Пиролиз. Углехимическое сырье

• Название: Углехимическое сырье
• Анкор: Пиролиз
• Дата: 28.04.2021
• Размер: 0.73 Mb.
• Имя файла: 231075.ppt
• Тип: Лекция; #199573

Углехимическое сырье

Природные ископаемые: торф, бурые и каменные угли, антрацит, горючие сланцы
Синтетические ископаемые: каменноугольный, торфяной и нефтяной кокс, полученные пирогенетической переработкой различных видов природного топлива

Лекция 2. Процессы переработки сырья разработчик: к.х.н., доц. каф. ТООСиВМС Волгина Т. Н.

Состав органической массы углей

Вид топлива	С, %	О + N, %	Н, %
Дерево	50	44	6
Торф	55-64	39-35	5-7
Бурый уголь	60-75	34-17	4-8
Каменный уголь	78-90	19-4	4-6
Антрацит	94-98	3-1	1-3
Графит	100	-	-

Важнейшими характеристиками каменных углей являются:
зольность,
влажность,
сернистость,
выход летучих веществ,
механические свойства,
спекаемость,
коксуемость


Пиролиз (или сухая перегонка) – процесс нагревания твердого топлива без доступа воздуха с целью получения из него твердых, жидких и газообразных продуктов различного назначения низкотемпературный пиролиз
(500 – 580 °С) – полукоксование
высокотемпературный пиролиз
(900 – 1200 С) – коксование

Методы переработки каменного угля

Гидрирование (гидрогенизация) твердого топлива – процесс превращения органической части топлива в жидкие продукты, обогащенные водородом и используемые как жидкое топливо
Гидрирование – деструктивный каталитический процесс, протекающий при 400 – 560 С под давлением водорода 20 – 70 МПа. В этих условиях происходит разрыв межмолекулярных и межатомных (валентных) связей в органической массе топлива


Газификация твердого топлива – процесс превращения органической части топлива в горючие газы путем воздействия на него окислителей
В качестве окислителей используются воздух (воздушное дутье), кислород (кислородное дутье), водяной пар (паровое дутье), а также их смеси (паровоздушное и парокислородное дутье)


Методы переработки каменного угля

Нефтехимическое сырье

1. Углеводородная часть нефти:
низкомолекулярная часть нефти (перегоняющейся до 350°С) – алканы, моно-, би- и трициклические нафтены, моно- и бициклические ароматические углеводороды (вещества с молекулярной массой не более 250 – 300)
высокомолекулярная часть нефти (перегоняющейся выше 350 °С) – алканы, моно – и полициклические нафтены с боковыми цепями, ароматические углеводороды с боковыми цепями, конденсированные многоядерные соединения (вещества с молекулярной массой от 300 до 1000)


2. Неуглеводородная часть – неорганические соединения серы и азота
3. Минеральные примеси – различные соли (перешедшие в нефть из пластовых вод), механические примеси песка, глины, эмульгированная вода, ванадий, никель, железо, титан, германий и др. элименты

Переработка нефти

Первичная переработка нефти – разделение ее на отдельные фракции, каждая из которых представляет смесь углеводородов (например, прямая гонка нефти).
Вторичная нефтепереработка – химические процессы сопровождающиеся деструктивными превращениями содержащихся в нефтепродуктах углеводородов.

Общая схема переработки нефти

Состав продуктов прямой гонки

Основные методы переработки углеводородов

Крекинг
Пиролиз
Риформинг

Термический крекинг

Т, С - от 420 до 550; Р, Мпа - до 5
1. Термическая деструкция алканов:

2. Превращения нафтенов

А) Дегидрирование
Б) Деалкилирование
В) Гидрирование

3. Превращение алкенов

А) Деструкция
Б) Изомеризация
В) Полимеризация

Превращения ароматических углеводородов

А)
Б) Деалкилирование
В) Конденсация


Схема реакционного узла каталитического крекинга в псевдоожиженном слое микросферического катализатора
1,6 - циклон
2,5 - трубы
3 - регенратор
4,9 - решетка
7 - реактор
8 - подъемник

Основные реакции при гидрокрекинге

Методы пиролиза углеводородов в ацетилен

Регенеративный пиролиз
Эл е к т р о к р е к и н г
Г о м о г е н н ы й п и р о л и з
Окислительный пиролиз

Трубчатая печь

Технологическая схема пиролиза бензина: 1 - трубчатая печь; 2, 3, 4 – теплообменники; 5 - закалочный аппарат; 6 - котел-утилизатор; 7 – паросборник; 8 – колонна отгонки масла; 9—парогенератор; 10, 13 – насосы; 11 - водяной скруббер; 12 - сепаратор; 14 - холодильник; 15 - система утилизации тепла

Реактор окислительного пиролиза метана в ацетилен

1 - смесительная камера;
2 - корпус;
3 - предохранительная мембрана;
4 - камера горения;
5 - нижняя камера;
6 - форсунка;
7 - горелочная плита;
8 - диффузор.

Технологическая схема получения ацетилена окислительным пиролизом метана: /. 3 — трубчатые печи; 3 — ацетиленовый реактор; 4 — скруббер-сажеуловитель; 5 — мокропленочный электрофильтр; 6 — холодильник; 7 — форабсорбер; 8 — газгольдер; 9- сажеотстойник; 10—компрессор; 11 — абсорбер; 12, 15 — водяные скрубберы; 13 — дроссельный вентиль; 14. 18 — десорберы; 16 — огнепреградитель; 17 — теплообменник

Важнейшие реакции каталитического риформинга

Разновидности процесса риформинга

платформинг (катализатор – платина),
рениформинг (катализатор – рений),
риформинг (катализатор – молибден).

Трубчатые печи для получения синтез-газа

Технологическая схема окислительной конверсии природного газа при высоком давлении: 1 — турбокомпрессор; 2, 3, 10 — теплообменники; 4 — котел-утилизатор; 5 — паросборники; 6 — конвертор; 7 — скруббер; 8 — холодильник; 5 — абсорбер; 11 — десорбер
Природным газом называют газ, состоящий из естественной смеси углеводородов различного состава и строения, добытый из подземных месторождений. Его подразделяют:
собственно природные газы
попутные газы
газы газоконденсатных месторождений

Переработка природного газа

Первичные методы: низкотемпературная конденсация, низкотемпературная ректификация, абсорбция.
Вторичные методы:
пиролиз, конверсия, окисление, гидрирование и дегидрирование, гидратация, алкилирование, сульфирование, нитрование, хлорирование, карбонилирование и др.