
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Оптимизация стадии риформинга природного газа крупнотоннажных агрегатов синтеза метанола

Работа №	108805
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	химия
Объем работы	50
Год сдачи	2021
Стоимость	4850 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	85

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
Введение 5
1 Литературный обзор 7
1.1 Физико-химические основы процесса каталитического риформинга природного газа 8
1.2 Технология каталитического риформинга природного газа на агрегатах метанола ООО «Томет» 11
1.3 Особенности выбора каталитической системы 12
2 Исследовательская часть 17
2.1 Причины износа реакционных труб печи риформинга 17
2.2 Возможные способы оптимизации работы трубчатой печи 24
3 Расчетная часть 33
3.1 Материальный баланс печи риформинга природного газа 33
3.2 Тепловой баланс процесса 38
3.3 Гидравлический расчет реакционной зоны печи риформинга 41
Заключение 44
Список используемой литературы 46
Приложение А 50

Введение

Синтез-газом принято называть смесь оксида углерода и водорода. Его можно получать из различных видов сырья. Первоначально его получали из угля. В настоящее время синтез-газ получают преимущественно из углеводородного сырья: природного газа (метана), попутных и нефтезаводских газов, бензина и мазута.
Основной метод производства синтез-газа - каталитическая конверсия углеводородного сырья водяным паром при высоких температурах.
Различают три разновидности каталитической конверсии углеводородов: конверсия водяным паром (получение чистого водорода из лёгких углеводородов), смесью водяного пара с диоксидом углерода и смесью водяного пара с кислородом (парокислородная конверсия).
Одно из направлений переработки газового углеводородного сырья - производство метанола, являющегося одним из важнейших крупнотоннажных продуктов органического синтеза, на основе которого базируется производство целой гаммы химических соединений - формальдегида, уксусной кислоты, диметилтерефталата, метилметакрилата и других важных продуктов химической индустрии. Метанол, или метиловый спирт, является простейшим спиртом, представляющим собой бесцветную жидкость с характерным запахом. Для синтеза метанола можно применять практически любой газ, содержащий водород и оксиды углерода. Исходный газ может быть получен из любого вида сырья, содержащего углеводороды и углерод, однако состав газа необходимо корректировать. В настоящее время он считается одним из наиболее полезных химических соединений. Фактически, он является одним из наиболее перспективных строительных блоков для получения более сложных химических структур
В настоящее время 100% метанола получают из синтез-газа.
Целью бакалаврской работы является оптимизация стадии риформинга природного газа агрегатов метанола.
В связи с поставленной целью в работе должны быть решены следующие задачи:
• Изучить физико-химические основы процесса каталитического риформинга природного газа, механизм процесса и особенности выбора каталитических систем;
• Привести описание технологической схемы стадии паро- углекислотного риформинга природного газа производства метанола на установке ООО «Томет»;
• Рассмотреть недостатки существующей технологии и возможности модернизации процесса;
• Выбрать способ оптимизации существующей технологии;
• Произвести технологической расчеты на основании выбранного способа модернизации.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

Объектом исследования представленной бакалаврской работы стала стадия каталитического риформинга установки получения метанола ООО «Томет».
В работе рассмотрены физико-химические основы процесса риформинга природного газа. Пароуглекислотная конверсия метана проводится в трубчатой печи, в присутствии никелевого катализатора, при температуре до 950°С и давлении 1,94 - 2,0 МПа и мольном соотношении пар/углерод (3,15):1.
Рассмотрена действующая технология первичного природного газа агрегатов метанола ООО «Томет».
В качестве способа модернизации существующей технологии предложено использование отечественного шарообразного катализатора марки НИАП-03-01Ш вместо зарубежного катализатора цилиндрической формы производителя KATALCO™.
Результатом применения предложенной модернизации станет:
• Снижение температуры стенки трубы и исключение образование зон перегрева реакционной массы за счет равномерной загрузки зерен катализатора в реакционных трубках, и, следовательно, равномерного потока ПГС сквозь каталитический слой;
• Предложенная форма катализаторов обеспечивает низкий перепад давлений внутри реакционной трубы, что подтверждено выполненными расчетами. Перепад давления в слое катализатора 10 м составляет 0,023 кгс/см2 при допустимых 5 кгс/см2.
• Температура потока на выходе из печи снизится на 10°С; Снижение температуры процесса и уменьшение перепада давления в перспективе увеличит срок эксплуатации реакционных труб;
• Уменьшится содержание метана в смеси более чем на 1%, что является свидетельством повышения конверсии процесса;
• Снижение температуры процесса и уменьшение перепада давления в перспективе увеличит срок эксплуатации реакционных труб;
• Снизится процесс коксообразования за счет снижения риска образования зон локального перегрева;
• Увеличится срок службы катализатора за счет его обтекаемой формы и высокой механической прочности.
Произведены технологические расчеты. В работе представлен материальный и тепловой балансы стадии риформинга природного газа на никелевом катализаторе марки НИАП-03-01 Ш. А также рассчитан гидравлический расчет реакционных труб печи риформинга. Согласно расчетам, увеличение реакционного пространства за счет снижения толщины стенки реакционной трубы позволит увеличить производительность печи по природному газу на 4%.

Литература

1. Андреева М.М. Оценка оптимальных параметров работы печи пиролиза этана: автореферат дис. канд. техн. наук: 05.17.08 / Андреева Мария Михайловна. - Казань, 2008. - 16 с.
2. Афанасьев С.В., Махлай С.В., Обысов А.В., Дульнев А.В., Сергеев С.П., Рощенко О.С. Патент РФ 2535826 (Опуб. 20.12.14 г.). Способ получения синтез-газа паровой конверсией углеводородов.
3. Власов Н.М. Водородная проницаемость металлов при наличии внутренних напряжений / Н.М. Власов, И.И. Федик // Тяжелое машиностроение. - 2007. - № 3. - С. 15-18.
4. Гартман В.Л., Обысов А.В. Тенденции развития формы катализаторов конверсии углеводородов / Башкирский химический журнал. 2012. Том 19. No 5, «Коршуновские чтения».
5. Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза. М: Химия, 2009. - 272 с.
6. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Дытнерского Ю.И. М: Химия 2010. - 496 с.
7. Павлов. К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л: Химия, 2004. - 576 с.
8. Парциальные реакции в газовой фазе / Электронный ресурс. URL : http: //www.energyland.info/news-show-neft_gaz—37305 (10-15.05.2021)
9. Патент РФ 2357919. Способ получения синтез-газа, обогащенного водородом и монооксидом углерода, путем каталитического риформинга углеводородсодержащего сырья.
10. Постоянный технологический регламент производства метанола мощностью 550 тыс.
11. Сергеев С.П., Афанасьев С.В. Патент РФ 2664526 (Опубл. 20.08.18 г). Энергосберегающий унифицированный способ генерации синтез-газа из углеводородов.
12. Справочник нефтехимика. Под ред. Огородникова С.К. - Л: Химия, 2006 . Т.1.
13. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Т.2. - Калуга: Из-во Н. Бочкаревой, 2003. - 884 с.
14. Энергосберегающий унифицированный способ генерации синтез-газа из углеводородов / [Электронный ресурс]: https://chemtech.ru/jenergosberegajushhij-unificirovannyj-sposob-generacii-sintez- gaza-iz-uglevodorodov/ (10-15.05.2021)
15. Abdalla A.M., Hossain S., Nisfindy O.B., Azad A.T., Dawood M., Azad A.K. (2018) Hydrogen production, storage, transportation and key challenges with applications: A review, Energy Convers. Manage. 165, 602-627.
...