В таблица 9 и 10 са приведени резултатите от ТД изчисления за ПК на нефтозаводски газове с различен въглероден еквивалент n за производство на 95% и 98% водород при 2 МРа и температура 830 и 860 0С (температурата на конвертирания газ на изход от реактора ше е съот-ветно 800 и 830 0С)
Табл. 9 Добив и състав на конвертирания газ от ПК на нефтозаводските газове в условия на достигнато ТД равновесие при 2 МРа и 830 0С
| n | Разход на пара, м3/м3 | Добив на газ, м3/м3 | Състав на сухия газ,% | ||||
| сух | влажен | СО2 | СО | Н2 | СН4 | ||
| Съдържание на Н2 в технически водород 95 – 96% | |||||||
| 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 | 4,5 6,1 7,6 9,2 10,7 12,2 | 4,1 5,4 6,7 8,0 9,3 1,5 | 7,3 9,6 11,9 14,1 16,4 18,6 | 10,6 11,6 12,1 12,5 12,8 13,0 | 11,1 11,7 12,2 12,5 12,7 12,9 | 75,7 74,1 73,1 72,4 71,9 71,5 | 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 |
| Съдържание на Н2 в технически водород 98% | |||||||
| 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 | 6,0 8,2 10,2 12,2 14,2 16,2 | 4,3 5,7 7,1 8,5 9,8 11,2 | 8,9 11,8 14,6 17,4 20,1 22,9 | 12,1 13,1 13,7 14,1 14,4 14,6 | 9,6 10,0 10,3 10,6 10,8 10,9 | 77,0 75,6 74,1 74,0 73,5 73,2 | 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 |
Както се вижда в таблица 10 с увеличаване на въглеродния еквива-лент на нефтозаводските газове, расте и разхода на пара за 1 м3 от изходходния газ, но относителния разход на пара расте незначително. По-забележимо (24 – 25%) расте разхода на пара при повишение концен-трацията на Н2 в техническия водород от 95 на 98%.
Табл. 10 Добив и състав на конвертирания газ от ПК на нефтозаводските газове в условията на достигнато ТД равновесие при 2 МРа и 860 0С
| n | Разход на пара, м3/м3 | Добив на газ, м3/м3 | Състав на сухия газ, % | |||||||
| сух | влажен | СО2 | СО | Н2 | СН4 | |||||
| Съдържание на Н2 в технически водород 95 – 96% | ||||||||||
| 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 | 3,6 4,9 6,2 7,4 8,7 9,9 | 4,0 5,3 6,5 7,8 9,1 10,3 | 6,4 8,4 10,4 12,4 14,4 16,4 | 8,8 9,6 10,1 10,5 10,7 10,9 | 13,3 14,7 14,7 15,1 15,3 15,5 | 75,3 73,6 72,6 71,9 71,4 71,0 | 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 | |||
| Съдържание на Н2 в технически водород 98% | ||||||||||
| 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 | 4,9 6,6 8,2 9,9 11,6 13,2 | 4,3 5,6 6,9 8,3 9,7 11,0 | 7,8 10,2 12,6 15,1 17,6 19,9 | 10,5 11,4 11,9 12,2 12,6 12,7 | 11,6 12,2 12,7 13,0 13,1 13,3 | 76,6 75,1 74,1 73,5 73,0 72,7 | 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 | |||
С увеличение на въглеродния еквивалент на газа, относителния разход на пара спрямо въглерода, по данни от ТД изчисления, малко се понижава. На практика обаче, поради опасност от отделяне на въглерод на катализатора (особено при нестабилен състав на газа), с увеличавене на въглеродния еквивалент на газа, разхода на пара се повишава. По-високият въглероден еквивалент n на нефтозаводските газове, в сравнение с природния, по-малката им стабилност, водят до необходимост от увеличен разход на пара. Зависимостта на разхода на пара от n на суровината е дадена на фигура 5.
На фигура 6 е дадена зависимостта на равновесната концентрация на метана в сухия газ при конверсия на бензина от температура, налягане и отношение пара:бензин(номограмата може да служи за приб-лизителна оценка на режима на процеса).
Общите зависимости на процеса от температурата и налягането за хомолозите на метана са същите като тези за самия метан.
Изборът на температура и налягане на процеса на ПК на нефтоза-водските газове, а също и бензини се определя от същите фактори, които се определя избора при конверсия на природен газ.
Фиг. 5 Зависимост на разхода на пара от въглеродния еквивалент при ПК на въглеводороди и производство на 95 – 96% Н2 а) и 98% Н2 б) при температура 830 0С (непре късната линия) и 860 0С (прекъсната)
Във връзка с разработването на устойчиви паладиеви мембрани е предложена инсталация за конверсия на метан с отделяне на водорода от реакционната зона през мембрана. Това би преместило ТД равновесие на реакцията. Изчисленията за ТД равновесие на реакцията на ПК при налягане 1,925 МРа, отношение пара:метан равно на 3:1 и парциално налягане на Н2 в остатъчния газ 0,16 МРа, показали, че при отвеждане на получения Н2, още при 500 0С степента на конверсия на метана достига 1, като в същото време без отвеждане на Н2 степента на конверсия на СН4 0,9 може да се достигне едва при 880 0С.
Количеството чист водород, което минава през мембраната, се оп-ределя също от парциалното налягане на Н2 в остатъчния газ, на изход от реактора. На фигура 7 е показан резултата от ТД изчисления на ПК на метана с извеждане на водород при различни температури и парциални налягания на Н2 в остатъчния газ. Както следва от приведените данни, воденето на процеса при 600 – 700 0С е по-ефективно, тъй като се пови-шава количеството на водорода, извеждан през мемраната. С увелича-ване на температурата възниква възможност за повишаване на парциал-ното налягане Н2 в остатъчния газ, което интензифицира дифузията на водорода през мембраната.
Показателите на процеса, които могат да се достигнат при едновре-менно отвеждане на водород от реакционната зона са следните:
Налягане, МРа...................................................... 2,0
Температура, 0С................................................... 727
Отношение пара:метан........................................ 2
Парциално налягане на Н2 в остатъчния
газ, МРа................................................................. 0,3
Температура на нагряване на паро-газовата
смес, 0С.................................................................. 430
Добив, м3/м3
водород 100%-ен............................................. 3,23
остатъчен газ................................................... 1,65
Състав на остатъчния газ, %
Н2...................................................................... 15,2
СО..................................................................... 17,5
СО2.................................................................... 39,6
СН4.................................................................... 3,5
Н2О.................................................................... 24,2
Степен на конверсия на СН4................................ 0,94
Степен на извличане на Н2.................................. 0,93
Дата: 2019-05-28, просмотров: 211.
