caly projekt, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Surowce i procesy tecgnologii organicznej, Surowce organiczne, Projekt


0x08 graphic

Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej

Politechniki Krakowskiej

Instytut Chemii i Technologii Organicznej

Surowce i procesy technologii organicznej

Projekt syntezy wodoru w oparciu o konwersję metanu

z parą wodną

Justyna Trela

Renata Święch

Natalia Mastalerz

Katarzyna Gawęcka

1. Opis procesów otrzymywania gazu syntezowego, jego zastosowanie w syntezie chemicznej oraz analiza ekonomiczna rynku.

Metody otrzymywania gazu syntezowego.

Surowym gazem syntezowym nazywa się mieszaninę składającą się głównie z CO

i H2 oraz dwutlenku węgla. Gaz syntezowy można otrzymać praktycznie z każdego surowca zawierającego. W zależności od zastosowanej metody wytwarzania gazu syntezowego jego skład będzie różny tzn. stosunek H2/ CO może się zmieniać od około 1 do ponad 3. Dobór zastosowanej metody pozyskiwania gazu syntezowego podyktowany jest, oprócz względów ekonomicznych, wymaganym składem gazu syntezowego kierowanego do dalszej syntezy. Mieszaninę CO/ H2 głównie otrzymywano z koksu, węgla kamiennego lub brunatnego. Obecnie produkcję gazu syntezowego oparto na węglowodorach ciekłych i gazowych.

Gaz syntezowy można otrzymać w procesie gazyfikacji w którym zachodzą dwie reakcje docelowe :

2C + O2 =2 CO

C + H2O =CO + H2

Towarzyszą im reakcje uboczne :

Rekcja Bouduarda C + O2 = 2 CO

Reakcje konwersji CO + H2O = CO2 +H2

Reakcja metanizacji C + 2 H2 = CH4

Obecnie do zgazowania węgla na uwagę zasługują dwa procesy, a mianowicie proces Koppersa -Totzka oraz proces ciśnieniowy Lurgi.

Proces Koppersa - Totzka polega na bezciśnieniowej reakcji pyłu węglowego w temperaturze 1400 - 1600 ° C z mieszaniną O2 + H2 O. Proces ciśnieniowy przebiega w dwóch etapach. Najpierw kawałki węgla poddaje się przy stałym mieszaniu odgazowaniu w temperaturze 600 - 700° C i pod ciśnieniem 0,2 - 0,3 MPa a następnie przepuszcza się przez złoża od dołu strumień O2 i H2O w wyniku powstaje gaz syntezowy. Proces ten jest znacznie efektywniejszy od procesu Koppersa - Totzka. Obecnie najwięcej gazu syntezowego otrzymuje się z ropy naftowej a przede wszystkim z gazu synteowego.

W praktyce możliwie są dwa warianty procesu :

I. Reformowanie węglowodorów wyłącznie parą wodną z dostarczeniem ciepła z zewnątrz. Proces ICI

R- CH2 - + H2O = CO + 2H2

Rozszczepienie węglowodorów ( wcześniej odsiarczonych ) zachodzi w temperaturze 700 -830° C i pod ciśnieniem 1,5 - 4 MPa. Poniżej temperatury 830°C obok CO i H2 powstaje znaczna ilość niepożądanego w gazie syntezowym CH4. Dlatego produkty gazowe po wyjściu z reaktora rurowego są częściowo spalane w reaktorze rurowym wypełnionym katalizatorem niklowym, tak aby utworzona para wodna reagowała w temperaturze 1200° C z metanem, dając tlenek węgla i wodór :

CH4 + H2 = CO + 3 H2

II. Proces Shell

Substratami mogą być węglowodory począwszy od metanu do mazutu. Część z nic jest spalna za pomocą tlenu w reaktorze, bez katalizatora, pod ciśnieniem 3 -8 MPa.

w temp.1200 - 1500oC.

Coraz trudniejszy dostęp do ropy naftowej i gazu ziemnego a także wzrost ich cen powoduje, że technologie oparte na zgazowaniu węgla stają się ponownie atrakcyjne. Dowodem przemawiającym za dominacją węgla nad pozostałymi paliwami jest fakt, iż został on użyty w 85% spośród wszystkich instalacji zgazowania wybudowanych w ciągu ostatnich trzech latach. W latach 2008-2010 nastąpiło uruchomienie dodatkowych 10 instalacji, z czego w siedmiu paliwem będzie  węgiel.

Zastosowanie gazu syntezowego w syntezie chemicznej.

