Заглавие: Горючее. Способы переработки горючего
Раздел: Индустрия, создание
Тип: учебное пособие
Скачать

Пособие

Горючее.
Способы переработки горючего

1. Горючее, его значение и систематизация

Топливом
именуют имеющиеся в природе либо искусственно приобретенные вещества,
являющиеся источником термический энергии и сырьем для хим индустрии.

Роль
горючего в народном хозяйстве страны велико и всегда увеличивается, потому что
бурное развитие индустрии органического синтеза — создание
пластических масс, хим волокон, синтетических каучуков, красителей,
растворителей и т. д. — просит большим количеств углеродного сырья, которое
выходит в итоге хим переработки разных топлив.

Все горючего
можно поделить по агрегатному состоянию на твердые, водянистые и газообразные, а
по происхождению — на естественные в искусственные.

Естественные
горючего:

твердые —
угли, древесная порода, сланцы, торф

водянистые —
нефть;

газообразные
— природные и попутные газы.

Искусственные
горючего получают приемущественно при переработке естественных топлив. Твердые
искусственные горючего — кокс, полукокс, древесный уголь; водянистые — бензин,
керосин, лигроин и др.; газообразные — генераторные газы, коксовый газ, газы
переработки нефти и др.

Нефть в
основном состоит из углерода (80-85%) и. водорода (10-14%), входящих в состав
сложной консистенции углеродов. Не считая углеродной в нефти имеется маленькая
неуглеводородная часть я минеральные примеси. Состав природных и попутных газов
очень разнообразен.

Обилие
жестких топлив представлено в таблице 1.

В таблице
представлен состав органической, либо горючей, массы горючего — той части
горючего, которая при горении дает тепло.     .

Газообразное
горючее обладает рядом преимуществ по сопоставлению с жестким и водянистым топливом,
которые обоснованы его качествами. При сгорании газа можно довести до минимума
утрату теплоты с уходящими в дымовую трубу продуктами горения; при сгорании
газа не появляется золы, шлака,
дыма. Газ можно транспортировать самым дешевеньким видом транспорта —
трубопроводом. По этим причинам газообразное горючее находит все более обширное
применение в индустрии, также в качестве бытового горючего и горючего для
автотранспорта.

Таблица 1

Вид горючего
Углерод
Водород
Кислород
Азот
Древесная порода
44
6
59
1
Торф
59 .
б
33
2
Бурый уголь
70
5,5
24
1
Каменный уголь
2
5
12
1
Антрацит
95

2

3
следы

2. Технологические способы переработки твердого горючего

Способы
переработки твердого горючего основаны на гетерогенных, приемущественно
некаталитических процессах в системах «твердое — газ», «твердое — жидкость —
газ» и многофазных, осуществляемых при больших температурах.

При
нагревании уголь и другие виды горючего претерпевают сложные конфигурации, ведущие
к образованию новых жестких, водянистых и газообразных товаров.

Основными
способами, переработки твердого горючего являются коксование, полукоксование,
газификация и деструктивная гидрогенизация.

Коксование
— способ переработки каменных углей нагреванием без доступа воздуха
до 900-1060 0С в коксовых печах. Коксохимическое создание
включает три технологические стадии: подготовку сырья, коксование и переработку
коксового газа.

Сырьем для
коксования служит смесь каменных углей, способных при нагревании спекаться (т.
е, размягчаться и слипаться в общую массу). К таким углям относятся коксующие
угли разных марок: коксующиеся, паровично-спекающиеся, паровично-жирные и
др. Но припасы коксовых углей ограничены, потому вместе с ними используют
другие марки каменных углей — неспекающиеся: жирные,
газовые, длинно огненные.

Поступающие
на переработку угли подвергаются подготовке: дроблению, сортировке, обогащению,
обезвоживанию. Эта работа по улучшению свойства угля просит дополнительных
расходов, но она экономически целесообразна.

Процесс
коксования протекает в коксовых печах , представляющих из себя щелевидные камеры
2 шириной 0,4 м, высотой 4 м и длиной 14-15 м, сложенные из огнеупорного материала. В своде таковой камеры имеются отверстия — лючки для загрузки угля. Несколько
10-ов вечей (до 75), расположенных параллельно друг дружке и связанных
кладкой из кирпича, образуют коксовую батарею. В простенках меж печами
размещаются отопительные каналы 1. В их сжигается какое-либо газообразное
горючее. Приобретенное при этой тепло через стены печей, передается загруженному
в их углю.

