123450 (592825), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Табл. 1
М-8-10 Al-Co-Mo Al-Ni-Mo
Размер на частиците, мм
диаметър.................. 2,8 - 3,0 4,0 – 4,1 4,0 – 4,5
височина................... 4 – 8 5,0 – 5,5 4,0 – 4,5
Относителна плътност,
кг/м3.................................. 690 640 640 - 670
Активна повърхност,
м2/гр................................. 242 150 100 - 120
Активност*, % mass......... 99 98,4 95
* Активността характеризира дълобочината на превръщане на
C2H5SH, съдържащ се в природния газ, при 350 0С и обемна
Скорост 2000 ч-1 при количество на добавяния водород 5%
Табл. 2
| Поглъти-тел | Произход (фирма, страна) | Форма и размер на частиците,(мм) | Относи-телна плътност, кг/м3 | Пори- стост, % | Активна повърхност, м2/гр | Серопоглъ-щаемост при 400 0С |
| ГИАП-10 ГИАП-10-2 B-ZnO G-72C 32-4 29-2 R-5-10 | 6-03-322-72 6-03-328-72 BASF(Герм) Gerdler(САЩ) ICI(Англия) ICI(Англия) ICI(Англия) | Таблетки d = 4 -5 h = 3 – 4 Същото Гранули d=4 h=5-10 Сфери r=2-3 Сфери r=3 Таблетки d=5 h=5 Таблетки d=4 h=4-6 | 1400 – 1500 2110 1400 1230 1190 1930 1600 | 45 -55 36,9 44,8 58,6 43,3 30,3 - | 32,8 45,0 18,7 35,6 34,9 35,7 20,0 | 25,0 19,6 26,3 21,4 20,2 20,7 22,0 |
В схемата на инсталации, предвиждащи провеждане на конверсия на въглеводороди при 2,2 – 2,4 MPa, на стадия на очистка на серните съединения е целесъобразно да се използва алумоникелмолибденосиликатен катализатор и поглътител ГИАП-10. Тогава и за двата стадия условията на очистка са еднакви: температура 350 – 400 0С, обемна скорост 1000 ч-1, налягане 2,3-2,5 MPa. Такива условия са благоприятни за хидриране на ненаситените въглеводороди, които се превръщат в съответните наситени въглеводороди по реакция:
CnH2n + H2 → CnH2n+2 + Q
Термодинамически в дадения температурен интервал е възможно също да протичат реакции на хидрокрекинг на наситените въглеводороди с образуване на метан:
CnH2n+2 + (n - 1)H2 →n CH4 + Q
В таблица 3 са дадени константите на равновесие и топлинните ефекти на реакцията на хидриране на ненаситените въглеводороди и хидрокрекинг на етан и пропан.
Както се вижда от таблицата, хидрирането на ненаситените въглеводороди в интервала 300 – 400 0С практически протича до край. Такива термодинамично благоприятни условия има и за хидрокрекинг на наситените въглеводороди, но хидрокрекинг на наситените въглеводоро-ди C2 – C5 не протича на катализатори съдържащи сяра и при наличие на серни съединения в газа.
Табл. 3
| Темпера- тура, 0С | Реакция на хидриране | Реакции на хид- ро крекинг | ||||
| C2H4 | C3H6 | н-C4H8 | изо-C4H8 | C2H6 | C3H8 | |
| 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 | 5,1.108 9,8.105 8,3.104 1,1.104 3,9.102 3,1.10 4,1 7,8.10-1 6,1.10-2 | 1,4.106 2,8.104 3,5.103 6,8.102 2,5.10 2,3 3,7.10-1 9,1.10-2 1,0.10-2 | 9,2.106 3,2.104 4,1.103 8,0.102 3,2.10 2,8 4,3.10-1 1,0.10--1 1,0.10-2 | 1,0.106 5,1.103 6,5.102 1,1.102 6,7 7,9.10-1 1,4.10-1 4,1.10-2 6,3.10-3 | -- 1,5.106 2,03.105 4,47.104 1,33.104 4,97.103 2,22.103 -- -- | -- 4,62.1011 1,04.1010 5,90.108 5,98.107 9,15.106 1,97.106 -- -- |
| Q, kJ/mol | 137 | 126 | 127 | 119 | 68 | 127 |
Провеждани са опити за едновременно очистване на нефтозаводските газове от серни съединения и хидриране на ненаситените въглево-дороди в лабораторни условия с използване на алумокобалтомолибденов и алумоникелмолибденов катализатор и поглътител ГИАП-10. Условията и резултатите от опита са следните:
Продължителност на изпитанието, ч 3000
Налягане, MPa.................................... 2,0
Температура, 0С................................. 380 - 400
Обемна скорост, ч-1............................ 1000 – 1500
Съдържание на H2 в суровината, % 35 – 60
Съдържание на ненавитени въгле-
Водороди, %
в суровината............................... 5 – 20
в изходящите газове.................. отсъства
Съдържание на меркаптани, мг/нм3
в суровината.............................. 5,3 – 28
в изходящите газове................. 0,1 – 0,9 0,1 – 0,3
(на Al–Co–Mo) (на Al-Ni-Mo)
Лабораторните опити погазали, че хидриране на ненаситените въглеводороди протича до край, в същото време хидрокрекинг на наситените въглеводороди не се наблюдава.
