Gaz natural și gaze de rafinare ca materii prime pentru producția de substanțe chimice

Gaz natural și gaze de rafinare ca materii prime pentru producția de substanțe chimice

Gazele combustibile naturale sunt cunoscute omului de foarte mult timp. În Surakhani (nu departe de Baku) se mai păstrează rămășițele templului închinătorilor de foc. Pe locul unde gazul inflamabil se putea usca cu ușurință, a existat. a fost construit un templu, sub acoperișul căruia focul "etern" și "divin" ardea gaze aprinse.







Gazele naturale combustibile sunt utilizate pe scară largă în prezent ca combustibil pentru uz casnic și industrial. Prin căldura sa de ardere, gazele naturale au un avantaj semnificativ față de alte tipuri de combustibili. Confortul transportului (gazoducte), absența cenușii în produsele de ardere fac gazul natural unul dintre cele mai bune tipuri de combustibil. Este deosebit de important ca gazele naturale, cum ar fi gazele, rafinăriile, să fie materii prime pentru obținerea multor substanțe chimice extrem de valoroase.

Care sunt aceste gaze și ce produse chimice pot fi obținute cu ajutorul lor?

Gazele naturale combustibile sunt în mod obișnuit împărțite în două grupe: gazele naturale din câmpurile de gaze și gazele asociate dizolvate în petrol și exploatate împreună cu acestea.

Gazul natural se produce, de obicei, la suprafața pământului sub presiune considerabilă. Conform compoziției lor chimice, se referă la așa-numitele gaze "uscate" care conțin în principal metan (de la 80 la 98% în volum). În plus, ele conțin în cantități mici hidrocarburi aromatice, azot, argon și, uneori, dioxid de carbon.

Gazele asociate sunt separate de ulei în echipamente speciale, cu presiune scăzută sau presiune înaltă. Prin compoziția chimică, gazele asociate se referă în majoritatea cazurilor la așa-numitele gaze "grase" și conțin multe hidrocarburi gazoase de la 50 la mai mult. În plus, gazele asociate includ cantități mici de azot, hidrogen sulfurat și dioxid de carbon.

Gaze de rafinare a țițeiului se formează în timpul distilării sau în alte procese de rafinare a țițeiului. Cu distilarea directă a petrolului, hidrocarburile conținute în acestea nu se modifică, iar compoziția gazelor depinde doar de tipul de ulei (din câmp).

În alte procese de prelucrare a țițeiului (cracare, piroliză etc.) apar transformări profunde ale hidrocarburilor conținute în uleiul inițial. În acest caz, compoziția gazelor formate este influențată nu de tipul de ulei, ci de metoda de prelucrare a acestuia. Principala diferență între compoziția chimică a gazelor de rafinărie din gazele naturale și cele de tip pbutny este prezența în ele a unei cantități semnificative de hidrocarburi nesaturate (de la 12 la 50%) și hidrogen.

Atunci când se prelucrează gazele asociate cu "grăsimi", ele sunt mai întâi supuse unei așa-zise benzină topping-off de la hidrocarburile inferioare pe care le conține. Rezultatul este un gaz combustibil, care conține pentan și alte hidrocarburi superioare și gaz „uscat“, constând în principal din metan și care conține, în plus, etan, propan și cantități minore de butani.

Gazul de benzină este stabilizat, prin separarea prin distilare a hidrocarburilor ușoare. Bezin este folosit ca combustibil.

Din gazul "uscat", se eliberează metan, precum și cantități mici de etan și propan, care sunt apoi utilizate pentru prelucrarea chimică.

Metanul și alte hidrocarburi pot fi izolate din gaze "uscate" prin diverse metode. Una dintre cele mai multe

eficace este metoda de adsorbție continuă. Esența sa constă în absorbția selectivă a hidrocarburilor prin intermediul cărbunelui activat cu distilarea ulterioară a hidrocarburilor sorbate din cărbune și abur.

hidrocarburi nesaturate - Astfel, o varietate de hidrocarburi saturate și gazele din rafinarea petrolului pot fi obținute din petrol și gaze naturale asociate. Modalități și tehnici de prelucrare ulterioară a hidrocarburilor obținute din gazele, sunt determinate de factori economici, care depind la rândul lor, pe o serie de condiții specifice: compoziția gazului, prezența de instalații pentru nevoile lor de prelucrare a diferitelor produse chimice, amplasarea spațială a surselor și a consumatorilor de materii prime, etc. .







Pentru a vă imagina o producție complexă modernă de substanțe chimice pe bază de gaze petroliere, ia în considerare una dintre opțiunile de prelucrare a gazelor petroliere (vezi și schema de la pagina 63).

După separarea (separarea pentanelor și a hidrocarburilor mai grele din gaz prin adsorbția cu cărbune activ I sau altă metodă), gazul petrolier asociat poate avea aproximativ următoarea compoziție (în%):

Acest gaz este împărțit în fracțiuni la o instalație de rectificare și fiecare fracție este procesată separat.

Pentru prelucrarea fracției principale - metan - utilizați următoarele metode:

1. conversia prin abur sau oxigen; în același timp, se obține gaz de sinteză și cantități mici de dioxid de carbon.

2. Cracare electrică, care are ca rezultat acetilenă și cantități mici de etilenă, precum și funingine.

3. Piroliza oxidativă, ale cărei produse sunt acetilenă și gaz de sinteză.

Metoda cea mai avantajoasă din punct de vedere economic este piroliza oxidativă. Acetilena și gazul de sinteză care rezultă sunt utilizate în continuare ca materii prime pentru sinteza diferiților compuși chimici.

O diagramă schematică a producerii acetilenei și a gazului de sinteză prin piroliza oxidativă a metanului este prezentată în Fig. 8.

Separat, metanul și oxigenul, care sunt încălzite la 500 ° C, sunt amestecate separat în reactorul 5, care sunt amestecate în camera de amestecare a reactorului. În zona de reacție a reactorului 5, datorită arderii unei părți din metan, temperatura amestecului atinge aproximativ 1500 ° C. Astfel, există o metan rămas cracare sub formă de acetilenă, hidrogen, și mai imediat ce o zonă de așa-numita „întărire“ a gazului din reactor este stins cu apă de duze pentru a evita descompunerea acetilenei la ridicată

Temperaturile. Mai mult, având un scruber 6 și lipsit de funingine, gazul amestec este comprimat în compresor 7 și este alimentat la un ulei de spălare scruber 9, în care homologii porțiune separată a acetilenei produsă ca produse secundare de reacție. După aceea, într-o coloană de absorbție 13 din amestecul de gaze prin solvenți selectivi absorbit acetilenă.

Restul gazului de sinteză de gaze după spălare este scos din sistem și duce la producerea de metanol și amoniac.

Solventul selectiv este saturat cu acetilenă, este strangulată la aproximativ și intră desorbitorului 14, care este eliberată parțial acetilenă și hidrogen, iar gazele produse trimise din nou la compresor și solventul selectiv, după preîncălzire în preîncălzitor 17 este furnizat la desorbitorului 16, în care a solventului se eliberează acetilă pură.

Această metodă de 6,5 mii metan și 3,5 mii oxigen poate fi obținută în legătură cu acetilenă și mii de gaz de sinteză.

gaz de sinteză utilizat ca materie primă pentru producerea de metanol și amoniac, care este materie primă pentru sinteza produselor pentru economia națională (87 p.): acid azotic, îngrășăminte (de exemplu, azotat de amoniu) și altele.

Pentru sinteza amoniacului, poate fi utilizat azotul obținut din gazul de petrol asociat (sau din aer) și hidrogenul separat din gazul de sinteză. Monoxidul de carbon din gazul de sinteză poate fi supus reformării cu abur în prezența unui catalizator de fier-crom:

Dioxidul de carbon rezultat după separarea hidrogenului poate fi utilizat pentru a produce carbamidă (uree).

Sinteza carbamidei din amoniac și dioxid de carbon

se efectuează sub presiune și temperatură în coloane speciale.

Acetilena care rezultă din piroliza oxidativa a metanului, este utilizat pentru producerea diferitelor substanțe valoroase: (p. 115) acetaldehidă, acetat de vinil (. 138 pp), clorura de vinil (. 76 p), acrilonitril (148 p.).

A doua și a treia fracție majoră a gazului petrolier asociat - etan și propan cel mai rapid

pentru a transforma în hidrocarburi mult mai reactive din seriile nesaturate: etilenă și propilenă (p. 44).

Procesul de conversie a hidrocarburilor finale în hidrocarburi nesaturate se realizează cu ajutorul cracării la temperatură ridicată a etanului și propanului. Cracarea este efectuată pe plante tubulare speciale pirogenice. La 800-820 ° C, produsul principal al cracării etanului și propanului este etilenă

și în condiții de cracare mai ușoară a propanului la 770 ° C, în plus față de etilenă, se formează circa 25% propilenă:

Etilena este materia primă pentru sinteza diferitelor substanțe valoroase. Etanolul (p. 87), oxid de etilenă (p. 99), polietilenă (p. 319), etilbenzen (p. 219), etc. Majoritatea acestor compuși, la rândul său, este de pornire materii prime pentru prepararea unui număr de alte substanțe.

Propilen este utilizat pentru. sinteza a foarte multe importante; compuși organici, care includ în principal: alcool izopropilic (pagina 90), care la rândul său este produsul inițial pentru producerea de acetonă (pag. 116); izopropilbenzenul (pagina 219) este materia primă pentru producerea de fenol și acetonă (pagina 236), precum și-metilstiren (pagina 220); glicerol (pagina 94); propilen oxid (pagina 101); . Propilen glicol (p. 101), etc. Deosebit de promițătoare este utilizarea propilenă în polipropilenă prelucrarea ei - un polimer sintetic care are un număr de proprietăți foarte valoroase (pagina 321.).

În Fig. 9 prezintă o schemă aproximativă de posibile sinteze bazate pe gazele petroliere asociate din compoziția dată. În funcție de compoziția gazului, această schemă poate varia foarte mult, deoarece pentru gaze de diferite compoziții este necesar să se selecteze schema cea mai avantajoasă și mai avantajoasă din punct de vedere economic pentru prelucrarea lor. Din diagrama este clar ce bogăție cu adevărat inepuizabilă poate fi extrasă din gazele combustibile.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: