Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Высокотемпературная некаталитическая конверсия метана.

Высокотемпературная {некаталитическая) кислородная конверсия газов под давлением

В основу процесса положена реакция неполного окисления метана и его гомологов кислородом, проводимая в отсутствие катализатора в свободном объеме.

В промышленности этот процесс проводят под давлением 2 или 3 МПа (рис. 1). Для окисления используют технический кислород (95% О₂); получаемый безазотистый газ подвергается тонкой очистке (после стадий конверсии СО и очистки от СО₂) от СО и СН₄ путем промывки жидким азотом.

Рис. 1. Схема высокотемпературной некаталитической конверсии углево­дородных газов под давлением:

1— подогреватель; 2 —горелка; 3 —конвертор; 4 —сатуратор; 5 —сепаратор; 6 — скруб­бер; 7 — насос.

Природный газ под давлением 2 или 3 МПа подогревается до 400 °С в газовом подогревателе 1. Кислород сжимается в турбокомпрессоре до давления, несколько превышающего 2 или 3 МПа. Затем оба потока поступают в горелку 2, смонтированную на верхнем штуцере высокотемпературного конвертора 3. Соотношение кислорода и метана в соответствии с уравнением реакции составляет 0,5: 1. Однако из-за потерь тепла и недостаточного подогрева природного газа и кислорода для «беспечения автотермичности процесса соотношение кислорода к метану обычно поддерживают более высоким. В этом случае при температуре 1350—1400 °С природный газ удается практически полностью конвертировать без образования сажи. Пройдя горелку, потоки кислорода и газа поступают в конвертор метана 3, где в начальном участке реакционной зоны завершается их смешение и начинается процесс конверсии.

Конвертор метана представляет собой вертикальный цилиндрический, футерованный изнутри аппарат. Он имеет наружную рубашку, в которую подается питательная вода и получается насыщенный пар давлением 2 или 3 МПа. Нижняя часть конвертора конструктивно совмещена с турбулентным сатуратором 4 типа Вентури, куда подается конденсат, охлаждающий конвертированный газ до 300 °С и увлажняющий его. Затем конвертированный газ, пройдя сепаратор 5, дополнительно охлаждается в скруббере 6 орошаемым конденсатом до 205 °С. При этом газ насыщается парами воды до соотношения Н₂О: газ = 1,1:1, достаточного для конверсии СО. Состав газа после высокотемпературной конверсии метана (в объемн.% в пересчете на сухой газ) Н₂ — 60-61; СО —34-34,8; СО₂ —2-2,4; СН₄— 1,5-2,0; N₂+Ar— 1,4-1,7.

При нарушении режима процесса конверсии метана наблюдается образование сажи, которая отмывается в аппаратах 4 и 5 и выводится с конденсатом. Для циркуляции конденсата установлен насос 7. Загрязненная вода отводится на очистку от сажи. Полученный газ поступает далее на конверсию СО, аналогичную описанной выше.