Основные методы производства синтез-газа и водорода

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕЗ-ГАЗА И ВОДОРОДА [c.244]

Одним из основных промышленных способов производства водорода и синтез-газа является каталитическая конверсия природного газа. В ближайшие годы большинство крупных, азотнотуковых заводов нашей страны перейдут на производство синтез-газа методом каталитической конверсии природного газа под давлением. Повышение давления при конверсии до 20—30 атм и более предъявляет повышенные требования к термостойкости и механической прочности применяемых катализаторов. Промышленные катализаторы типа ГИАП-3 не могут быть использованы вследствие значительного и быстрого их разрушения в процессе эксплуатации. В связи с этим возникла необходимость в разработке отечественного высокотемпературного катализатора конверсии природного газа, устойчиво работающего в жестких температурных условиях конверсии под давлением и не уступающего по свойствам зарубежным контактам. [c.55]

Основными источниками сырья для производства синтез-газа и водорода являются природный и попутный газы, сжиженные газы и газы, получающиеся при переработке нефти, бензины (перерабатываемые методом каталитической паровой конверсии) и тяжелые нефтяные остатки (перерабатываемые окислительной конверсией). Доля производства синтез-газа и водорода из тяжелых остатков в мировом производстве не превышала 12%, и основным процессом получения синтез-га-за и водорода является паровая каталитическая конверсия. В Советском Союзе этот процесс также занимает доминирующее место. [c.244]

УГЛИ КАМЕННЫЕ — твердое горючее ископаемое черного или черно-серого цвета, относящееся к горным породам растительного происхождения. У. к. (вместе с антрацитами) занимают основное место среди горных ископаемых. Кроме органической (горючей) части, в состав У. к. входят влага и минеральные вещества, образующие золу. Органическая часть состоит в основном из углерода, водорода, кислорода и небольшого количества азота. Особое значение для У. к. имеет сера, входящая в состав органической и минеральной частей. У. к. широко используются как топливо и как важнейшее химическое сырье, перерабатываемое различными методами химической технологии. Кроме коксования, являющегося основным методом переработки У. к., их перерабатывают также путем газификации для получения топливных технологических газов и газов для синтеза многих органических соединений, а также путем полукоксования, для получения полукокса и первичной смолы. У. к. является источником для производства более 300 различных органических веществ, являющихся частично готовой продукцией, а в большинстве случаев сырьем для дальнейшей химической переработки. [c.257]

Аммиак КНз — бесцветный газ с резким характерным запахом, почти в два раза легче воздуха, легко сжижается (т. кип.— 33,4 °С). А. очень хорошо растворим в воде (при 20°С в 1 объеме Н2О растворяется 700 объемов N1 3). Раствор А. в воде называют аммиачной водой и.чи нашатырным спиртом. С кислотами А. дает соответствующие соли аммония. При действии А. на соли некоторых металлов образуются комплексные соединения — аммиакаты. Щелочные и щелочноземельные элементы реагируют с А., образуя в зависимости от условий нитриды пли амиды металлов. На каталитическом окислении А. (до оксидов азота) основан один из методов производства азотной кислоты. В природе А. образуется при разложении (гниении) азотсодержащих органических веществ. Основной промышленный метод получения А.— синтез его в присутствии катализаторов при высокой температуре п высоком давлении из азота воздуха и водорода. А. используют для получения азотной кислоты и ее солей, солей аммония, мочевины, синильной кислоты, соды по аммиачному способу, аммиачных удобрений и др. А. применяют в органическом синтезе, как хладоагент, для азотирования стали, в медицине (нашатырный спирт). [c.16]

Переработка природного газа в водород, смеси водорода и окиси углерода с разнообразным соотношением компонентов, необходимых для многих видов химического синтеза, конверсией метана с различными окислителями или их смесями является основным методом в производстве указанных полупродуктов. [c.233]

Синтез-газ (смесь оксида углерода (И) с водородом) является сырьем для получения метанола и других продуктов органического синтеза. Пиролиз метана лежит в основе промышленного метода получения ацетилена — ценнейшего полупродукта в промышленности основного органического синтеза — и производстве пластмасс [c.73]

