Главная -> Словарь

Использовании процессов

тетических катализаторов или катализаторов, приготовленных из природных материалов путем предварительной их физическом или химической переработки , требует регенерации и конструирования соответствующей аппаратуры. При использовании природного материала достаточной активности, имеющегося к гмбьпко и доступного для промышленной разработки вблизи места сооружении установки каталитического крекинга, который не нуждается в нредваритслыгой подготовке, кроме обычных процессов сутки, размола и выделения тонкого порошка, вероятно, можно было бы обойтись без его регенерации, как это допускается в отношении природных глин в процессах контактной очистки масел.

расхода топлива у различных потребителей при использовании природного газа

Особо важные преимущества природного газа при интенсификации тепловых процессов. Так, в черной металлургии при использовании природного газа повышается производительность доменных печей на 4—5% , сокращается расход кокса на 10—20% и снижается себестоимость чугуна на 2—12%, производительность мартеновских печей повышается на 5—10%, сокращается расход топлива и продолжительность плавки стали. При использовании природного газа в нагревательных печах, помимо интенсификации процесса, сокращается в два раза и более угар металла, который при обычном нагреве составляет от 1,5 до 3,0%.

При использовании природного газа в тепловых циях могут быть получены экономические показатели, в табл. 49.

При использовании природного и попутного газа как химического сырья, особенно при производстве удобрений, снижаются капитальные затраты на строительство цехов примерно на 40%, себестоимость аммиака на 30—50% и т. д.

При использовании природного газа в качестве моторного топлива отмечаются его плохие пусковые свойства: предельное значение температуры холодного пуска двигателя на природном газе на 3-8 % выше, чем на пропан-бутановом топливе. Трудность пуска объясняется, в частности, высокой температурой воспламенения метана, а также тем, что в процессе воспламенения на свечах осаждается вода.

В СССР предполагается использовать в основном природный газ, а где его нет — нефтяные фракции. Технико-экономические исследования, проведенные в США , показали, что в процессе производства водорода на установке мощностью 29,5 тыс. м^/ч капиталовложения при использовании природного газа на 30% ниже, чем при использовании бензина. Себестоимость водорода при конверсии природного газа составляет 9 долл/1000 ж3, а при конверсии бензина 10,8 долл/1000 м3, т. е. на 20% выше.

Схема одной из получивших широкое распространение установок для производства водорода паровой каталитической конверсией нефтезаводского газа при давлении 2,0—2,5 МГГа показана на рис. 40. Нефтезаводской газ сжимается компрессором 10 до 2,6 МПа, подогревается в подогревателе 7 до 300—400 °С и подается в реакторы 2 и 3 для очистки от сернистых соединений. В случае использования в качестве сырья бензина, последний подают насосом, смешивают с водородсодержащим газом, испаряют и подогревают до той же температуры. При использовании природного газа к нему также добавляют водородсодержащий газ. К очищенному газу в смесителе 11 добавляется перегретый до 400—500 °С водяной пар и полученную парогазовую смесь подают на паровую "каталитическую конверсию углеводородов .

Когда в США было открыто несколько крупных газовых месторождений , запасы которых исчислялись многими миллиардами кубических метров, был поставлен вопрос о более широком использовании природного газа путем передачи его в разные районы по газопроводам. Для передачи газа на большие расстояния сооружаются специально оборудованные магистральные газопроводы протяженностью 1—2 тыс. км и более, состоящие из сваренных между собой стальных труб большого диаметра — от 300 до 1000 мм и более. Для транспорта газа на менее значительные расстояния широко применяют газопроводы небольшого диаметра. Такие газопроводы используются для передачи газа от магистральных газопроводов в отдельные более или менее значительные пункты потребления газа — в города и на предприятия. Небольшие газопроводы строят для транспорта нефтяного попутного газа, а также газа небольших газовых месторождений в недалеко расположенные населенные пункты, на нефтеперерабатывающие и другие заводы.

После открытия крупнейших газовых месторождений — Шебе-лннки на Украине недалеко от Харькова и Газли в Бухарской области — встал вопрос о еще более широком использовании природного газа как топлива. Газом Шебелинского месторождении снабжаются сейчас Харьков и другие города Украины. Сооружен крупнейший магистральный газопровод Газли — Урал для снабжения дешевым и удобным при эксплуатации газообразным топливом многочисленных уральских промышленных предприятий и ряда городов, расположенных вблизи трассы газопровода.

Показатели удельной энергоемкости различных методов хранения природного газа в расчете на единицу массы и объема системы хранения приведены в табл. 4.4 в сравнении с бензином . При использовании природного газа в сжатом виде энергоемкость системы хранения определяется давлением сжатия, конструкцией и материалом газового баллона. Наибольшее применение нашли цилиндрические баллоны из углеродистой и легированной сталей. В этом случае для хранения 1 м3 природного газа требуемая масса баллона составляет 3,5—5 кг. При увеличении давления сжатия масса растет примерно пропорционально плотности сжатого газа, из-за чего добиться таким способом значительного снижения массы системы хранения сжатого газа невозможно. Эффективнее использо-

— окислительные, осно — ванные на химическом превращении сернистых соединений в элементарную серу или комбинированном использовании процессов щелочной очистки газов и каталитической окислительной регенерации щелочного раствора .

