КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Конверсия с водяным паром
Получение АВС паровоздушной конверсией метана Конверсией называется технологический процесс переработки газообразного топлива с целью изменения его состава. Наиболее распространенными видами этого процесса являются конверсия углеводородных газов и конверсия оксида углерода (II), проводимая для удаления его из продуктов конверсии углеводородного сырья. Сырьем для конверсии являются: природный газ (метан), газы нефтепереработки, попутный нефтяной газ. По своему содержанию процесс конверсии – это неполное окисление углеводородов, одним из продуктов которого является водород: CnH2n+2+mA→(n+1)H2+CnAm,
где А –окислитель, CnAm – продукт окисления В качестве окислителей в конверсионных процессах используются: кислород, воздух, водяной пар, диоксид углерода, оксиды металлов. В соответствии с природой окислителя различают три основных вида конверсии: - паровая конверсия (окислитель-водяной пар), - неполное окисление (окислитель-кислород или воздух), - окислительный пиролиз (например, получение ацетилена из метана).
Процесс конверсии газообразного топлива осуществляется в реакторах различного типа – конверторах, а полученный методом конверсии газ называют конвертированным газом.
Реакция окисления метана и его гомологов водяным паром может быть представлена уравнениями:
CH4+H2O ⇄ CO+3H2+∆H ∆H=206,4 кДж
Состояние равновесия этой системы зависит от температуры, давления и состава парогазовой смеси. Равновесная степень превращения х * возрастает с повышением температуры и увеличением отношения H2O:CH4. Так как реакция протекает с увеличением объема, то повышение давления влияет положительно только на скорость реакции конверсии, но существенно снижает полноту конверсии.
При атмосферном давлении достаточно полная конверсия метана может быть достигнута уже при 700-7500С, а при давлении 3 МПа – только при температурах 1000-11000С. Тем не менее, для увеличения скорости реакции, уменьшения объема аппаратуры и газопроводов, а также с учетом того, что следующие за конверсией метана процессы целесообразно вести при повышенном давлении, паровую конверсию метана проводят под давлением, используя для этого естественное давление природного газа, поступающего на установку конверсии 2-4 МПа. Так как скорость установления равновесия в системе при указанных выше температурах мала, а повышение температуры выше 13000С приводит к крекингу метана CH4→C+2H2+∆H ∆H=84,9 кДж конверсию ведут в присутствии никелевого катализатора на носителе Aℓ2O3 . Это обеспечивает быстрое достижение высокой равновесной степени превращения метана при температуре около 7000С и высоких объёмных скоростях парогазовой смеси, подаваемой в реактор. Никелевые катализаторы процесса конверсии метана выпускают в виде таблетированных и экструдированных колец Рашига. Так, катализатор марки ГИАП-16 имеет следующий состав: 25% NiO, 57% Aℓ2O3, 10% CaO, 8% MgO. Срок службы катализаторов конверсии при правильной эксплуатации достигает трех лет и более. Их активность снижается при действии различных каталитических ядов. Никелевые катализаторы наиболее чувствительны к действию сернистых соединений. Отравление происходит вследствие образования на поверхности катализатора сульфидов никеля, совершенно неактивных по отношению к реакции конверсии метана и его гомологов. Отравленный серой катализатор удается почти полностью регенерировать в определенных температурных условиях при подаче в реактор чистого газа. Активность зауглероженного катализатора можно восстановить, обрабатывая его водяным паром.
В современных установках при давлении 2МПа и выше при соотношении CH4:H2O=1:4 остаточное содержание метана после паровой конверсии составляет 8-10%. Для достижения остаточного содержания CH4 около 0,5% конверсию ведут в две стадии: паровая конверсия под давлением (первая стадия) и паровоздушная конверсия с использованием кислорода воздуха (вторая стадия). При этом получается синтез-газ стехиометрического состава, т.е 75% водорода и 25% азота.
Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 2707; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |