Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

-В кат. риформинге может происходить иногда крекинг высших ув с образованием низших газообразных алкенов и алканов. С повыш. Т и сниж. давл. резко растет число аромат. ув (если их очень много, то с одной стороны это ведет к увеличению О.Ч, но с другой они канцерогены, приводят к образованию отложений в камере внутр. сгорания при использовании топлива, а также к образованию ПАУ и выбросов альдегидов и бенз(а)пирена)

Вопр. Основные способы повышения октанового числа моторного топлива. Сравнение этих способов с точки зрения качества и экологичности получаемых продуктов.

Октановое число характеризует высокую детонационную стойкость топлива, т.е. стойкость к сжатию, полноту сгорания топлива и кпд. О.ч. – это % содержания изооктана (наиб. разветвленный ув) в смеси с н-гептаном, кот. имеет такую же детонац. стойкость, что и бензин.

1.Наиболее эффективным способом повышения октанового числа является использование в топливе или корректоре соединений тяжелых металлов, например тетраэтилсвинца. Даже мг этого соединения способны поднять октановое число на десяток единиц. Но соединения тяжелых металлов являются крайне токсичными и канцерогенными веществами, образуют отложения в камере сгорания, что приводит к неполноте сгорания топлива. Поэтому их использование ограничено. Кроме того, наличие свинца или прочих Ме в отработавших газах опасно для датчиков системы управления двигателем, которые впрыскивают топливо.

2.Другой путь повышения октанового числа - это спиртовые добавки в топливо. Это более безопасный путь по сравнению с использованием соединений металлов, однако, спиртовые соединения обладают большой нестабильностью и малым временем жизни, они чувствительны к t окр. воздуха.

3.Можно добавлять присадки. Это вещества, добавляемые в малых количествах к топливам для повышения их эксплуатационных характеристик. Содержание присадок. в жидких топливах обычно не превышает сотых или десятых долей % по массе. Присадки к топливам улучшают процессы сгорания, способствуют сохранению начальных свойств топлива при хранении, транспортировке и использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают применение топлива при низких температурах и т. д.

Вопр. (1) Основные виды продуктов, которые могут быть получены из угля. (2)Энергетическое и химическое использование угля. Энергетич. использование угля и состояние окр. среды.

Твердые топлива: антрацит, каменный уголь, бурый уголь, торф, сланцы.

Бурый уголь содержит 70% С, каменный 82% С, в буром угле влаги половина по объему, а в каменном ее почти нет.

(1) Основные виды продуктов, которые могут быть получены из угля: При коксовании природных топлив (главным образом каменного угля) путём нагревания до 950−1050 °С без доступа воздуха получаются основные продукты – кокс (70 % об. от полученных продуктов коксования), коксовый газ - первичный газ (16% об.), каменноугольные смолы ( 3,5 % об.), бензол (1% об.), аммиак, влага.

Каменноугольный кокс представляет собой удлинённые куски серого цвета. Обладает высокой пористостью (ок. 50%), большой насыпной плотностью, высокой теплотой сгорания.

При газификации - высокотемпературном процессе взаимодействия углерода топлива с окислителями образуются горючие газы (Н2, СО, СН4). В качестве окислителей (газифицируюх агентов) используют О2, водяной пар, СО2, либо смеси указанных веществ.

В зависимости от соотношения исходных реагентов, температуры, продолжительности реакции и других факторов можно получать газовые смеси самого разного состава.

(2) Энергетическое использование угля (производство электроэнергии 85%, промышленность 8%, получение кокса 4%, быт, торговля и т.д. 3%)

Химическое использование угля (термическая переработка без доступа воздуха – коксование, термическая переработка с окислителями – газификация).

Вопр. (1)Характеристика нефти как природного сырья. (2)Добыча и переработка нефти и основные экологические проблемы, которые при этом возникают.

(1)Все горючие полезные ископаемые подразделяются на два ряда: угольный (уголь – образ. уг. пласты) и нефтяной (нефть и газ — подвижные вещества).

