные химические вещества, как аммиак и метанол. Однако эти разработки не нашли широкого применения в основном по двум причинам цены на уголь, особенно после Второй мировой войны, во многих районах земного шара, в частности в Европе, поднялись до уровня, намного превышающего цены на импортируемое жидкое нефтяное топливо открытие месторождений природного газа с высоким содержанием метана привело к замене им угольного газа во многих существующих газораспределительных сетях, например на юге Франции и в Италии. [c.13]

Водород широко распространен в природе. Он входит в состав воды, некоторых горных пород, ископаемого топлива, всех растительных и животных организмов. Содержание водорода в земной коре (литосфере и гидросфере) составляет около 1 % мае., в атмосфере в свободном состоянии водород присутствует в ничтожных количествах (10" % об.). Основными промышленными источниками водорода являются вода, природные углеводородные газы, обратный коксовый газ, генераторные газы. Помимо этого, водород — побочный продукт ряда производств синтеза ацетилена, электролитического получения щелочей. [c.204]

В качестве источника сырья для производства продуктов нефтехимической промышленности стали использовать метан из природного газа. Конверсией метана с водяным паром или реакцией с кислородом получали газ синтеза (смесь окиси углерода и водорода) и водород. Таким образом, метан из природного газа стал одним из исходных продуктов для получения синтетического метилового спирта и синтетического аммиака. Синтез аммиака был разработан в Германии непосредственно перед первой мировой войной, за ним последовало развитие процесса производства синтетического метанола в обоих случаях исходным сырьем служил каменный уголь. Подобно этому и паро-метановый и метано-кислородный процессы получения газа синтеза имеют европейское происхождение, при этом в качестве сырья используется метан, являющийся побочным продуктом в процессах разделения коксового газа или при гидрогенизации угля. [c.21]

В промышленности метано-паровой процесс используют в двух направлениях — для получения водорода и для получения смесей окиси углерода с водородом. Когда целевым продуктом является только водород, процесс проводят в две стадии сначала осуществляют реакцию (1), а затем добавляют водяной пар и проводят реакцию (2) при более низкой температуре, чтобы сдвинуть равновесие вправо. Поскольку водород необходим главным образом для синтеза аммиака и для процессов гидрирования, он только иногда используется как источник получения новых углеродистых соединений, чего нельзя сказать про смеси окиси углерода и водорода. Поэтому производство этих смесей из метана описано ниже более подробно. [c.48]

Щелочные металлы и их соединения широко используются технике. Литий применяется в ядерной энергетике. В частности, изотоп Li служит промышленным источником для производства трития, а изотоп Li используется как теплоноситель в урановых реакторах. Благодаря способности лития легко соединяться с водородом, азотом, кислородом, серой, ои применяется в металлургии для удаления следов этнх элементов из металлов и сплавов. LiF и Li l входят в состав флюсов, используемых при ]]лавке металлов и сварке магння и алюминия. Используется лтий и его соединения и в качестве топлива для ракет. Смазки, содержащие соединения лития, сохраняют свои с1юйства при температурах от —60 до - -150°С. Гидроксид лития входит в состав электролита щелочных аккумуляторов (см. 244), благодаря чему в 2—3 раза возрастает срок их службы. Применяется литий также в керамической, стекольной и других отраслях химической промышленности. Вообще, по значимости в современной технике этот металл является одним из важнейших редких элементов. [c.564]

Между лабораторным и промышленным синтезом органических соединений имеется ряд принципиальных различий. Например, цена химикатов, использованных в лабораторном синтезе, обычно не имеет решающего значения, поскольку синтез проводится в сравнительно малых масштабах. Поэтому при лабораторном восстановлении кетонов в спирты можно использовать сравнительно дорогой алюмогидрид лития, в то время как в промышленности для этих целей применяют сравнительно дешевые водород и никелевый катализатор. Другим примером дешевого реагента является кислород воздуха, с помощью которого в промышленности осуществляется ряд процессов каталитического окисления. Исходный материал для промышленных синтезов также должен быть дешевым и легкодоступным в больших количествах. Поэтому такой материал в большинстве случаев получают с помощью простейших методов из указанных выше источников сырья, прежде всего из природного газа и нефти. Применяемые растворители тоже должны быть дешевыми, а кроме того (по возможности), негорючими или хотя бы малогорючими. В то время как в лабораторных условиях не составляет проблемы провести синтез с использованием в качестве растворителя нескольких литров диэтилового эфира, применение этого растворителя в промышленном производстве вызывает большие трудности, связанные с его горючестью (складирование больших количеств растворителя, соблюдение строгих предписаний техники безопасности всеми работниками и т. д.), так что он применяется только в исключительных случаях. [c.241]

