ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Переработка твёрдого топлива

Твердые топлива, используемые как источник энергии и сырье для химического производства, подразделяются на топлива естественного происхождения - природные - и топлива искусственные - синтетические. К природным топливам относятся торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцы. Они называются также ископаемыми твердыми топливами. Искусственными топливами являются каменноугольный, торфяной и нефтяной кокс, полученные пирогенетической переработкой различных видов природного топлива, а также брикеты и угольная пыль - продукты механической переработки твердого топлива.

1. Пиролиз (сухая перегонка) —это нагревание топлива в закрытых реакторах без доступа воздуха, при кот. происходит разложение его с образованием искусств. твёрдого топлива и летучих продуктов (парогаз смесей). Химические превращения при пиролизе — это в основном расщепление крупных молекул и вторичные превращения продуктов расщепления —их полимеризация, конденсация, деалкилирование, ароматизация и др. Низкотемпературный пиролиз, называемый полукоксованием (бурый уголь), осуществляют при нагреве топлива до конечной температуры 500—580°С, а высокотемпературный пиролиз, называемый коксованием (каменный уголь), — при нагревании до 900 — 1050°С. – нагревание без доступа воздуха,

1.1.Коксование - процесс нагрева кам угля без доступа воздуха при темп. 1100-1200С. Использ. смесь разных сортов угля (коксовое и близкие к нему по свойствам) – шихту. Примен .печи периодического (камеры) и непрерывного (шахтные ) действия.

Температура =900 – 1500С без доступа воздуха.

Металлургический кокс составляет важнейший компонент сырья в доменном процессе и транспортировка его экономически невыгодна. Кроме того, коксохимические заводы часто кооперируют с производствами аммиака и азотной кислоты, основного органического синтеза, красителей, взрывчатых веществ и ракетных топлив, пластических масс, в которых в качестве сырья используются продукты коксохимии.

В соответствии с назначением все цехи коксохимического завода подразделяются на основные и вспомогательные. К основным производственным цехам относятся: углеподготовительный цех, где осуществляются прием, хранение и подготовка углей к коксованию. Готовая продукция цеха - угольная шихта; коксовый цех, в котором происходит основной процесс - переработка угольной шихты с получением целевого продукта кокса и летучих химических продуктов - прямого коксового газа (ПКГ) - коксование; цех улавливания, в котором происходит охлаждение прямого коксового газа и выделение из него химических продуктов: сырого бензола (СБ), каменноугольной смолы (КУС) и соединений аммиака. Перерабатывающие цехи (коксовый, смолоперегонный, ректификации и другие), в которых химические продукты, поступающие из цеха улавливания, подвергаются дальнейшей переработке. Готовой продукцией этих цехов являются индивидуальные ароматические углеводороды, нафталин, фталевый ангидрид, фенолы и пиридиновые основания, пек, пековый коки другие. Продукты коксования: 1 т шихты → 730 кг кокса, 80 кг поверхсмоляной воды, 30 кг каменноуг. смолы, 10 кг бензольные углеводороды ,3 кг аммиак ,140 кг сухой кокс. газ.

2. Газификация – искусств. превращение твёрдого топлива на горючие газы во время его частичного (неполного ) сгорания. → угарный газ СО. Окислители – воздух, вод. пар или их смесь.

Уголь, торф, сланцы → малоценные Получаем газообразное топливо, кот. использ выгоднее и проще, чем исходное низкокачеств сырьё (твёрдое топливо), не образуется зола.

3.Гидрогенизация – обработка топлива водородом при выс. температуре (до 500С) и давлении (70МПа) с применением катализаторов. Угли с высокой степенью углефикации (антрацит, тощие угли) не могут быть использованы в качестве сырья для гидрогенизации. Получаем твёрдые газообраз и жидкие продукты, обогащ водородом (кокс, генерат газы, бензин), содержащие изоалканы и нафтены, используемый в качестве сырья для каталитического риформинга и гидрокрекинга, а также котельное топливо и газ.

Схема комплексной химической переработки торфа.

Интенсификация процесса коксования и сокращение времени его за счет снижения влажности коксуемого сырья; повышения теплопроводности материалов печи; увеличения размеров и полезного объема коксовых камер; автоматизации управления процессом.

Создание новых технологических процессов коксования и переработки продуктов, в том числе: введение непрерывных процессов коксования; использование брикетированных угольных шихт из мелкого угля; организация формованного металлургического кокса.

Повышение комплексности переработки углей и других видов твердого топлива для утилизации всех их компонентов и получения продуктов многоцелевого назначения. В качестве примера подобного производства приведена комплексная химическая переработка торфа.

Получение новых продуктов, в том числе: извлечение германия из надсмольной воды; производство чистых радонидов аммония и натрия, цианистого водорода; производство коллоидной серы, пирена и др.

