1598005420-e4dffbb6ff09e4f6675580849e63fa88 (811210), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Для паровой конверсии метанола важной характеристикой валя>ется содержание окиси углерода в ко ~верткрованном газе. Наличие 'СО в газе свидетельствует о неполноте рсакции конверсии. С точки зрения максимального использования топлива наличие как СО, так и СН>ОН в конвертированном газе нежелательно В связи с этим оптимальные режи>гы работы лежат там, где степень конверсии высока, но пе настолько, чтобы выход водорода умсныпался за счет образования акаси углерода. Условия проведения процесса конверсии метанола и требования х степени его совершенства зависят от выбранной системы очистки ,364 водорода. При поглотительных (сорбцпонных) системах очистки практически весь водород, содержащийся в продуктах конверсии, поступает к потребителю.
Конверсия н термкчеекая ре>енерация по. глотнтеля (если она имеется) осуществляются за счет сжигания в топке необходимого количества исходного топлива. При диффузи- онной очистке газа на палладнево-серебряном отделителе водорода теплота для конверш>и получается прн сжигании остаточного газа, не прошедшего через мембраны отделителя Для ЭХГ с кислым электролитом наличие СО и СО> не критич- но, н процесс конверсии может вестись на существенно низкие па- раметры.
Из.эа отсутствия специальных катализаторов конверсии мета- нола в процессе могут быть использованы прочышлеяные катали- заторы синтеза этого продукта, а также пнзкотемпературные ката- лизаторы конверсии окиси углерода, основными компонентами кото- рых являются медь, цинк, хром. Катализаторы этого типа (марки НТК) представляют особый интерес, так как являются низкотемпе- ратурнычи и обеспечивают получение конвертированного газа с мн- нииальным содержанием окиси углерода, что имеет существенное значение прн любых методах газоочистки. Исследованиями установ- лено, что высокая каталитическая активность этих катализаторов обусловг>ена наличием в них меди.
Такие катализаторы активны при 200 — 300'С, давлении до 15 МПа и расходе 0,08 — 0,8 мг/с. Прн конверсии окиси углерода ее остаточное содержание в газе достигает 0,3'1г (об.) и менее, Допустимая концентрация сернистых соединений в газе, поступающем на катализатор, составляет О,!— 1 иг, и'. Срок службы катализатора в промышленности более двух лет Компактный метанольный генератор водорода, работа>ощий под давлением да 2 МПа, показан на рис. 8.7 Сырьем для него служит стехнометрическии водный раствор метанола, а также неразбавлен- ный метанол ( ~ая обогрева генератора во время пуска) Раствор метанола подав>ся в всрхню>о часть генератора в пароперегрева- тель о и распределяется в реакторе 1, заполненном ци»к-хром-ь>ед- ным катализатором НТК-2. Обогрев топочной камеры 3 произво- дится с помощью комбинированной газожидкостной инжекционной горелки 4.
Очистка водорода пров" ходит в диффузионном отделите- ле водорода 2 трубчатое конструкции на основе сплава Рб — ЛО Коэффициент полезного дейгтвия генератора водорода опре- деляется как отношение теплоты сгорания полученного чистого во- дорода к теологе сгорания израсходованного метанола; Он, — — — — = 65 —: 70%. Осн,он Принципиальная схема получения водорода конверсией метано- ла представлена на рис. 8.8. Водный раствор метаната из емкости 1 падается на подогрев н испарение в теплообменннк 2 н далее в пароперегреватель 3. Из пароперегргвателя перегретый пар поступает в конверсионные ка- меры реактора 4.
где на катализаторе при 250 — 300 С осуществля- ется процесс паровой конверсии с образованием газовой смеси, со- стоящей в основном из водорода (около 72п)п), углекислого газа (около 23п(г) и окиси углерода (около 2ег>) Из реактора конверти- рованный влажный гаэ поступает на мембраны диффузионного отде- Збо о Ф М ! Рис. 8.8. Принц>шпальная схема получения водорода конверсией метанола.
литсля водорода 5, где происходит очистка водорода от примесей. Чистый водород потребляется в ЭХГ, а остаточный газ. не прошедший через мембраны отделителя, расходуется на отопление реактора. 6.0.3. Получение водорода мэ жидких углеводородов Для получения водорода могут быть использованы как газообразные, так и жидкие углеводороды. В принципе водородсодер. жащий газ может быть получен из любых нефтепродуктов, включая сырую нефть. Но тяжелые нефтепродукты (дизельное топливо, мазут н т.
д.) содержат относительно мало водорода и обладают повышенной сернистостью и коксуемостью. Это резко усложняет технологию их газификацин с помощью каталитнческих пронессов. Поэтому представляется целесообразныч ориентировать генераторы водорода на использование в качестве сызья .чегкпх бензиновых фракций, не требуюших громоздких емкостей для их хранения, не-, избежных в случае переработки с этой целью газообразных углеводородов. Если в качестве сырья использовать жидкие углеводороды, то они должны содержать не более 12з, ароматических углеводородов, менее 1з(з ненасыщенных и пе более 0,001% серы. Такие требовшгия к сырью предьявляготся в связи с тем, что при темпсоатурах конверсии олефиновые и ароматические углеводороды способны разлагагься ввиду их термической нестойкости с образованием углерода, что приводит к дезактивании катализатора.
Поскольку технолог>>ческая схема конверсии жидких углеводородов долгкнз учитывать химический состав исходного сырья, целесообразно дать краткую характеристику различных бензинов, которые могут использоваться лля целей получения водорода. В автомобильном бензине марок А-72, А-7б общее количество углеводородов алканового ряда колеблется в широких пределах— от 30 до 60% в зависимости от места добычи и способа переработки нефти. Нзличне повышенного количества непредельных угле- 366 водородов в крекннг-бензине (а таковы все автомобильные бензнны в СССР) делает его малостабильным и склонным к смолообразо- вааию, что ведет к осмолснию проходных сечений арматуры и тру- бопроводов. Содержит значительное количество серы — 0,12%.
У бензина авиационной марки Б-70 прямой гонки с добавками нзонарафиновых и арохгатических высокооктановых компонентов фракционныв состав шцрок (температура начала перегонки более 40 'С, конца перегонки более 180 'С). Допускает в своем составе наличие смол до 2э(э. Содергкание серы 0,05з(г, что несколько ниже, чем в автомобильных бепзинах. Автомобильные н авиационные бензины, а также бензины-раст- вори>ели содержат разное, но относительно большое количество серы (от 0,05 до 0,12%), что сушественно усложняет технологию процесса. В связи с этим перед конверсией должна быть произве- дена тщательная очистка последнего от серы.
Поэтому при реше- нии задачи получения водорода из бензина возникает необходимость подобрать такой вид углеводородного сырья, который содержал бы ничтожные количества серы (до полного отсутствия), выпускался промышленностью стабильно в необходимых масштабах и с опре- деленными характеристиками согласно утвер>кденным ТУ. Таким видо>г сырья является бензин.рафннат (нафта), полу- чающийся в производстве ароматических углеводородов методом платфарминга бензиновых фракций Нефтеперерабатывающая промышленность располагает значи- тельнымн ресурсами бензина-рафината. В настоящее время ресурсы этого продукта превышают 1 лглн.
т в год. Физико-химическпе свойства ццфты Плотность прн 20' С, кг,'м' . .. . .. . .. . .. . 660 — 690 Температура начала перегонки, 'С . 50 Температчра конца перегонки, 'С ... , ... , , 150 Углеводородный состав, ь4> парафпновые 85,0 — 93,0 нафтеновые 4,0 — 10 ароматические......... 5 неяредельные..... 0,2 Соотношение С Н 5,1 — 5,5 Высшая удельная теплота сгорания, кдж/кг.... 46 000 — 48 000 Содержание свинца, мг(кг . О,З Содержание хлора, мг/кг ............. 0,2 Содержание серы, чггэ ...............
0,0001 — 0,0005 Известен ряд способов получения водорода из жидких угле- водородов, в том числе и из бензина: термическое разложение, ча- стичное окисление кислородом и конверсия с водяным паром. Термическое разложение бензина основано на реакции С» Н> =тС+лНз, протекающей при 1200'С и выше без катализатора Термическое разложение позволяет получить водород в одну ступень, ио связано с образованием значительного количества сажи и характеризуется малым выходом целевого продукта. Час>энное окосленле бензина кислородом воздуха протекает при температуре более !200'С по следуюшей приближенной ре- акцпв: С„„Н>„+0,5тОг+2,38тН> = тС О+я Н,4-2 ЗВт Нз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
