1598005355-8175385b9c8404424807f40ff9c50b0a (811200), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Дзержинске с 1937 г. в течение ряда лет. С 1962 г. функционирует производство углеводородов из синтез-газа в г. Новочеркасске, где синтез проводится в реакторах со стационарным слоем кобальтового катализатора, а целевыми продуктами являются жидкие углеводородные растворители, сырье для моющих средств и другие продукты химического назначения 1991. В 1954 — 1957 гг.
было сооружено промышленное предприятие по переработке угля в жидкие моторные топлива 5АЗОЕ-1 в ЮАР мощностью 230 тыс. т в год жидких продуктов. Позднее там же были созданы еще два аналогичных предприятия— 5А501-П (1981 г.) и 5А501.-П1 (1983 г), номинальной мощностью по 2200 тыс. т в год жидких продуктов каждое. На всех предприятиях газификацию высокозольного (до 30%) битуминозного угля, содержащего 1% серы и имеющего теплоту сгорания 23 МДж/кг, проводят в газогенераторах «(.цгц1», работающих под давлением. Принципиальная технологическая схема 5А501.-1 представлена на рис.
3.5. Здесь используются реакторы двух конструкций: со стационарным и нсевдоожиженным слоем катализатора (на других заводах— только реакторы с псевдоожиженным слоем). В каждом реакторе со стационарным слоем катализатор размещается в трубах (более 2000 шт. длиной по 12 м и внутренним диаметром 50 мм). Газ проходит по трубам с высокой линейной скоростью, что обеспечивает быстрый отвод тепла реакций и создание почти по всей длине труб условий, близких к изотермическим, При рабочем давлении в реакторе 2,7 МПа и температуре около 230'С достигается максимальный выход алканов. Рис.
3.6. Схема завода 3А801.-1: 1 — праизиодстпо кислорода; У вЂ” гззогснс. рзторы снатю ;  — знсргастанция; 4-- працссс «Фснасольнан»;  — сспарация; б— псрсрябатка смол и масел, 7 — процесс «Рсктизоя»; В,  — реакторы синтеза Фишсра — транша со стационарным и пссидоожижсиным слоем катализатора саатястстианао; 10 — коиисрсия; 11 — иыдслсиис кнсзородсодсржзнзик соединений, 1!в ист з и рзфинон, 1З вЂ” псрсрзботкзжндкик продуктов; 14 — опигомсрнззция оясриная; 11 — крногснная сепарация, 14— синтез аммиака; 1 — иоздук; !1 — уголь; 1П вЂ” нада; 1У— пак, У вЂ” креозот, Ш вЂ” бснзод.топуая-крсзояьная фракция, Л! — широкая бснзиноиая фракция; УО1 — фсноды; !Х вЂ” спирты; Х вЂ” катаны, Х1 — жидкнс прадуюы; Х!!— асншснныс парафины; Х!1! — катсяьнос топливо; Х1У вЂ” дизельное таплиао; ХУ— бензин, ХУ1 — топпииный газ е городскую сеть; х у11 — он ху111 — и»! х1х — газы С» — Сс ХХ вЂ” Йс ХХ! — кислые гзры; 'ХХН-НН, ХХЫ! — 1НН»ЬЗО, В реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора (диаметром 2,2 м и высотой 36 м) синтез проводят при температуре 300 — 350'С и давлении 2 — 3 МПа, расход газа в реактор достигает 100 тыс.
мз/ч. Продукты реакции поступают в отстойную секцию и затем в циклоны для отделения захваченной катализаторной пыли. Отношение Нз. СО в сырьевом синтез-газе составляет 2,4 — 2,8, получаемые жидкие продукты отличаются повышенным содержанием олефинов. На предприятиях 5А501. во всех типах реакторов применяют катализаторы на основе железа, промотированные щелочью; эти катализаторы дешевы н обеспечивают низкий выход метана; расход угля на получение 1 т жидких продуктов составляет 5,6 — 6,4 т. Для получения моторных топлив, отвечающих требованиям стандартов на топлива из нефти, получаемые продукты подвергают облагораживанию: бензиновые фракции — очистке и риформингу, пропилеи и бутены — полимеризации.
Термический к.п.д. комплекса переработки угля в моторные топлива с использованием синтеза Фишера — Тропша составляет 35 — 40%. Свойства бензиновых и дизельных фракций, получаемых в различных типах реакторов, существенно различаются (табл.
3.9) [100]. Наряду с моторными топливами на этих заводах получают аммиак, серу и другие химические продукты. Как и другие процессы ожижения, переработка угля методом газификации с последующим синтезом моторных топлив требует высоких капитальных и эксплуатациончых затрат. Например, капитальные вложения на строительство завода 5А501-П составили около 4 млрд. долл. (в ценах 1980 г.). При 8000 ч работы общие эксплуатационные затраты на этом предприятии составляют 987 млн. долл.
в год (в ценах 1980 г.), в том числе 11011: Стоимость угля 125 Вспомогательные иатериалы 80 Содержание персонала 80 н ремонт Электроэнергия 80 Накладные расходы 80 Катализаторы и реагенты 24 Амортизационные отчисле- 520 Вода 2 ния В сравнении с гидрогенизационными процессами метод ожижения угля через синтез Фишера — Тропша более прост по аппаратурному оформлению и условиям эксплуатации, но его термический к. п.д. примерно на 15о(о ниже.
З.З. ПОЛУЧЕНИЕ ТОПЛИВ ИЗ ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ И ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ Переработка природных битутяов К природным битумам относится группа генетически связанных с нефтью углеводородных соединений естественного происхождения, являющихся продуктами превращений и встречающихся 100 Таблица 8.9. Свойства бензииоиых и дизельных фракций, полученнмх по технологии ВА80Ъ Топлива, получаемые в реакто- рах со слосм каталвзаторв Товарные топлива завода 5А501.-П Показатель пссвлоожв;ксв.
