Получение синтез-газа методом конверсии метана водяным паром
Применения синтез-газа в химической технологии. Получения синтез-газа из различного сырья. Физико-химические свойства процесса конверсии метана. Термодинамика и кинетика процесса конверсии метана водяным паром, технология двухступенчатой конверсии.
Рубрика | Химия |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 06.12.2010 |
Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
синтез газ конверсия метан
Введение
1. Способы применения синтез-газа в химической технологии
2. Методы получения синтез-газа из различного сырья
3. Физико-химические свойства процесса конверсии метана
3.1 Процесс конверсии метана в две ступени
3.2 Термодинамика и кинетика процесса конверсии метана водяным паром
3.3 Катализаторы конверсии метана
4. Описание технологической схемы двухступенчатой конверсии метана водяным паром
5. Расчет материального баланса
Список использованной литературы
Введение
Смесь CO и H2 в различных соотношениях, называемая синтез-газом, легко может быть получена как из угля, так и из любого другого углеродсодержащего сырья.
Следует отметить, что к моменту разработки синтеза Фишера-Тропша существовал другой способ получения жидкого топлива - не из синтез-газа, а непосредственно из угля прямой гидрогенизацией.
Нет никаких сомнений, что в обозримом будущем использование синтез-газа будет играть ключевую роль не только и не столько для производства "угольных" топлив (здесь трудно пока конкурировать с нефтяным топливом), но, прежде всего для целей органического синтеза. В настоящее время в промышленном масштабе по методу Фишера-Тропша получают бензин, газойль и парафины только в Южной Африке. На установках фирмы "Sasol" производят около 5 млн. т. в год жидких углеводородов.
Отражением интенсификации исследований по синтезам на основе СО и Н2 является резкое возрастание публикаций, посвященных химии одноуглеродных молекул (так называемая С1-химия) [6-8].
1. Способы применения синтез-газа в химической технологии
Основные области применения: получение монооксида углерода и водорода, производство метанола, оксосинтез, синтез Фишера-Тропша.
Синтез-газ- смесь газов, главными компонентами которой являются СО и Н2; используется для синтеза разных хим. соединений. Термин "синтез-газ" исторически связан с Фишера- Тропша синтезом (1923), когда исходный для него газ получали газификацией кокса или полукокса. В 60-80-х гг. сырьевая база и структура использования синтез-газа изменились. В настоящее время синтез-газ производят конверсией природного газа либо нефтепродуктов (от легкого бензина - нефть до нефтяных остатков) и лишь в небольших масштабах хим. переработкой древесины, а также газификацией углей; в перспективе последний способ, вероятно, станет преобладающим.
В настоящее время конверсия метана является основным промышленным методом получения водорода и технологических газов для синтеза аммиака, спиртов и других продуктов. Известны различные способы конверсии метана. От метода конверсии зависят как технологическая, так и энергетическая схемы производства аммиака в целом. Для выбора оптимального варианта необходимо знать состав конвертированного газа, его энтальпию и эксэргию.
Конверсия метана, являющегося основным компонентом природного газа, представляет собой наиболее экономичный способ получения азотоводородной смеси.
Состав природного газа в зависимости от месторождения изменяется следующим образом: метан - 55-99%, этан - 1-10 (пропан + бутан) - до 10, С5-углеводороды и выше - 1-5%, остальное - азот, углекислый газ, сернистые соединения, гелий.
2. Методы получения синтез-газа из различного сырья
Каталитическая конверсия метана водяным паром является основным методом производства водорода и синтез-газа (смесь СО и Н2 в различных соотношениях).
Новые нетрадиционные методы получения синтез-газа из метана, такие, как электрохимическое окисление или конверсия с углекислым газом в термодиффузионном реакторе, находятся в стадии исследовательской проработки [3].
В настоящее время существуют три основных промышленных метода получения синтез-газа[9].
1. Газификация угля. Процесс основан на взаимодействии угля с водяным паром:
C + H2O - H2 + CO
Эта реакция является эндотермической, равновесие сдвигается вправо при температурах 900-1000 оС. Разработаны технологические процессы, использующие парокислородное дутье, при котором наряду с упомянутой реакцией протекает экзотермическая реакция сгорания угля, обеспечивающая нужный тепловой баланс:
C + 1/2O2-CO
2. Конверсия метана. Реакция взаимодействия метана с водяным паром проводится в присутствии никелевых катализаторов (Ni-Al2O3) при повышенных температурах (800-900 оС) и давлении:
CH4 + H2O > CO + 3H2
В качестве сырья вместо метана может быть использовано любое углеводородное сырье.
3. Парциальное окисление углеводородов. Процесс заключается в неполном термическом окислении углеводородов при температурах выше 1300 оС:
CnH2n + 2 + 1/2nO2 > nCO + (n + 1)H2
Способ применим к любому углеводородному сырью, но наиболее часто в промышленности используют высококипящую фракцию нефти - мазут.
Соотношение СО : Н2 существенно зависит от применяемого способа получения синтез-газа. При газификации угля и парциальном окислении это соотношение близко к 1 : 1, тогда как при конверсии метана соотношение СО : Н2 составляет 1 : 3. В настоящее время разрабатываются проекты подземной газификации, то есть газификации угля непосредственно в пласте. Интересно, что эта идея была высказана Д.И. Менделеевым более 100 лет назад. В перспективе синтез-газ будут получать газификацией не только угля, но и других источников углерода вплоть до городских и сельскохозяйственных отходов.
3. Физико-химические свойства процесса конверсии метана
В связи с тем, что реакция конверсии метана с водяным паром сильно эндотермична, для ее осуществления требуется подвод тепла. В промышленности этот процесс проводится в трубчатых печах. В трубы пожаропрочной стали загружается никелевый катализатор, снаружи трубы обогреваются топочными газами. Такой метод конверсии нашел применение в тех случаях, когда требуется получить технический водород с минимальным содержанием азота. Процесс ведется при температуре 800 -- 850°С на выходе из слоя катализатора. К 1 м3 природного газа добавляют обычно 2--2,5 м3 водяного пара. Остаточное содержание, метана в конвертированном газе составляет 1 -- 2%.
Преимущество этого метода заключается в том, что для обогрева труб могут быть использованы любые горючие газы, в том числе отходы производства. Недостатком этого метода являются большие капитальные затраты на сооружение установок и необходимость использования высококачественных легированных сталей.
Одноступенчатая конверсия метана.
В зависимости от схемы производства аммиака конверсия природного газа проводится при действии на него водяного пара и кислорода или воздуха, обогащенного кислородом. Конверсия природного газа в присутствии водяного пара и кислорода применяется в тех случаях, когда конвертированный газ используется либо в синтезе метанола и высших спиртов, либо в производстве аммиака, в технологической схеме которого предусмотрено определение промывки газа жидким азотом.
Для получения аммиака в производствах, имеющих станцию медно-аммиачной очистки газа от окиси углерода, применяется конверсия метана с водяным паром и воздухом, обогащенным кислородом. Процесс конверсии метана осуществляется в аппаратных шахтного типа на никелевом катализаторе при температуре 850°С. Конверсия метана может происходить не только в присутствии водяного пара и кислорода, но и двуокиси углерода. В этом случае конвертированный газ имеет повышенное содержание окиси углерода, что весьма целесообразно при синтезе метанола и высших спиртов. Путем изменения соотношения водяного пара и двуокиси углерода в исходной газовой смеси можно изменить соотношение водорода и окиси углерода в конвертированном газе до 3.
3.1 Процесс конверсии метана в две ступени
В тех случаях, когда имеются дешевые источники тепла для обогрева реактора, получают методом двухступенчатой конверсии природного газа.
Процесс конверсии протекает на никелевом катализаторе. Выход Н2 на моль израсходованного в процессе пара наибольший для СН4 и снижается с увеличением содержания углерода в молекуле углеводорода.
Равновесная концентрация конвертированного газа прямо пропорциональна температуре, давлению процесса и соотношению пар : углеводород в исходной конвертируемой смеси. Процесс можно проводить в одну стадию. Однако в ряде случаев его целесообразнее вести в две стадии (две ступени).[5]
Для смещения равновесия реакции конверсии метана вправо, т. е. в сторону получения водорода, применяется избыток водяного пара по сравнению со стехиометрическим соотношением. Кроме того, избыток пара предотвращает выделение элементарного углерода (сажи) и уменьшает процентное содержание метана в конвертированном газе.
Полную конверсию метана можно осуществить в одну стадию с образованием водорода и двуокиси углерода. При низкотемпературной конверсии в продуктах реакции остается значительное количество метана. При повышенных температурах газ содержит в большом количестве окись углерода. И в том и в другом случае для смещения равновесия реакции конверсии метана вправо требуется значительный избыток пара. Расход пара уменьшается при проведении конверсии метана в две стадии.
Поэтому в промышленных условиях целесообразно процесс получения водорода конверсией метана с водяным паром проводить в две стадии (конверсия метана и конверсия окиси углерода).
При высокой температуре происходит термическое разложение метана и его гомологов с выделением углерода. Выделяющийся углерод оседает на катализаторе, происходит так называемое зауглероживание катализатора, в результате чего снижается его активность и происходит преждевременное его разрушение. Увеличивается сопротивление конвертора, а главное--снижается его производительность. Для предотвращения выделения углерода, кроме избытка пара, требуется, чтобы парогазовая смесь находилась в соприкосновейии с поверхностью катализатора ничтожно малое время, недостаточное для воспламенения смеси. Это условие соблюдается, если скорость нагретой газовой смеси до ее поступления на катализатор больше скорости распространения пламени и исключена возможность обратного проникновения пламени с раскаленного катализатора в смесительное и надкатализаторное пространство.[3]
3.2 Термодинамика и кинетика процесса конверсии метана водяным паром
Равновесие реакции конверсии метана водяным паром, как реакции эндотермической, с ростом температуры смещается в сторону образования СО и Н2, а с ростом давления в обратную сторону, т. е. в сторону образования метана.
Однако для заданного давления и температуры превращение метана возрастает с ростом содержания пара в исходной газовой смеси . С ростом температуры падает полнота конверсии СО водяным паром - реакции экзотермической. И хотя давление оказывает отрицательное воздействие на превращение метана, наблюдается постоянный рост используемого давления в промышленных процессах паровой конверсии метана.
Проведение процесса при повышенных давлениях снижает расходы на компрессию полученного синтез-газа, затраты на изготовление аппаратуры, улучшает условия теплопередачи. Развитие этого процесса ограничивается в основном прочностью металла реакционных труб, работающих в жестких условиях высоких температур.
Энергия активации процесса паровой конверсии составляет 129,79 кДж/моль для температурной области 800 -- 900°С на никелевой фольге и 100,48 кДж/моль для этой же области температур на никелевом катализаторе, нанесенном на пористом носителе. Кинетические данные используют для расчета аппаратов конверсии, в частности для расчета температур на входе в реактор и выходе из него.
В качестве катализаторов конверсии используют никель, нанесенный на пористый носитель. Содержание никеля в катализаторе может колебаться в широких пределах -- от 4 до 35% (масс.). Наиболее стабильными катализаторами для широкого диапазона температур конверсии и работы в экстремальных условиях являются катализаторы, носители для которых не содержат SiО2, главной их основой является -Аl2О3 (корунд). В качестве активаторов в них могут содержаться оксиды кальция, титана, магния, хрома. Внутренняя поверхность таких катализаторов колеблется от 5 до 50 м2/г. Восстановление нанесенного NiO до металлического никеля происходит в загруженном конверторе водородом или метаном.