Рис. 28.
Камера коксования

Коксование
продолжается 13-14 часов. По окончании процесса открывают переднюю и заднюю двери
печи и особым толкателем выталкивают кокс из камеры в металлической полувагон,
в каком его тушат. После выгрузки кокс сортируют. Из одной тонны угольной
шихты получают 730-780 кг кокса, содержащего 85-95% незапятнанного углерода, 5-11%
золы и маленькое количество других веществ.

Образующийся
при коксовании газ (до 350 м3 на 1 т угля) содержит много ценных
веществ. Не считая водорода, метана, окиси и двуокиси углерода, в его состав входят
пары каменноугольной смолы, бензола, аммиака, сероводорода и ряд других
соединений. Парогазовую смесь, отходящую из коксовых камер, улавливают и
отводят V цех конденсации на переработку, извлекая находящиеся в газе
составляющие.

Полукоксование
— низкотемпературный пиролиз низкосортного твердого горючего
(каменные и бурые угли, сланцы) при нагревании до конечной температуры 500-550 0С
без доступа воздуха.

Продукты
полукоксования — полукокс, смола и газ.

Полукокс —
слабо спекшийся хрупкий продукт, содержащий до 10% летучих веществ, владеющий
высочайшей обскурантистской способностью 8 большой зольностью. Используют как местное
энергетическое горючее я как составляющую шихты для коксования.

Смола, в
особенности сланцевая, служит источником получения моторных топлив,
растворителей я самых различных органических мономеров, выделяемых прямой
перегонкой смолы.

Газификация.
В ближайшее время газификация твердого горючего приобретает особенное
значение как источник энергия и хим сырья.

Газификации
могут быть подвергнуты любые виды твердого горючего — торф, низкосортные угли,
сланцы, полукокс, отходы лесоразработок и др. При газификации, проводимой в реакторах,
именуемых газогенераторами, органическая масса горючего преобразуется в
генераторные газы. Жесткий остаток газификации (шлак) представляет собой
минеральную часть горючего, т. е. золу. Зависимо от предназначения
генераторного газа используют разные виды дутья и получают газ данного
состава.

Представляет
энтузиазм возрождение идеи Д. И. Менделеева о подземной бесшахтной газификации
каменных углей, Когда газификация протекает в подземном газогенераторе без
извлечения горючего на поверхность, т. е. без трудозатратных горных работ.

Способ
заключается в том» что с поверхности земли к угольному пласту бурятся скважины
на расстоянии 25-30 м друг от друга, после этого забои этих скважин соединяются
каналом газификации по угольному пласту. Одна скважина создана для
подвода дутья, а другие — для отвода образующихся газов.

Деструктивная
гидрогенизация — это способ прямого
получения искусственного водянистого горючего — заменителя нефтепродуктов — из бурых
и каменных углей, сланцев и других видов твердого горючего.

Сырьем
служат каменные и бурые угли, содержащие в собственной массе минимум серы, азота,
кислорода, но максимум водорода. Угли подготавливают; дробят, размельчают,
обогащают и сушат. Тонко размельченный угольный порошок соединяют с томным
маслом. Полученную массу нагревают в автоклавах под давлением в присутствии
водорода и катализатора. В этих критериях уголь насыщается водородом —
гидрогенизуется. Сразу с гидрогенизацией происходит расщепление
(деструкция) огромных молекул, составляющих уголь, в смесь водянистых и газообразных
веществ с наименьшим молекулярным весом. В итоге образуются углеводороды (Сn Нm), подобные молекулам веществ,
составляющих нефть. Зависимо от степени гидрирования можно получить
бензин, керосин, дизельное горючее и другие вещества.

3. Переработка нефти

Нефть —
база энергетики и ряда отраслей индустрии. Добытую нефть направляют в
трапы и сепараторы. Тут от нее отделяют попутный газ (дегазация) и подают его
на отбензинивание. Пары бензина и газа выделяют или методом сжатия газа я
следующего остывания, при котором бензин перебегает в жидкое состояние, или,
пропуская газ через особые поглотители (соляровое масло), из которых
бензин потом отгоняют. Отбензяненный сухой газ направляют на компрессорную
станцию для следующего использования. После дегазации нефть подают в мерники,
где ее высвобождают от взвешенных частиц (песка, глины и др.), а потом замеряют.
Кроме песка и глины нефть содержит
воду и соли. Потому ее подвергают предстоящей обработке, обезвоживанию и
обессоливанию.

