Паро-каталитична конверсия на въглеводородите
Частична конверсия на хомолозите на метана
Режим на процеса
Катализатори за парова конверсия на въглеводо-родите
Загуба на активност на катализатора
Парова конверсия на въглеродния оксид
Метаниране
Газификация на въглеводороди и нефтени остатъци
Методи за отделяне на водорода от водородсъдържащи газове
Отделяне на водорода с помощта на полупроницаеми мембрани
Основни принципи на абсорбционната очистка
Навигация
Методи за отделяне на водорода от водородсъдържащи газове
Обследва процеса на реформинг на природния газ и получаване на водород
115819
знаков
20
таблиц
16
изображений
3. Методи за отделяне на водорода от водородсъдържащи газове
Нефтозаводските газове представляват смес от въглеводороди и водород. Основните физични константи на водорода и на газообразните въглеводороди са дадени в таблица 20. Водородът се отделя от тези газо-ве чрез методите: дълбоко охлаждане, абсорбция, адсорбция, дифуция през мембрани с избирателна пропускливост. Криогенният метод е наме-рил промишлено приложение за отделяне на Н2 от водородсъдържащи газове. За получаване на водород с висока чистота се използва метода на адсорбция при променливо налягане (PSA – pressure swing adsorption, КЦА – короткоцикловая адсорбция), върху зеолити. Водород с висока чистота се получава в малки количества при дифузия на през мембрани от сплави на паладия, проницаеми спрямо водорода, но непроницаеми за други газ-ове и пари. Разработват се и полимерни мембрани притежаващи подобни свойства. Методът за абсорбция с въглеводороди и следваща ректифика-ция, особенно при понижена температура, също може да бъде използван за концентриране на водорода. Посочените процеси може да се използват не само за отделяне на Н2 от нефтозаводски газове, но и за отделянето му в различни процеси за производство на водород. Доколкото способите и принципите са аналогични, отделянето на водорода и неговата доочистка се разглежда във всеки раздел съвместно с отделянето на водорода от нефтозаводските газове.
Табл. 20 Физични константи на газове, влизащи в състава на нефтозаводските газове
| Газ | Плътност при 0 0С и 0,1 МРа, кг/м3 | Молекулна маса | Т. кип. при 0,1 МРа, К | Газова кон-станта R, J/(kg.K) | Специфична топлина на кипене, kJ/kg | Критични константи | |
| Ткр, К | Ркр, МРа | ||||||
| Н2................. СН4............... С2Н6.............. С2Н4.............. С3Н8.............. С3Н6.............. n-C4H10 …….. n-C4H8 ……… n-C5H12 …….. | 0,09 0,717 1,356 1,260 2,005 1,914 1,703 - - | 2,0159 16,04 30,07 28,05 44,09 42,08 58,12 56,104 72,146 | 20,38 111,67 184,53 169,37 231,1 225,45 272,65 266,66 309,21 | 4124,2 518,2 276,7 296,6 188,5 197,5 143,0 - - | 451,8 510,4 489,9 483,2 448,0 427,0 386,5 404,0 483,2 | 33,08 190,1 308,27 282,5 369,81 365,0 425,01 417,0 470,2 | 1,30 4,62 4,89 5,14 4,26 4,59 3,80 4,02 3,35 |
3.1 Криогенен метод за концентриране на водорода
Отделяне на водорода от негови смеси с газообразни въглеводоро-ди чрез метода на фракционна кондензация се провежда с охлаждане на газовата смес до температури, при които въглеводородите преминават в течно състояние, а водородът остава в газообразно. Разделянето се осно-вава на разлики в парциалните налягания на водорода и въглеводороди-те. Концентрирането на водорода представява по същество задача свър-зана с отделянето на водорода от метана, доколкото другите въглеводоро-ди кондензират при по-високи температури от метана. Равновесието на системата водород – метан се определя от режимните условия по темпе-ратура, необходими за получаване на водород с необходимата степен на чистота. На фигура 11 е показана зависимостта на концентрацията на по-лучавания водород от температурата при различни налягания. Конденза-цията на метана се води при 2 – 6 МРа. Както се вижда от фигурата, водо-род с концентрация 95% може да се получи при налягане 2 МРа и темпе-ратура минус 166 0С, а при 6 МРа – при температура минус 158 0С. За по-лучаване на водород с по-восока концентрация е необходима по-ниска температура.
В областта на използваните налягания, разтворимостта на водорода в течен метан не е голяма, което се вижда от следните данни:
Температура, К Налягане, МРа Съдържание на Н2, % (мол)
в течната фаза в газовата фаза
90,3 4,84 2,4 96,8
7,50 3,6 97,5
103,1 3,85 2,2 94,7
7,60 4,0 96,4
0 комментариев