Таким образом, завод гидрогенизации должен рассматриваться как предприятие для производства различных высококачественных топлив и сырья для органического синтеза. На заводах гидрогенизации угля значительное место занимает подготовка угля (обогащение его и приготовление пасты) и производство водорода. Водород получается путем конверсии водяного газа или газов, богатых углеводородами (метан). Основное количество водорода производится на базе водяного газа. Сырьем для производства водяного газа методом газификации служит антрацит, кокс ли полукокс. [c.78]

Переработка природного газа в ацетилен и синтез-газ, используемый для получения водорода. За последнее время промышленностью освоено получение ацетилена методом термоокислительного пиролиза метана. После отделения ацетилена смесь газов, содержащая в основном водород и окись углерода, используется в качестве сырья для производства аммиака, метанола и высших спиртов. [c.11]

Коксовый газ является сравнительно высококалорийным газом (низшая теплота сгорания =3 600—4 500 /скал/ж ), он содержит относительно немного балласта (С02+Кг = 6—10%), и поэтому его можно транспортировать и на большие расстояния. Однако металлургические комбинаты сами нуждаются в высококалорийном топливе, и поэтому коксовый газ в настоящее время потребляется в основном на месте. Коксовый газ является ценным сырьем для получения полиэтилена, а также сырьем для азотнотуковых заводов, и некоторая часть его используется в качестве химического сырья. Для синтеза аммиака МНз требуется смесь газов, состоящая из 75% водорода и 25% азота. Содержание водорода в коксовом газе достигает 55—60%, поэтому коксовый газ очень подходит для производства аммиака, и на некоторых коксохимических заводах сооружены и действуют азотнотуковые предприятия, использующие коксовый газ. Водород из коксового газа отделяют способом глубокого охлаждения, при котором отдельные компоненты газа, имеющие разную температуру перехода в жидкую фазу, переводят в жидкое состояние и отделяют от водорода, имеющего наиболее низкую температуру сжижения. Из разделительной аппаратуры получают водородно-азотную смесь, этилен, метан и смесь окиси углерода с азотом. Этилен идет на производство полиэтилена, а метан и смесь СО+N2 возвращаются на металлургические заводы для использования в качестве топлива в печах. При переработке коксового газа из него отбирается около 40% тепла. Коксовый газ может быть переработан и методом конверсии метана и окиси углерода по реакциям [c.53]

При производстве ацетилена из метана одновременно с основным продуктом получаются большие количества водорода и других газов (табл. 15). Так, на каждую 1 т ацетилена образуется водорода в количестве, достаточном для производства 3—4 т аммиака. При электрокрекинге выделяется еще 50—100 кг сажи. Газы термоокислительного крекинга содержат окись углерода и водород в соотношении, требуемом для синтеза углеводородов или метанола (1 т метана по этому методу дает примерно 1160 кг синтез-газа). [c.203]

К наиболее распространенным методам получения водорода и его смеси с азотом и окисью углерода для синтеза аммиака, метанола, высших спиртов и целого ряда других продуктов относится конверсия метана и его гомологов. Исходным сырьем для этого процесса служат природный газ, попутные газы нефтедобычи, газы нефтехимической переработки, остаточные газы производства ацетилена, коксовый газ и др. Сущность этого процесса состоит в окислении метана и его гомологов до водорода и окиси углерода с помощью водяного пара, двуокиси углерода и кислорода. При окислении метана на никелевом катализаторе возможны следующие основные реакции [c.183]

В настоящее время основным сырьем в производстве аммиака являются природный газ, попутные газы нефтедобычи, жидкие углеводороды и коксовый газ. Доля аммиака, получаемого из твердого топлива и электролитического водорода, все более снижается. При современных методах получения аммиака все большее значение приобретают процессы очистки газа. Из технологических газов на разных стадиях получения аммиака удаляют такие примеси, как сернистые соединения, двуокись и окись углерода, ацетилен, окислы азота, кислород и др. Эти примеси, содержащиеся в газе в различных концентрациях, по-разному влияют на процесс. Например, сернистые соединения оказывают сильное влияние на все катализаторы, применяемые в синтезе аммиака серосодержащие соединения, присутствующие в исходном углеводородном сырье, ухудшают работу катализаторов конверсии метана, что приводит к повышению температуры процесса и увеличению расхода кислорода. При использовании наиболее экономичного способа производства аммиака, который основан на методе бескислородной каталитической конверсии метана в трубчатых печах, содержание сернистых соединений в природном газе не должно превышать 1 мг/м . [c.7]