3.3 Катализаторы конверсии метана
Как установлено многочисленными исследованиями лучшим для процесса конверсии метана является никелевый катализатор.
В свежем катализаторе никель находится в виде окислов. Катализатором же ускоряющим реакции конверсии метана, является металлический никель. Поэтом, перед началом процесса конверсии катализатор необходимо восстановить газом, содержащим водород : NiO + H2 = Ni + H2O. Катализатор восстанавливается водородом полностью при температуре 300 -- 400°С в течение 2--4 ч. При отсутствии водорода катализатор можно также восстановить рабочей смесью (метан и водяной пар или метан, водяной пар и кислород) при 750 -- 850°С.
Если никель находится не в виде окислов, а в виде их соединении с окисью алюминия (шпинели), то для его восстановления требуется более высокая температура (800 -- 900°С). В этом случае процесс восстановления протекает медленнее. Никель-алюминиевая шпинель (голубовато-зеленоватого цвета) образуется при нагревании катализатора до температуры выше 600°С в среде, не содержащей восстановителей (Н2 и СО).
Эффективность работы катализатора определяется остаточным содержанием метана в конвертированном газе при определенном количестве подаваемого исходного газа. Нагрузка на катализатор характеризуется объемной скоростью. Объемной скоростью называется количество кубометров исходного газа (сухого), проходящего через 1 м3 катализатора в час. Объемная скорость выражается в ч-1. В промышленных условиях катализатор конверсии метана работает в интервале объемных скоростей 250 -- 400 ч-1 при 600--1000°С.
Активность никелевого катализатора может снижаться вследствие присутствия в газе соединений серы: Н2S, CS2 и COS. Вещества, снижающие активность катализатора, называются каталитическими ядами. Процесс отравления катализатора Н2S протекает по схеме Ni + H2S NiS + H2.
Образовавшийся сернистый никель уже не способен ускорять реакцию конверсии метана, в связи с чем активность катализатора снижается. Проведенными исследованиями установлено значительное влияние температуры на отравление катализатора соединениями серы. Показано, что при температуре, равной 600°С, наличие даже небольших количеств соединений серы в газе (5 мг/м3 серы) приводит к необратимому отравлению и полной потере активности катализатора. С повышением температуры отравляемость катализатора этими соединениями уменьшается. Так, при температуре 700 -- 800°С отравление катализатора происходит в значительно меньшей степени и активность его может быть восстановлена в процессе конверсии метана, не содержащего соединений серы. При 850°С и содержании в газе 5 -- 7 мг/м3 серы заметного отравления катализатора не наблюдается.
Конверсия метана может сопровождаться выделением свободного углерода (сажи), что затрудняет проведение процесса. Реакция образования сажи протекает параллельно с основными реакциями в случае недостатка окислителей -- водяного пара и кислорода. При этом углерод отлагается не только на поверхности, но и внутри гранул катализатора, что приводит к уменьшению активности и механическому разрушению катализатора и к увеличению гидравлического сопротивления аппарата потоку газа. В отсутствие катализатора образование углерода по реакции начинается при нагревании метана до температуры 800°С, а на восстановленном никелевом катализаторе эта реакция протекает с заметной скоростью уже при 400°С. Воспламенение в объеме (без катализатора) смеси метана с водяным паром и кислородом, применяемой в процессе конверсии природного газа, всегда сопровождается образованием углерода вследствие частичного разложения метана при температуре около 1100°С, развиваемой в пламени. На никелевом катализаторе при достаточном количестве окислителей выделения свободного углерода не происходит. Из сказанного следует, что на нагретый катализатор нельзя подавать природный газ, не смешав его предварительно с водяным паром и кислородом. [3]
4. Описание технологической схемы двухступенчатой конверсии метана водяным паром
В тех случаях, когда имеются дешевые источники тепла для обогрева реактора, синтез-газ получают методом двухступенчатой конверсии природного газа. Технологическая схема процесса:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис 3. Технологическая схема двухступенчатой конверсии метана: 1 - трубчатая печь; 2 - конвертор метана второй ступени; 3 - увлажнитель; 4 - котел-утилизатор; 5, 9 - парогазосмесители; 6 - двухступенчатый конвертор окиси углерода; 7 - пароперегреватель; 8 - теплообменник; 10 - аппарат для очистки от соединений серы.