Переработка древесины. Пиролиз (сухая перегонка) древесины дает древесный уголь, метиловый спирт, уксусную кислоту, фенольные смолы, различные органические растворители. Канифольно-скипидарное производство позволяет получить канифоль и скипидар, которые используются в лакокрасочной, парфюмерной и фармацевтической промышленности.
Экстрактивная переработка - извлекаемые из разных частей дерева экстрагированием водой или некоторыми органическими растворителями, а также отгонкой с водяным паром.
К экстрактивным веществам относятся, прежде всего, смолистые вещества (дают канифоль, скипидар, масла), дубильные вещества (танниды) - идут для дубления кожи, и эфирные масла.
Производство древесноволокнистых, древесностружечных плит.
Получение синтетических полимеров
.

 

14. Технологические схемы физического и химических способов переработки нефти

 

Важнейшим свойством нефти и ее продуктов, на котором основана первичная перегонка нефти, является их способность испаряться. Прямая перегонка — это физический способ переработки нефти с помощью атмосферно-вакуумной установки, основан на явлениях испарения и конденсации смеси веществ с различными температурами кипения. В парообразную фазу переходят преимущественно низкокипящие компоненты, в жидкой остаются высококипящие. Сырьё: сырая нефть, мазут. Технологический процесс перегонки состоит из 4х операций: нагрева смеси, испарения, конденсации и охлаждения полученных фракций. Сырую нефть очищают от мех примесей (обессоливание), обезвоживают (удал лишнюю влагу). В результате нагрева нефти в специальной трубчатой печи 1до 330... 350 °С образуется смесь паров нефти и неиспарившегося жидкого остатка, поступающая в нижнюю часть ректификационной колонны с теплообменниками. В верхнюю часть подаётся орошающая жидкость (флегма) – лёгкая фракция. В ректификационной колонне происходит разделение нефтяных паров на фракции, составляющие различные нефтепродукты. При этом температура кипения смежных групп получаемых фракций может отличаться всего лишь на 5... 8 0С. Легко кипящие фракции нефти собир вверху, в нижней части собирается труднокипящая фракция мазут – побочный продукт. Затем отделяются по спец трубоотводам.

Продуктами прямой перегонки нефти (см. рис. 1.1) являются топливные фракции, маслянистые дистилляты и гудрон. Средний выход бензина невыс качества, зависящий от свойств добываемой нефти, колеблется от 15 до 25 %. (на долю остальных топлив приходится 20... 30 %); применяются как компоненты автомобильных и авиационных бензинов, в качестве растворителей. Лигроин (выход 7…10%) лёгкий используется как дизельное топливо и в качестве сырья для получения высокооктановых бензинов, тяжёлые – как компонент реактивных топлив или растворителей для лакокрасочной промышленности. Керосины (8…20%) применяются для освещения и как компоненты реактивных и дизельных топлив. Газойль (8…15%), являющийся промежуточным продуктом между керосином и смазочными маслами, лёгкий (соляр) используется как топливо для дизелей, тяжёлые является сырьем для каталитического крекинга. Мазут, остающийся после отгона топливных фракций, фракция из углеводородов, парафина, маслянистых и смолистых веществ с темп кипения выше 300С. Лёгкие используют как котельные топлива (топочные мазуты) и для газовых турбин, в большинстве случаев - для получения масел и крекинг-бензинов. Углеводороды с температурой кипения ниже 40 °С (попутные газы) используют вкачестве добавок к некоторым бензинам и в качестве сырья для получения ряда синтетических продуктов, а также как топливо для газобалонных автомобилей. Маслянистые дистилляты (20…25%) состоят из углеводородов главным образом цикл строения с нафтеновыми или аромат ядрами и парафиновыми радикалами, из них получают различные смазочные и спец масла. Гудрон и полугудрон (15…30%) состоит из смолистых веществ, парафинов и тяжёлых углеводородов циклич строения, из него получ битумы или кокс, маслянистые применяют как мягчитель в резиновой пром-ти.

Продукты, получаемые способом прямой перегонки, обладают высокой химической стабильностью, так как в них отсутствуют непредельные углеводороды. Но их качество низкое, поэтому они не являются тов продукцией и поддаются вторичной перегонке при тем 400-450С под вакуумом.

 

Химическим способомпереработки нефти является крекинг — высокотемпературная переработка нефти с расщеплением длинных молекул тяжёлых углеводородов и получением продуктов меньшей молекулярной массы. Существенным отличием крекинг-процесса от первичной перегонки является то, что при крекинге происходит химическое изменение ряда углеводородов, тогда как при первичной перегонке идет простое разделение отдельных частей, или, как говорят, фракций, нефти в зависимости от точек их кипения. Главный фактор – температура, продолжительность выдержки веществ; большое значение имеет применение катализатора, которые позволяют проводить реакцию при меньших температурах, обеспечивая получение необходимых веществ и увеличивая выход продукта. Использование для переработки нефти крекинг-процессов позволяет увеличить выход бензиновых фракций. Существуют следующие виды крекинга: термический, катали­тический, а также гидрокрекинг и каталитический риформинг.