Переработку
нефти, зависимо от свойства применяемого сырья и нрава производимых
товаров, производят различными способами. Все способы нефтепереработки можно
поделить на два вида: физические и хим. К первым относится перегонка,
ко вторым — крекинг, пиролиз и др.

Перегонка представляет собой процесс разделения нефти как сложной воды
на отдельные фракции (части). В базе такового процесса лежит способ раздельной
конденсации паров веществ, составляющих нефть. Обычно перегонка делается в
две стадии. Сначала из нефти под атмосферным давлением выделяют моторное
горючее, получая в остатке мазут, а потом под вакуумом мазут перерабатывают.

Перегонка
нефти делается на атмосферных либо атмосферно-вакуумных установках,
состоящих их трубчатой печи 1, ректификационной колонны 2, теплообменников 3,
насосов и других аппаратов.

Трубчатая
печь 1 — это устройство, снутри которого помещена система железных труб,
обогреваемых теплом сжигаемого горючего газа либо мазута. Ректификационная’
колонна 2 представляет собой вертикальный металлической цилиндр высотой до 40 м разбитый снутри горизонтальными перегородками (барботажными тарелками) на отделения.

Пройдя ряд
теплообменников, нефть попадает в змеевики трубчатой печи, где греется до
320 «С. При всем этом более легкие углеводороды нефти закипают, переходя в
газообразное состояние. Смесь воды и паров попадает в нижнюю часть
ректификационной колонны и тут делится. Пары устремляются ввысь, проходя.
Через отверстия в тарелках, а водянистая, неиспарившаяся часть нефти (мазут)
стекает вниз.

Выделенные
из нефти при перегонке вещества (дистилляты) являются полупродуктами. Чтоб
получить товарные нефтепродукты, дистилляты очищают и, если нужно,
вторично ректифицируют. К примеру, бензиновый дистиллят при разгонке дает
разные марки авто и авиационного бензина, уайт-спирита (лаковый
бензин) и другие продукты.

4. Крекинг и пиролиз нефти

В истинное
время в нефтеперерабатывающей индустрии вое большее значение получают
хим процессы. Они позволяют резко прирастить выход мотивированных товаров и сделать лучше их качество.

При перегонке
нефти выход бензина составляет в среднем 10-25% веса взятого сырья. Такое
количество бензина не может покрыть растущий спрос народного хозяйства на
этот вид горючего. Повышение производства бензина (как и других видов моторного
горючего) достигается применением крекинга. Он представляет собой
химико-термический процесс расщепления молекул томных углеводородов, в
итоге которого появляется смесь веществ наименьшего молекулярного веса.

Крекингу
подвергают разные нефтепродукты, преследуя различные цели, но его основная
задачка — получение бензина, выход которого при всем этом может добиться 70% веса
взятого сырья.

Существует
два вида крекинга: тепловой и каталитический.

Тепловой
крекинг производят при высочайшей температуре и
значимом давлении. В таких критериях молекулы томных углеводородов
расщепляются легче.

Установка
теплового крекинга включает трубчатую печь для нагрева сырья, испарители,
ректификационную колонну, газосепараторы.

Особенной
разновидностью крекинга является пиролиз. Он проводится при температуре 700-720
С и атмосферном давлении. Начальным материалом для этого процесса служат легкие
фракции: нефтелигроин и керосин. Цель пиролиза — получение газа и ароматичных
углеводородов.

Каталитический
крекинг — более совершенный процесс крекингования,
осуществляемый с применением катализатора. Наличие последнего ускоряет
разложение высокомолекулярных углеводородов, позволяет вести процесс при более
низкой температуре и давлении близком к атмосферному. Таким методом обычно
получают авиационный бензин, выход которого добивается 70% веса взятого сырья.
Начальным материалом для каталитического крекинга служит в большей степени
керосиновый и соляровый дистиллят.

Продукты
переработки нефти. При переработке нефти
получают огромное количество различных товаров. Их можно поделить на три
необъятные группы: горючие, смазочные и остальные. К первой группе относится
моторное, реактивное и котельное горючее, ко 2-ой — смазочные масла и
различные консистентные смазки, а к третьей — битумы, нефтяные кислоты и их производные,
ароматичные углеводороды, парафины, вазелин, церезин и др.

5. Газообразное горючее и его переработка

Газообразное
горючее имеет значимые достоинства по сопоставлению с жестким топливом.

Газообразное
горючее находит обширное применение в промышленности» в быту, в автотранспорте,
хим индустрии.