Природный газ под избыточным давлением 0,7 -- 0,8 ат поступает в теплообменник 8, в котором подогревается до температуры 380°С за счет тепла газов, исходящих после конверсии окиси углерода. Из теплообменника природный газ подается в аппарат 10, заполненный поглотителем на основе окиси цинка, для связывания соединений серы. Очищенный газ смешивается в аппарате 9 с водяным паром, нагретым до 380°С в пароперегревателе 7 за счет тепла газа после конверсии СО. Парогазовая смесь с температурой 380°С поступает в трубчатую печь 1, снабженную подвешенными трубами, изготовленными из специальной жаропрочной стали. В трубах размещается никелевый катализатор общим объемом 7,5 м3. Снаружи трубы обогреваются топочными газами, образующимися при сжигании какого-либо газа. Парогазовая смесь проходит через катализатор сверху вниз, при этом температура постепенно возрастает с 400 до 800°С. Степень превращения метана в первой ступени достигает 90%. Конвертированный газ после первой ступени поступает в конвертор шахтного типа 2. Остаточный метан почти полностью реагирует на никелевом катализаторе при температуре 850 -- 900°С. Конвертированный газ после второй ступени содержит до 0,5% метана. Газ из конвертора метана поступает в увлажнитель 3, затем в котел-утилизатор 4 и далее (при 400°С) в конвертор 6.
В последнее время находят применение усовершенствованные трубчатые печи с двойными трубами. Катализатор помешается в кольцевом сечении, образованном внутренней и наружной трубами. Греющие газы подаются с внешней стороны наружной трубы. Природный газ вместе с паром проходит через катализатор сверху вниз, а полученный конвертированный газ -- по внутренней трубе снизу вверх. Такая конструкция аппарата позволяет улучшить условия теплопередачи и увеличить температуру в слоях катализатора, не повышая температуру стенок труб.
5. Расчет материального баланса
Рассчитать процесс конверсии метана водяным паром по следующим данным:
Производительность по метану: |
1т/час (1000кг/час) |
|
Состав сухого газа: |
метан - 91%об этан- 5%об |
|
азот - 3.8% СО2- 0.2%об. |
||
Степень конверсии: |
90% |
|
Температура: |
на первой ступени-750К |
|
на второй ступени- 980С |
1. Пересчитаем состав сухого газа из объемных % в массовые %.
М(СН4)= 16 кг/кмоль, М(С2Н6)= 30 кг/кмоль, М(СО2)= 44 кг/кмоль, М(N2)= 28 кг/кмоль
Х(СН4)= (91*16/91*16+5*30+02,*44+3,8*28)*100= 1456/1721*100= 84,6%
Х(С2Н6)= (5*30/91*16+5*30+02,*44+3,8*28)*100= 8,71%
Х(СО2)= (02,*44/91*16+5*30+02,*44+3,8*28)*100= 0,51%
Х(N2)= (3,8*28/91*16+5*30+02,*44+3,8*28)*100= 6,18%
2. Рассчитаем массы всех веществ, поступающих в конвертор в месте с 1 тонной метана. Составим пропорцию:
1000кг(СН4) - 84,6%
m(x) - %(x), m(x)-масса вещества, %(x)- массовая доля вещества.
m (С2Н6)= 1000*8,71/84,6= 102,95 кг
m(СО2)= 1000*0,51/84,6= 6,03 кг
m(N2)=1000*6,18/84,6= 73,05 кг
3. Рассчитаем равновесную степень превращения на 1 ступени.
Температура 750°К, из таблицы:
Для 700°К равновесная степень превращения- 0,08
Для 800°К- 0,225,
найдем равновесную степень превращения на каждый градус:
0,225-0,08/100= 0,0014,
0,0014*50= 0,07- равновесная степень превращения для 50°К,
Тогда, равновесная степень превращения для 750°К: 0,08+0,007=0,15
4. Рассчитаем количество пара (Н2О).
Соотношение пар:газ на 1 ступени конверсии 1:1 по объему, тогда рассчитаем общий объем газа:
m/M=V/22,4; V= m*22,4\M,
V(СН4)= 1000*22,4/16= 1400м?
V(С2Н6)= 102,95*22,4/30= 76,87 м?
V(СО2)= 6,028*11,4/44= 3,07 м?
V(N2)=73,05*22,4/28= 58,44 м?
Общий объем газа: 1400+76,87+3,07+58,44=1538,38 м?
Пар:газ- 1:1, тогда пересчитаем количество пара(Н2О) в массу,
m/M=V/22,4; m=M*V/22,4
m(Н2О)= 18*1538,38/22,4= 1236,2 кг.
5. Расчет конвертированного количества.
Степень конверсии= 90% (0,9) от равновесной степени превращения.
Равновесная степени превращения=0,15, тогда рассчитаем:
m(CH4)=1000*0,15=150 кг, тогда по конверсии:
m(CH4)=150*0,9= 135 кг.
С2Н6 реагирует полностью, СО2 и N2 не участвуют в реакции.
6. Рассчитаем количество веществ по реакциям
135 кг
СН4 + Н2О = СО + 3Н2 основная реакция
16 кг/кмоль 18 кг/кмоль 28 кг/кмоль 6кг/кмоль
m(Н2О)= 135*18/16= 151,87 кг
m(СО)= 135*28/16= 236,25 кг
m(Н2)= 135*6/16= 50,62 кг
102,95
С2Н6 + 2Н2О = 2СО + 5Н2 побочная реакция
30 кг/кмоль 36кг/кмоль 56кг/кмоль 10кг/кмоль
m(Н2О)= 102,95*36/30= 123,54 кг
m(СО)= 102,95*56/30= 192,17 кг
m(Н2)= 102,95*10/30= 34,32 кг.
Общий объем:
m(Н2О)общ = 151,87 +123,54= 275,41 кг
m(СО) общ = 236,25 + 192,17= 428,42 кг
m(Н2) общ = 50,62 + 34,32= 84,94 кг.
7. Непрореагировавшее количество.
m(СН4)= 1000-135= 865 кг
m(Н2О)= 1236,2- 275,41= 960,79 кг
8. Составим материальный баланс для 1 ступени.
Переведем в проценты.
Приход: 1000+102,03+6,03+73,05+1236,2=2418,23кг
2418,23- 100%, тогда
1000- 41,36%, 102.03- 4,22%, 6,03- 0,26%, 73,05- 3,03%, 1236,2- 51,13%
Расход:865+6,03+73.05+960,79+428,42+84,94=2418,23кг
2418,23- 100%, тогда
865-35,76%, 6,03-0,26%, 73,05-3,03%, 960,79-39,72%, 428,42-17,72%, 84,94-3,51%.
Материальный баланс 1 ступени конверсии.
Приход |
Масса, кг. |
% |
Расход |
Масса, кг. |
% |
|
СН4 |
1000 кг |
41,36 |
СН4 |
865 |
35,76 |
|
С2Н6 |
102,95 |
4,22 |
СО2 |
6,03 |
0,26 |
|
СО2 |
6,03 |
0,26 |
N2 |
73,05 |
3,03 |
|
N2 |
73,05 |
3,03 |
Н2О |
960,79 |
39,72 |
|
Н2О |
1236,2 |
51,13 |
СО |
428,42 |
17,72 |
|
Н2 |
84,94 |
3.51 |
||||
Итого: |
2418,23 |
100% |
Итого: |
2418,23 |
100% |
1.Рассчитаем равновесную степень превращения для второй ступени.
Температура 980 ?С
Т= 980+273?К= 1253?К,
Для 1173 равновесная степень превращения= 0,99, т.к. степень равновесия не может быть больше 1, то тогда возьмем 0,99 для 1253 ?К
Тогда:
m(CН4)=865*0,99=856,35 кг
2. Рассчитаем массы веществ по реакции.
856,35 кг
СН4 + Н2О = СО + 3Н2
16 кг/кмоль 18 кг/кмоль 28 кг/кмоль 6кг/кмоль
m(CO)=856,35*28/16=1498,61 кг
m(H2)=856,35*6/16= 321,1 кг
m(H2О)=856,35*18/16= 963,4 кг.
m(CO) общ=1498,61+428,42=1927,03 кг
m(H2) общ =321,1+84,94=406,04 кг
3. Рассчитаем количество воды.
На 2 ступени конверсии соотношение объема Н2О к объему СН4 - 2:1
m/M=V/22,4;
V(CH4)=865*22,4/16= 1211 м?
V(Н2)1211*2= 2422 м?
m(Н2О)=2422*18/22,4= 1946,2 кг
m(Н2О)общ=1946,2+960,79=2906,99 кг.
4. Расчет непрореагировавшего количества.
m(СН4)=865-856,35=8,65 кг
m(Н2О)=2906,99-963,4= 1943,59 кг
5.Составим материальный баланс для 2 ступени.
Переведем в проценты.
Приход:
4365- 100%, тогда
865-19,82 %, 2906,99- 66,6%, 428,42- 9,82%, 73,05- 1,67%, 84,94- 1,95%, 6,03- %,
Расход:865+6,03+73.05+960,79+428,42+84,94=2418,23кг
2418,23- 100%, тогда
865-35,76%, 6,03-0,26%, 73,05-3,03%, 960,79-39,72%, 428,42-17,72%, 84,94-3,51%
Материальный баланс 2 ступени конверсии.
Приход |
Масса, кг. |
% |
Расход |
Масса, кг. |
% |
|
СН4 |
865 |
19.82% |
СН4 |
8,65 |
0,2 |
|
Н2О |
2906,99 |
66,6 |
Н2О |
1943,59 |
44,53 |
|
СО |
428,42 |
9,82 |
СО |
1927,03 |
44,15 |
|
Н2 |
84,94 |
1.95 |
Н2 |
406,04 |
9,3 |
|
N2 |
73,05 |
1,67 |
N2 |
73,05 |
1,68 |
|
CО2 |
6,03 |
0,14 |
СО2 |
6,03 |
0,14 |
|
Итого: |
4364,43 кг |
100% |
Итого: |
4364,39 кг |
100% |
Потерии: 4364, 43- 4364,39= 0,04 кг.
Приход |
Масса, кг |
% |
Расход |
Масса, кг. |
% |
|
СН4 |
1000 |
19.82% |
СН4 |
8,65 |
0,2 |
|
Н2О |
3182,4 |
66,6 |
Н2О |
1943,59 |
44,53 |
|
С2Н6 |
102,95 |
9,82 |
СО |
1927,03 |
44,15 |
|
CО2 |
6,03 |
0,14 |
Н2 |
406,04 |
9,3 |
|
N2 |
73,05 |
1,67 |
N2 |
73,05 |
1,68 |
|
СО2 |
6,03 |
0,14 |
||||
Итого: |
4364,43 кг |
100% |
Итого: |
4364,39 кг |
100% |
Потерии процесса: 4364, 43- 4364,39= 0,04 кг
Список использованной литературы
1. А.Г. Аншиц, Е.Н. Воскресенская. Окислительная конденсация метана - новый процесс переработки природного газа.
2. Сосна М.Х., Энтин Б.М., Лейтес И.Л. Нонограммы для определения состава газа конверсии метана//Химическая промышленность. - 1989. - №7. - с.59
3. Крейндель Э.М. Конверсия метана природного газа. Л.:-1964.
4. Г.С. Яблонский. Кинетические модели гетерогенно-каталитических реакций. Элементы теории кинетики сложных химических реакций. Глава 1. В сб.: Химическая и биологическая кинетика / Под ред. Н.М. Эмануэля, И.В. Березина, С.Д. Варфоломеева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983.
5. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение: Справ. изд./Д.Ю. Гамбург, В.П. Семенов, , Л.Н. Смирнова; Под ред. Д.Ю. Гамбурга, Н.Ф. Дубовкина. - М.: Химия, 1989.
6. Катализ в С1 - химии. / Под ред. Л. Кайма. Л.: Химия, 1987. 296 с.
7. Караханов Э.А., Что такое нефтехимия // Соросовский Образовательный журнал. 1996. № 2. С. 65-73.
8. Харитонов Ю.Я. Комплексные соединения // Соросовский Образовательный журнал. 1996. № 1. С. 48-56.
9. Караханов Э.А. Синтез-газ как альтернатива нефти. 1. Процесс Фишера-Тропша и оксо-синтез // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 6. С.69.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Этапы первичной переработки природного газа, его состав и принципиальная схема паровоздушной конверсии метана. Схема химических превращений, физико-химические основы, термодинамика и кинетика процесса, сущность и преимущество каталитической конверсии.
курсовая работа [1011,5 K], добавлен 11.03.2009Технологическая схема производства аммиака и получения синтез-газа. Эксергетический анализ основных стадий паровоздушной конверсии метана. Термодинамический анализ процесса горения в трубчатой печи. Определение эксергетического КПД шахтного реактора.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 05.11.2012Реакция процесса конверсии оксида углерода водяным паром. Температурный режим на каждой стадии конверсии. Свойства применяемых катализаторов. Схемы установки конверсии. Реакторы идеального вытеснения. Изменение температуры в адиабатическом реакторе.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 17.10.2012Конверсия метана природного газа с водяным паром — основной промышленный способ производства водорода. Виды каталитических конверсий. Схема устройства трубчатого контактного аппарата. Принципиальная технологическая схема конверсии метана природного газа.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 20.11.2012Влияние температуры и избытка пара в парогазовой смеси на равновесие реакции конверсии оксида углерода водяным паром. Кинетические расчёты и теоретическая оптимизация процесса конверсии. Конструкция и расчет конвертора оксида углерода радиального типа.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.10.2014Метан — бесцветный газ без запаха, первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов; получение и химические свойства. Процесс высокотемпературной конверсии метана для производства метанола; определение углеродного эквивалента исходного газа.
курсовая работа [87,3 K], добавлен 12.12.2012Способы получения синтез-газа, газификация каменного угля. Новые инженерные решения в газификации угля. Конверсия метана в синтез-газ. Синтез Фишера-Тропша. Аппаратурно-техническое оформление процесса. Продукты, получаемые на основе синтез-газа.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 04.01.2009Создание катализаторов для процессов углекислотной и пароуглекислотной конверсии биогаза. Подбор параметров процессов для получения синтез-газа с регулируемым соотношением Н2/СО. Определение условий проведения взаимодействия метана с углекислотным газом.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 01.11.2014Описание синтез-газа – смеси оксида углерода с водородом в различных соотношениях. Капитальные и эксплуатационные затраты на его производство. Парциальное окисление метана и условия синтеза. Автотермический риформинг метана или нефти (АТР, ATR).
презентация [1,3 M], добавлен 12.08.2015Определение степени конверсии мезитилена. Дегидрирование н-бутана, схема реактора. Графическая зависимость перепада температур на входе и выходе от степени конверсии. Количественный анализ процесса пиролиза изопентана с образованием метана и изобутилена.
курсовая работа [415,3 K], добавлен 24.01.2009