Нефть образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,5-2 км и залегает на глубине от десятков метров до 5-6 км. На больших глубинах преобладают газовые и газоконденсатные залежи с небольшим количеством легких фракций нефти.

Физ. св-ва нефти: ж-ть от светло-коричневого (почти бесцв.) до темно-бурого (почти черн.) цвета. = 0,65 - 1,05. Чаще от 0,82 до 0,95. Легкая нефть 0,83 - легкая, = 0,831-0,86 – средняя или утяжеленная, = 0,86 - тяжелая.

Нефти различают также по содержанию в них сернистых соединений:

-малосернистые – не более 0,5% серы

-сернистые – 0,51-2,0%

-высокосернистые – более 2%

Основные нефтепродукты

-Топлива (газы нефтепереработки, попутные нефтяные газы, бензины, реактивные топлива, газотурбинные топлива, дизельные топлива, котельные топлива)

-Нефтяные масла (смазочные масла, масла спец. назначения)

-Растворители и осветительные керосины

-Твердые углеводороды (парафин, церезин, озокерит)

-Нефтяные битумы

-Нефтяной кокс

-Технический углерод

-Пластичные смазки

(2) 1) Добыча нефти.

Фонтанный способ добычи: нефть изливается на поверхность земли под давлением пластовой энергии. Не требуется затрачивать энергию на добычу нефти, а надо сдерживать слишком сильный напор. Фонтанный метод пригоден лишь для первого периода эксплуатации скважин.

Компрессорный или газлифтный способ: в скважину погружают две колонны труб, расположенные концентрически (одна в другой). Через кольцевое пространство подают С-Н газ, который давит на нефть по центральной трубе на поверхность.

Возможна закачка в глубинные горизонты воды для создания подпора. Используют термическое воздействие на пласт, закачку в пласт смешивающихся с нефтью агентов-растворителей.

Глубиннонасосный способ: используются погружные штанговые глубинные насосы и погружные центробежные насосы.

Нефть, добытая из скважин любым из способов, является многокомпонентной неоднородной системой «жидкость-газ-твердое» или «жидкость1-жидкость2-газ-твердое». Она содержит попутный газ, воду, мин. соли, механические примеси (песок, глинозем)

2) Подготовка нефти к переработке

-Удаление попутных газов. Проводят с помощью одноступенчатого или многоступенчатого сброса давления. Вместе с тем делают замер количества нефти, которое затем направляется на переработку и транспортировку.

-Стабилизация. Даже после многоступ. сепарации в нефти остается весьма значительное количество у/в С1 — С4. Они ценные. Для большинства нефтей применяют ректификацию. Продукты стабилизации – газовый конденсат и стабильная нефть.

-Деминерализация и Удаление воды.

Для того чтобы разрушить эмульсии, в промышленной практике применяются следующие процессы: 1.механические — фильтрование, обработка у.звуком; 2.термические — подогрев и отстаивание нефти от воды, промывка горячей водой; 3. электрические — обработка в электрическом поле переменного и постоян­ного тока; 4.химические — обработка различными деэмульгаторами.

Электродегидратор. Под действием высокого напряжения (до 30 кВ) и переменного направления. Для улучшения процесса обычно добавляют немного щелочи, нейтрализующей органические кислоты и увеличивающей электропроводность воды.

3). Первичная переработка нефти (фракционирование). Основная задача на этапе первичной переработки нефти – разделить ее на фракции, близкие по температурам кипения. Для этой цели применяются 2 массообменных процесса
1) простая перегонка, или дистилляция. Перегонка или дистилляция – это процесс разделения смеси взаимно растворимых жидкостей на фракции, кот-ые отличаются по температурам кипения между собой и с исх. смесью.

При перегонке смесь нагревается до кипения и частично испаряется; получают дистиллят и W, которые по составу отличаются от исх. смеси. При однократном испарении и последующей конденсации паров получают две фракции: легкую и тяжелую. В легкой фракции содержится больше низкокипящих компонентов; в тяжелой – больше высококипящих компонентов.