К газовому
горючему относят природные, нефтяные (попутные) газы, также промышленные,
получаемые при переработке горючего. Промышленными являются крекинг-газ,
коксовый, полукоксовый, генераторный. При хим переработке газ
за ранее делят на составляющие составляющие либо узенькие фракции. Состав
при — родных и попутных газов очень разнообразен. Они. содержат метан, этан,
пропан, бутан и маленькое количество азота. В газах нефтепереработки содержится
этилен, пропилен, бутилен. В генераторных газах находится окись углерода и
водорода. Вещества, находящиеся в этих газах, являются сырьем для получения
удобрений, пластических масс, хим волокон, синтетических каучуков, растворителей,
моющих средств и т. д. Чтоб получить эти продукты, газы нужно
переработать.

Способы
переработки можно поделить на три группы.

Прямое
внедрение веществ, входящих в состав газа; присоединением 1$ ним кислорода
(окисление), хлора (хлорирование), воды (гидрирования), присоединением к молекулам
групп СН, СnНm, (алкирование), конфигурацией структуры молекул (изомеризация),
соединением многих обычных молекул в сложные (полимеризация).

Крекинг
углеводородов, входящих в состав газов для получения непредельных
углеводородов.

Конверсия —
взаимодействие с водяными парами для получения окиси углерода и водорода.

В
итоге этих процессов из газов можно получать самые различные продукты.
Необходимо подчеркнуть большой экономический эффект использования газов.

На данный момент
больше половины потребляемого газа расходуется промышленностью» с его
применением выполняются все главные промышленные продукты — чугун, сталь,
прокат, цветные металлы, штамповки для машиностроения, минеральные удобрения.
Более отлично применение газа в качестве хим сырья.

Системы технологий
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ХАРЬКОВСКИЙ Государственный ЭКОНОМИЧЕСКИЙ Институт В.Н. ОРЕХОВ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЙ Программка КУРСА, ПРАКТИКУМ …
Переработку твердого, водянистого и газообразного горючего производят при помощи тепловых и каталитических процессов.
Нефть и нефтепродукты перерабатывают последующими способами: первичной фракционной перегонкой; пиролизом при температуре 650 — 750°С, при всем этом из нефтепродуктов получают ароматичные …
Раздел: Индустрия, создание
Тип: учебное пособие
Скачать
Нефть: происхождение, состав, способы и методы переработки
… провинции Рф 3 1. Западно-Сибирская 3 2. Волго-Уральская 4 3. Тимано-Печерская 4 4. Нефтяной комплекс Рф 5 5. Транспортировка нефти …
В итоге риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов.
Основными группами являются жидкое горючее, газообразное горючее, жесткое горючее (нефтяной кокс), смазочные и особые масла, парафины и церезины, битумы, ароматичные …
Раздел: Рефераты по технологии
Тип: реферат
Скачать
Переработка нефти
РГУ Нефти и Газа им. И.М.Губкина РЕФЕРАТ: «Каталитические и гидрокаталитические процессы переработки нефти» Выполнил: ст. гр. XT-03-3 Хрипушин С.В …
В итоге каталитического крекинга на установках получают до 15 вес.% газа, содержащего водород, аммиак и легкие углеводороды, 30-55 вес.% высокооктанового компонента …
В качестве сырья можно использовать бензины (для получения сжиженного газа); керосино-соляровые фракции и вакуумные дистилляты (для получения бензина, реактивного и дизельного …
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат
Скачать
Природные источники углеводородов
… УПРАВЛЕНИЕ Средняя общеобразовательная школа №506 с углубленным исследованием экономики Глава 1. ГЕОХИМИЯ НЕФТИ И РАЗВЕДКА ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ 3 § 1. …
Природными источниками углеводородов являются горючие ископаемые — нефть и газ, уголь и торф.
Крекинг нужен поэтому, что потребности в низкокипящих фракциях нефти — в особенности в бензине — нередко опережают способности их получения методом фракционной перегонки сырой нефти.
Раздел: Рефераты по химии
Тип: реферат
Скачать
Переработка водянистого горючего
ПЕРЕРАБОТКА Водянистого Горючего К водянистым хим топливам относятся нефть и продукты ее переработки (нефтепродукты), также продукты гидрирования …
К водянистым хим топливам относятся нефть и продукты ее переработки (нефтепродукты), также продукты гидрирования твердого горючего.
Углеводородная часть нефти представляет собой раствор газообразных и жестких углеводородов в консистенции водянистых углеводородов различной природы и трудности.
Раздел: Рефераты по химии
Тип: курсовая работа
Скачать