Gaz syntezowy jest powszechnie stosowany w przemyśle chemicznym jako surowiec do wielu syntez chemicznych np. synteza metanolu, synteza amoniaku, synteza Fischera- -Tropscha, wydzielanie wodoru z gazu syntezowego - rys. 1.

0x01 graphic

Rys. 1 Zastosowanie gazu syntezowego w syntezach chemicznych.

Wybór technologii wytwarzania surowego gazu syntezowego zależy w równie istotny sposób od:

Skład, a więc i przydatność surowego gazu syntezowego zależy bezpośrednio od technologii jego produkcji. Z kolei skład ten decyduje o sposobie i kosztach przygotowania z gazu surowego określonych mieszanin gazowych- surowców do różnych syntez (patrz rys.1).

W wyniku analizy techniczno-ekonomicznej wykonanej przed projektowaniem Zakładów Azotowych w Puławach i Włocławku zdecydowano np., że amoniak będzie w Polsce produkowany z importowanego z Rosji wysokometanowego gazu ziemnego, a nie krajowego węgla. Możliwe w innych warunkach lokalnych lub w przyszłości oparcie produkcji przemysłu azotowego na węglu, wiąże się z koniecznością wyboru procesu zgazowania najbardziej ekonomicznego i odpowiedniego technologicznie. W tym konkretnym przypadku procesu prowadzącego do wytwarzania gazu syntezowego przeznaczonego do produkcji amoniaku.

2. Dokładny opis procesu konwersji metanu z parą wodną do gazu syntezowego, stosowane katalizatory oraz warunki prowadzenia procesu.

Proces konwersji metanu z parą wodną prowadzący do otrzymania gazu syntezowego jest najczęściej stosowaną metodą jego produkcji. Gaz syntezowy jest niezbędny do syntezy amoniaku, jest też źródłem wodoru (ok. 80% światowej produkcji). Otrzymuje się go w procesie katalitycznej konwersji metanu z parą wodną w stosunku H2:CO - 3:1. Zachodzi endotermiczna reakcja:

CH4 + H2O ↔ CO + 3H2 ΔH = 206 kJ/mol

Surowcem jest najczęściej metan, ale może być również etan, propan lub butan. W trakcie procesu mieszanina substratów jest przepuszczana nad katalizatorem niklowym zawierającym promotory i osadzonym na nośniku (γ-Al2O3). Stosowane są również tlenki magnezu, toru, chromu i innych metali. Zastosowanie katalizatora jest konieczne, gdyż bez niego szybkość procesu nawet w wysokich temperaturach jest tak mała, że nie udaje się osiągnąć równowagi termodynamicznej. Stosując niklowy katalizator przemysłowy typu GIAP-3 w temperaturach 500-800 oC , osiąga się konwersję najbardziej zbliżoną do stanu równowagi. W temperaturze 700, 950 i 1050 oC, (stosunek pary wodnej do metanu 2:1 - 3:1) i po nagrzewaniu mieszaniny reakcyjnej przez 1 - 3 godz., konwersja metanu w warunkach statycznych wynosi odpowiednio 3, 70 i 83% w stosunku do konwersji w stanie równowagi.

Jako katalizator w tym procesie działa wyłącznie metaliczny nikiel, jego tlenki są nie aktywne. W przypadku utlenienia katalizatora należy go redukować wodorem w okresie 2-4 godz. w temperaturze 300-400 oC. Zatrucie katalizatorów niklowych powodowane jest związkami siarki, takimi jak siarkowodór jak również związkami organicznymi siarki (dwutlenek węgla, tlenosiarczek węgla, siarczki). W temperaturze procesu pod wpływem pary wodnej znaczna większość tych związków przechodzi w siarkowodór. Działając czystym wodorem w temperaturze 600 oC można prawie całkowicie zregenerować zatruty katalizator w czasie około 30-40 godz. Mniejsze prawdopodobieństwo zatrucia katalizatora siarką jest

w wyższych temperaturach.