2) ректификация (традиционно называют ректиф. установки перегонными) – процесс разделения взаимно растворимых жидкостей, различающихся по температурам кипения, за счет многократного противоточного взаимодействия паровой фазы, образовавшейся при перегонке и жидкой фазы, образовавшейся в результате конденсации полученных паров. Условия, удаленные от состояния равновесия. Происходит постепенное обогащение жидкой фазы тяжелыми высококипящими компонентами, а паровой фазы – легкими низкокипящими компонентами.

Есть два типа установок:

1.атмосферные трубчатые установки АТ,

2.атмосферно-вакуумные трубчатые установки АВТ.

Вопр. (1)Хар-ка твердого топлива как природного сырья. (2)Добыча и переработка твердого топлива и основные экол. проблемы, кот. при этом возникают.

(1)Твердые топлива: антрацит, каменный уголь, бурый уголь, торф, сланцы.

Больше всего С в антраците, затем каменном, далее буром угле. Н2 приблизительно одинаково содержится (ок. 5%) во всех, кроме антрацита (2% об.) О2 и N2 больше всего в древесине и торфе, меньше всего (3%) в антраците. Больше всего влаги в буром угле и древесине, очень мало в каменном угле. Золы много (ок. 6%) в каменном угле и антраците. S нет в древесине, больше всего в каменном угле (2-6%).

Примерное потребление угля: производство электроэнергии 85%, промышленность 8%, получение кокса 4%, быт, торговля и т.д. 3%

(2)Добыча и переработка твердого топлива. Химические методы переработки твердого топлива:

-термическая переработка без доступа воздуха – коксование

-термическая переработка с окислителями – газификация

При коксовании природных топлив (главным образом каменного угля) путём нагревания до 950−1050 °С без доступа воздуха получаются основные продукты – кокс (70 % об. от полученных продуктов коксования), коксовый газ - первичный газ (16% об.), каменноугольные смолы ( 3,5 % об.), бензол (1% об.), аммиак, влага.

Каменноугольный кокс представляет собой удлинённые куски серого цвета. Обладает высокой пористостью (ок. 50%), большой насыпной плотностью, высокой теплотой сгорания.

Содержание углерода в горючей массе кокса выше 96,5%, выход летучих веществ 0,8−1,0%.

При газификации - высокотемпературном процессе взаимодействия углерода топлива с окислителями - образуются горючие газы (Н2, СО, СН4). В качестве окислителей (газифицируюх агентов) используют О2, водяной пар, СО2, либо смеси указанных веществ. В зависимости от соотношения исходных реагентов, температуры, продолжительности реакции и других факторов можно получать газовые смеси самого разного состава.

Вопр. Коксование угля. Физ-хим и технологические особенности стадии, ее влияние на окр. среду.

Коксование - промышленный метод переработки природных топлив (главным образом каменного угля) путём нагревания до 950−1050 °С без доступа воздуха. Основные продукты – кокс, коксовый газ, каменноугольные смолы и др.

Каменноугольный кокс представляет собой удлинённые куски серого цвета с высокой пористостью, большой насыпной плотностью и теплотой сгорания. Содержание углерода в горючей массе кокса выше 96,5%, выход летучих веществ 0,8−1,0%.

1. При нагревании угля до 200°С вначале происходит испарение влаги и удаление растворенных в угле газов, состоящих в основном из NH3 и N2 .

За счет отщепления гидроксильных и карбоксильных групп в газовой фазе появляется некоторое количество СО и СО2 и пары пирогенетической воды.

2. При последующем нагревании до 300°С разложение угольного вещества немного (образуются небольшие количества Н2 и NH3), выделяется также немного лёгкой смолы.

3. При т = 350 - 450°С происходит изменение агрегатного состояния угля: из сыпучего он переходит в пластическое за счет выделения смолы.

