Каменноугольный газ

Cтраница 2

Важнейшим источником каменноугольного газа в США являются коксовые установки, используемые для производства кокса для нужд черной металлургии. Однако в других странах значительное количество каменноугольного газа получают в специальных ретортах, используемых для производства топливного газа. Содержание легкого масла в получаемом газе зависит как от природы угля, так и от метода коксования. Обычно количество его достигает около 1 % объема сырого газа. [16]

В одном процессе каменноугольный газ, газ коксовальных печей, натуральный газ или газ крекинга подвергают неполному окислению ограниченным количеством кислорода, превращая его частично или нацело е углеводороды, окись углерода и водород. Затем удаляют сернистые соединения, после чего с целью получения метанола заставляют взаимодействовать окись углерода с водородом, работая под давлением и при высокой температуре в присутствии катализаторов. [17]

Удаление нафталина из каменноугольного газа имеет важное значение как процесс очистки, поскольку в противоположность другим углеводородам, содержащимся в каменноугольном газе, при снижении температуры газа нафталин конденсируется в твердом состоянии, что приводит к забиванию оборудования и трубопроводов установки. Нафталин образуется при коксовании угля; количество его зависит от температуры коксования. Вследствие высокой температуры кипения ( 218 С) большая часть нафталина конденсируется вместе с каменноугольной смолой в первичных газовых холодильниках. Однако значительные количества, обычно 0 345 - 1 15 г / м3, остаются в газе и после первичных холодильников. [18]

Основной целью процессов очистки каменноугольного газа является извлечение сероводорода и азотистых соединений, главным образом аммиака. Присутствие в газе этих соединений нежелательно, так как они обладают сильными коррозионными свойствами. Обычно они содержатся в очень высоких концентрациях, поэтому извлечение их из газа становится абсолютно необходимым. Кроме того, как H2S, так и NH3 являются довольно ценными химическими веществами, поэтому извлечение их и переработка на элементарную серу и сульфат, нитрат или фосфат аммония во многих случаях имеют большое экономическое значение. Эти газы были особенно ценны до появления синтетического аммиака, когда каменноугольный газ представлял собой важнейший источник связанного азота. [19]

Разработка технологии процесса очистки каменноугольного газа относится к началу девятнадцатого столетия, и литература по этому вопросу весьма обширна. В рамках настоящей книги подробное описание большого количества предложенных процессов очистки каменноугольного и синтез-газов невозможно. Однако в этой главе и в ряде последующих глав рассматриваются наиболее важные методы, применяемые в настоящее время в промышленном масштабе для очистки таких газов. [20]

Технология выделения аммнака из каменноугольных газов за последние 30 лет почти не изменилась. Это вполне понятно, если учесть простоту физических и химических явлений, на которых основываются такие процессы. Практически все промышленные процессы основаны на промывке газового потока водой или крепкой кислотой и удалении аммиака в виде водных растворов - водного аммиака, или аммонийных солей кислотных компонентов газа или кислоты, используемой в качестве абсорбента. [21]

Схема косвенного процесса выделения аммиака. [22]

Для извлечения аммиака из каменноугольных газов в промышленности широко применяют три метода: косвенный ( непрямой), прямой и полупрямой. Предложен ряд видоизменений этих основных методов и несколько других, не связанных с этими методами. Однако в крупном промышленном масштабе применяют только три перечисленных выше процесса. Прямой процесс связан с многочисленными эксплуатационными трудностями и поэтому используется лишь на немногих установках. Косвенный процесс - наиболее старый из всех трех методов - находит широкое применение в европейских странах, в то время как в США большинство установок работает по полупрямому методу. [23]

Для удаления нафталина из каменноугольных газов в промышленности применяется главным образом абсорбция маслом с использованием регенеративных и нерегенеративных систем. Были предложены и другие методы, например конденсация всего нафталина глубоким охлаждением газа или адсорбция нафталина на твердых адсорбентах [42], но эти процессы не нашли широкого промышленного применения. [24]

Для определения циана в каменноугольном газе Химический Комитет Технической Секции Американской Газовой Ассоциации реко-менпует следующий способ. [25]