W instalacjach przemysłowych proces konwersji metanu z parą wodną jest prowadzony w temperaturze 750-900 ºC i pod ciśnieniem 3-4 MP. Wymaga to zastosowania dużego nadmiaru pary np. objętościowo 4:1 w stosunku do metanu. Głównie ze względów ekonomicznych stosuje się zwiększone ciśnienie. Na stan równowagi nie wpływa ono korzystnie. Wzrost temperatury powoduje przesuniecie równowagi reakcji w prawo, natomiast wzrost ciśnienia wpływa niekorzystnie na położenie stanu równowagi, gdyż jest to reakcja ze wzrostem objętości. Od temperatury i stężeń reagentów zależy stopień przereagowania substratów. Im wyższa temperatura, tym większy stopień przereagowania oraz większa szybkość reakcji. Poprzez zwiększenie stosunku objętościowego substratów lub przez obniżenie ciśnienia, można przesunąć równowagę reakcji w prawo w niższych temperaturach. W temperaturze powyżej 900 ºC stosując dwukrotny nadmiar pary wodnej, można osiągnąć wysoki stopień przereagowania metanu. Stopień konwersji metanu rośnie wraz ze wzrostem temperatury. W temperaturze powyżej 1200 ºC metan ulega prawie całkowitej konwersji, nawet pod ciśnieniem 10 MPa. Ze wzrostem temperatury rośnie zatem wydajność tlenku węgla oraz wodoru.

W procesie konwersji metanu zachodzą również reakcje podoczne. Jedną z niech jest konwersja tlenku węgla z parą wodną:

CO + H2O ↔ CO2 + H2 ΔH = -42 kJ/mol

Podwyższenie temperatury powoduje przesuniecie równowagi reakcji w lewą stronę (reakcja egzotermiczna), a nadmiar pary wodnej przyspiesza tworzenie dwutlenku węgla.

W niewielkim stopniu mogą zachodzić również procesy dezaktywacji katalizatora poprzez powstawanie węgla w reakcjach:

CO +H2↔ C + H2O ΔH = -131 kJ/mol

2CO ↔C + CO2 ΔH = -173 kJ/mol

CH4↔ C + 2H2 ΔH = 75 kJ/mol

Sadza dezaktywuje katalizator, dlatego należy zapobiegać jej powstawaniu.

Na potrzeby syntezy organicznej uzyskuję się gaz syntezowy o mniejszej zawartości wodoru, mianowicie od 1:1 do 2-2, 3: 1, otrzymywany przez konwersję węglowodorów ciekłych : CnH2n+2 + nH2O ↔ n CO + (2n + 1)H2 n≥5

Istnieje możliwość dodania do pary wodnej dwutlenku węgla, wchodzącego również

w reakcję konwersji z węglowodorami. Reakcja ta przebiega jednak wolniej od konwersji metanu z parą wodną.

CH4 +CO2 ↔ 2CO + H2 ΔH = 247 kJ/mol

Jest to reakcja endotermiczna. W wysokiej temperaturze równowaga reakcji przesuwa się

w prawo.

Konwersja metanu z parą wodną zachodzi w instalacji, której surowcem jest odsiarczony gaz ziemny wysokometanowy. Zawartość siarki nie może przekraczać poziomu 0,5 mg/m3. Instalacja składa się z konwertera, w którym znajduje katalizator umieszczony

w pionowych rurach z żaroodpornej stali chromowej. Utylizacja ciepła ze spalania gazu ziemnego zachodzi w komorze połączonej bezpośrednio z konwerterem. Katalizator wraz

z mieszaniną metanu i przegrzanej pary wodnej przepływającej przez warstwę katalizatora ogrzewa się od ścianek rur reakcyjnych, znajdujących się w konwerterze. Rury te z kolei są ogrzewane palnikami znajdującymi się z stropie konwertera lub w jego ściankach bocznych. Gdy mieszanina reakcyjna osiągnie temperaturę 850-950 ºC, zachodzi endotermiczna reakcja konwersji metanu z parą wodną. Rury instalacji są wykonane z bardzo wytrzymałej i odpornej na wysokie temperatury stali stopowej, gdyż ścianki nagrzewają się do temp. ok. 1000 ºC. Skład gazów w rurach reakcyjnych nie jest jednakowy. Zwłaszcza w pierwszej części rury reakcyjnej, w górnej części warstwy katalizatora skład rzeczywisty jest daleki składowi równowagowemu. Skład mieszaniny reakcyjnej zbliża się do składu równowagowego

w końcowej części rury reakcyjnej.

3. Analiza termodynamiczna procesu konwersji metanu z parą wodną.

I. Określenie liczby reakcji liniowo niezależnych i propozycja modelu stechiometrycznego.

Macierz współczynników atomowych.

Występujące składniki: CH4, H2O, CO, CO2 i H2.

0x08 graphic
C

H

O

CH4

1

4

0

H2O

0

2

1

CO

1

0

1

CO2

1

0

2

H2

0

2

0

Macierze rzędu 3 są różne od 0,np.

0x01 graphic

R= k- r

gdzie k- ilość związków, r - rząd wyznacznika

R = 5 - 3 = 2 liczba reakcji liniowo niezależnych

Proponowane reakcje:

1) CH4 + H2O = CO + 3 H2

2) CH4 + 2 H2O = CO2 + 4 H2

Macierz współczynników stechiometrycznych

CH4

H2O

CO

0x08 graphic
CO2

H2

1

0x08 graphic

-1

0x08 graphic

-1

0x08 graphic

1

0

3

2

-1

-2

0

1

4

Wszystkie macierze są różne od 0 co jest potwierdzeniem iż wybrane reakcje są względem siebie liniowo niezależne.

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

II. Obliczenie termodynamicznych ciśnieniowych stałych równowag dla reakcji modelu stechiometrycznego.

1) CH4 + H2O = CO + 3 H2

2) CH4 + 2 H2O = CO2 + 4 H2

Dane: T=1053K p=4,4MPa po=0,1013MPa

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Reakcja 1

0x01 graphic

0x01 graphic

Reakcja 2

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

III. Obliczenie składu równowagowego dla zadanych warunków procesu.

0x01 graphic

4. Bilans materiałowy procesu

I. Obliczenie przepływów masowych, masy i składu w procentach molowych wszystkich strumieni.

Strumień A

0x01 graphic

Strumień B

0x01 graphic

0x01 graphic

Stopień konwersji metanu: α = 80% = 0,8

Selektywność: SCO = 90% = 0,9

0x01 graphic

Reaktor I:

Masa CH4 : 0x01 graphic
0x01 graphic

1) CH4 + H2O = CO + 3 H2

Masa CH4 w reakcji 1) : 0x01 graphic
0x01 graphic

2) CH4 + 2 H2O = CO2 + 4 H2

Masa CH4 w reakcji 2) : 0x01 graphic
0x01 graphic

Strumień C

0x01 graphic
kg/h

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

2169

0,548

0,3800

CO

1134

0,286

0,1275

CO2

198

0,05

0,0142

H2

279

0,071

0,4432

CH4

180

0,045

0,0351

SUMA

3960

1

1

Strumień D

Zawartość azotu w stumieniu E: 0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic
0,77

0x01 graphic
0,225

0x01 graphic
0,005

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
1785,81 0x01 graphic

0x01 graphic
521,83 0x01 graphic

0x01 graphic
11,60 0x01 graphic

Ułamki molowe

0x01 graphic
0,7935

0x01 graphic
0,2029

0x01 graphic
0,0036

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

N2

1785,81

0,77

0,7935

O2

521,83

0,225

0,2029

Ar

11,60

0,005

0,0036

SUMA

2319,24

1

1

Strumień E

0x01 graphic
0x01 graphic

Bilans C:0x01 graphic

0x01 graphic

Bilans H:

0x01 graphic

Bilans O:

0x01 graphic

0x01 graphic
1785,81 0x01 graphic

0x01 graphic
11,60 0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

1259,8

0,201

0,1076

CO2

495,24

0,079

0,0269

H2

355,35

0,057

0,4270

H2O

1886,9

0,300

0,2497

N2

1785,81

0,284

0,1519

O2

484,53

0,077

0,0008

Ar

11,60

0,002

0,0361

SUMA

6279,23

1

1

Strumień F

W reaktorze III tlenek węgla ulega konwersji do ditlenku węgla. W gazie opuszczającym reaktor znajduje się 0,1% mas. tlenku węgla. Ditlenek węgla przereagowuje całkowicie.

Bilans C:

0x01 graphic

Bilans O:

0x01 graphic

Bilans H:

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

6,28

0,001

0,001

CO2

2465,06

0,393

0,139

H2

384,32

0,061

0,476

H2O

1626,16

0,259

0,225

N2

1785,81

0,284

0,158

Ar

11,60

0,002

0,001

SUMA

6279,23

1

1

Strumień G

Tlenki węgla usuwa się, ponieważ są one truciznami katalizatora syntezy amoniaku. Ditlenek węgla odmywany jest w płuczce zraszanej wodnym roztworem węglanu potasu o stężeniu 30% mas. stosując 1,2 krotny molowy nadmiar węglanu potasu w stosunku do ditlenku węgla w strumieniu F. Zachodzi następująca reakcja:

K2CO3 + CO2 + H2O = 2 KHCO3

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Ułamki masowe:

0x01 graphic

Ułamki molowe:

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

21646,12

0,7

0,9471

K2CO3

9276,91

0,3

0,0529

SUMA

30923,03

1

1

PŁUCZKA

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Strumień H

Masy poszczególnych składników wyliczamy z reakcji:

K2CO3 + CO2 + H2O = 2 KHCO3

0x01 graphic
0x01 graphic

1 kmol H2O - 1 kmol CO2

18 kg H2O - 44kg CO2

0x01 graphic
- 2462,87kg CO2

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

1 kmol CO2 - 1kmol K2CO3

44kg CO2 - 138kg K2CO3

2462,87kg CO2 - 0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

1 kmol CO2 - 2kmol KHCO3

44kg CO2 - 200kg KHCO3

2462,87kg CO2 - 0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Ułamki masowe:

0x01 graphic

Ułamki molowe:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

22264,75

0,6359

0,9094

K2CO3

1552,45

0,0444

0,0083

KHCO3

11194,86

0,3197

0,0823

SUMA

35012,06

1

1

Strumień I

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

6,28

0,003

0,0009

CO2

2,19

0,001

0,0002

H2

384,32

0,176

0,7498

N2

1785,81

0,815

0,2480

Ar

11,60

0,005

0,0011

SUMA

2190,2

1

1

Strumień J

W celu całkowitego usunięcia tlenków węgla w następnym reaktorze (metanizer) poddaje się je metanizacji. Zachodzą następujące reakcje:

CO + 3 H2 = CH4 + H2O

CO2 + 4 H2 = CH4 + 2 H2O

Bilans O:

0x01 graphic

Bilans C:

0x01 graphic

Bilans H:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

5,83

0,0026

0,0012

CH4

4,38

0,002

0,0011

H2

382,58

0,1747

0,7474

N2

1785,81

0,8154

0,2492

Ar

11,60

0,0053

0,0011

SUMA

2190,2

1

1

Strumień L

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2

382,58

0,1752

0x01 graphic

N2

1785,81

0,8175

0x01 graphic

CH4

4,38

0,0020

0,0011

Ar

11,60

0,0053

0,0011

SUMA

2184,37

1

1

Strumień K

0x01 graphic

Ułamki masowe.

0x01 graphic

Ułamki molowe.

0x01 graphic

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

5,83

1

1

SUMA

5,83

1

1

II. Obliczenie wydajności procesu.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

III. Zestawienie tabelaryczne dla poszczególnych aparatów oraz dla całego procesu.

Strumień

Masa[kg/h]

A

900

B

3060

C

3960

D

2319,24

E

6279,23

F

6279,23

G

30923,03

H

35012,06

I

2190,2

J

2190,2

L

2184,37

K

5,83

Strumień C

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

2169

0,548

0,3800

CO

1134

0,286

0,1275

CO2

198

0,05

0,0142

H2

279

0,071

0,4432

CH4

180

0,045

0,0351

SUMA

3960

1

1

Strumień D

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

N2

1785,81

0,77

0,7935

O2

521,83

0,225

0,2029

Ar

11,60

0,005

0,0036

SUMA

2319,24

1

1

Strumień E

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

1259,8

0,201

0,1076

CO2

495,24

0,079

0,0269

H2

355,35

0,057

0,4270

H2O

1886,9

0,300

0,2497

N2

1785,81

0,284

0,1519

O2

484,53

0,077

0,0008

Ar

11,60

0,002

0,0361

SUMA

6279,23

1

1

Strumień F

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

6,28

0,001

0,001

CO2

2465,06

0,393

0,139

H2

384,32

0,061

0,476

H2O

1626,16

0,259

0,225

N2

1785,81

0,284

0,158

Ar

11,60

0,002

0,001

SUMA

6279,23

1

1

Strumień G

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

21646,12

0,7

0,9471

K2CO3

9276,91

0,3

0,0529

SUMA

30923,03

1

1

Strumień H

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

22264,75

0,6359

0,9094

K2CO3

1552,45

0,0444

0,0083

KHCO3

11194,86

0,3197

0,0823

SUMA

35012,06

1

1

Strumień I

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

CO

6,28

0,003

0,0009

CO2

2,19

0,001

0,0002

H2

384,32

0,176

0,7498

N2

1785,81

0,815

0,2480

Ar

11,60

0,005

0,0011

SUMA

2190,2

1

1

Strumień J

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

5,83

0,0026

0,0012

CH4

4,38

0,002

0,0011

H2

382,58

0,1747

0,7474

N2

1785,81

0,8154

0,2492

Ar

11,60

0,0053

0,0011

SUMA

2190,2

1

1

Strumień L

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2

382,58

0,1752

0x01 graphic

N2

1785,81

0,8175

0x01 graphic

CH4

4,38

0,0020

0,0011

Ar

11,60

0,0053

0,0011

SUMA

2184,37

1

1

Strumień K

Składnik

Masa

Ułamek masowy

Ułamek molowy

H2O

5,83

1

1

SUMA

5,83

1

1

IV. Bilans C, H i O dla całego procesu

C:

