Nazwa procesu | Cel | Surowce | Produkty | Parametry | Katalizator | Reakcje | Instalacje | Inne |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Piroliza olefinowa | Otrzymanie niższych alkenów | Niskocz. alkany (etan, propan, butany) |
Niskocz. alkeny (etylen, propylen, butyleny) | T: 780 – 930*C p: do 0,3MPa |
brak | Wydajność zależy od: -rodzaju surowca, - temp. procesu, - czasu reakcji, - ciśnienia cz. |
||
Hydrorafinacja prod. naftowych | Oczyszczenie surowca, przygotowanie go do procesu konwersji i uszlachetniania, polepszenie jakości | benzyna wsadowa, destylaty próżniowe |
Oczyszczone z siarki, azotu, tlenu, metali produkty z mniejszą zaw. arenów | Im cięższy surowiec tym temperatura i ciśnienie większe, a czas przebywania dłuższy | Siarczki: wolframu, molibdemu, kobaltu, niku osadzone na Al2O3 |
Hydro -odsiarczanie -odazotowanie -odtlenowanie -demetalizacja uwodornienie alkenów i arenów |
||
Reforming katalityczny | Zmiana składu chemicznego surowca, zwiększenie LO benzyn, prod. wodoru | Frakcja benzynowa 60-80 do 160-190*C | Benzyna o większej LO i wodór | T: ok. 500*C p: 1-2,5MPa |
dwufunkcyjny mono- (Pt) lub bimetaliczny (Pt-Re) na Al2O3 | -odwodarnianie naftenów do arenów -dehydratacja alkanów do arenów -hydrokraking -alkilacja, dealkilacja |
Semiregeneratywe – STOP i regeneracja kat. Cykliczne – dwa reaktory, chodzą na zmianę CCR – z ruchomym złożem |
Zatruwacze kat odwracalne: S, N, O, H2O, koks nieodwracalne: metale |
Kraking katalityczny FCC | Konwersja ciężkich frakcji olejowych i pozostałości do niżej cz. produktów. | Oleje i inne produkty destylacji próżniowej | Benzyny, nafta, gazy, oleje, zw. nienasycone i aromatyczne | T: 470 – 500*C p: 1-3 atm czas kontaktu: 1-5s |
Zeolity Y i ZSM5 + matryca (większa pow.) + wypełniacze (mniejsza akt) + spoiwo |
kraking, izomeryzacja, przenoszenie wodoru, cyklizacja, dealkilacja, kondensacja | FCC: wsad i kat od dołu DCC: nowe kat. zeolitowe HT-FCC (high. temp) HS-FCC: wsad i kat od góry, większa temp, krótszy czas |
|
Hydrokraking (HK) [używamy wodór] | Produkcja ON o wys. jakości | Ciężkie dest. próżniowe, oleje z FCC, pozostałości ropne | ON o wys. jakości | T: 360-440*C p. wodoru: 6-15MPa |
Dwufunkcyjny: - kwasowe: zeolity, NiMo-S uwodarniające: Pt, Ni-Mo, Ni-W |
Odsiarczanie, odazotowanie, odtlenianie, uwodornienie, hydrokraking, izomeryzacja |
-z nieruchomym złożem katalizatora, -z ruchomym w sposób ciągłym złożem, -reaktory „swing” – chodzą na przemian |
Rozwiązania tech: -jednokrotne przejście surowca, -recyrkulacja fazy ciekłej, -połączony z hydrorafinacją |
Zgazowanie węgla | Produkcja gazu syntezowego | Węgiel zawarty w surowcu węglowym + powietrze, para wodan, tlen (wszystko gazowe) | Gaz syntezowy | Lurgi 1000*C: węgiel z góry, gaz z dołu Koppers-Totzk 1500-1900*C, p=atm, drobnozmielony węgiel transportowany pneumatycznie w N2 Winkler: Pył węglowy zawieszony fluidalnie w czynnikach zgazowujących |
C + H2O -> CO2 + H2 -CH2- + H2O -> CO + 2H2 2C + O2 -> CO2 CO2 + C -> 2CO |
Typy reaktorów: -przepływowe: współprąd -fluidalne -ze złożem przesuwnym: gazy płyną przez węgiel w kawałku -zgazowanie w złożu stałym |
||
Reforming parowy | Uzyskanie g. syntezowego z g. ziemnego | gaz ziemny, benzyna, gazy płynne, suche gazy rafineryjne | Gaz syntezowy | T: 750-900*C p: 3-4MPa |
Ni/Al2O3 -> b. wrażliwy na siarkę | CH4+ H2O -> 3H2 + CO CO + H2O -> CO2 + H2 CnH2n+2 + nH2O -> nCO + (2n+1)H2 |
||
Reforming autotermiczny | Uzyskanie g. syntezowego z ziemnego | gaz ziemny, r.naftowa, w.brunatny, biomasa | Gaz syntezowy | T = 1000*C p: 3,5MPa |
