Trích:
Nguyên văn bởi mautrang289x
Mọi người ơi giúp tớ nhé .Tại sao công nghệ sản xuất nito và oxi ở trên lại không có hình vẽ thế . T cần phải có cả hình vẽ cơ ...huhu ...help me !!
duongqua28 ơi !! giúp t đi . thãn c trước hehe!
|
Bạn nầy muốn có hình à, để mình bổ sung tiếp cậu Thần Điêu Đại Hiệp ở trên nhe.
Ðiều chế hidro :
Bằng các phương pháp :
-Ðiện phân nước .
-Phương pháp phân ly khí cốc bằng cách làm lạnh thâm độ .
-Chuyển hóa các Hydro Cacbon .
1. Phương pháp làm lạnh thâm độ khí cốc :
Thành phần khí cốc (%):
- Hidro: 35 - 61% ; -Khí CO2 2-4%; -Metan 24 - 28%
- N2 : 2 - 7 % ;- Olê fin(etylen,propylen) :1,5 - 3% ;Oxi :0,2 -2,5%
Ngoài ra ,trong khí cốc còn có các hợp chất hữu cơ của lưu huỳnh , benzen, naphtalen ,nitơoxit ,axetilen.
Các phân đoạn trong khí cốc được tách bằng cách ngưng tụ phân đoạn ở áp suất cao,trong quá trình làm lạnh các phân đoạn lần lược ngưng tụ phân đoạn lần lược ngưng tụ .
Hình dưới trình bày sơ đồ tàch càc phân đoạn trong khí cốc bằng phương pháp làm lạnh thâm độ .
Khí cốc có các thành phần (%) : - Hiđrô 55 -61 CO2 : 6-4
- Mêtan 24-28 CO :6-9
- Ôlêfin 1.5-3.0 N2 :2-7
O2 : 0.3-0.5
Sơ đồ lưu trình điều chế hiđrô bằng phương pháp ngưng tụ phân đoạn khí cốc
1,11,14 .Máy nén 2,9,4,5,6,8; Thiết bị trao đỗi nhiệt ;7.thiết bị phân ly etylen ; .thiết bị bốc hơi nitơ ;.10 tháp phân ly ; .12 thiết bị làm lạnh ; .13thiết bị thu hơi nhiệt ;15thiêt bị ngưng tụ Amôniac.
- Khí cốc sau khi làm sạch sơ bộ, được nén trong máy nén (1) ở áp suất 12 đến 13 atm, sau đó được đưa vào hệ thống các thiết bị trao đổi nhiệt.
+ Thiết bị (2) làm lạnh bằng CO.
+ Thiết bị (3) làm lạnh bằng CH4 và hỗn hợp H2-N2, hạ nhiệt độ khí cốc đến -25°C.
+ Khí vào thiết bị làm lạnh (4) được tiếp tục làm lạnh bằng NH3 lỏng đến -41°C.
* Từ các thiết bị truyền nhiệt ra, khí cốc đi vào hệ thống phân ly, trao đổi nhiệt, bốc hơi, ngưng tụ, tháp phân ly, từ (5) - (10) ( các thiết bị này nằm trong khung của hình vẽ).
- Ở thiết bị trao đổi nhiệt (5), khí cốc đến -105°C bằng hỗn hợp N2-H2-CH4 làm ngưng tụ phân đoạn propylen và các Hydro Cacbon khác.
- Thiết bị trao đổi nhiệt (6) làm lạnh khí cốc bằng hỗn hợp N2-H2 đến -145°C làm ngưng tụ phân đoạn etylen có lẫn các Hydro Cacbon mạch dài, nước và CO2 dưới dạng rắn.
- Elylen còn lại bị phân ly ở (7).
- Hỗn hợp vào thiết bị trao đổi nhiệt (8) làm lạnh bằng hỗn hợp N2-H2 đến -180°C làm metan ngưng tụ.
- Cả hỗn hợp hơi - lỏng đều vào thiết bị bốc hơi nitơ (9) t°=190°C
Khí ra khỏi thiết bị bốc hơi nitơ, chủ yếu chứa Hydro và nitơ ngoài ra còn có CO, CH4, oxi. Hỗn hợp này thường dùng để tổng hợp amôniac, do vậy cần phải loại bỏ các tạp chất CO, CH4, oxi.