В настоящее время основным промышленным методом получения водорода и газов для синтеза является каталитическая парокислородная, паровоздушная, паровая и другие виды конверсии. Способ паровой каталитической конверсии природного газа разработан более 30 лет назад, но только в последнее десятилетие благодаря прогрессу в производстве жаропрочных сталей и технологии изготовления труб стало возможным создание трубчатых печей, способных работать под давлением до 40 ат. (В настоящее время ведутся разработки трубчатых печей, работающих при давлении до 100 ат). Это сделало способ паровой каталитической конверсии одним из самых экономичных и перспективных методов переработки углеводородного сырья. [c.14]

Производство спиртов гидратацией олефинов — одна из важнейших отраслей нефтехимической промышленности. Вместе с тем большое количество спиртов получается на основе окиси углерода и водорода и продуктов взаимодействия окиси углерода и водорода с олефинами, окислением высших парафинов и другими методами. Советский Союз стоит на первом месте в мире по производству этилового спирта у нас получается большое количество метанола из окиси углерода и водорода, бутилового и изопропилового спиртов из газов пиролиза и высших спиртов окислением жидких и твердых парафинов. Спирты являются массовой продукцией нефтехимического синтеза, их производство достигает /5 от общей продукции всех органических нефтехимических продуктов, поэтому большое значение для экономики их производства имеют методы их получения и исходное сырье. Этиловый спирт наиболее многотоннажный среди продукции остальных спиртов. Этиловый спирт получается тремя основными способами синтетически из этилена, из пищевого сырья и гидролизом древесины. [c.330]

В производстве спиртов — метилового и изобутилового — из окиси углерода и водорода применяются цинкхромовые катализаторы, которые обладают сравнительно высокой активностью и стабильностью при эксплуатации. Хотя подбору и методам приготовления этих катализаторов посвящено большое количество исследований, однако процессы, протекающие при приготовлении промышленных контактов, почти не были изучены. Формирование же активного контакта является одним из наиболее узких мест при осуществлении промышленного синтеза спиртов. Дело в том, что контакт, приготовленный из окиси цинка и хромового ангидрида, подвергается затем восстановлению. Процесс восстановления газом-восстановителем производится в промышленных колоннах синтеза под давлением 100—300 ат. Этот процесс длится 6—8 суток, т. е. занимает значительное время в общем пробеге агрегатов восстановление идет в основном в очень узком интервале температур 190—210° и сопровождается большим выделением тепла, вслед- [c.160]

Экономия материальных ресурсов является движущей силой развития технологии, так как затраты на сырье и материалы составляют основную часть себестоимости химической продукции. В этом отношении основополагающую роль играет переход на более доступное или дешевое сырье, что обычно достигается в результате открытия новых химических реакций или каталитических систем и нередко оказывает революционизирующее влияние на развитие технологии. В отношении ископаемого сырья — это уже отмеченное выше перебазирование органического синтеза с каменного угля на нефть и углеводородные газы. Постепенное исчерпание нефти и газа рано или поздно должно привести к возвращению на твердое топливо, что серьезно скажется на всей структуре производства химической продукции. В отношении пяти главных групп исходных веществ для органического синтеза выявилась тенденция замены сырья — дорогостоящего ацетилена на низшие олефины и даже парафины, а также усиленное развитие синтезов на основе СО и Н2, которые могут базироваться на угле. В других случаях разрабатываются новые процессы с заменой сырья спиртов на олефины, фосгена на диоксид углерода, дорогостоящих окислителей (например, пероксид водорода, азотная кислота) на кислород и воздух, различных восстановителей на водород и т. д. По этой же причине имеют преимущества прямые методы синтеза, исключающие расход дополнительного сырья, например прямая гидратация олефинов вместо сернокислотной нри получении спиртов [c.18]