,В табл. 4.3 приведены сведения о промышленном использовании процессов риформинга, разработанных зарубежными фирмами, в основном фирмами США. Данные о числе установок и их суммарной мощности относятся к началу 1980 г. и включают как действующие, "так и проектируемые установки . Удельные капиталовложения даны в ценах 1978 г. Капиталовложения и энергозатраты приведены применительно к современным установкам большой единичной мощности и в большинстве случаев не включают затраты на гидроочистку сырья. Поскольку процессы, представленные в таблице, широко используются в разных странах, можно заключить, что и за пределами США полурегенеративные процессы риформинга по числу промышленных установок намного опережают другие модификации процесса. Это объясняется не только простотой аппаратурного оформления и меньшими- капитальными затратами, но и значительным повышением эффективности полурегенеративных процессов после перевода установок на полиметаллические катализаторы.

Еще большую глубину переработки мазута можно получить при использовании процессов гидрообессеривания мазута в сочетании с процессами каталитического крекинга и коксования, что показано на рис. 2.7. В этом случае выход моторных топлив на мазут составит 61—65% . Возможны и другие варианты схем переработки мазута при ином сочетании процессов переработки вакуумного газойля и гудрона, что показано в табл. 2.5. Представленные здесь данные рассчитаны для гипотетического предприятия, перерабатывающего сернистую нефть . Условно принято, что из общего объема мазута 37% перерабатывается на моторные топлива, а 10,5% исполь-

При получении бензинов на нефтеперерабатывающих предприятиях не всегда удается обеспечить требуемый уровень эксплуатационных свойств чисто технологическими приемами. В ряде случаев, в основном при использовании процессов для увеличения выхода бензинов из перерабатываемого сырья, происходит значительное ухудшение отдельных показателей качества. Например, в результате каталитического и термического крекинга тяжелого сырья получаемые бензины значительно уступают бензинам прямой перегонки и каталитического ри-форминга по химической стабильности. При повышении детонационной стойкости с помощью процесса каталитического риформинга значительно увеличивается содержание ароматических углеводородов, отрицательно влияющих на экологические свойства и увеличивающих склонность бензинов к нагаро-отложениям в двигателе. Ввиду незначительной вязкости и малого содержания природных поверхностно-активных гетероор-ганических соединений бензины, получаемые основными крупнотоннажными технологическими процессами: прямой перегонкой нефти, каталитическим крекингом и каталитическим риформингом, имеют низкие защитные и противоизносные свойства, не обладают хорошей моющей способностью.

Если отсутствует необходимость в выработке котельного топлива и нефтяного кокса, может использоваться схема переработки нефти, базирующаяся на использовании процессов гидрогенизации мазута и каталитического крекинга дистиллятов и остатков .

При промышленном использовании процессов газификации высокосерни-•стого топлива необходимо особое внимание уделять вопросу извлечения серы из газов. В газе газификации большая часть серы присутствует в виде Щб. Для обес-•серивания газа нужно использовать сорбент, способный полностью абсорбировать H2S и не поглощающий олефинов, которые присутствуют в газе. Кроме того, в газе содержится значительное количество С02 и сорбент должен обладать избирательной селективностью к H2S и С02- Он не должен также давать яобочнне продукты с другими химическими соединениями, которые могут присутствовать в очищаемом газе.

Как и для процессов кристаллизации, до сих пор нет никаких сведений о промышленном использовании процессов выделения л-ксилола, основанных на избирательно протекающих химических реакциях. При любом из таких процессов возникают проблемы, связанные со стоимостью химикалий и растворителей, агрессивностью применяемых материалов, сложностью-контактирующих устройств и необходимостью сравнительно дорогостоящего-внутрицехового транспорта твердых веществ^ В условиях современной экономической конъюктуры такие затраты еще не оправдываются. Например, если л4-ксилол намечено использовать для производства изофталевой кислоты, т. е. продукта продажной стоимостью около 33 цент!кг, то по цене-он может быть ближе к о-ксилолу, чем к и-ксилолу, выделяемому низкотемпературной кристаллизацией. Это, однако, не исключает возможности промышленного осуществления любого из предложенных процессов выделения ж-ксилола, если их удастся дополнительно усовершенствовать.

выше задачами возможно при использовании процессов прямой

- окислительные, основанные на химическом превращении сернистых соединений в элементарную серу или комбинированном использовании процессов щелочной очистки газов и каталитической окислительной регенерации щелочного раствора .

Осуществление переработки в соответствии с поставленными выше задачами возможно при использовании процессов прямой перегонки, каталитического риформинга, коксования, гидроочистки, каталитического крекинга и др.

Определение сероводородной и элементарной серы в несБтях. Данные о раздельном полярографическом определении сероводородной и элементарной серы в сырых нефтях в литературе отсутствовали. В 1963 г. была предложена методика раздельного полярографического определения сероводородной и элементарной серы во фракциях и в сырых нефтях . Определение основано на использовании процессов восстановления элементарной серы на ртутном капельном электроде на фоне 0,03 N серной кислоты в метанольно-бензолъной смеси . Интересно отметить, что получаются различные дифференциальные полярограммы смеси сероводорода и элементарной серы для фракций и для нефти. Для фракции на поля-рограмме наблюдается один пик, суммарный ток которого меньше суммы диффузионных токов сероводородной и элементарной серы, что хорошо согласуется с литературными данными . Дифференциальная поля-рограмма нефти, полученная в этих условиях, содержит два пика. Первый соответствует сероводороду, второй - элементарной сере. По высоте первого пика можно определить концентрацию сероводородной серы. Однако высота второго пика не пропорщональна концентрации элементарной серы в нефти . После удаления сероводорода высота пика элементарной серы пропорциональна ее содержанию . Для определения сероводородной и элементарной серы применялся метод калибровочных кривых.