Нафталин обычно содержится в искусственных каменноугольных газах. При низких температурах нафталин выпадает в трубах и вместе с другими твердыми и жидкими примесями уменьшает проходное сечение газопроводов. [26]

Природный и нефтяной газы, каменноугольный газ, широко используемые в промышленности и для бытового отопления, в качестве примеси содержат сероводород. В зависимости от источника получения газы могут также содержать в меньших концентрациях сероуглерод ( 82), сероокись углерода, или карбо-нилсульфид ( COS), тиофен ( C4H4S) и меркаптаны ( RSH), пиридиновые основания, цианистый водород, оксид углерода ( II) и аммиак. Сероводород содержится также в - отходящих газах, образующихся при выпарке целлюлозных шелоков и в результате процессов обжига. Технологические и топочные газы, содержащие сероводород, коррозионно-активны при охлаждении ниже точки росы, обладают неприятным запахом, весьма нежелательны при производстве и термической обработке сталей и создают ряд других проблем. Поэтому сероводород и некоторые другие соединения необходимо удалять из этих газов. [27]

Поскольку при обычных методах очистки каменноугольного газа пиридиновые основания удаляются независимо от того, проводится их дальнейшая переработка для получения товарных продуктов или нет, основные усилия при разработке процессов извлечения были направлены на максимальное увеличение полноты абсорбции оснований при работе системы очистки газа и достижение оптимальных условий для последующего их выделения. Вследствие щелочного характера пиридиновых оснований наиболее целесообразно извлекать их абсорбцией серной кислотой с последующей нейтрализацией абсорбционной жидкости и разделением и очисткой абсорбированных соединений. На этом принципе основаны все промышленные процессы. Пиридиновые основания абсорбируют одновременно с аммиаком в общем сатураторе, или в отдельном аппарате, установленном по потоку после главного сатуратора получения сульфата аммония. Сульфаты пиридиновых оснований нестойки при повышенных температурах. Поэтому полнота извлечения их абсорбцией серной кислотой определяется равновесием между пиридиновыми основаниями, содержащимися в газе и в абсорбционной жидкости. Из проведенных опытов [37] следует, что для практически полного извлечения пиридинов при рабочей температуре около 100 С содержание серной кислоты в абсорбционном растворе должно составлять около 200 % стехиометрического количества. [28]

Схема секции извлечения нафталина из каменноугольного газа изображена на рис. 14.16. Газ промывают абсорбционным маслом в абсорбере специальной конструкции, обеспечивающем эффективный контакт большого объема газа с небольшим количеством жидкости. Вследствие сходства обоих процессов для удаления нафталина применяют такие же конструкции абсорберов, как для удаления бензола. Обычно в США для этого используют нротивоточные колонны, содержащие две ступени абсорбции с деревянной хордовой насадкой. В нижней секции колонны, где удаляется основное количество нафталина, газ промывают циркулирующим, частично насыщенным абсорбционным маслом при высоком отношении масло: газ. Частично очищенный газ поступает в верхнюю секцию колонны, где содержание нафталина снижается до заданного уровня путем промывки небольшим потоком свежего абсорбционного масла. Требуемая подача свежего масла настолько незначительна, что при применении непрерывной противоточной добавки его не достигается удовлетворительное контактирование с газом, поэтому часто свежее абсорбционное масло добавляют периодически с достаточно большими скоростями для смачивания насадки верхней секции колонны. [29]

При переводе системы газоснабжения с городского каменноугольного газа на смешанный метан производительность газопроводной сети и бытовой газовой аппаратуры по горению остается неизменной, если обеспечить неизменность числа Уоббе. Это условие может быть выполнено за счет изменения соотношения подмешиваемого воздуха. Однако конструкции горелок газовых приборов должны быть изменены, так как скорость воспламенения смеси природного газа с воздухом значительно меньше скорости воспламенения городского газа. Затраты па реконструкцию приборов возрастают по мере увеличения числа потребителей и числа газовых приборов, поэтому определяется известный экономический предел капиталовложений, до которого переоборудование приборов и сооружение смесительной установки влекут за собой меньшие затраты, чем сооружение установки по расщеплению природного газа. [30]

Страницы: 1 2 3 4