Введение 3
1 Теоретическая часть 6
1.1 Физико-химические основы процесса 6
1.1.1 Катализаторы процесса 9
1.1.2 Кинетика процесса 11
1.1.3 Механизм конверсии природного газа 14
1.2 Основное технологическое оборудования и оптимизация процесса 16
1.3 Характеристика сырья и продуктов процесса 21
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 24
2.1 Описание технологической схемы 24
2.1.1 Гидросероочистка природного газа 24
2.1.2 Риформинг метана до синтез-газа 25
2.1.3 Компримирование синтез-газа и синтез метанола 26
2.1.4 Ректификация метанола-сырца 29
2.2. Аналитический контроль производства 30
2.3 Безопасность и экологичность процесса 31
2.4 Возможности модернизации конструкции печи риформинга 33
3 РАСЧЕНТАЯ ЧАСТЬ 35
3.1 Материальный баланс существующей установки 35
3.2 Тепловой баланс существующей установки 39
3.3 Материальный баланс проектируемой установки 43
3.4 Тепловой баланс проектируемой установки 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
В прошлом синтез-газ почти исключительно добывался из угля и назывался водным газом. Данная технология была впервые реализована в 30¬х годах XIX века и к 50-ым годам XX века получила всемирное распространение. В дальнейшем стали развиваться новые методики синтеза из нефти и природного газа, которые вытеснили первоначальный способ.
В химической промышленности его применяют в качестве сырья для производства («синтеза») различных продуктов, например, для производства метанола или аммиака (путем синтеза N2 и H2). В качестве сырья используют такие виды топлива, как углерод, нефть, нефтяные остатки, природный газ, а также древесину, торф и биомассы, вступающие в реакцию с водяным паром, воздухом, O2 или CO2. Помимо CO и H2, синтез-газ может содержать CO2, H2O, N2, метан и высококипящие углеводороды.
Сегодня природный газ является наиболее важным основным сырьем для производства синтез-газа. Между тем, во всем мире работают первые небольшие установки для получения синтез-газа или чистого водорода с «нейтральным выбросом CO2» посредством газификации отходов и биомассы. В таблице 1 представлен обзор основных областей применения синтез-газа.
Современные разработки технологий получения синтез -газа основаны не только на газификации угля и нефти, но и переработке бытовых и сельскохозяйственных отходов. Таким образом, в перспективе мусороперерабатывающие заводы могут стать производителями синтез-газа.
Что касается промышленного потребления синтез-газа, то наибольшее его количество расходуется для получения метанола (более 50%), продуктов оксосинтеза (15%) и уксусной кислоты (10-15%).
В России 50% природного газа используется в производстве энергоресурсов, тогда как в Европейской части страны 80% в производстве электроэнергии. Таким образом, только малая часть добываемого природного газа (примерно 2%) применяется в производстве нефтехимических продуктов или в качестве моторного топлива.
Целью работы является модернизация реактора первичного риформинга агрегата синтеза метанола М-450 на производстве ООО «ТОМЕТ».
Для достижения поставленной цели необходимо:
1. Изучить физико-химические основы конверсии природного газа в синтез-газ производства метанола, в т.ч. механизм, кинетику и катализаторы процесса;
2. Изучить технологию действующей установки паровой конверсии природного газа в синтез-газ ООО «Томет»;
3. Рассмотреть возможности модернизации технологической схемы процесса;
4. Предложить возможные модернизации технологической схемы процесса;
5. Произвести расчеты материальных и тепловых балансов для действующей и проектируемой технологий
1. Изучены физико-химические основы конверсии природного газа в синтез-газ производства метанола, в т.ч. механизм, кинетика и катализаторы процесса;
2. Изучена технология действующей установки паровой конверсии природного газа в синтез-газ ООО «Томет»;
3. Рассмотрены возможности модернизации технологической схемы процесса, в частности предложена замета реакционных труб внутри печи риформинга.
4. В результате замены реакционных труб на конструкции, полученные на основе нового высокоуглеродистого аустенитного сплава, обладающие меньшей толщиной стенки, а, следовательно, большим объемом реакционной зоны, наблюдается повышение производительности печи.
5. Произведены расчеты материальных и тепловых балансов для действующей и проектируемой технологий, на основании которых можно утверждать о повышении производительность печи в 1,05 раз.
Следовательно, предлагаемое в работе решение эффективно скажется на работе всей установки.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