Термический крекинг- наиболее распростр вид переработки нефтепродуктов, используют для получения светлого бензина из мазута, керосина и дизельного топлива, гудрона и полугудрона.

Технолог процесс. Темп 450…540С, давление 2…7 Мпа,исходное сырьё нагревается в трубчатой печи, где 2/3 его подвергается крекингу. Смесь продуктов крекинга и непрореагировавшего сырья проходит через испаритель, в кот отдел крекинг-остаток (вещества, не поддающиеся крекингу). Лёгкие продукты поступают в ректификац колонну на разделение.

Примерный выход продуктов: крекинг-бензин 35…45%, крекинг-газы 10…15%, крекинг-остаток 50…55%. Бензины – смесь предельных и непредельных углеродов, вследствие чего они хим и физ нестабильны, что значительно сниж их ценность, применяются как компоненты автомоб бензинов для карбюратор ДВЗ. Крекинг-газы использ как топливо или сырьё для производства полимеров и химии орг синтеза, крекинг-остаток (смолистых и асфальтеновых веществ) примен как котельное топливо или сырьё для пр-ва битумов.

Высокотемператур. парофазный терм крекинг – пиролиз. Часто наз «ароматизацией нефти». Осущ при более выс темп 670…1200С и близком к атмосферному давлению, очень энергозатратное. Недостаток – коксование катализаторов. Обширная сырьевая база – попутные нефтяных газов и газов крекинга (этан, пропан, бутан), низкокачеств топлив фракции – бензины прямой перегонки. Получают газообразные первичные непредельные углеводороды для химии орг синтеза: этилен, пропилен, ацетилен и др. Побочные продукты: пропилен, ароматич углеводороды (ксилол, бензол, толуол, нафталин) и их производные. Продукты: смолы, газ, газойлевые фракции, из кот получают орг спирты, синт каучук, моющие вещества, пластмассы, хим волокна.

Наряду с расщеплением тяжелых углеводородов при термическом крекинге протекают процессы полимеризации и конденсации, продуктами которых являются полициклические и полиароматические соединения, образуются непредельные углеводороды, обладающие сравнительно невысокой химической стабильностью. Эти два фактора являются основными недостатками термического крекинга и причиной того, что этот процесс заменяется другими, более прогрессивными методами нефтепереработки, в частности каталитическим крекингом, основное достоинство которого — большая эксплуатационная гибкость: возможность перерабатывать различные нефтяные фракции с получением высокооктанового бензина и газа, богатого пропиленом, изобутаном и бутенами; сравнительная легкость совмещения с другими процессами, например, с алкилированием, гидрокрекингом, гидроочисткой, адсорбционной очисткой, деасфальтизацией и т. д.

Каталитический крекинг с применением катализаторов (синтетич алюмосиликаты с содержанием оксида алюминия 10…15% и глины типа бокситов) позволяет снизить темп процесса, увеличить выход бензина, обеспечивает требуемое его качество, поэтому он эффективнее. Катализаторы обеспечивают более мягкие условия протекания, снижает энергозатратность, резко сокращ время.

Технич процессы провод в непрерывно действующих контактных аппаратах, наибольшее распространение – установки для крекинга в кипящем слое пылевидного катализатора.

Сырьё: лигроин и газойлевые фракции. Продукты: крекинг-бензин с большим выходом и более выс качества, крекинг-газы (для пр-ва полимеров), легкие и тяжёлые газойли.

Риформинг – разновидность каталитич крекинга, ход реакций в кот направлен на улучшение качества бензина, повышение его октанового числа путём образования ароматич углеводородов и изомеров – сырья нефтехим пром-ти, применяемых в пр-ве каучуков, пластмасс, синт волокон, красителей, ядохимикатов, моющих средств. Сырьё – бензин различного происхождения, низкосортный прямогонный и лигроин. Пром катализатор - алюмоплатиновый (порошок оксида алюминия и платина, окисли хрома и молибдена), не нужд в регенерации, но очень чувствительный к разрушит действию серы в сырье, поэтому добавляется блок очистки сырья от серы. Термический и каталитич – осн способ облагораживания прямогонных бензинов, кот позволяют значительно уменьшить содержание серы. Темп 450…540С, давление 2…4 Мпа. Для предупреждения образования алкенов поддерж избыток водорода, выделяющегося ранее за счёт реакции дегидрирования. Технолог схемы такие же, как каталитич. Продукты: бензины до 90% характериз содержанием ароматич углеводородов до 58%, газ-газойлевые фракции – алкены и нафтены, применяемые в хими орг синтеза с получением больше 200 продуктов. Эксплуат свойства бензина выше, за счет этого окупается увеличение затрат на их пр-во.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти