70. Высокотемпературная переработка топлива. Коксование и применение кокса. Газификация твердого топлива.

Термическая(пирогенная) переработка топлива - процесс переработки твёрдого, жидкого и газообразного топлива, происходящий при высокой температуре. Процессы термической переработки подразделяются на три группы: 1)охватывает различные виды пиролиза(сухая перегонка): сырьё нагревают без доступа воздуха, в результате чего входящие в его состав вещества разлагаются на твёрдые(кокс, полукокс и т.д.) и летучие продукты. Разновидности пиролиз-процесса: коксование, полукоксование, сухая перегонка, пиролиз нефтепродуктов, крекинг газов и т.д.

2)процессы газификации - превращение органической части малоценного, многозольного топлива в горючий газ путём неполного окисления воздухом, кислородом или водяным паром. В основном подвергается твёрдое топливо и очень редко жидкое. Продукт - генераторные газы, главным компонентом в которых является СО.

3)гидрирование топлива(гидрогенизация), при котором под давлением в среде водорода при высокой температуре и в присутствии катализаторов происходят химические превращения, связанные с обогащением веществ водородом. Подвергают как твёрдые, так и жидкие виды топлива.

Коксование. Основной продукт этого производства - кокс применяют для доменного и литейного производств, получения ферросплавов и т.д. Сырьё для коксования - коксующиеся угли. Коксование производят в специально для этого предназначенной коксовой печи, которая представляет собой обогреваемую камеру, выполненную из огнеупорного кирпича. Уголь выдерживают в печи без доступа воздуха до его спекания в сплошную массу, называемую коксовым пирогом. Летучие продукты коксования покидают печь в виде парогазовой смеси.

Газификация твёрдого топлива(угля, горючих сланцев, торфа) сводится к неполному окислению углерода, содержащегося в топливе, с целью получения горючих генераторных газов. Процесс газификации происходит в газогенераторе, который представляет собой аппарат шахтного типа с фильтрующим слоем топлива. В нижней части аппарата закреплена колосниковая решётка, на которую подаётся дутьё. В зависимости от дутья образуются различные генераторные газы. Генераторные газы применяются не только для энергетических нужд, но и как сырьё в производстве аммиака, метилового спирта, водорода.

71. Термические процессы переработки нефти. Перегонка, крекинг и другие виды переработки.

Фракционная переработка нефти. Сырая нефть после извлечения её из недр специальными приёмами очищается от растворённого в ней газа, воды, минеральных солей и различных примесей. Практически вся нефть подвергается перегонке на фракции. Фракционная перегонка основана на разнице в температуре кипения отдельных фракций углеводородов, близких по физическим свойствам. Принципиальная схема перегонки нефти на атмосферно-вакуумных установках(АВУ). Работает на принципе конденсации и испарения, повторяющихся на разных уровнях. Современные колонны диаметром до 6 метров и высотой до 50 метров имеют до 80 тарелок(уровней) и перерабатывают до 12 млн. тонн нефти в год. Однако подобная первичная переработка нефти даёт лишь грубые фракции сравнительно невысокого выхода и низкого качества. Поэтому большинство из этих фракций подвергают дополнительной вторичной термической переработке. Особенность такой переработки - наряду с температурой, которая является решающими фактором процесса, вспомогательную роль для уменьшения образования нежелательных побочных продуктов играют давление и время пребывания нефтяных фракций в высокотемпературной зоне.

Термический крекинг мазута. Коксование мазута для уменьшения образования кокса ведут в две стадии. Вначале получают бензин и среднекипящую фракцию. Для замедления побочных реакций ароматизации углеводородов с образованием кокса выход бензина доводят всего лишь до 10%. На второй стадии увеличивают давление из среднекипящей фракции за счёт более глубокого расщепления получают до 30-35% бензина. Газовую смесь после разделения используют для синтеза полимеров, различных органических соединений. При необходимости получения из нефтяных фракций газов и жидких ароматических углеводородов применяют пиролиз.

Пиролиз нефтяных фракций происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной температуре. В результате глубокого расщепления и вторичных реакций синтеза получают до 50% газа, ароматические углеводороды и смолу. Газы пиролиза отличаются повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена. При пиролизе парообразное состояние нефтяных фракций ухудшает условия передачи теплоты, приводит к большему расходу теплоты. Сейчас эти методы вытесняются более дешёвыми и эффективными каталитическими процессами.