Процесс - частичное окисление
Cтраница 4
Важным экономическим преимуществом, позволяющим снизить размеры капиталовложений на производство тоннажного водорода для большинства областей потреблений, является высокая маневренность в выборе сырья. Обычно поставщики водорода неохотно идут на заключение долгосрочных договоров с принятием фиксированных цен; поэтому стоимость производства водорода, как правило, зависит от изменений конъюнктуры мирового нефтяного рынка. Фирмы, вырабатывающие водород процессами частичного окисления, могут широко использовать изменение цен для удешевления производства. Из более чем 20 установок, вырабатывающих синтез-газ из нефтяного сырья, лишь немногие работают на предусмотренном проектном топливе. В настоящее время экономически целесообразно ( возможно, лишь временно) использовать в качестве исходного сырья прямогонный бензин. В частности, такая конъюнктура существует в Великобритании, Дании, Индии, Португалии и Франции. [46]
Карбиды кальция, стронция и бария под действием воды легко гидро-лизуются с выделением ацетилена. Эти материалы легко можно получать при помощи циклических процессов из окислов металлов и углеродных соединений высокой чистоты, например малосернистого природного газа. Существенное преимущество такого процесса по сравнению с процессами частичного окисления или пиролиза - получение ацетилена высокой чистоты, для которого требуется лишь незначительная дополнительная очистка. Барий - наиболее реакционноспособный из перечисленных элементов - образует карбид при более низкой температуре, чем кальций и стронций. Еще в 1935 г. это преимущество было использовано [65] для получения карбида бария и ацетилена при помощи циклического процесса, осуществляемого в реакторе с движущимся слоем, куда тепло, необходимое для поддержания требуемой температуры ( выше 1250 С), подводилось через стенки [17] путем сжигания топлива снаружи реактора. Этот процесс не был осуществлен в промышленном масштабе, вероятно, вследствие механических трудностей, связанных с внешним обогревом высокотемпературного стационарного слоя. Очевидно, значительно целесообразнее было бы применять псевдоожиженный слой с внутренним обогревом и простым транспортированием материалов по трубопроводам. Можно использовать реактор с дуговым обогревом ( фирма Шоиниган [30]), но в этом случае требуется достаточно дешевая электроэнергия, хотя в таких условиях более экономичны стандартные электрические печи типа применяемых в производстве карбида кальция. При электрическом обогреве возникает проблема использования тепла отходящих газов, поскольку исключается необходимость применения их в качестве топлива для процесса. [47]
Вырабатываемый в настоящее время тоннажный водород используется, главным образом, в процессах, осуществляемых под высоким давлением. Поэтому стоимость компрессоров составляет значительную долю общих капиталовложений. В связи с увеличением объема газа при процессе частичного окисления производство синтез-газа под максимальным возможным давлением позволяет достигнуть значительной экономии на стоимости сжатия газа. При подаче углеводородного сырья и воды в жидкофазном состоянии с последующим их испарением затраты на сжатие синтез-газа отпадают; вместо него применяется значительно более дешевая перекачка жидкого сырья насосами. Поэтому при производстве газа при работе на жидкостных потоках экономия энергии на сжатие в результате повышения давления значительно больше, чем при применении газообразных топлив. [48]
В последнее время в патентной литературе опубликованы многочисленные работы по промышленному внедрению высокотемпературных процессов, ведущих к образованию цианистого водорода. Большинство этих процессов основано на использовании частичного окисления метана кислородом или воздухом как источника тепла для взаимодействия основного количества метана с аммиаком. Иногда [8, 46] реакция осуществляется без катализатора, но значительно чаще применяют катализаторы, подобные используемым в процессе частичного окисления аммиака до азотной кислоты. При использовании сульфидов [36] или меркаптанов [23] выход цианистого водорода увеличивается. Температура синтеза обычно не превышает 1600 К. Предложены также двухступенчатые процессы [12, 38], основанные на получении окиси азота частичным окислением аммиака, с последующим взаимодействием ее с углеводородами, ведущим к образованию цианистого водорода. [49]
 |
Схема установки конверсии окиси углерода. [50] |
СОГ значительно усовершенствована по сравнению с первоначальным ее зфовнем. В настоящее время процесс весьма широко применяется для получения и очистки водорода. Процесс применим для очистки водорода, получаемого в генераторах водяного газа, реакторах паровой конверсии углеводородов, процессами частичного окисления и железопаровым. [51]
По мере увеличения температуры выход АсОН заметно увеличивается. Образование СО и СО резко увеличивается при температурах 200 С. На этом же рисунке штриховыми линиями обозначены изменения скорости образования продуктов, полученные без добавления в реакционную смесь паров воды. В подобных условиях реакционная способность углеводородов настолько снижается, ЧЭЕО процессы окисления с заметной скоростью начинают протекать только при температурах 300 С. В отсутствие паров воды в продуктах окисления обнаружены малеиновый ангидрид ( МА) и бутадиен, которые обычно образуются в процессах частичного окисления н - 5утенов на катализаторах, содержащих окись ванадия. Резкое увеличение скорости окислительного расщепления под действием паров воды указывает на то, что пары воды принимают непосредственное участие в этой реакции. [52]
Страницы: 1 2 3 4