книги из ГПНТБ / Паушкин Я.М. Производство олефинсодержащих и горючих газов из нефтяного сырья

Таблица 50

Данные о работе установок газификации по процессу ОНИА—ГЕГИ

Рис. 80. Схема установки газификации по процессу ОНИА — ГЕГИ (вверху вариант регенеративного типа, внизу — вариант установки с котлом-утилизатором):

1 — отходящие дымовые газы; 2 — тяжелые нефтяные остатки; 3 — во­ дяной пар; 4 — воздух; 5 — водяной пар от продувки системы; 6 — газ;

7 — топливо к форсунке.

184

В настоящее время в Англии ведется строительство не­ скольких установок газификации по процессу ОНИА — ГЕГИ.

Большинство существующих установок газификации по процессу ОНИА — ГЕГИ являются установками регенератив­ ного типа. На рис. 80 сравниваются схемы установок регенера­ тивного типа со схемами установок, имеющих собственный ис­ точник водяного пара в виде котла-утилизатора, полностью обеспечивающего процесс необходимым количеством водяного пара. Термический к. п. д. процесса газификации на установ­ ках регенеративного типа составляет около 70%, но при этом установка должна снабжаться паром со стороны. Это не вызы­ вает затруднений, если имеются действующие котельные уста­ новки.

В установках обоих типов в настоящее время внесены кон­ структивные изменения, позволяющие производить распилива­ ние сырья в регенератор водяного пара (см. рис. 78 и 79), а не на слой катализатора. При этом сырье попадает в катали­ тический реактор в смеси с водяным паром.

Процесс ОНИА —ГЕГИ —ДЕМАГ (Германия)

Для удовлетворения растущих потребностей в коммуналь­ ном газе в Берлине в январе 1956 г. пущена в эксплуатацию

тельностью по 50 000 м31сутки. Условия и порядок работы на этой установке такие же, как и на установках ОНИА—ГЕГИ, за исключением лишь того, что полученный крекинг-газ под­ вергается дополнительно конвертированию. При нормальной производительности по выработке газа установка расходует 55—60 тыс. т мазута в год. В отличие от аналогичных устано­ вок во Франции и Англии, в Западном Берлине производство газа ориентировано на использование буроугольной смолы швелевания. В табл. 51 приведены характеристика сырья, ко­ торое применялось для процесса получения газа и состав газа.

185

Таблица 51

Характеристика сырья, испытанного на установке

кинг равен 0,8 кг/м? полученного газа.

В табл. 52 приводится сравнительный состав газов, полу­ чаемых при различных процессах газификации нефтяного сырья.

УСТАНОВКИ ГАЗИФИКАЦИИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРОДА [32]

Процесс Тексасо

Получение водорода из жидких нефтепродуктов приобрета­ ет все большее значение в синтезе аммиака. Один из процес-

187

Таблица 52

оо

°°Типичный состав коммунальных и энергетических газов, полученных по различным процессам газификации

Содержание ком­ понентов, об. %

сов получения водорода из жидких нефтепродуктов, запа­ тентованный фирмой Тексасо, был первоначально разработан для получения синтез-газа. Однако с ростом производ­ ства аммиака процесс приобрел значение и для получения во­ дорода.

Из девяти аммиачных заводов, проектируемых и строя­ щихся в настоящее время в США и других странах, на двух намечают получать водород из природного газа с переходом в зимний период на жидкое сырье; один из заводов рассчитан на ■получение водорода из нефтезаводских газов. На остальных шести заводах получение водорода запроектировано только на основе жидкого сырья.

Получение водорода путем газификации угля в экономиче­ ском отношении недостаточно рационально, так как может быть рентабельно только при наличии дешевого кокса. Прини­ мая во внимание, что этот процесс проводится при атмосфер­ ном давлении, использование твердого топлива в качестве сырья в данном случае сопряжено со значительными затра­ тами средств на последующее сжатие больших объемов газов. Точно так же мало рационально получение водорода из метана, так как осуществление этого процесса требует для своего аппа­ ратурного оформления специальных конструкционных мате­ риалов.

