referat5 (Анализ и технологическая оценка химического производства), страница 3
Описание файла
Документ из архива "Анализ и технологическая оценка химического производства", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "referat5"
Текст 3 страницы из документа "referat5"
Безводная уксусная кислота плотностью 1049 кг/м3 (20 С) застывает при 16,6° С, кипит при 118,1° С. Она хорошо смешивается с во" дои и многими органическими жидкостями. При попадании на кожу вызывает ожоги.
8. Подготовка угля к коксованию
Коксование—процесс сухой перегонки каменных углей при их нагревании до 900—1050° С без доступа воздуха. В результате сложных физических и химических превращений образуется твердый, спекшийся продукт — кокс и прямой коксовый газ.
Кокс используют в металлургии, литейном производстве, для получения электродов, карбида кальция и т. д.
Прямой коксовый газ содержит каменноугольную смолу, сырой бензол и другие продукты, поэтому его перерабатывают с получением ценных химических веществ.
Сырьем для получения кокса служат спекающиеся (коксующиеся) угли марки К, которых в недрах земли содержится мало Для расширения сырьевой базы для коксования применяют смесь — шихту, состоящую из коксующихся углей и углей других марок, мало содержащих серы и фосфора, которые при коксовании остаются в коксе и снижают его качество.
Перед поступлением на коксование угли тонко измельчаются— зерен размером менее 3 мм должно быть 85—90%.
Процесс коксования осуществляется в коксовой печи, представляющей собой камеру, выложенную огнеупорным (динасовым) кирпичом. Камеры по 60—70 шт. соединяются между собой в коксовые батареи; между ними имеются пространства (простенки), в которых сжигается генераторный или коксовый газ. Температура в простенках печи достигает 1400° С. Так как огнеупорный кирпич и уголь являются плохими проводниками тепла, а для получения кокса требуется нагреть шихту до 900—1050° С, камеры делают в виде узких каналов — шириной — 0,4 м, длиной — 13—14 м, высотой — 4, 4,5 м. В камеру загружают до 15 т угля.
Н
а рис. 6 показана схема коксовой камеры. Она имеет две торцовые стороны — коксовую, куда выталкивается из камеры кокс (коксовый пирог), и машинную — для ввода в камеру коксо-выталкивателя 5, представляющего собой пластину с размерами, немного меньшими, чем у сечения камеры. При коксовании машинная и коксовая стороны камеры плотно закрываются дверцами / и 2. В своде камеры имеются отверстия, через которые загружается шихта с помощью загрузочного вагона с бункерами 4, течки которых устанавливаются над отверстиями в своде камеры. Вагон перемещается по рельсовому пути, расположенному над коксовыми камерами, и обслуживает десятки камер. После загрузки шихта в камере разравнивается, загрузочные отверстия закрываются и начинается процесс коксования.
Для отвода паро-газовой смеси из камеры стояк 3 соединяется с газопроводом.
Н а рис. 7 показана схема нагревания шихты в камерах коксовой батареи (поперечный разрез) с перекидным над сводами камер ходом топочных газов. Воздух, поступающий на горение горючих газов, предварительно нагревается в регенераторах 4 и смешивается с газом, поступающим из отверстий 3 в простенках 2, расположенных между камерами /. В простенке 2 происходит сгорание газообразного топлива, и горячие дымовые газы огибают камеру, подогревают ее с другой стороны и уходят через регенераторы тепла в дымовую трубу.
Через каждые 20—30 мин поток газа и воздуха переключают на нагретые топочными газами регенераторы и поток газов обогревает обратную сторону камеры. Это обеспечивает равномерный нагрев камеры с обеих сторон. На заводах применяют различные системы обогрева камер; пребывание шихты в камере 13—17 ч. Выделяющийся при коксовании в камерах прямой коксовый газ отсасывается воздуходувкой и подается на переработку.
По окончании процесса коксования разгрузка камер проводится поочередно. После разгрузки камеры торцовые стороны ее закрываются и цикл работы повторяется.
Из 1 т шихты с влажностью 6% в процессе коксования получают в среднем следующие продукты, кг:
Переработка прямого коксового газа
П
арогазовую смесь, выходящую из коксовой камеры, называют прямым коксовым газом. В 1 м3 газа, кроме Н2, СН4, СО и газообразных углеводородов, содержится: смолы 80—130 г, бензольных углеводородов 30—40 г, аммиака 8—13 г, сероводорода и других сернистых соединений 6—25 г, цианистых соединений — 0,5—1,5 г, паров воды 250—450 г, твердых частиц 15—35 г. Такой газ подвергают переработке по схеме, приведенной на рис. 8.
Прямой коксовый газ, выходящий из камеры при температуре 700—800° С, поступает в газосборник /, где охлаждается до 80° С водой; при этом из газа частично конденсируется смола и твердые вещества. Для дополнительного выделения смолы газ охлаждают в холодильнике 2 до 20—30° С. Сконденсировавшаяся смола и надсмольная вода из газосборника 7 и холодильника 2 поступают в сборник 3, где разделяются на три слоя: нижний — твердые вещества, средний — смола» верхний — надсмольная вода. В надсмольной воде содержится аммиак. Для окончательного выделения из газа туманообразной смолы газ из холодильника 2 поступает в электрофильтр 4, где из него выделяется смола, стекающая в сборник 3. Для продвижения прямого коксового газа через систему аппаратов очистки применяется турбогазодувка 5. Пройдя турбогазодувку, газ нагревается в подогревателе 7 до 60— 70° С и поступает в сатуратор 6 — аппарат барботажного типа, в котором находится 76—78% H^SO^. Аммиак, содержащийся в газе, реагирует с HoS04 с образованием сульфата аммония;
Образовавшийся сульфат аммония выпадает в осадок, отделяется от раствора, сушится и используется в качестве удобрения. Затем газ охлаждается до 20—25° С в холодильнике 9 и поступает в башни с насадкой 8, орошаемые каменноугольным маслом (фракция при перегонке смолы, кипящая при 230—300° С), которое извлекает из газа бензол, толуол, ксилол и др.
Раствор сырого бензола подвергается перегонке, в результате чего отгоняется бензол и его гомологи, а масло после охлаждения снова возвращается на орошение башен 8. Освобожденный от примесей коксовый газ называется обратным. Он очищается от соединений серы. Обратный коксовый газ в основном состоит из водорода (54—59%), метана (23—28%), окиси углерода (5—7%), углеводородов (2—3%) и примесей: азота (3—5%), углекислоты (1,5—2,5%), кислорода (0,3— 0,8%). Теплота сгорания его 16750—17200 кдж/м3.
Коксовый газ как высококалорийное топливо применяют для получения высоких температур в металлургии, стекловарении, коксовании; его используют в качестве сырья в химической промышленности для получения водорода, сажи, ацетилена и т. д.
9. Получение синтезированного газа
Химические методы переработки нефти проводят при высоких температурах без катализатора (термический крекинг), при высоких температурах в присутствии катализатора (каталитический крекинг), в присутствии водорода, при высокой температуре и давлении (гидрокрекинг) и др. Благодаря высокой температуре происходит расщепление молекул углеводородов. Кроме того, в результате вторичных процессов образуются молекулы новых соединений, которые не содержатся в нефти или в нефтепродуктах.
Рассмотрим процесс расщепления составляющих нефти при нагревании на примерах.
При нагревании нефти сначала расщепляются углеводороды парафинового ряда с длинной цепью
По мере повышения температуры разрыв цепи углеводородов сдвигается к краю цепи, вплоть до метана СН4, т. е. С14Н30 С13Н26 + СН4, а при температуре выше 820° С метан разлагается на углерод и водород СН4 --> С + 2Н2
Нафтеновые углеводороды при нагревании дегидрируются, образуя ароматические углеводороды:
Ароматические углеводороды более устойчивы к нагреванию, поэтому они почти не изменяются. Непредельные углеводороды, образующиеся в процессе распада, в значительной степени вступают в реакцию полимеризации или циклизации, образуя ароматические и другие сложные соединения. Чем выше температура крекинга, тем выше скорость реакции и больше образуется газообразных продуктов. Применение давления з
атрудняет процесс расщепления и благоприятно влияет на вторичные реакции. Крекинг ведут для получения бензина и газов.