В 1949 г. Чайкин и Брауи [2] сообщили, что этот гидрид в водном или спиртовом растворе является исключительно эффективным и избирательным реагентом для восстановления альдегидов, кетонов и хлорангидридов кислот, содержащих также и другие группы, способные к восстановлению. В 1953 г. Шлезингер, Браун и др. [31 в серии работ описали детальную методику получения и химические свойства гидридов щелочных металлов и диборана, а в другой работе [4] сообщили о применении Н. б. в качестве восстановителя и источника водорода. В 1950 г. был взят патент и начато промышленное производство боргидридов. В течение последующих нескольких лет были усовершенствованы методы производства боргидридов, и они нашли новые области применепия, иапример в текстильной, целлюлозной и бумажной промышленности, в нефтехимии. [c.381]

Продукты, полученные при хлорировании метана (или природного газа, содержащего значительные количества метана), состоят из четырех хлорпроизводных. метана, и.меющих важное техническое применение, а также из больших количеств хлористого водорода, который можно продавать или в виде соляной кислоты, или в безводном состоянии -. С экономической точки эрения казалось бы однако, что очень дешевые источники Xjiopa и метана должны были бы способствовать коммерческому успеху промышленного производства различных хлорпроизводных метана (наиболее важные из которых могут быть дешево синтезированы другим путем). В частности производство четыреххлористого углерода хлорированием требует расхода максимальных количеств хлора, хотя эго вещество является наиболее дешевым из хлорпроизводных углеводородов "з, [c.766]

Имеющиеся экономические характеристики процессов получения водорода, так же, как и прогнозные оценки стоимости основных видов горючего, конечно, носят приближенный характер. Однако из всего многообразия оценок можно выделить характерные тенденции, что и сделал в своей обзорной работе Чао [576]. На рис. 11.5 приведены зависимости стоимости производства водорода от стоимости основных видов горючего (уголь, нефть, природный газ, атомная энергия) с 1970 до 2020 г. Этот график составлен на основе ряда литературных источников и передает основную тенденцию, в соответствии с которой водород, получаемый с использованием атомной энергии, после 1990 г. станет более дешевым горючим, чем нефть и газ. А из всех методов получения водорода наиболее экономичным будет термохимический метод разложения воды. Далее указывается, что при капитальных вложениях в ядерные реакторы 60 долл/кВт (терм.) капитальные вложения в установку по производству водорода термохимическим методом составят 80 долл/кВт (терм.) против 40 долл/кВт для установок обычного парового риформинга углеводородов, очень чувствительных к ценам на исходное сырье [883, 884]. Если ВТГР и промышленная установка термохимического разложения воды будут строиться только для нужд аммиачного производства, то для получения 1,5 млн. т/год аммиака потребуется реактор мощностью 800 тыс. кВт(эл.). [c.585]

Источником промышленного получения этилена в настоящее время является пиролиз различного углеводородного сырья этана, пропана, бутан-пентановых и бензиновых фракций. Пиролиз осуществляется в трубчатых печах при 780—840 °С и времени контакта 0,3—1 с. Продукт пиролиза делят на газ пиролиза (водород и углеводороды С1—С4) и жидкие продукты (углеводороды Сз и более тяжелые). Выход газа при пиролизе на этилен приближенно составляет при пиролизе этана 90% (в том числе 70% этилена), при пиролизе бензиновых фракций 70% (из них 25—30 % этилена). Поток продуктов после пиролизной печи подвергается закалке водой, первичному фракционированию и охлаждению до 40 °С. Газы после этого компримируют и направляют на газоразделительную установку, где методами низкотемпературной конденсации и фракционирования газ разделяют на индивидуальные углеводороды и целевые фракции. На установке выделяют таким образом этилен с концентрацией С2Н4 99% и более. Основной примесью является ацетилен. К этилену, идущему на производство спирта, пока не предъявляется жестких требований по содержанию ацетилена, и поэтому его не очищают от ацетилена. Примерно 20% всего этилена, получаемого методом пиролиза, расходуется в производстве этилового спирта. [c.16]

Резервным источником сырья для производства водорода на НПЗ является мазут. Научно-исследовательские и опытные работы в атом направлении ведутся. Однако технология процесса получения водорода и его очистки от примесей недостаточно отработана. В связи с этим ВНИИНП в 1965 г. необходимо завершить работы по отработке процесса газификации мазута под давлением на па-ро-кислородном дутье по полной схеме на опытно-промышленной установке. [c.186]

Для промышленности ферменты привлекательны по двум основным причинам. Во-первых, благодаря своему разнообразию ферменты потенциально способны катализировать множество промышленно важных химических реакций. Во-вторых, они гораздо более эффективны и специфичны, чем обычно используемые неорганические катализаторы. При нормальных температурах и давлении в их присутствии осушествляются реакции, которые обычно требуют очень высоких температур и давления. Например, в одном из самых крупных в мире промышленных производств, основанном на методе Хабера (Haber), аммиак (NH3) получают из газообразных азота и водорода при температуре 500 °С и высоком давлении. Азотфиксируюшие бактерии способны синтезировать аммиак из атмосферного азота и водорода при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении с помошью ферментов, используя АТФ в качестве источника энергии. Если бы удалось разработать технологию получения аммония с помошью ферментов, можно было бы сберечь очень много энергии. Еше одним преимуществом ферментов является их специфичность, которая позволяет получать очень чистые продукты, что особенно важно для фармакологической, пищевой и сельскохозяйственной промышленности. [c.86]

Развивающаяся промышленность синтетического аммиака предъявляет большой спрос на производство водорода. Так как одним из крупнейших источников последнего служит действие водяного пара на раскаленный уголь и последующее извлечение водорода из получающегося водяного газа, мы попытаемся приложить расмотренные нами равновесия для обсуждения возможностей обогащения водяного газа водородом. Уравнение константы равновесия водяного газа может быть представлено в виде [c.239]

При рассмотрении процессов развития различных производств необходимо принимать во вниманле вопросы погашения кредита. Ни одна организация н( оплачивает оборудование наличными средствами. Кредит следует вернуть и заработанного при использовании купленного оборудования. Следовательно, ру ководителей корпораций, которые собираются выпускать машины, работающие на синтетическом газе или метаноле, будут интересовать вопросы в течение какого периода времени эти виды топлива будут применяться в промышленности] Можно себе представить плавный переход от производства, основой которого служит нефть, к производству, использующему метанол. Однако неизвестно, е течение какого времени будет использоваться метанол, прежде чем появится более дешевый источник энергии (например, водород, получаемый за счет использования энергии ядерного синтеза). Сохранятся ли очень большие запасы каменного угля, например, после 2000 г Если не сохранятся, то ставится под сомнение вопрос погашения кредитов автомобильной промышленностью, разработавшей двигатели на метаноле, так как осуществление этих планов и погашение кредита могут начаться не ранее, восьмидесятых годов. [c.514]

В связи с этим будут изыскиваться любые способы и средства как снижения стоимости производства ЗПГ, так и ликвидации разрыва между спросом и предложением на них. Если вопросы техники безопасности производства термоядерной энергии будут решены положительно (а это, кажется, уже вполне реально), с освоением энергии расщепления атомного ядра и тер.моядерного синтеза откроются новые перспективы. Таким образом, сочетание электроэнергии и тепла, получаемого из термоядерных источников, позволит интенсифицировать процесс получения водорода из угля и воды для целей энергетики и промышленности. К тому Ж8 тепло атомных реакторов можно будет использовать для покрытия дефицита тепла эндотер-мических процессов газификации угля или сырой нефти. [c.216]

В будущем возможно более широкое использование метанола в органическом синтезе и химической промышленности в целом, а также применение его в качестве топлива, источника водорода, в микробиологическом синтезе, для очистки сточных вод и других целей. В химической промышленности большое значение имеет синтез высших спиртов, алвдегидов, кетонов, кислот и углеводородов на основе водорода и окиси углерода. Производство этих продуктов потребляет более 5% водорода и в дальнейшем доля водорода для них будет возрастать.Таким образом, наряду с синтезом аммиака синтез органических продуктов является крупнейшим потребителем водорода. [c.5]

Сероводород. Природный и нефтяной газы, каменноугольный газ, широко используемые в промышленности и для бытового отопления, в качестве примеси содержат сероводород. В зависимости от источника получения газы могут также содержать в меньших концентрациях сероуглерод (СЗг), сероокись углерода, или карбо-нилсульфид ( OS), тиофен ( 4H4S) и меркаптаны (RSH), пиридиновые основания, цианистый водород, оксид углерода (И) и аммиак. Сероводород содержится также в- отходящих газах, образующихся при выпарке целлюлозных шелоков и в результате процессов обжига. Технологические и топочные газы, содержащие сероводород, коррозионно-активны при охлаждении ниже точки росы, обладают неприятным запахом, весьма нежелательны при производстве и термической обработке сталей и создают ряд других проблем. Поэтому сероводород и некоторые другие соединения необходимо удалять из этих газов. Некоторые муниципальные власти ограничивают содержание сероводорода в бытовом газе до 0,0115 г/м , хотя часто допускается концентрация 0,35—0,70 г/м . Для металлургических процессов обычно разрешают еще более высокие концентрации — до 1,15 г/м [310]. [c.142]