В Европе на протяжении ряда лет применяют процесс ча­ стичного окисления метана под атмосферным давлением. В США изучался каталитический процесс неполного окисления метана под давлением до 7 атм. При этом процессе катализа­ тор быстро выходит из строя и существует опасность взрыва метано-воздушных смесей.

Способы получения водорода и синтез-газа, основанные на неполном окислении углеводородного сырья, наиболее перспек­ тивны, так как экзотермический характер реакций окисления позволяет получать достаточное количество тепла ва счет самого процесса, избавляя от необходимости создания дорогостоящих конструкций с большими поверхностями нагрева.

В процессе Тексасо окисление углеводородного сырья про­ водится без катализатора в полой камере сжигания. Послед­ няя может иметь внутреннюю футеровку; в таком случае легко осуществим процесс при повышенном давлении. Горелки и фор­ сунки, через которые в камеру сгорания подается смесь возду­ ха с сырьем, должны обеспечивать быстрое и полное смешение воздуха с метаном.

Конструкция камеры сгорания должна способствовать эффективному теплообмену внутри газового потока и в то же

189

время не допускать контакта непрореагировавшего кислорода с футеровкой камеры [32].

Важное значение имеет возможность регулирования работы таких установок, так как при нарушении режима температура в камере может подняться до 3000°, что вызовет разрушение огнеупорной футеровки. Первая установка такого типа была построена 10 лет назад в Монтабелло (Калифорния). На ней были подробно изучены условия неполного окисления метана. Затем были исследованы возможности использования

Таблица 53

Некоторые показатели процесса получения водорода конверсией тяжелого нефтяного сырья и природного газа [32]

190

жидкого сырья. В настоящее время этим способом можно1 получать синтез-газ практически из любых жидких и газооб­ разных топлив.

При существующем оформлении процесса смесь сырья и воздуха вводят через специальную горелку в верх камеры, где часть смеси сгорает. При этом происходит окисление углеводо­ родов до СОг и Н2О. В меньшей степени протекает взаимодей­ ствие СО с водяным паром и разложение СО на углерод и СО2. Газы из камеры сгорания после охлаждения и промывки для удаления сажи направляются на конверсию окиси углерода, также проводимую под повышенным давлением. После конвер­ сии СО производится обычная очистка газа от углекислоты. В табл. 53 приведены некоторые показатели процесса окисле­ ния природного газа и газификации тяжелого нефтяного то­ плива.

Необходимость подачи водяного пара в камеру сгорания при переработке тяжелого сырья вызвана тем, что для послед­ него соотношение С : Н больше, чем для газообразного сырья. Для перевода газогенератора с одного вида сырья на другой достаточно заменить горелки. На установке в Монтабелло успешно газифицировалось сырье плотностью до 1,04, с содер­ жанием серы до 4 вес. %.

Наличие серы и тяжелых металлов в сырье не вызывает каких-либо трудностей.

Считают, что описанный процесс может найти широкое при­ менение в производстве синтез-газа как для азотной промы­ шленности, так и для промышленности искусственного жидко­ го топлива.

Железо-паровой способ

Вкачестве восстановительного агента в этом процессе при­ меняется обычно водяной газ, являющийся довольно дорогим. Поэтому производство водорода периодическим железо-паро­ вым способом оказывается даже менее экономичным, чем другими промышленными способами.

Внастоящее время ведутся большие исследовательские ра­ боты как в институтах СССР, так и за границей в направлении разработки непрерывного железо-парового способа.

Сырьевыми источниками для получения водорода в усло­ виях нефтеперерабатывающих заводов могут служить углево­ дородные газы, остатки от переработки нефти и нефтяной кокс, образующийся в различных процессах термической термокон­ тактной переработки нефтяных дистиллятов.

191.