Do đó hỗn hợp khí được đưa vào tháp phân ly kiểu dĩa (10) đẻ rửa hỗn hợp. Trước khi sử dụng, được dòng làm lạnh trong các thiết bị trao đổi nhiệt (8), (6) và (2).
Ðể cung cấp nitơ cho quá trình làm lạnh, người ta còn dùng nitơ nguyên chất điều chế được bằng phương pháp phân ly không khí, nitơ được nén trong máy nén (11) p=200 atm, làm lạnh bằng amôniac trong thiết bị (12) đến -45°C. sau lại làm lạnh trong thiết bị thu hổi nhiệt (13). Nitơ ở thiết bị (13) ra chia làm 2 nhánh: một qua van tiết lưu (14) để tưới vào tháp (10), một nhánh dùng làm chất làm lạnh trong tháp bốc hơi nitơ (9). (15) là thiết bị ngưng tụ.
Bằng cách ngưng tụ phân đoạn, người ta tận dụng tới 95% khí hydro có trong khí cốc để tổng hợp amôniac, lấy được etylen để tổng hợp polyetylen và nhiều hợp chất hữu cơ quan trọng khác.
Khí còn lại là CH4, CO được dùng làm nhiên liệu trong luyện kim.
2. Phương pháp chuyển hóa mêtan với chất oxi hóa là hơi nước hoặc oxi. Nguồn nguyên liệu là khí thiên nhiên, khí dầu mỏ và khí cốc.
TOP
- Các phản ứng chuyển hóa metan là:
CH4 + H2O = CO + 3H2 (1)
2CH4 + O2 = 2CO + 4H2 (2)
CO + H2O = CO2 + H2 (3)
Quá trình được thực hiện qua giai đoạn chuyển hóa metan thành CO và hydro và chuyển hóa tiếp CO thành H2 và CO2.
Trong công nghiệp, người ta thường dùng 3 phương pháp chuyển hóa CH4:
- Chuyển hóa bằng hơi nước có xúc tác.
- Chuyển hóa bằng hơi nước có oxi, hoặc hơi nước - oxi - không khí, có xúc tác.
- Chuyển hóa bằng oxi hoặc không khí và oxi ở nhiệt độ cao.
a) Chuyển hóa metan bằng hơi nước có xúc tác:
Sơ đồ công nghệ chuyển hóa metan bằng hơi nước có xúc tác.
1,3: thiết bị trao đổi nhiệt; 2: thiết bị khử tạp chất; 4: lò ống; 5: thiết bị chuyển hóa metan cấp 2;
6: nồi hơi thu hồi; 7: thiết bị tăng ẩm; 8: thiết bị trộn; 9: thiết bị chuyển hóa cacbon oxit.
Khí thiên nhiên đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt (1) để tăng nhiệt độ lên 380 - 400°C, rồi cho vào thiết bị khử tạp chất (2) H2 S và các tạp chất khác của lưu huỳnh bằng cách dùng ZnO để hấp phụ, ra khỏi thiết bị (2), hàm lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 2 - 3 mg/m3. Hơi nước dùng để chuyển hóa được gia nhiệt đến 380 - 400°C. trong thiết bị truyền nhiệt (3), rồi hỗn hợp với khí thiên nhiên theo tỷ lệ khí : hơi nước = 1 : 2,5 ( theo thể tích). Hỗn hợp khí hơi đi vào lò ống (4) tại đây phản ứng xảy ra chuyển hóa CH4 bằng hơi nước xúc tác là Ni ở nhiệt độ 700 - 750°C ở phản ứng (1). Hỗn hợp khí hơi đi trong ống chứa đầy xúc tác, khí đốt đi ngoài ống t°= 1000°C.
Khí sau khi ra khỏi ống có thành phần (% thể tích):
CH4 10% ; H2 68,9% ; CO 10,8% ; CO2 9,8% ; N2 0,5%.
Vì lượng metan còn, cho nên cần phải chuyển hóa metan cấp 2 (5). Sau khi ra khỏi thiết bị chuyển hóa metan cấp 2 là:
CH4 0,5% ; H2 56,1% ; CO 13,7% ; CO2 7,2% ; N2 22,5%.
Sau khi đã chuyển hóa ở thiết bị (5) chia làm 2 nhánh: Một nhánh đi vào nồi hơi thu hồi (6) được làm lạnh đến 400(C. một nhánh đi vào thiết bị tăng ẩm (7) phun nước ngưng tụ để làm hỗn hợp bão hòa hơi nước và hạ nhiệt độ. Sau đó 2 nhánh cùng đi vào thiết bị trộn (8), rồi hỗn hợp hơi - khí đưa vào thiết bị chuyển hóa CO (9) theo sơ đồ:
Thiết bị gồm hình trụ có 3 phần: phía trên và dưới thiết bị là 2 khu vực phản ứng. Mỗi khu vực gồm 2 tầng xúc tác Fe - Cr, giữa 2 khu vực là khu vực làm lạnh bằng nước ngưng tụ.
Phản ứng chuyển hóa được thực hiện theo 2 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: tiến hành ở khu vực phản ứng trên của thiết bị chuyển hóa, chuyển hóa phần lớn CO ở nhiệt độ 400°C.
Do phản ứng tỏa nhiệt, cho nên khi kết thúc giai đoạn 1, nhiệt độ lên đến gần 500°C. khí vào khu vực làm lạnh, tưới bằng nước ngưng tụ làm nhiệt độ của hỗn hợp khí giảm xuống 400 - 420°C, đồng thời bão hòa hơi nước.
+ Khu vực phản ứng 2: phản ứng tiếp CO ở nhiệt độ 420 - 440°C.
Sau khi ra khỏi thiết bị chuyển hóa có thành phần (% thể tích):
CH4 0,4% ; H2 59,8% ; CO 4,0,8% ; CO2 15,2% ; N2 20,6%.
Ðể tận dụng nhiệt ở thiết bị chuyển hóa ra, hỗn hợp khí được tách ra làm 2 nhánh đi vào thiết bị truyền nhiệt (1) và (3) để truyền nhiệt cho khí thiên nhiên.
b) Chuyển hóa metan bằng hơi nước-oxi và hơi nước - oxi - không khí có xúc tác:
Phương pháp này được dùng trong trường hợp làm sạch CO bằng nitơ lỏng. Phương pháp này khử được cả metan dư làm hỗn hợp khí bão hòa nitơ.
Dưới đây ta xét lưu trình công nghệ chuyển hóa metan bằng hơi nước - oxi có xúc tác nêu ở hình 6-11.
Khí thiên nhiên đưa vào tháp bão hòa (1) p= 2 atm, t°= 82°C nâng nhiệt độ của khí lên 78 - 80°C và làm khí bão hòa hơi nước ( tỷ lệ hơi nước:khí = 0,35:1) ra khỏi tháp (1) hỗn hợp khí được bổ sung tiếp hơi nước đến tỷ lệ hơi nước:khí =1:1 rồi vào thiết bị trao đổi nhiệt (2) tăng t° lên 500 - 600°C vào thiết bị (3) để trộn oxi hoặc không khí giàu oxi.
Sau đó hỗn hợp hơi - khí được đưa vào thiết bị chuyển hóa metan chất xúc tác Ni.
Sơ đồ lưu trình công nghệ chuyển hóa metan bằng hơi nước - oxi có xúc tác.
1: Tháp bão hòa; 2,8: thiết bị trao đổi nhiệt; 3: thiết bị trộn; 4: thiết bị chuyển hóa metan;
5: thiết bị tăng ẩm; 6: thiết bị chuyển hóa CO; 7: nồi hơi - thu hồi; 9: Tháp ngưng tụ; 10: bơm nước.
Khi ra khỏi tháp chuyển hóa có nhiệt độ khoảng 850°C, được đưa vào tháp tăng ẩm (5) tưới bằng nước ngưng tụ làm khí bão hòa hơi nước và giảm nhiệt độ xuống đến 75°C. Khí đưa qua thiết bị (2) truyền nhiệt cho khí thiên nhiên và hạ nhiệt độ xuống đến 400 - 420°C. Ra khỏi thiết bị (2) vào thiết bị chuyển hóa CO2 (6), rồi đưa qua các thiết bị nồi hơi - thu hồi (7) để sản xuất hơi có p= 4 - 5 atm. Thiết bị truyền nhiệt (8) để gia nhiệt cho nước dùng cho tháp (1) và cuối cùng là tháp ngưng tụ (9) làm lạnh khí bằng hơi nước.
cong nghe san xuat nito va oxi
Linear Mode