złoże kat. z NI | CH4 + 1,5O2 -> CO + 2H2O CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O i jak w parowym |
reaktor: jednokomorowy aparat o dużej obj | |
Koksowanie węgla | Wytworzenie koksu o dużej wytrzymałości mechanicznej i reaktywności chemicznej | Węgiel: gazowy (33) g-koksowy(34) o-koksowy (35) m-koksowy (36) s-koksowy (37) |
Koks 70-80% G.koksowniczy 12-18% Smoła2,5-5% W.pogazowa4% Amoniak 0,5% Benzol 1% |
T = 1000*C do 350: wydziela się woda i trochę gazów 350-500: smoła, woda, gaz, półplastyczna masa, wydymanie >500: odgazowanie wtórne (H2 i CH4), większa gęstość f. stałej |
P. destylacji smoły, olej: -lekki -karbolowy -naftalenowy -płuczkowy -antracenowy PAK |
Zastosowanie produktów koksowania: Koks: żelazostopy, opałowy, odlewniczy, karbid, grafit, wapno palone PAK: elektrody, wykładziny, smoła Gaz koks: 50% do ogrzania baterii koks, cele grzewcze i syntezy organiczne Benzol: syntezy chemiczne Amoniak: nawozy |
||
Proces CLAUS (wyd 98%) |
Odsiarczenie g. ziemnego i przemysłowego. Odzyskanie S z H2S | Gaz ziemny i przemysłowy | Oczyszczony gaz ziemny i siarka | I et termiczny: T 1000-1400*C II et katalityczn: T 200-350*C |
Kat w II etapie: Fe2O3 i Al2O3 |
I et: 3H2S + 1,5O2 -> 2H2S + SO2 + H2O II et: 2H2S + SO2 -> 3S + H2O |
||
SuperClaus 99 (wyd 99%) |
wszystko to samo, tylko dochodzi reaktor, w którym odbywa się selektywne katalityczne utlenianie nieprzereagowanego H2S do S kat Fe2O3, Cr2O3/Al2O ; H2S + 0,5O2 -> S + H2O |
|||||||
SuperClaus 99,5 (wyd 99,5%) |
Dodanie do procesu SC99 węzła uwodornienia SO2 pomiędzy reaktorem Clausa (IIet z Clausa), a reaktorem selektywnego katalitycznego utleniania. Reakcja: SOx (COS, CS2) + H2 -> H2S |
Upłynnianie węgla:
Metoda bezpośrednia – polega na termicznym rozkładzie subst. węglowej w środowisku rozpuszczalnika, z jednoczesnym uwodornieniem produktów rozkładu doprowadzonym wodorem. Proces prowadzi się do czasu, aż stosunek molowy H:C > 1,2. T: 410 – 460*C, p: 20-70MPa. Kat: siarczki wolframu i molibdenu.
W 97% otrzymuje się benzynę syntetyczną
Metoda pośrednia Fischera-Tropscha – całkowite zgazowanie węgla tlenem i parą wodą. Konwersja otrzymanego gazu syntezowego na benzynę. Proces prowadzi się w podwyższonej temp i w obecności katalizatorów. Przejście: ciało stałe -> gaz -> ciecz
Metoda pośrednia Mobil – całkowite zgazowanie węgla tlenem i parą wodą, otrzymanie metanolu z gazu syntezowego, konwersja metanolu na benzynę. Nowoczesna metoda, otrzymana benzyna o b. dobrej jakości LO 90-100, nie zawiera związków siarki/azotu
Fischer-Tropsch:
Proces polega na przerabianiu gazu syntezowego na związki organiczne zawierających tlen takich tak: alkohole, aldehydy, ketony, kwasy karboksylowe (p 10-15MPa, kat. alkalizowany metalicznie) lub węglowodorów: metan, parafiny, olefiny (p 3MPa + kat. kobaltowy).
Reakcje:
10-15MPa (kat. alkalizowany metalicznie)
nCO + 2nH2 -> CnH2n+1OH + (n-1)H2O (alkohole)
nCO + (2n-1)H2 -> CnH2nO + (n-1)H2O (aldehydy i ketony)
nCO + (2n-2)H2 -> CnH2nO2 + (n-2)H2O (kwasy karboksylowe)
3MPa (kat. kobaltowy)
CO + 3H2 -> CH4 + H2O (metan)
nCO + (2n+1)H2 -> CnH2n+2 + nH2O (alkany)
nCO + 2nH2 -> CnH2n + nH2O (alkeny)
Nośniki katalizatorów: SiO2, TiO2, Al2O3, MgO
Synteza FT w skali przemysłowej:
proces wysokotemp (325*C) | proces niskotemp (220*C) | |
---|---|---|
katalizator: | alkalizowany żelazowy | kobaltowy lub żelazowy |
reaktor: | fluidalny z cyrkulującym złożem lub fluidalny z wewnętrznym układem odbioru ciepła | rurowy ze złożem stałym lub zawiesinowym |
produkt główny: | benzyna (40%) | parafiny C19< (45%) |