Классификация и состав газообразных топлив. Фракционирование углеводородных газов нефтепереработки для получения из нефтезаводских газов индивидуальных низкомолекулярных углеводородов. Разделение газов на абсорбционно-газофракционирующей установке.
Широкое применение в нефтепереработки имеет газ. Газ применяется как хладагент, топливо. Газообразное топливо очень удобно в использовании: в помещениях сохраняется чистота, так как при его сгорании не выделяются копоть и смолы, не остается золы, а продукты сгорания почти не содержат веществ, вредных для окружающей живой природы. Также в состав газообразного топлива входят оксид углерода, диоксид углерода или углекислого газа, азот, водород, сероводород, кислород и другие газы, а также водяные пары. Все виды газообразного топлива по теплоте сгорания делят на три группы: 1) низкокалорийные газы (генераторный, смешанный, доменный, рудничный и др.), выделяющие до 10000 КДЖ/м?; 2) среднекалорийные (водяной, светильный, коксовый и др.), при их сгорании выделяется 10000-20000 КДЖ/м?; 3) высококалорийные - более 20000 КДЖ/м?, к их числу относятся различные природные газы газовых месторождений, нефтяные или попутные газы, добываемые вместе с нефтью из нефтяных скважин, сжиженные газы, а также различные крекинговые и другие газы, получаемые при переработке нефти.Запах нетоксичных газов должен ощущаться при содержании их в воздухе в количестве не более 1/5 от нижнего предела воспламеняемости, а запах токсичных газов - при содержании их в воздухе и в количествах, допускаемых санитарными нормами, для чего газ должен одорироваться, если он не обладает достаточно сильным и характерным запахом. Процессы газофракционирования предназначены для получения из нефтезаводских газов индивидуальных низкомолекулярных углеводородов С1-С6 (как предельных, так и непредельных, нормального или изостроения) или их фракций высокой чистоты, являющихся компонентами высокооктановых автобензинов, ценным нефтехимическим сырьем, а также сырьем для процессов алкилирования и производств метилтретбутилового эфира и т.д. Источником углеводородных газов на НПЗ являются газы, выделяющиеся из нефти на установках AT, ABT и образующиеся в термодеструктивных или каталитических процессах переработки нефтяного сырья, а также газы стабилизации нестабильных бензинов. На нефте-и газоперерабатывающих заводах наибольшее распространение получили следующие физические процессы разделения углеводородных газов на индивидуальные или узкие технические фракции: конденсация, компрессия, ректификация и абсорбция. Разделение сжатых и охлажденных газов осуществляют в газосепараторах, откуда конденсат и газ направляют на дальнейшее фракционирование методами ректификации или абсорбции.Газообразное топливо имеет значительные преимущества по сравнению с твердым топливом и находит широкое применение в промышленности» в быту, в автотранспорте, химической промышленности.
План
Содержание кислорода не должно быть более 1% по объему.
Введение
Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность является одной из ведущих отраслей тяжелой промышленности. В последние годы добыча нефти значительно сократилась.
Перед нефтеперерабатывающей промышленностью поставлена задача повысить эффективность использования нефти, обеспечить дальнейшее улучшение ее переработки.
В настоящее время особая роль отведена увеличению глубины переработки нефтяного сырья с помощью различных термических и химических методов, с целью получения из нефти большего количества светлых нефтепродуктов. Широкое применение в нефтепереработки имеет газ. Газ применяется как хладагент, топливо.
В топливном балансе, газообразное топливо занимает существенное место. С каждым годом его потребление возрастает не только в промышленности, но и в хозяйстве. Газообразное топливо имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими видами топлива: оно широко распространено, дешево, имеются его большие запасы, легко осуществляется дозировка и регулировка с воздухом. Многие газы обладают высокой тепловой ценностью. При сгорании они развивают высокую температуру, полностью сгорают с небольшим коэффициентом избытка воздуха, не содержат коррозионно-агрессивных веществ. Газообразное топливо очень удобно в использовании: в помещениях сохраняется чистота, так как при его сгорании не выделяются копоть и смолы, не остается золы, а продукты сгорания почти не содержат веществ, вредных для окружающей живой природы. Хранение газообразного топлива централизованно, что удобно для потребления: не нужны индивидуальные складские помещения, специальные хранилища. Использование газовых магистралей особенно важно для тех районов, где нет запасов твердого и жидкого топлива.
Основной недостаток многих видов газообразного топлива - их высокая взрывоопасность (природные газы, водород, метан). Легкая утечка горючих газов через мельчайшие неплотности требует внимания и осторожности при использовании. Те газы, в состав которых входит окись углерода, сильно ядовиты. Однако соблюдение правил технической и противопожарной безопасности, а также выполнение рекомендуемых мер, делает эксплуатацию газовых установок надежной и безопасной.
1. Классификация и состав газообразных топлив
Газообразные топлива - это в основном смесь различных газов, таких как метан, этилен, и других углеводородов. Также в состав газообразного топлива входят оксид углерода, диоксид углерода или углекислого газа, азот, водород, сероводород, кислород и другие газы, а также водяные пары.
Все виды газообразного топлива по теплоте сгорания делят на три группы: 1) низкокалорийные газы (генераторный, смешанный, доменный, рудничный и др.), выделяющие до 10000 КДЖ/м?; 2) среднекалорийные (водяной, светильный, коксовый и др.), при их сгорании выделяется 10000-20000 КДЖ/м?; 3) высококалорийные - более 20000 КДЖ/м?, к их числу относятся различные природные газы газовых месторождений, нефтяные или попутные газы, добываемые вместе с нефтью из нефтяных скважин, сжиженные газы, а также различные крекинговые и другие газы, получаемые при переработке нефти.
Газообразное топливо может быть естественным и искусственным. К естественным относятся легкие газообразные углеводороды, улавливаемые при добыче нефти, и природные газы чисто газовых месторождений. По составу и тепловой ценности природные газы различных месторождений отличаются незначительно. Их главная составная часть (92-99%) - метан СН4, что и обусловливает высокую взрывоопасность. Природный газ - самое дешевое топливо, что делает его чрезвычайно перспективным для использования во многих отраслях хозяйства. С каждым годом он находит все более широкое применение и в сельском хозяйстве и для обеспечения различных технологических и бытовых нужд.
Искусственные горючие газы получают при переработке твердых и жидких топлив (процессы сухой перегонки, коксования, полукоксования и др.). Наиболее распространены светильный, коксовый, водяной, смешанный, крекинговый. По тепловой ценности искусственные газы бывают как низко, так и высококалорийными. Их используют как топливо, а также часто смешивают с природным для снижения взрывоопасности. Смешивание проводят на специальных станциях, а к потребителю уже поступает готовый двойной или тройной газ. Однако необходимо помнить, что газ, поступающий к потребителю, все равно взрывоопасен, а часто и ядовит (если в нем содержится окись углерода) и поэтому требует осторожного обращения с ним.
Газовое топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Горючими являются метан, пропан, бутан, этан, водород и окись углерода; негорючими - азот, углекислый газ и кислород, а также некоторое количество примесей как горючих, так и негорючих веществ, количество которых лимитируется ГОСТ 5542-78.
С помощью приборов, называемых газоанализаторами, определяют состав газообразного топлива.
В состав сухого газообразного топлива входят: CH4 C2H4 CO2 H2 H2S CMHN N2 O2 … = 100.
Метан (СН4) - основная составляющая часть многих природных газов. При сгорании 1 м? метана выделяется 35 800 КДЖ теплоты. Метана в природных газах может содержаться до 93-98%.
Этилен (С2Н4) - при сгорании 1 м? этилена выделяется 59000 КДЖ теплоты. В газах может содержаться небольшое его количество.
Водород (Н2) - при сгорании 1 м? водорода выделяется 10800 КДЖ теплоты. Многие горючие газы, кроме коксового, содержат относительно небольшое количество водорода. Однако в коксовом газе его содержание может достигнуть 50-60%.
Пропан (С3Н8), бутан (С4Н10) - при горении этих углеводородов выделяется большее количество теплоты, чем при сгорании этилена, но в горючих газах их содержание незначительно.
Оксид углерода (СО) - при сгорании 1 м? этого газа выделяется 12770 КДЖ теплоты. Оксид углерода - основная горючая составляющая доменного газа. Этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, очень ядовит.
Сероводород (H2S) - при горении 1 м? сероводорода выделяется 23400 КДЖ теплоты. При наличии в газообразном топливе сероводорода повышается коррозия металлических частей печи и газопровода. При одновременном присутствии в газе кислорода и влаги коррозирующее воздействие сероводорода усиливается. Сероводород - тяжелый газ с неприятным запахом, обладает высокой токсичностью.
Остальные газы (СО2, N2, О2) и пары воды - балластные составляющие. Их присутствие в топливе приводит к понижению температуры его горения. При повышении содержания этих газов снижается содержание горючих составляющих. Содержание в топливе более 0,5% свободного кислорода считается опасным по условиям техники безопасности.
Природные газы чисто газовых месторождений состоят в основном из метана (СН4), относятся к категории сухих (тощих) газов и характеризуются относительным постоянством состава, в то время как состав газов газонефтяных месторождений непостоянен и зависит от природы нефти, величины газового фактора и условий разделения нефтегазовых смесей.
Попутные газы из газовых шапок нефтяной залежи, как правило, содержат меньше тяжелых углеводородных газов, чем газы, получаемые из месторождений нефти, в которой они были растворены.
В народном хозяйстве широко применяются сжиженные углеводородные газы, которые находят применение в сельской местности и населенных пунктах, удаленных на значительные расстояния от магистральных газопроводов.
К сжиженным углеводородным газам относятся такие углеводороды, которые при нормальных условиях находятся в газообразном состоянии, а при относительно небольшом повышении давления (без снижения температуры) переходят в жидкое состояние.
При снижении давления эти углеводородные жидкости испаряются и переходят в паровую фазу. Это позволяет перевозить и хранить сжиженные углеводороды, как жидкости, а контролировать, регулировать и сжигать газообразные углеводороды, как газы.
Особенностями газообразных углеводородов являются: высокая плотность, значительно превышающая плотность воздуха; медленная диффузия в атмосферу, низкие температуры воспламенения, низкие пределы взрываемости в воздухе, высокий объемный коэффициент расширения жидкой фазы и другие факторы, которые повышают требования при их использовании.
Из углеводородных сжиженных газов в качестве топлива главным образом используются пропан, бутан и их смеси. Соотношение пропана и бутана в смеси этих газов устанавливается по соглашению между потребителем и поставщиком газа.
Технический пропан является универсальным сжиженным газом, так как он может применяться при естественном и искусственном испарении жидкости в пределах изменения температур от 45 до -35°С. Это позволяет в любое время года устанавливать баллоны и резервуары с жидким пропаном в отапливаемых и неотапливаемых помещениях, снаружи здания и в грунте. Достоинством пропана является и то, что образующиеся в начале и в конце опорожнения емкостей пары при любом методе испарения почти однородны по своему составу.
Основными видами газообразного топлива, используемого для газоснабжения городов и населенных пунктов, являются горючие газы с низшей теплотой сгорания не менее 12,57 МДЖ/м? и согласно ГОСТ 5542-78 он должен соответствовать следующим требованиям: содержание в нем вредных примесей на 100 м? газа не должно превышать (г): Сероводорода - 2.
Смолы и пыли - 0,1.
Аммиака - 2.
Нафталина летом - 10.
Цианистых соединений нафталина зимой - 5.
В пересчете на HCN - 5.
Вывод
Газообразное топливо имеет значительные преимущества по сравнению с твердым топливом и находит широкое применение в промышленности» в быту, в автотранспорте, химической промышленности. И использование газообразных топлив целесообразней, чем использование жидких топлив, так как они более экологичны и экономичны. Также, преимуществом является то, что запасы газообразных видов топлив, на данный момент, гораздо больше, чем других видов.
Список литературы
1. Баринов В.Е. Газофракционирующие установки. М. 1962.
2. Рудин М.Г. Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика. Л. 1980.
3. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа, ч. 2.
4. Черкни И.Р. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3 изд., М. 1980.
5. Макаров Ю.И., Геникн А.Э. Технологическое оборудование химических и нефтеперерабатывающих производств. 2 изд., М. 1976. 368 с.
6. Чуркаев А.М. Переработка нефтяных газов. Учебник для рабочих. М. 1983. 279 с. топливо газообразный абсорбционный переработка
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