Термический крекинг в смешанной фазе (жидкой и паровой) проводят под давлением до 70 am при температуре 350—500° С. На рис.9 показана схема крекинга мазута. Мазут насосом 1 подается на одну из нижних тарелок ректификационной колонны 2, где смешивается с тяжелой фракцией. Затем смесь подается в трубчатую печь 3, где нагревается до температуры 470—480° С. Из средней части колонны 2 выводится более легкокипящая фракция, которая нагревается в трубчатой печи 4 до 500—510°. Давление в печах поддерживается 50—70 am (5—7 Мн/м2). Продукты крекинга из печей 3 и 4 проходят редукционный вентиль 5 и поступают в испаритель 6, где происходит отделение паров от крекинг остатка, который выводится из испарителя. Пары из испарителя направляются в ректификационную колонну на разделение. Пары бензина и газы проходят конденсатор 7 и сепаратор 8, где они разделяются.
Выход продуктов при крекинге следующий: крекинг-бензин 30— 35%, крекинг газы 10—15%, крекинг-остаток 50—56%. Крекинг газы содержат этилен, пропан, пропилен, бутан, бутилен и др. Они служат ценным сырьем для синтеза органических соединений. Крекинг-остаток служит котельным топливом.
Парофазный крекинг — пиролиз проводят при температуре 670— 720° С и атмосферном давлении. В процессе пиролиза жидкие продукты обогащаются ароматическими соединениями, а газы — непредельными углеводородами. Пиролиз проводится с целью получения сырья для химической промышленности.
Каталитический крекинг проводится в паровой фазе при 450-500е С и давлении 0,5-1,0 am (0,05-0,1 Мн/м2) в присутствии алюмо-силикатных катализаторов, представляющих собой твердые высоко. пористые вещества. Катализаторы адсорбируют углеводороды и на поверхности происходят реакции расщепления. Одновременно мот проходить реакции ароматизации. При каталитическом крекинге наряду с жидкими продуктами (вы. ход бензина — 70%) образуются газы (12—15%) и кокс (4—6%) Кокс откладывается на поверхности катализатора и снижает его активность. Для выжигания кокса через катализатор при температуре 550— 600 С пропускают воздух.
В печи 1 подаваемое на крекинг сырье нагревают до 350—360С и затем направляют в реактор 2, в который из бункеpa 3 поступает зернистый катализатор. Под действием собственного веса катализатор опускается в низ реактора и перед поступлением в регенератор (самотеком) обрабатывается паром. Продукты крекинга из реактора 2 направляются на разделение в ректификационную колонну (на схеме не показана). Для регенерации катализатора сверху в регенератор 4 воздуходувкой 5 подается воздух, который реагирует с коксом, расположенным на поверхности катализатора, очищая его. Образовавшиеся дымовые газы выводятся снизу генератора. Из нижней части регенератора 4 катализатор захватывается сжатым воздухом, подаваемым воздуходувкой 7, и по трубе 6 направляется в бункер 3 и снова возвращается в реактор 2.
Для уменьшения отложений кокса на катализаторе применяют крекинг под давлением в присутствии водорода. Такой процесс получил название риформинга. Наибольшее применение риформинг находит с платиновыми, хромовыми и молибденовыми катализаторами. Для риформинга используют фракции легких нефтепродуктов. Процесс проводится под давлением 40—70 am (4—7 Мн/м2) при температуре 480—520° С.
В процессе риформинга происходит образование ароматических углеводородов, которые улучшают качество бензинов. Газы риформинга содержат СН4, C2H6, С3Н8, С4Н10. Их используют для синтеза органических соединений.
Список использованной литературы
-
Баринов Н.А. Технология металлов. Металлургиздат.1963
-
Сидоров И.А. Основы технологии важнейших отраслей промышленности, Москва, “высшая школа”, 1971
-
Кован В.М. (и др.) Основы технологии машиностроения “Машиностроение”, 1965
-
Никифоров В.М. (и др.) Технология важнейших отраслей промышленности, ч.1, изд. ВПШ при ЦК КПСС, 1959
-
Данилевский В.В. Технология машиностроения.
“Высшая школа”, 1965
Если Вам пригодился мой реферат, сообщите мне об этом, буду Вам очень признателен!
My E-mail: talk2000@mail.ru