Реакцията на хидрокрекинг на серните съединения е екзотермична, но впредвид малките количества на тези съединения в суровината, топлинния ефект може да бъде пренебрегнат. При значително съдържание на ненаситени съединения в суровината, в резултат на тяхното хидрира-не, се повишава температурата на процеса. Например, при съдържание на 2,5% етилен, температурата на газа на изход от реактора се повишава с 25 0С. В такъв случай, ако се хидрира газ, съдържащ повече от 4% ненаситени въглеводороди, за да се избегне прегряване на катализатора е необходимо да се обезпечи отвеждане на топлината от реактора.
Продължителността на работа на катализатора, използван за очистване на суровината от серни съединения и ненаситени въглеводороди, обикновено е 2 – 3 години. Срокът на използване на поглътителя зависи от съдържанието на H2S в газа. Ако сяроуловяемостта на поглътителя е недостатъчна или концентрацията на серни съединения е висока, в схемата се предвижда включване на два последователно действащи апарата с поглътител.
Нефтозаводските газове след моноетаноламиновата очистка от сероводород съдържат 50 – 100 мг/м3 серни съединения. В този случай про серопоглъщаемост 20% от масата, срокът на използвана за едно зареждане с поглътител е 3 – 6 хил. часа, т.е. доста по-малко от срока на използване на хидриращите катализатори. Затова е нерационално да се използват така наречените бифункционални катализатори, представляващи полгътител с добавка от хидриращ агент и предназначени за гидрогенолиза на серните съединения и едновременно поглъщане на сяроводо-рода. Освен това, на бифункционалните катализатори хидрирането на ненаситените въглеводороди не протича с достатъчна дълбочина.
1.1.2 Частична конверсия на хомолозите на метана
Паровата конверсия на въглеводороди с преимуществено образуване на метан, наричаща се частична конверсия, в днешно време намира приложение за получаване на заместители на природния газ, от въглеводороди достигащи до С8 – С10.
Пълна конверсия на нефтозаводските газове и бензини в тръбни реактори с външно подгряване фактически протича в два стадия: първи – частична конверсия – парова конверсия на хомолозите на метана преи-муществено в метан в началния участък на реакционната зона и втори – конверсия на метана и получаване на водород и въглеродни оксиди. Първият стадий може да се осъществи в отделен реактор при 350 – 500 0С, в режим призък до адиабатния. Това би позволило по-ефективно да се използват скъпите пещи за конверсия с тръбни реактори за провеждане на основната реакция за пълна конверсия на метана и да се съкрати разхода на пара, без опасност от отложение на кокс върху катализатора.
Частичната конверсия може да се разглежда като стадии за подготовка, чрез стабилизация на суровината, за пълна парова конверсия на метана. В този случай, налягането на процеса на частична конверсия се определя от налягането на вход в тръбния реактор за пълна конверсия. Отношението пара/газ не може да бъде по-високо от това в стадия на пълна конверсия, но то може да се намали до 2/1 с цел да не се натоварва реактора за частична конверсия с излишно количество пара.
В процеса на частична конверсия протичат реакции с отделяне на топлина (хидрокрекинг на въглеводородите с образуване на метан) и с поглъщане на топлина (парова конверсия на метана, служеща като донор на водород за реакциите на хидрокрекинг). Колкото е по-висока температурата, толкова по-силно развитие получава процеса на конверсия на метана. Температурата на процеса на частична конверсия се избира така, че процесът да протича при адиабатни условия. Реактора за частична конверсия е разположен след реактора за очистване на газа от серни съединения, където температурата на процеса е 350 – 400 0С. Поради това, долната граница на процеса на частична конверсия е 350 0С, а гор-ната се определя от условията на адиабатност – 500 0С. В табл. 4 са представени данни за термодинамическите характеристики по състава и добива на газ при частична конверсия на нефтозаводските газове при 2,4 MPa, и 400 0С с различен въглероден еквивалент на изходящия газ (n) приведен в табл. 4
Табл. 4
| Въглеро- ден екви- валент | Разход на пара, м3/м3 | Състав на газа, %(об.) | Добов на газ, м3/м3 | Количество отделяща се топлина, kJ/m3 | ||||||
| CO2 | CO | H2 | CH4 | сух | влажен | |||||
| 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 | 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 6,0 | 4,95 7,69 9,77 11,41 12,73 13,81 14,72 15,50 16,16 16,74 17,25 | 0,06 0,07 0,08 0,09 0,09 0,09 0,09 0,08 0,08 0,08 0,07 | 19,95 17,18 15,08 13,43 12,12 11,03 10,13 9,36 8,70 8,12 7,62 | 75,04 75,06 75,06 75,07 75,06 75,06 75,06 75,06 75,06 75,06 75,06 | 1,24 1,44 1,64 1,84 2,04 2,24 2,44 2,64 2,84 3,04 3,24 | 3,12 3,62 4,12 4,62 5,12 5,62 6,12 6,62 7,12 7,62 8,12 | 422,8 542,0 663,5 784,9 904,2 1025,8 1147,2 1268,0 1385,8 1507,2 1628,7 | ||
1.2 Процес на паро-каталитична конверсия на въглеводо-родите
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
