Различия

Здесь показаны различия между выбранной ревизией и текущей версией данной страницы.

@@ Строка 1: / Строка 1: @@
+====== Получение водорода ======
+//Так как на современном нефтеперерабатывающем заводе имеется большое число установок гидрокрекинга и гидроочистки, то важное значение приобретает обеспечение их водородом.// \\
+Источником водорода на нефтеперерабатывающем заводе обычно является установка каталитического риформинга. Легкокипящая фракция, поступающая с этой установки, характеризуется высоким соотношением водород/метан; обычно ее подвергают деэтанизации и депропанизации, чтобы повысить концентрацию водорода. \\
+Иногда водорода с установки риформинга оказывается недостаточно, чтобы удовлетворить все потребности нефтеперерабатывающего завода, например, если работает установка гидрокрекинга. Тогда водород получают на установке конверсии метана с водяным паром, которая показана на рисунке ниже. ((Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) Метан используется по той причине, что в его молекуле содержится 25 % (масс.) водорода. ((Смидович, Е. В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов : учебник для вузов по специальности «Химическая технология переработки нефти и газа» / Е. В. Смидович. - 4-е изд., стереотип., перепечатка с третьего издания 1980 г. - Москва : Альянс, 2011. - 328 с.)) \\
+{{:courses:refining:конверсия_метана.jpg?500|}} \\
+Конверсия метана с водяным паром \\
+При поиске возможностей синтеза водорода в качестве потенциального сырья рассматривались различные соединения с высоким содержанием водорода, чтобы получалось как можно меньше отходов и как можно меньше энергии было потрачено впустую. Два соединения, которые в конце концов выбрали, кажутся достаточно очевидными — это метан (СН<sub>4</sub>) и вода (Н<sub>2</sub>О). \\
+Задача процесса конверсии метана с водяным паром состоит в том, чтобы извлечь из этих соединений как можно больше водорода, затратив при этом как можно меньше энергии (топлива). Этот процесс осуществляется в четыре стадии с помощью некоторых полезных катализаторов. \\
+. //**Конверсия**//. Метан и водяной пар (Н<sub>2</sub>О) смешивают и пропускают над катализатором при 800°С (1500°F), в результате чего образуется монооксид углерода и водород. \\
+CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O → CO + 3H<sub>2</sub> ((Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
+Без катализатора паровая конверсия метана с приемлемой скоростью и глубиной превращения протекает при 1250…1350 °С. Катализаторы конверсии углеводородов предназначены не только для ускорения основной реакции, но и для подавления побочных реакций пиролиза путем снижения температуры конверсии до 800…900 °С. Как наиболее активные и эффективные катализаторы конверсии метана признаны никелевые, нанесенные на термостойкие и механически прочные носители с развитой поверхностью типа оксида алюминия. С целью интенсификации реакций газификации углерода в никелевые катализаторы в небольших количествах обычно вводят щелочные добавки (оксиды Са и Mg). ((Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; Под ред. С. А. Ахметова. — CПб.: Недра, 2006. — 868 с.; ил.)) \\
+. //**Дополнительная конверсия**//. Не удовлетворившись водородом, который уже образовался, установка выжимает все, что можно, и из монооксида углерода. К смеси прибавляют дополнительное количество водяного пара и пропускают над другим катализатором при 340°С (650°F); в результате образуется диоксид углерода и водород. \\
+CO + H<sub>2</sub>0 → CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub> \\
+. //**Разделение газов**//. Чтобы получить поток с высоким содержанием водорода, его отделяют от диоксида углерода с помощью процесса экстракции диэтаноламином (ДЭА). \\
+. //**Метанирование**//. Поскольку присутствие даже небольших количеств оксидов углерода в потоке водорода может оказаться вредным для некоторых областей его использования, на следующей стадии процесса эти примеси превращаются в метан. Процесс идет на катализаторе при 420°С (800°F). \\
+CO + 3H<sub>2</sub> → CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O \\
+CO2 + 4H<sub>2</sub> → CH<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O ((Леффлер Уильям Л. Переработка нефти. — 2-е изд., пересмотренное / Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2004. — 224 с: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).)) \\
+++++
+Подробная технологическая схема установки получения водорода |
+Подробная технологическая схема установки для получения водорода паровой каталитической конверсией представлена на следующем рисунке. На ней вы можете увидеть, в каком оборудовании протекают четыре описанные выше стадии. \\
+{{:courses:refining:схема_производства_водорода.jpg?400|}} \\
+Газ под давлением подогревают до 300—400°C в подогревателе 7 и подают в реакторы 3 и 2, где он очищается от сернистых соединений. В смесителе 11 смешивают газ с перегретым до 400—500°C водяным паром и подают паро-газовую смесь на конверсию в печь 12. Температура конверсии 800—900°C. \\
+Газ конверсии из общего коллектора проходит котел-утилизатор 13, где охлаждается до 400—450°C (эту температуру поддерживают, впрыскивая воду после котла-утилизатора). Для превращения CO в CO<sub>2</sub> газ подают на первую ступень среднетемпературной конверсии в реактор 14 с железо-хромовым катализатором; после этого температуру паро-газовой смеси снова снижают до 230-250°C в котле-утилизаторе 13 и в водоподогревателе 15; смесь направляют на вторую ступень конверсии в реактор 16 с цинк-медным катализатором. \\
+Затем паро-газовая смесь, содержащая водород, диоксид углерода и водяные пары, поступает на очистку от CO2 в абсорбер 18. В результате очистки раствором карбоната калия (K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) удаляют CO<sub>2</sub> и большую часть водяных паров. Раствор K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> идет на регенерацию, а водород подогревают до 300°C в теплообменнике 25 и подают в реактор 22 на метанирование, т.е. переводят оставшийся CO в метан путем гидрирования. Затем водород охлаждают в теплообменнике 25 и холодильнике 23. Компрессор 24 сжимает водород до требуемого давления на выводе с установки к месту потребления.((Смидович, Е. В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов : учебник для вузов по специальности «Химическая технология переработки нефти и газа» / Е. В. Смидович. - 4-е изд., стереотип., перепечатка с третьего издания 1980 г. - Москва : Альянс, 2011. - 328 с.)) \\
+++++
+В некоторых случаях в распоряжении переработчиков не оказывается метана, не содержащего серы (природного газа). В этом случае вместо метана можно использовать более тяжелые углеводороды, например пропан или нафту. Такой процесс требует другого оборудования и других катализаторов. Кроме того, он менее энергетически эффективен, но все же работает. \\
+{{:courses:refining:печь_паровой_конверсии_метана.jpg?400|}} \\
+Трубчатая печь паровой каталитической конверсии метана \\
+{{:courses:refining:установка_паровой_конверсии.jpg?400|}} \\
+Установка производства водорода методом паровой конверсии легких углеводородов \\
+===== Словарь =====
+|водород |hydrogen |
+|каталитическая конверсия |catalytic conversion |
+|котел-утилизатор |waste heat boiler |
+|метанирование |methanation |
+|процесс паровой конверсии |steam reforming process |
+|процесс экстракции |extraction process |
+|установка каталитического риформинга |catalytic reforming unit |
+[[dsp:blogpage|Назад в блог]]
+{{tag>Тема}}
+~~DISCUSSION|Комментарии переводчиков~~

Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Различия

Инструменты страницы