В 1950—1951 гг. был сделан еще один шаг к промышленному осуществлению этого метода. КАЭ США поручила компании Гидрокарбон Рисерч разработать проект завода для производства дейтерия методом дистилляции водорода предполагалось использовать газ синтеза одного из заводов синтетического аммиака в США. Однако завод так и не был построен. Основной причиной и на этот раз было отсутствие опыта работы со столь большими количествами жидкого водорода. [c.411]

Содержание первой программы рационализации производства сульфата аммония показало, что наиболее важная проблема состояла в переходе к использованию газа в качестве сырья и в диверсификации. Переход к использованию газа в качестве сырья, переход от твердого сырья к жидкому и газообразному — таким был основной курс всех мероприятий по рационализации производства сульфата аммония. В соответствии со второй программой на нужды рационализации технологического процесса было направлено в 1960 финансовом году 17,1 млрд. иен, или 85% всех инвестиций в производство сульфата аммония. 10 млрд. иен из этой суммы было израсходовано на работы, связанные с переходом к использованию газа в качестве сырья, а остальное — на совершенствование оборудования по производству сульфата аммония и прочие мероприятия по рационализации. Причина подобного распределения средств состояла в следующем. Материально-технической базой производства сульфата аммония в Японии является синтез аммиака, сырье для которого поступало с коксохимических предприятий. Между тем значительная величина расходов на сырье, складывавшаяся прежде всего под влиянием высоких цен на уголь, обусловливала гипертрофированные размеры общих издержек производства японского сульфата аммония по сравнению с другими странами (см. табл. 5). Для снижения расходов на сырье требовалось прежде всего перейти к использованию новых источников получения водорода, необходимого в процессе синтеза аммиака. Этот переход мог быть осуществлен либо путем газификации тяжелого нефтетоплива или сырой нефти под давлением, либо с помощью разложения природного газа, либо с помощью газификации пылевидного угля по методу Копперса, либо, наконец, с помощью использования отходящих газов металлургического процесса. [c.54]

Химический комбинат, работающий на базе коксового газа и продуктов переработки сырого бензола и каменноугольной смолы, является крупным потребителем хлорной продукции. Как уже отмечалось, производство больших количеств ацетилена и других органических полупродуктов из коксового газа вызывает необходимость в организации их переработки на месте получения. Одно из наиболее целесообразных направлений заключительной фазы переработки — выпуск хлорпроизводных, находящих практически неограниченный спрос в химической промышленности. Хлор необходим для получения дихлорэтана, а каустик — для дегидрохлорирования дихлорэтана при переработке его в хлористый винил. Хлористый водород идет для производства хлорвинила из ацетилена. Особенно велико значе-вие хлора для п оизвод т а оинтетичее ого фенола иэ бензола на месте производства последнего й переработкой фенола и формальдегида в фенолформальдегидные смолы. Хотя из существу-К)щих методов получения синтетического фенола наиболе е эффективным сегодня считается кумольный (т. е. получение фе-йола совместно с ацетоном через изопропилбензол), однако отсутствие достаточных количеств пропилена в районах Донбасса, Приднепровья и др. заставляет обратиться к другому методу синтеза фенола — через хлорбензол с последующим гидролизом под давлением. В США и ФРГ получение фенола через хлорбензол — основной метод производства этого многотоннажного продукта. Например, в США при общей мощности производства Синтетического фенола в 1954 г. в 270 ООО т на долю этого метода приходилось 95 000 т, т. е. 35% [36, 152]. [c.182]

Азот и водород, применяемые в синтезе аммиака, получают в виде азото-водородно11 смеси или раздельно. Чистый газообразный азот получают из воздуха путем его сжижения при глубоком охлаждении. Основные методы производства водорода химические — конверсия прир одных газ з и газификация твердого или жидкого т01тлива физический — низкотемпературное разделение коксового газа. Кроме того, водород получают при электролизе, воды, а также как побочигл продукт других производств. [c.60]

Производство синтез-газа и водорода во всем мире за последнее десятилетие получило особенно большое развитие. Это объясняется, с одной стороны, быстрым ростом потребления химических продуктов и, с другой, — широким внедрением в нефтепереработку процессов, потребляющих водород. Синтез-газ используется в основном в синтезе аммиака, метанола и высших спиртов. Следует ожидать расширения промышленного производства углеводородов из синтез-газа по методу Фишера — Тропша. [c.243]

В связи с тем что энергетика определяет развитие всего народного хозяйства и ее проблемы решаются в значительной степени методами химической технологии, в учебнике изложены современные энергетические проблемы в совокупности с методами химической переработки топлива в том числе рассмотрено производство водорода и синтез-газов, которые служат основными исходными веществами для ряда производств органических и неорганических продукюв. Далее логически следует производство аммиака, базирующееся на азотоводородной смеси, а затем производство азотной кислоты из аммиака. [c.5]

Конверсия метана природного газа с водяным паром — пока основной промышленный способ производства водорода. Первичный продукт конверсии метана — это синтез-газ (тСО + пИ.2), который помимо получения водорода применяется для производства метанола, высших спиртов, синтетического бензина и др. Предполагается применепне синтез-газа в качестве восстановительного агента для прямого восстановления металлов (железа) из руд. Метод конверсии состоит в окислении метана водным паром или кислородом по следующим основным уравнениям реакций [c.73]

В процессе синтеза топлив используется большое количество водорода, который получают газификацией и злектролизом воды. В настоящее время приобретает важное значение производство водорода методом конверсии углеводородных газов, так как ресурсы природного и попутного газа очень значительны. Конверсию метана осуществляют, применяя в качестве окислителя водяной пар или кислород. Основные реакции конверсии следующие [c.247]

В книге из.пожены теория и технология связывания (фиксации) атмосферного азота в первичные продукты — аммиак и окись азота. Описаны способы получения исходных технологических газов (водорода, азота, кислорода, синтез-газа), при этом основное внимание уделено процессам переработки природного газа в сырье для азотной промышленности рассмотрены также принципы разделения воздуха и коксового газа методом глубокого охлаждения. Рассмотрены основы технологии переработки аммиака в азотную кислоту и в карбамид (мочевину). Кратко описано также производство метанола и высших синтетических спиртов. [c.2]

В результате риформинга углеводородов получают конвертированный газ, состоящий в основном из водорода, оксида и диоксида углерода. Остаточное содержание метана составляет 0,5-2,0% (об.). Содержание оксида углерода в газе, полученном при конверсии различного углеводородного сырья методом паровой парокислородной конверсии, колеблется от 10 до 25,0% (об.), а диоксида углерода - от 6 до 15% (об.). При углекислотной, пароуглекислотной конверсии в синтез-газе для производства метанола и высших спиртов содержание оксида углерода составляет от 30-50% (об.), а диоксида углерода до 15% (об.). [c.27]

Б063413. Разработка методом математического моделирования оптимального аппаратурно-технологического оформления основных стадий производств перекиси водорода, пербората натрия, прямого синтеза кремнийорганических мономеров и полимеров исследование и разработка гравийного фильтра для очистки реакционных газов прямого синтеза ФХС. - Предприятие п/я Г-4236. [c.228]

В книге Подготовка сырья для нефтехимии , написанной ав тором и вышедшей в 1966 г., была сделана первая попытка обоб щить основной опыт нефтехимических производств. Настоящая ра бота ставит своей целью осветить многотоннажное производстве важнейших мономеров и сырья для нефтехимии с учетом имеющих ся в этой области последних достижений в СССР и за рубежом Описаны методы производства олефинов и-связанное с ним полу чение диенов, новые методы производства и разделения аромати ческих углеводородов, ацетилена, циклогексана, парафиновых уг леводородов, а также водорода и синтез-газа. Вследствие ограни ченного объема книга не претендует на полный охват всей пробле мы получения углеводородного сырья. Тем не менее она може оказаться полезной для специалистов нефтяной и химической про мышленности, научных работников, работников проектных орга низаций, преподавательского состава и студентов высших и сред них специальных учебных заведений. [c.8]

Удовлетворение потребности в водороде в химической промышленности происходит в основном за счет конверсии газообразного и жидкого углеводородного сырья, а в нефтеперерабатывающей и нефтехи-мячеокой - эа счет использования водорода, получаемого при каталитическом риформинге, пиролизе, выделении его из разбавленных углеводородных газов и специальных методов его производства. Целый ряд современных процессов (изомеризация, деалкилирование, получение спиртов, гидрообессеривание, гидрокрекинг и др.) нефтепереработки и нефтехимического синтеза связан с потреблением водорода. Однако их широкое внедрение в значительной степени сдерживается высокой стоимостью водорода. Поэтому одной из важнейших задач является изыскание путей удешевленйя его стоимости. [c.4]