стзцяояарчым Бензин 55 — 65 80 25 Выход на суммарный жидкий продукт, % (масс.) Плотность, кг)мз Октановое число: моторный метод исследовательский метод (О,З г/л ТЭС) Углеводородный состав, % (масс.): парафины олефины ароматические 745 720 730 85 93 88 98 89 93 60 1О 40 45 25 30 49 24 27 Дизельное топливо 35 — 45 Выход на суммарный жидкий продукт, % (масс.) Плотность, кг/мз 1(становое число Углеводородный состав, (масс.): парафины олефины ароматические 20 800 55 — 65 820 50 820 47 96 — 98 2 — 4 96 — 98 2 — 4 65 — 75 20 — 30 5 — 10 101 в пористых и трещиноватых породах, Нх отличительной особенностью является твердая, вязкая или вязкожидкостная консистенция, повышенная плотность и относительно небольшое содержание масел при высоком содержании смолистых веществ.
В различных отложениях природные битумы присутствуют в пористых породах, представленных в основном песками, песчаниками и известняками. Витумосодержащие пески характеризуются слабой сцепляемостью зерен, в то время как в песчаниках и известняках они достаточно крепко сцементированы, что затрудняет отделение битума от минеральной фазы. В зависимости от типа скоплений и глубины их залегания битумосодержащие породы добываются открытым или подземным способами '1 102 — 1091. В составе природных битумов выделяют классы малы, асфальтов, асфальтитов и керитов, различающиеся по консистенции и содержанию масел. Основные скопления битумов по составу подразделяют на высокосернистые с переменным содержанием кислорода и высокояислородные в большинстве случаев Таблица 3.10. Характервствка нефтей в природных битумов ! Садержание р, кг/м' М, мПа с масел, И (масс.) Сырье 1,Π— 50,0 50 — 1000 750 †8 890 †9 75 55 — 75 Обычные нефти Тяжелые (высоковязкме) нефти Классы природных битумов: м альты асфальты асфальтиты кервты 960 — 1000 1000 — 100000 40 — 55 1000 †10 )100000 25 — 40 1050 †11 Пластичные 15 — 25 1150 †20 Неллавкве 10 †102 с незначительным содержанием серы.
Первые представлены классами малы, асфальтов и асфальтитов, а вторые — керитами. По своей природе и свойствам к природным битумам тесно примыкают тяжелые (высоковязкие) нефти, которые при применении обычных скважинных методов добычи не могут быть извлечены из недр нли извлекаются с предельно низкими коэффициентами нефтеотдачи. Тяжелые (высоковязкие) нефти рассматриваются как переходное звено между нефтями н битумами. Единый стандарт на классификацию тяжелых природных углеводородов не выработан, но на практике в качестве основных классификационных параметров, по которым разграничиваются обычные, тяжелые нефти и природные битумы, используют, как правило, плотность, вязкость и, содержание масел (табл. 3.10) 11031. Природные битумы и тяжелые нефти отличаются от обычных нефтей не только повышенными плотностью и вязкостью, но и высоким содержанием серы и металлов и повышенной коксуемостью (табл.
3.11). Извлеченный из породы битум при 20'С представляет собой полутвердую массу, а при 150'С он превращается в густую жидкость, которая становится текучей при дальнейшем нагревании. Такие свойства битумов затрудняют их перекачку по трубопроводам и требуют предварительного облагораживания на месте добычи. Получаемая при этом, так называемая, синтетическая нефть может поставляться для дальнейшей переработки на действующие или специально создаваемые нефтеперерабатывающие предприятия. Затраты на облагораживание составляют около 50% стоимости синтетической нефти. Около 30% энергии, содержащейся в добываемом битуме, расходуется на его отделение от породы и облагораживание.
Опыт промышленной эксплуатации установок облагораживания природных битумов имеется только в Канаде. На пред- Таблица 3.11. Свойства тяжелой нефти в природных битумов Канады ! Тажслаа Прирадаые битумы нефть Ллойд- Паказатель 993 1008 Плотность, кг/м' Содержание, 7р (масс.): серы азота нерастворимых в вентаяе никеля+ванадия (мг/кг) Коксуемость, е/, (масс.) Выход остатка ) 524'С, с/з (об.) Темлература застывания, 'С Вязкость, ям'/и: ярк 38'С лри 99'С 4,5 0,4 15,3 215 13,2 50 4 4,9 0,4 18,0 325 13,3 51 1О 3,6 0,3 8,9 115 10,2 43 — 4 450 23 7000 !85 3500 85 103 приятии «Зггпсог» получение синтетической нефти из битума месторождения Атабаска проводится по схеме, показанной на рис. 3.7 [1051.
Добытая в карьере горная масса подвергается дроблению и экстракции горячей водой, паром и раствором щелочи. Далее для обеспечения подвижности битум нагревается и смешивается с широкой бензиновой фракцией. Последняя после центрифугирования смеси возвращается в процесс смешения, Извлеченный же битум подвергается замедленному коксованию. Получаемый при этом сернистый кокс используют как энергетическое топливо, а смесь жидких продуктов коксования, выход которых достигает 79% на исходное сырье, разделяют на бензиновую, керосино-газойлевую и тяжелую газойлевую фракции. Они проходят раздельную гндроочистку и вновь смешиваются, образуя синтетическую нефть. Эта нефть имеет вязкость 3 мм'/с, плотность 885 кг/м', температуру застывания — 45'С, коксуемость 0,2% (масс.) и содержит 0,1% (масс.) серы в 0,04% (масс.) азота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