Образуется жидкая пленка на поверхности частичек, потом происходит размягчение зерен, появляется пластический слой. Пластическая масса представляет собой сложную гетерогенную систему, состоящую из газообразной, жидкой и твердой фаз. Вначале она имеет высокую вязкость и достаточно хорошую газопроницаемость.

4. При т = 500 - 550°С происходит резкое уменьшение массы угля и бурное выделение газа и смолы. Смола разлагается и конечные продукты обогащаются наиболее термически стабильными соединениями ( Н2, СН4 и ароматич. ув).

В результате реакций полимеризации и поликонденсации продуктов разложения происходит накопление твердой фазы в пластической массе, вновь возрастают ее вязкость и газопроницаемость, и формируется жесткая структура полукокса.

Постепенно жидкая фаза исчезает, а твердый остаток представляет собой полукокс. Его выход составляет 50-70% от исходного сырья. Получают и первичный газ, дёготь (8-25%) и пары Н2О. Механ. прочность полукокса мала, он легко разрушается, непригоден для Ме пром-ти.

Основная область промышленного применения полукокса - газификация с получением технологических и горючих газов.

Первичный газ (полукоксовый газ) - горючий газ. В составе первичного газа: СН4 20-50%, Н2 15-20%, СО 7-10%, непредельные ув 7-15%. Негорючий балластом – СО2 ( до 50%). Перв. газ обычно используется на месте производства как газообразное топливо.

5.При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества (Н2), претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание.

Выше 700 °С полукокс полностью превращается в кокс. Первичные продукты разложения, соприкасаясь с раскалёнными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу и превращаются во вторичные продукты.

В составе газа преобладающим становится Н₂ (50%) и СН₄ (25% ), органические продукты ароматизируются.

6. При 900-1000С тв. остаток уплотняется, его прочность и объем — происходит усадка. Благодаря этому «коксовый пирог» отделяется от стенок камеры, что облегчает его выгрузку.

Материальный баланс: Кокс сухой – 78%, коксовый сухой газ – 16%, каменноуг. смола – 3,5%, пирогенетич. влага – 1,2%, бензол и NH3.

Вопр. Переработка прямого коксового газа. Физ-хим и технологические особенности стадии, ее влияние на окр. среду.

Прямой - коксовый газ непосредственно выходящий из коксовой батареи. Обратный - газ, полученный после выделения из прямого коксового газа ряда компонентов (каменноугольной смолы, NH3, сырого бензола) и состоящий в основном из легких горючих газов. Его частично (40-45%) подают в качестве топлива на обогрев коксовых печей (т.е. обратно), поэтому он и называется обратным.

В прямом коксовом газе содержатся: водяные пары (влага шихты и пирогенетическая вода), пары смолы, аромат. ув, аммиак, нафталин, Н2S, HCN, пиридин.

Продукты коксования входят в коксовую батарею, оттуда выходит прямой коксовый газ, попадает в газосборник, идет по газопроводу, попадает в отделитель конденсата, по трубопроводу отводится конденсат в отстойник, газ идет в газовый хол-к, далее в электрофильтре отделяется от газа смола, газ идет на газодувку, из хол-ка, эф и газодувки газовый конденсат и смола продолжает поступать по трубопроводу в отстойник, далее в хранилища смолы и аммиачной воды. Из хранилища смола идет в бензольный скруббер, подогреватель насыщенного масла, бензольную колонну и холл-к для масла (масло циркулирует в бензольный скруббер). При этом из газодувки через подогреватель проходит газ, попадает в сатуратор, в каплеотбойник и также идет в бензольный скруббер. А из хранилища аммиачной воды она идет в аммиачную колонну, выходят СВ, А газ идет в подогреватель газа, далее в сатуратор и т.д.

Из 1 т коксовой шихты получают 340-350 куб.м коксового газа. Очищенный «обратный коксовый газ», содержит более 60% водорода, метан, СО и другие горючие компоненты.

Это также – основа для синтез-газа для получения аммиака, метанола, других спиртов и т.д.

Вопр. Основные виды продуктов, получаемых при коксовании угля. Направления их использования.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)