ВКР (1203106)
Текст из файла
Введение
Одним из процессов позволяющим улучшить качество бензинов, а также получить ценные мономеры, является каталитический риформинг, широко распространенный в современной нефтепереработке. В настоящее время работают в основном установки каталитического риформинга на платиновом катализаторе.
Назначение процесса — производство высокооктанового базового компонента автомобильных бензинов. В результате процесса получают и водородсодержащий газ (технический водород). используемый далее в процессах гидроочистки топлив, масляных и других фракций, а также на установках гидрокрекинга.
Сырьем для каталитического риформинга служат бензиновые фракции прямой перегонки: широкая фракция НК-160°С для получения высокооктанового бензина. Иногда к прямогонной широкой бензиновой фракции добавляют: низкооктановые бензины коксования, термического крекинга. Сера, содержащаяся в сырье, вызывает отравление (дезактивацию) катализатора, поэтому риформингу предшествует гидроочистка сырья. Минимальная степень дезактивации катализатора достигается при использовании сырья, содержащего 0,01 % (масс.) серы. Надо иметь в виду, что с уменьшением содержания серы в сырье увеличивается не только активность, но и избирательность катализатора.
Наилучшей подготовкой сырья к процессу риформинга является его гидрогенизационное облагораживание — гидроочистка. Благодаря этому процессу кроме удаления нежелательных компонентов удается избежать коррозии аппаратуры.
При удалении серы из сырья в водородсодержащий газ попадает сероводород, который является нежелательным компонентом. Избыток водородсодержащего газа может быть сброшен в заводскую сеть водорода,
куда кроме водорода попадает и сероводород, что нежелательно для других процессов-потребителей водорода. Сероводород - бесцветный горючий газ с резким запахом, токсичен, отравление человека наступает даже при небольших концентрациях. Сероводород является агрессивным газом, провоцирующим кислотную коррозию. Также сероводород является каталитическим ядом для катализатора риформинга. В результате отравления алюмоплатинового катализатора серой снижается его активность в реакциях дегидрирования шестичленных нафтенов и дегидроциклизации парафинов.
При выборе способов очистки водородсодержащего газа необходимо внимательно подходить к оценке химического состава сырья. Рассматривая технологические особенности процессов очистки газа, необходимо отметить, что выбор способа очистки сводится, как правило, к выбору реагента, который при соответствующем конструктивном и технологическом оформлении процесса обеспечивает необходимую очистку при высоких технико-экономических показателях. Основными критериями при выборе реагента, а следовательно, и процессов являются начальное н конечное содержание извлекаемых «нежелательных» компонентов в газе и заданное рабочее давление в системе или начальное и конечное парциальное давление их в условиях очистки.
1 Очистка водородсодержащего газа:
1.1 Классификация процессов очистки газов
Жидкостные процессы и процессы адсорбционной очистки от кислых компонентов применяют для очистки водородсодержащего газа.
Существуют следующие виды жидкостных процессов:
>Абсорбционные процессы - процессы, основанные на растворимости кислых компонентов газа в абсорбентах. Абсорбентами являются: метанол, N-метилпирролидон, гликоли, пропиленкарбонат, трибутилфосфат и т.д. Данные процессы применимы для обработки газов с большим содержанием кислых компонентов.
>Хемосорбционные процессы - процессы, в основе которых лежит реакция сероводорода с активной частью абсорбента (амины и щелочи).
>Комбинированные процессы — процессы,` совмещающие в себе одновременное использование физических поглотителей и химических. Самым распространенным процессом стал процесс Сульфинол (поглотитель - сульфонал (диоксид тетрагидротиофена) в комплексе с различными химическими поглотителями). Одним из часто используемым поглотитслем является диизопропаноламин (ДИПА).
Поглотители кислых компонентов должны быть как химически, так и термически стабильны, избирательны, обладать низкой коррозионной способностью и упругостью паров, поглотительная способность должно быть максимальна. и реакционная способность с углеводородами минимальна. Помимо всего должны обладать слаботоксичными свойствами и доступны по цене.
Окислительные процессы — процессы, основанные на восстановлении элементарной серы из поглощенного сероводорода. Например: процесс Джиаммарко—Ветрокок (поглотитель - горячий раствор мышьяковых солей щелочного металла), процесс Стретфорда (поглотитель - водный раствор натриевых солей двух форм антрахинондондисульфокислот). Первый процесс отличается высокой токсичностью поглотителя).
Адсорбционные процессы - это процессы применяются для снижения концентраций сернистых соединений в природном и нефтяном газах. В качестве адсорбента выступают активированные угли, молекулярные сита, природные цеолиты и др.
Для определения способа очистки и технологической схемы производят оценку состава газа, области применения газа, вида поглотителя и других факторов, но основным показателем является концентрация сероводорода в используемом сырье.
1.2 Понятие адсорбции
Адсорбционные процессы одни из значимых в области очистки газа. Под влиянием сил, на поверхности адсорбента осаждаются адсорбируемые вещества. Количество сконцентрированных адсорбированных веществ зависит от поверхности адсорбции. Промышленными адсорбентов являются материалы с большой удельной поверхностью. Адсорбенты, применяемые для очистки водородсодержащих газов, имеют различную правильную и неправильную формы (таблетки, сферы, гранулы). Очищаемый газ пропускают через слой адсорбента, в результате чего удаляемые примеси осаждаются на поверхностях пор, и газ проходя через слои очищается, не поглощаясь.
Природа сил, удерживающих осажденные молекулы на поверхности адсорбирующего вещества, полностью не исследована. В связи с этим существует ряд теорий. Одна из известных теорий – теория Ленгмюра. Он предполагал, что силы, возникающие при адсорбции, сходны по природе с силами химического взаимодействия, объясняя это наличием свободных остаточных валентностей на поверхностях твердых кристаллов. Адсорбируемая молекула, находящаяся в газовой фазы, осаждается на свободный центр поверхности адсорбента и остается связанной с ней. В начальный точки адсорбции число активных центров и число молекул, связываемых поверхностью, выше числа молекул, отрывающихся от нее. В течении процесса количество свободных участков уменьшается, а в дальнейшем достигается состояние равновесия, при котором скорости конденсации и испарения равны. Согласно теории Ленгмюра адсорбированное вещество удерживает на поверхности слой толщиной в одну молекулу (мономолекулярная адсорбция), хотя и учитывается, что силовые поля претерпевая изменения, могут быть способными удерживать и второй слой молекул, далее и третий и т.д. Согласно предложенному Ленгмюром механизму адсорбции равновесное количество вещества, адсорбированного из газовой фазы, должно повышаться с увеличением давления газа, при этом возрастание постоянно уменьшается. Равновесные изотермы адсорбции, которые учитывают данное условие, получили название - изотермы Ленгмюра.
Адсорбцию можно проводить на различных твердых веществах, но большинство адсорбентов, применяемых для очистки и осушки газов, изготавливают на основе кремнезема, окиси алюминия (включая боксит) или угля. В последнее время широкое промышленное применение имеют силикатные адсорбенты ряда синтетических цеолитов, называемые молекулярные сита. Адсорбенты на основе кремнезема и окиси алюминия применимы для осушки, хотя активированный уголь, имеющий способность избирательно адсорбировать пары органических веществ, распространен в процессах подобного типа. Молекулярные сита применяются для осушки и для адсорбции различных компонентов.
1.3 Характеристика адсорбента
Активные угли - сорбенты органического происхождения (из угля, торфа, древесных материалов, отходов бумажного производства, кости животных, скорлупа орехов, косточки плодов и т.д.).
Вначале исходный материал подвергают термической обработке при температуре 600 – 900 °С, из углей улетучивается влага и смолы, а затем для придания пористости его активируют - обрабатывают паром, газами или химическими реагентами (СО, СО2, NH3, водяной пар) при температуре 800 - 900 °С. Измеряя температуру, скорость подачи активатора и время активации, получают с разными адсорбционно - структурными свойствами марки активных углей: БАУ, ДАК, АР-А, АР-Б, КАД, СКТ - 1,2.3,4. Основная характеристика - ρнас, и фракционный состав. Выпускают в виде гранул, диаметром 2 - 5 мм. Иногда их дробят на более мелкие фракции 0,15 - 2,5 мм, применяют для газоочистки со стационарным движением и слоем адсорбента.
Порошкообразные угли - для очистки веществ в жидкой фазе. БАУ - Березовский активный уголь, АГ - гранулированный активный уголь, АР - активный уголь рекуперационный. КАУ - косточковый, СКТ – уголь сернистокалиевой активации.
Для очистки газовых выбросов (вентиляционных) применяют марки АГ, КАУ. СКТ, а также угли из полимерных материалов и молекулярно - ситовые угли (MSC) - обладают высокой адсорбционной активностью в
области малых концентраций загрязняющих веществ, отличающихся повышенной прочностью, так САУ - (изготавливают из полимера урана).
Отрицательные свойства -горючесть, окисляются при t = 250 °С, чтобы уменьшить пожароопасность, к углю добавляют селикагели.
Селикагели - гидратированный аморфный, получаемый путем взаимодействия жидкого стекла и серной кислоты. Это минеральный адсорбент, продукт реакции (SiO2 · n H2O) диаметром 0,2 - 7 мм в виде зерен.
Дешевый сорбент, имеет высокую механическую прочность к истиранию, низкую температуру регенерации (110 - 120 °С), применяют для осушки газов и улавливания органических загрязняющих веществ.
Селикагель, полученный в кислой среде и промытый подкисленной водой - обладает мелкими порами. В щелочной среде - крупнопористые. В зависимости от формы зерна:
кусковый селикагель (зерна неправильной формы);
гранулированный (зерна сферической или овальной формы).
Недостаток - разрушение зерен под воздействием капельной влаги.
Алюмогели - Al2O · n · H2O - активные оксиды алюминия, как и селикагели являются гидрофильными адсорбентами, они обладают развитой структурой, большой поверхностью и приемлемы для осушки газов, улавливания углеводородов и фтора. Они более стойки к действию воды. Они способны поглощать от 4 до 10 % водяных паров от собственной массы.
Цеолиты (с греч. кипящие камни). Все выше рассмотренные адсорбенты имеют нерегулярную структуру, поэтому в их поры могут проникать и удерживаться самые различные по размерам молекулы, т.е. они не обладают избирательной адсорбцией - это их недостаток.
Избирательно адсорбировать одинаковые по размеру молекулы могут адсорбенты со строго регулярной пористой структурой - это природные минералы сидерит, фожазит, эрионит, глабазит, морденит и др. Путем термической обработки их превращают адсорбент, обладающий высокой пористостью, большой поверхностью и одинаковыми размерами пор. Природных цеолитов в природе мало, они загрязнены примесями, поэтому для промышленного применения синтезированы примерно 100 наименований цеолитов [16.
Наиболее применимы цеолиты марок КА, NaA, СаА, NаХ, СаХ. Первая буква соответствует катиону, компенсирующему заряд решетки (К+, Nа+, Са+), вторая - тип кристаллической решетки.
Цеолиты - уникальные адсорбенты, извлекающие аммиак, SO2, ацетилен, H2S, CO2.
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