Основными компонентами газовой схмеси, используемой для синтеза спиртов и углеводородов, являются водород и окись углерода, соотношение которых зависит от характера синтеза. Так, для синтеза 1 т метанола требуется около 3000 н.ад газа, не содержащего азота, при соотношении Н2 СО = 3 1. Для производства 1 т безводного изобутанола-сырца 50% изобу-тилового спирта, 7% пропилового спирта, 18% спиртов Се—Сю, 8% амилового спирта) необходимо 6000—6800 нм газа, также не содержащего азота, но при соотношении Нг СО = 2,15 1, На получение 1 г зтаеводородов по методу Фишера — Тропша на кобальтовом катализаторе расходуется 6800—7500 нм смеси Со и Нг. Таким образом, при производстве 300 т1 сутки сырых продуктов синтеза расходуется около 2100 тыс. нм СО и Нг, В процессе гидрогенизации 300 г битуминозного угля (в пересчете на безводное и безвольное вещество) для получения бензина (схМесь пропана с бутаном) требуется 485 тыс, нлг водорода. Эти количества газа очень велики даже по сравнению с производительностью наиболее крупных газовых заводов в. больших городах. [c.12]

Для получения аммиака необходимо иметь газ, содержащий на каждые три объема водорода один объем азота. Такой газ получают при амешении водяного и паровоздушного газов. Смесь водяного и паровоздушного газов, применяемая для получения аммиака, называется полуводяным газом. Полуводяной газ, применяемый в азотной промышленности, содержит СО2 6—7%, СО 33—36%, Нз 37—42%, N2 21—23%, а также СН4 и НгЗ. Смешение паровоздушного и водяного газов происходит непосред ственно в газоходах, по которым отводятся газы из газогенераторного цеха. В связи с тем что процесс газификации топлива на азотнотуковых заводах уступает место более совершенным методам получения азотоводородной смеси для синтеза аммиака, описание технологических схем и основного оборудования этого производства, в книге не приводится. [c.40]

До начала второй мировой войны в азотной промышленности в качестве сырья применялись преимущественно твердые топлива. К этому вретленк были разработаны и получили распространение в промышленности способы газификации различных твердых топлив— от бурых углей до антрацита и металлургического кокса включительно. Заметная роль в производстве газа для синтеза аммиака принадлежала водороду, получаемому методом фракционированной конденсации компонентов коксового газа при низких температурах. В последние десятилетия в сырьевой базе азотной промышленности произошли резкие сдвиги в сторону все большего использования природного газа как основного исходного сырья, особенно в странах, располагающих значительными газовыми ресурсами. Например, в США на основе переработки природного газа в 1962 г. было выработано около 80% аммиака 2. Страны, не располагающие большими запасами природного газа, используют для расширения сырьевой базы азотной промышленности жидкие топлива — тяжелые нефтяные остатки, светлые нефтепродукты, сырую нефть. Так, в Японии в 1963 г. путем переработки жидких топлив было выработано 45% аммиака [c.7]

В производстве синтетического. метанола также, как и в некоторых смежных отраслях промышленности, еще недостаточно при.меняются инструментальные методы анализа. Так, в цеховых лабораториях получения газа, очистки его, синтеза и ректификации метанола обычно используются гро,моздкие хи.мические. методы анализа газовых и жидкостных потоков. Например, количественный состав газовых смесей, состоящий из окиси и двуокиси углерода, метана, аргона и водорода, определяется путе.м избирательного поглощения соответствующими растворами и сжиганием горючих компонентов на приборе ВТИ-2. Метод очень длителен и зависит от субъективных особенностей лаборанта. Для контроля за технологически.м режимом на пультах управления устанавливаются также автоматические газоанализаторы. Применяются в основном оптико-акустические приборы типа ОА . Так как анализаторы ус-тапавливаютея для определения отдельных компонентов, то получаются весь.ма значительные по размерам дорогостоящие щиты уцравления. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология