Основы технологии важнейших химических производств

Переработка топлива.

Топливом называются твердые, жидкие и газообразные вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической промышленности. В результате химической переработки различных топлив получают большое количество углеводородного сырья для производства пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков, лаков, красителей, растворителей и т.п. Одним из важнейших видов химического сырья является природный газ, содержащий до 98% метана. Древесина является источником получения целлюлозы, этилового спирта, уксусной кислоты и других продуктов. Из сланцев и торфа производят горючие газы, сырье для производства масел, моторных топлив, высокомолекулярных соединений и т.п.

Все топлива по агрегатному состоянию делятся на твердые, жидкие и газообразные; по происхождению - на естественные и искусственные. Искусственные топлива получают в результате переработки естественных топлив.

Классификация видов топлива

В настоящее время основным источником получения внутренней энергии служит нефть. В топливно-энергетических балансах промышленно развитых стран доля нефти составляет 47%, газа – 17%, угля – 30%). Остальные 6% на все прочие источники энергии. Преимущество нефти и газа – их экономичность. Сжигание топлива обеспечивает энергией тепловые электростанции, промышленные предприятия, транспорт, быт. Развитие угольной и ядерной энергетики даст в будущем возможность прекратить потребление нефти и природного газа в энергетических целях и полностью передать эти виды топлива в сферу промышленности как сырье для химической промышленности, а также для синтеза белков и жиров.

Основным принципом топливной энергетики нашей республики является максимальное и комплексное энерготехнологическое использование топливных ресурсов:

• максимальное использование теплоты;

• вторичное использование теплоты;

• регенерация (восстановление, возобновление) и рекуперация (возвращение части энергии для повторного использования в том же технологическом процессе) теплоты;

• уменьшение потерь теплоты в окружающую среду;

• максимальное использование местных топливных ресурсов и производственных отходов.

Методы высокотемпературной переработки твердого топлива:

1. Пиролиз (сухая перегонка) осуществляется при нагревании топлива в закрытых реакторах без доступа воздуха. В результате протекают физические процессы (испарение влаги) и химические процессы – превращение компонентов топлива с получением ряда химических продуктов (основной продукт – кокс и коксовый газ, побочные– смолы, сырой бензол, сульфат аммония). Используется в черной металлургии, литейном производстве как топливо для доменных печей, как химическое сырье.

2. Газификация – процесс преобразования органической массы твердого топлива с помощью газогенераторов в горючий газ. Генераторный газ используется для энергетических целей в качестве топлива и для получения химического сырья – синтез-газов, восстановительных газов, водорода и т.д.

3. Гидрирование – метод прямого получения искусственного жидкого топлива – заменителя нефтепродуктов – из бурых и каменных углей, сланцев и др. видов твердого топлива. Процесс гидрирогенезицацц проводится с помощью водорода, который подается к топливу под большим давлением (масла, бензин, энергетический газ).

Методы переработки жидкого топлива (нефти и нефтепродуктов)

Нефть представляет собой сложную органическую смесь. Химический состав нефти определяет ее физические свойства: плотность, температуру кипения, теплоту сгорания. Нефть – маслянистая вязкая горючая жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета со специфическим запахом, легче воды.

Для переработки нефти применяют физические и химические методы.

1. Физические – основаны на различиях физических свойств компонентов нефти: температура кипения, кристаллизация и др. Химические реакции при этих методах не протекают. Наиболее распространенным физическим методом переработки нефти является ее прямая перегонка, при которой нефть разделяют на фракции. Процесс перегонки нефти состоит из 4-х операций: нагревание смеси, испарение, конденсация и охлаждение полученных фракций (фракции – бензин, керосин, мазут, газойль, лигроин).

2. Химические – основаны на том, что под влиянием высоких температур и давления в присутствии катализаторов углеводороды, содержащиеся в нефти и нефтепродуктах, претерпевают химические превращения, в результате которых образуются новые вещества. Это термический и каталитическийкрекинги. Основная цель термического крекинга – получение светлых топлив и мазута из гудрона). Каталитический крекинг проводят в присутствии катализаторов с получением повышенного выхода бензина.

В будущем восполнение топливных ресурсов связывают с рациональной переработкой угля, который будут сжижать. Неисчерпаемые возможности таит ядерная энергетика. Потенциальная энергия мировых запасов ядерного горячего превосходит в десятки раз потенциальную энергию запасов угля, нефти и природного газа вместе взятых. Атомные АЭС обладают высоки КПД. Так, при распаде 1г урана выделяется количество теплоты эквивалентное 1000КВт-ч электроэнергии. Иными словами, при распаде 1т урана-235 выделяется столько тепла, что и при сгорании 300.000 т каменного угля.

Дата добавления: 2014-09-29; просмотров: 352; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!