0x01 graphic

O:

0x01 graphic

0x01 graphic

H:

0x01 graphic

0x01 graphic

6. Gospodarka odpadami

Gaz wodorowy może być z wysoką efektywnością stosowany w procesach hydrorafinacyjnych. Procesy hydrorafinacyjne prowadzą nie tylko rafinerie przerabiające ropę, ale również liczne małe firmy, które przetwarzają odpadowe tworzywa sztuczne lub przepracowane oleje transformatorowe oraz smarowe poprzez ich termiczny kraking (pirolizę) do paliw płynnych.

Ditlenek węgla znajduje zastosowanie w przemyśle browarniczym, spożywczym, chemicznym oraz wydobyciu gazu i ropy naftowej. Dla zastosowań w przemyśle spożywczym (napoje gazowane, suchy lód dla potrzeb chłodniczych) i browarniczym wymagany stopień czystości stosowanego di tlenku węgla jest najwyższy.

W przemyśle chemicznym CO2 znalazł główne zastosowanie w produkcji mocznika.

Mimo ze jest gazem cieplarnianym, zastąpił on szkodliwe dla warstwy ozonowej freony wykorzystywane do produkcji aerozoli. Ditlenek węgla wykorzystywany jest również do schładzania reaktorów jądrowych.

Stosowany jest też do uzdatniania wód przemysłowych:

( np. flokulacja itp.).

Wspomniany wcześniej suchy lód posiada również szerokie zastosowanie:

- Transport próbek tj. głęboko zmrożonych produktów spożywczych, czekolad

- Chłodzenie wózków cateringowych używanych przez linie lotnicze, kolej

- Transport materiałów biologicznych i laboratoryjnych tj. krew, organy

- Przesyłki lotnicze

7. Bibliografia

Bortel Edgard ,Koneczny Henryk " Zarys technologii chemicznej" Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 1992

Więcław- Solny Lucyna, Łabojko Grzegorz,Babiński Piotr  "Możliwość przemysłowego wykorzystania ditlenku węgla - badania nad zastosowaniem CO2 w procesie otrzymywania gazu syntezowego "- artykuł z serii Polityka Energetyczna Tom 12 zeszyt 2/2 2009

Edward Grzywa , Jacek Molenda „Technologia podstawowych syntez organicznych” Tom I Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa 1995

Jan Ogonowski „Przeróbka paliw stałych, ciekłych i gazowych” Pomoc dydaktyczna, Kraków 1994

Źródła internetowe:

http://polindustry.org.pl/przemysl/studium-wykonalnosci-zgazowania-wegla-w-%E2%80%9Epulawach%E2%80%9D-gotowe.html

http://www.nw.pwr.wroc.pl/~trawczynski/wyklady/%28wod_363r_www%29.pdf



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
projekt bilans, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Surowce i procesy tecgnolog
Ściąga korozja, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Ściąga
korozja, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Ściąga
polaryzacja, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Zaliczenie
korozja1, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Ściąga
Pytania z zaliczenia z korozji, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Za
Korozja2, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Ściąga
02 Termin 2 Metody 2012, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5
klasyfikator hydrauliczny, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Inżynieria chemi
sprawozdanie 8, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Inżynieria chemiczna, Labor
spis, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5
korozja3, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Korozja, Ściąga
Sprawko, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, semestr 5, Inżynieria chemiczna, Laborki
materiały - opracowane żurek, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, materiały wys. czyst
Wszystko -materialy Zurek, Uczelnia, Różne, UCZELNIA OD KOCHANEJ MONIKI, materiały wys. czyst, nowy
strona tytułowa projektu inżynierskiego pwr, Uczelnia PWR Technologia Chemiczna, Semestr 7, Różne pr
sprawko z polimerow od Agi, Uczelnia PWR Technologia Chemiczna, Semestr 7, Różne przydatne

więcej podobnych podstron