Как используют природный газ в химической промышленности?

13 ответов на вопрос “Как используют природный газ в химической промышленности?”

  1. aaaRomeo Ответить

    Рис.17.  Основные направления переработки природного газа
    В перспективе ожидается рост вклада природного газа в химическую промышленность. Такой прогноз опирается на опережающий рост цен на нефть по сравнению с ценами на природный газ. Не меньшее, если не большее, значение имеет совершенствование основных процессов переработки природного газа.
    Переработка природного и попутного газа как первичного сырья имеет ряд особенностей:
    районы добычи газа, как правило, удалены от промышленных центров, а его транспортировка требует значительных капиталовложений и энергозатрат;
    квалифицированная химическая переработка газа вблизи мест добычи нуждается в значительных инвестициях, высококвалифицированных кадрах и соответствующей инфраструктуре;
    простейший путь переработки – прямое газофазное окисление в легко транспортируемые продукты, например в метанол, – характеризуется низкой селективностью: 50% – 70% (в зависимости от условий).
    Основные методы переработки метана базируются на его окислении в синтез-газ (смесь СО, СО2  и Н2) при использовании кислорода, воздуха, водяного пара (паровой риформинг) и/или СО2
    (углекислотный риформинг). (См схему). На второй стадии синтез-газ превращают в простейшие органические продукты или используют для дальнейшего синтеза.
    К сожалению, предлагаемые в настоящее время новые технологии по переработке нефтяного газа с получением автомобильных и авиационных топлив, сжиженных газов, высокочистого углерода, циклических углеводородов и т.д. пока еще находятся в стадии лабораторных или стендовых испытаний.
    О сжигании газа. В программе «СибВПКнефтегаз – 2000» приводятся сведения о разработке технологии экологически чистого сжигания топлив и органических отходов, основанной на использовании псевдоожиженного слоя катализатора полного окисления в каталитических генераторах тепла. По сравнению с факельным сжиганием обеспечивается снижение выбросов углеводородов, оксидов азота, оксида углерода. Низкая температура процесса – 500 – 700 оС – позволяет исключить использование жаростойких материалов. Коэффициент полезного использования тепла 92 –95%, диаметр реактора – 400 мм, высота реактора – 2500 мм, мощность установки для обезвреживания газообразных промышленных отходов – 20 –50 кг/час.

  2. VaDer78 Ответить

    Природный газ – это образование углеродной массы, которая появляется после того как органические вещества разлагаются в недрах земли. В составе этого газа присутствует 80-97% метана. Природный газ относится к полезным ископаемым. Газ можно найти на глубине в несколько километров, там он находится в специальных порах. А добывается он при использовании специально подготовленных скважин. Если вам нужно заказать изобутан, то сделать это можно прямо через сайт sibur-petrokon.ru.
    В нашей жизни без природного газа никуда, он используется в качестве горючего практически в каждом жилом доме. На немо готовят пищу, разогревают воду, отапливают помещения, в общем как видите без газа сейчас ни куда. А также благодаря достижениям ученых, такой газ стало возможно использовать в качестве топлива для машин.
    Метан используют в качестве исходного сырья в химической промышленности для того чтобы извлечь из него разнообразные органические вещества. Газовые лампы можно заправлять, используя природный газ и после этого использовать их для освещения помещений. Природный газ используется для производства ацетилена, метанола, цианистого водорода и так далее. Кроме того метан является основой для изготовления аммиака, а аммиак в свою очередь используется при создании различных азотных удобрений.
    В химической промышленности природный газ используют не только для того чтобы при помощи него производить различные пластмассы, но и также для создания каучука, спирта и других органических кислот. Именно после того как в химической промышленности начали использовать природный газ, стало возможно создавать различные химические вещества, которых до этого не существовало даже в природе. Например, таким способом был создан полиэтилен и другие подобные виды сырья.

  3. vader92 Ответить

    В настоящее время применяются два технологических решения. Первое состоит в искусственном снижении соотношения СО : Н2 до необходимого значения за счет добавки из внешних источников к синтез-газу СО и СО2. Второе – использование отходящих газов, содержащих большое количество непрореагировавшего водорода, на технологические нужды. Например, отходящие газы производства метанола в ряде технологических схем используются в качестве топливного газа в отделении паровой конверсии природного газа. Одним из перспективных направлений является использование непрореагировавшего водорода в качестве сырья в других производствах.
    Неполное использование продуктов, получаемых в процессе конверсии природного газа, нерационально в условиях ограниченности природных ресурсов. Кроме того, углекислый газ как технологический отход производств водорода и аммиака, вырабатывается в количестве, во много раз превышающем потребности промышленности. В связи с этим большая часть произведенного диоксида углерода (СО2) выбрасывается в атмосферу. Диоксид углерода относится, по международной классификации, к парниковым газам. Его выбросы его в атмосферу ограничены Международным соглашением по охране окружающей среды (Киотский протокол) [1].
    Создание химических технологий по комплексной переработке природного газа позволяет частично решить задачи, связанные с ограниченностью природных ресурсов (природного газа) и загрязнением окружающей среды.
    Основной задачей комплексной переработки сырья является снижение до минимума отходов.
    Наиболее простой и часто применяемый способ комплексной переработки – это последовательная переработка. Сырье поступает на первое производство, отходы первого производства в качестве источника сырья подаются на второе и т. д. Примером такой технологии может служить производство ацетилена и метанола. Отходящие газы производства ацетилена используются в качестве синтез-газа для производства метанола [2]. Достоинством этого способа является возможность использования хорошо отработанных технологий отдельных продуктов практически без изменений, что резко снижает затраты на проектирование. К недостаткам можно отнести следующие затраты: капитальные, трудовых ресурсов на обслуживание и энергетические, связанные с функционированием нескольких производств.
    Повысить экономические показатели можно за счет разработки технологических схем, позволяющих получать одновременно несколько продуктов.
    Приведенный выше анализ химических производств первой и второй групп показал, что для комплексной переработки природного газа необходима разработка технологий, объединяющих получение продуктов производств первой и второй групп. Например, метанол — водород, метанол — аммиак, высшие спирты — водород, высшие спирты — аммиак, синтез Фишера -Тропша — водород, синтез Фишера – Тропша – аммиак и т. д.
    Производства первой группы используют 81 % производимого синтез-газа. Из 19 %, приходящихся на вторую группу, 12,7 % перерабатывается на производствах метанола.
    При условии развития водородной энергетики резко возрастает выпуск водорода и метанола как жидкого носителя водорода [3]. При увеличении использования синтетических жидких топлив возрастут мощности производства метанола, высших спиртов, синтетического дизельного топлива (синтез Фишера – Тропша) [4]. Все это приводит к необходимости строительства больших мощностей по производству перечисленных продуктов химического синтеза.
    С учетом вышеизложенного можно утверждать, что строительство совместных производств экономически целесообразно. Разработки совместных производств метанол – аммиак начались практически одновременно с созданием производства метанола. Первое промышленное производство было построено фирмой BASF в 1923 г. Через несколько лет в США (филиал компании Dupont Lazotc, Inc.) был построен завод по совместному производству метанола и аммиака. Отделение синтеза метанола использовалось для очистки синтез-газа от оксида углерода. За прошедшее время разработано большое количество технологических схем совместных производств.
    Обзор совместных производств метанол – водород, метанол – аммиак [5-14] позволил сделать вывод о том, что все предлагаемые схемы можно разбить на следующие группы:
    1. Параллельные схемы. В этих схемах совместными являются отделения подготовки и конверсии природного газа. Синтез метанола и водорода или аммиака проводится отдельно [5, 15].
    2. Последовательная схема переработки синтез-газа [8-17]. Схемы, в которых синтез метанола используется как стадия очистки синтез-газа, идущего на производство водорода или аммиака от оксида и диоксида углерода.
    Производства первой группы практически не решают проблему комплексной переработки сырья. Весь качественный и количественный состав отходов, присущий отдельным производствам метанола, водорода, аммиака, присутствует в производствах этой группы при условиях равной производительности совместных и отдельных производств.
    Вторую группу совместных производств можно разделить на три производства по используемой технологии синтеза метанола:
    I. Совместные производства, в которых синтез метанола проводится по стандартной схеме с рециклом газа [18].
    II. Совместные производства, в которых синтез метанола производится в одном или нескольких последовательно расположенных реакторах, с отбором метанола после каждого реактора, в так называемых схемах «за один проход» [19, 20].
    III. Совместные производства с комбинированной схемой синтеза метанола. В этих производствах используются одновременно обе схемы [19, 20].
    Отдельным направлением в создании совместных производств является переделка действующих производств аммиака. Это связано с тем, что в развитых странах производства аммиака работают на неполной мощности [5], что снижает их экономическую эффективность.
    Существуют три варианта совмещения метанольного производства в аммиачном агрегате:
    1) на базе продувочных газов;
    2) на базе использования части синтез-газа для производства метанола;
    3) на базе концепции «In-Line» – реконструкция в схеме существующего агрегата.
    В первом варианте метанол производится из водорода, содержащегося в продувочных газах производства аммиака и диоксида углерода, получаемого после отделения СО2 из синтез-газа. Смесь водорода и СО2 малоактивна, а мощность метанольного производства ограничена количеством водорода в продувочном газе.
    Второй вариант предполагает, что поток синтез-газа после отделения конверсии будет разделен на два потока. Один поток пойдет на производство метанола, а другой – в отделения конверсии СО производства аммиака.
    Эти варианты требуют установки компрессоров для сжатия СО2 в первом варианте и синтез-газа – во втором до рабочего давления синтеза метанола, что значительно удорожает реконструкцию.
    Третий вариант предусматривает установку производства метанола и метонатора между двумя корпусами компрессора свежего газа. В отделениях конверсии СО, очистки синтез-газа от СО2 устанавливаются байпасы для регулирования содержания оксида и диоксида углерода и водорода в синтез-газе, поступающем в отделение синтеза метанола. Отделение метанирова-ния производства аммиака исключается из схемы. Технологические режимы отделений конверсий корректируются.
    Наиболее эффективной реконструкции соответствует третий вариант. Оптимальный вариант реконструкции аммиачного производства соответствует схеме совместного производства метанол – аммиак с последовательной структурой.
    Таким образом, оптимальным вариантом с точки зрения экономии топливноэнергетических ресурсов как при создании новых совместных производств метанол – водород и метанол – аммиак, так и при реконструкции действующих производств аммиака и метанола, является схема с последовательной структурой, в которой синтез метанола используется как стадия очистки синтез-газа для производства аммиака и водорода от оксидов углерода.
    Экономия топливно-энергетических ресурсов достигается за счет:

  4. kuzya_r1 Ответить

    Природный газ подразделён на 3 основные категории. Они описываются следующими характеристиками:

    Исключает присутствие углеводородов, в которых более 2 углеродных соединений. Их называют сухими и получают только в тех местах, которые предназначаются для добычи.
    Добывается наряду с первичным сырьём сжиженный и сухой газ и газообразный бензин, смешанные между собой.
    Присутствует в составе большое количество тяжёлых углеводородов и сухой газ. Имеется и незначительный процент примесей. Добывают из месторождений газоконденсатного типа.
    Природный газ считается смешанным составом, в котором присутствуют несколько подвидов вещества. Именно по этой причине нет точной формулы компонента. Главным является метан, которого содержится более 90%. Он наиболее устойчив к температуре. Легче воздуха и малорастворим в воде. При горении на открытом воздухе образуется пламя голубого цвета. Мощнейший взрыв происходит в том случае, если соединить метан с воздухом в пропорции 1:10. Если человек вдыхает большую концентрацию этого элемента, то его здоровью может быть нанесён вред.
    Применяют его как сырьё и промышленное топливо. Также его активно используют, чтобы получить нитрометан, муравьиную кислоту, фреоны и водород. При распаде углеводородных связей под влиянием тока и температур получается применяемый в промышленности ацетилен. При окислении аммиака с метаном образуется синильная кислота.
    В составе природного газа имеет такой список компонентов:


    Этан — газообразное вещество, не имеющее цвета. При горении освещает слабо. В воде практически не растворяется, а в спирте может при соотношении 3:2. В качестве топлива его не нашёл применения. Основной целью использования считается производство этилена.
    Пропан — хорошо применяемый тип топлива, который в воде не растворяется. При сгорании выделяется большое количество тепла.
    Бутан — со специфическим запахом, небольшую токсичность. Отрицательно воздействует на здоровье человека: может поражать нервную систему, вызывает аритмию и асфиксию.
    Азот может использоваться для того, чтобы в буровых скважинах поддерживать соответствующее давление. Чтобы получить этот элемент, необходимо сжижать воздух и разделить его путём разгонки. Применяется для изготовления аммиака.
    Диоксид углерода — соединение может переходить в газообразное из твёрдого состояния при атмосферном давлении. Находится в воздухе и в минеральных источниках, а также выделяется при дыхании существ. Является пищевой добавкой.
    Сероводород является довольно токсичным элементом. Он может негативно отразиться на работе нервной системы человека. Имеет запах протухших яиц, сладковатый привкус и является бесцветным. Отлично растворяется в этаноле. С водой не реагирует. Необходим для получения сульфитов, серной кислоты и серы.
    Гелий считается уникальным веществом. Он может скапливаться в земной коре. Получают его путём заморозки газов, в состав которых он входит. При нахождении в газообразном состоянии никак себя внешне не проявляет, в жидком — может поражать живые ткани. Он не способен взрываться и воспламеняться. Но если в воздухе будет присутствовать большая его концентрация, то это может привести к удушью. Применяют для заполнения дирижаблей и воздушных шаров, при работе с металлическими поверхностями.
    Аргон — это не имеющий внешних характеристик газ. Его применяют при резке и сварке металлических деталей, а также для того чтобы увеличить срок хранения пищевых продуктов (благодаря этому веществу вытесняется вода и воздух).
    Физические свойства природного ископаемого следующие: температура самовозгорания составляет 650 градусов по шкале Цельсия, плотность природного газа — 0,68−0,85 (в газообразном состоянии) и 400 кг/м3 (жидкий). При смешении с воздухом взрывоопасными считаются концентрации 4,4−17%. Октановое число ископаемого составляет 120−130. Рассчитывают его исходя из соотношения легковоспламеняющихся компонентов к трудно окисляющимся при сжатии. Теплотворность приблизительно равна 12 тысячам калорий на 1 метр кубический. Теплопроводность газа и нефти одинаковая.
    При добавлении воздуха природный источник может быстро воспламеняться. В бытовых условиях он поднимается к потолку. Именно оттуда и начинается возгорание. Связано это с лёгкостью метана. А вот воздух примерно в 2 раза тяжелее этого элемента.
    В соответствии с химическими характеристиками, ресурс может вступать в реакции дегидрирования, пиролиза и замещения. Когда в составе будет присутствовать более 4% тяжёлых углеводородов, свойства начнут меняться.

  5. spellbound2015 Ответить


    Термин «газ» впервые употребился в XVII столетии. В обиход его ввел Ван-Гельмонт – известный ученый-голландец. С этих пор газами принято называть особые вещества, которые, находясь в стандартных условиях, способны заполнять все существующее пространство без кардинального изменения своих признаков. В этом определении и заключается основное отличие газообразных веществ от твердых и жидких.
    Современные ученые определяют газ как вещество, которое характеризуется полным отсутствием связей между молекулами, а также высокой деформируемостью и текучестью. Основным достоинством газоподобных веществ является то, что они способны достаточно быстро уменьшить свой объем до минимальных размеров, что способствует удобству в транспортировке и применении.
    Все газы подразделяются на технические и чистые (природные). Техническими принято называть химические вещества газообразного характера, которые человек добывает искусственным путем с целью эксплуатации для собственных нужд. Соответственно, чистыми газами считаются вещества, которые образовались естественным путем и находятся в воздухе, земле и воде. Безусловно, количество природных газов значительно превышает запасы технических, созданных химическим способом.
    Все газы, которые человек использует для бытовых и хозяйственных нужд, подразделяются на технические и чистые. К основным техническим газам, активно используемым человеком, относятся следующие виды: водород – H2, кислород – О2, углекислота – CO2, азот – N2, гелий – He и ацетилен – С2Н2. К чистым газам, помимо водорода, кислорода, углекислоты, азота, гелия и ацетилена относятся также криптон – Kr, ксенон – Xe и поверочный нулевой газ воздух.

    Основные промышленные газы

    Водород – это газ, основными свойствами которого являются относительная легкость, высокая теплопроводность, отсутствие токсичности, запаха и цвета. Как чистый, так и технический водород активно используется учеными в процессе проведения различных опытов; значительное распространение он также получил в таких отраслях промышленности, как химическая и металлургическая; популярен он и в сфере электроники и медицины.
    Кислород, также как и водород, не имеет цвета, вкуса и запаха. Этот газ является источником жизни на Земле, поскольку принимает активное участие в процессах горения, дыхания и гниения. Он практически не растворяется в воде и спиртовом растворе. При максимальном охлаждении вещество изначально приобретает насыщенный голубой цвет и становится подвижным, а затем полностью замерзает. Кислород популярен в пищевой, химической и металлургической промышленности, а также в медицине и сельском хозяйстве. Незаменим он будет и при производстве горючих веществ для заправки ракет.
    Углекислота – это вещество газообразного характера, не имеющее цвета и запаха, превращающееся в жидкость при высоком давлении и способное в больших количествах вызвать удушение. Наибольшую популярность углекислота приобрела в пищевой промышленности, также активно употребляется в металлургической, строительной, экологической и горнодобывающей отраслях народного хозяйства.
    Азот – бесцветное, негорючее и нетоксичное вещество, которое легче воздуха. Чистый азот получают с помощью максимального охлаждения воздуха, а технический – в результате перегонки жидкого воздуха. Этот газ применяется практически во всех отраслях промышленности (горная, нефтедобывающая, машиностроительная, пищевая), поскольку совершенно безопасен в эксплуатации.
    Гелий – одноатомный газ, не вступающий в реакции с остальными химическими элементами. Это наиболее легкий и наиболее инертный газ. Свое применение гелий нашел в изготовлении наружной рекламы, приборостроении, газовой хроматографии и ядерной энергетике.
    Ацетилен – достаточно опасный в использовании газ, имеющий особый, только ему свойственный запах. Эксплуатируется гелий в газовой сварке, в процессе изготовления различных лекарственных средств, а также при выпуске ПВХ (поливинилхлорида). Применяется этот газ с максимальным соблюдением правил техники безопасности, поскольку при неосторожном обращении способен спровоцировать пожар.
    Криптон – достаточно плотное газообразное вещество с низкой теплопроводностью, получаемое в процессе разделения воздуха. Этот газ активно применяется в медицине и ядерной промышленности. Пользуется популярностью криптон и в роли заполнителя стеклопакетов при производстве металлопластиковых окон.
    Ксенон – благородный газ, который возникает при разделении воздуха на углекислый газ и кислород. Необходим этот газ при изготовлении лазеров, горючего для ракет, а также средств для обезболивания и наркоза.
    Нулевой газ – это вещество без горючих и загрязняющих составляющих. Его активно используют для настройки нулевого показателя измерительного средства, а также в области медицины и металлургической промышленности.
    Все перечисленные факты свидетельствуют о том, что как чистые, так и технические газы, получили достаточно широкое применение практически во всех сферах человеческой деятельности. Следовательно, стремительное развитие научно-технического прогресса без них было бы невозможным.
    Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2017.01.29

  6. ZlverT Ответить

    Газ – лучший вид топлива. Его отличают полнота сгорания без дыма и копоти; отсутствие золы после сгорания; легкость розжига и регулирования процесса горения; высокий коэффициент полезного действия топливоиспользующих установок; экономичность и простота транспортировки к потребителю; возможность хранения в сжатом и сжиженном состоянии; отсутствие вредных веществ.
    Немалую роль играет и низкая стоимость добычи газа по сравнению со стоимостью добычи других видов топлива – угля, торфа, нефти.
    Если принять стоимость угля (в пересчете на 1 т условного топлива) за 100%, то стоимость газа составит только 10 %.
    Благодаря высоким потребительским свойствам, низким издержкам добычи и транспортировки, широкой гамме применения во многих сферах человеческой деятельности, природный газ занимает особое место в топливно-энергетической и сырьевой базе. В этой связи наращивание его запасов и потребления идет высокими темпами.
    Газовая промышленность – наиболее молодая отрасль топливного комплекса. Газ применяется в народном хозяйстве в качестве топлива в промышленности и в быту, а также и как сырье для химической промышленности. В народном хозяйстве используется природный газ, добываемый из газовых месторождений, газ, добываемый попутно с нефтью, и искусственный газ, извлекаемый при газификации сланцев из угля. Кроме того, используется газ, получаемый при производственных процессах в некоторых отраслях металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности.
    Газ в больших количествах используется в качестве топлива в металлургической, стекольной, цементной, керамической, легкой и пищевой промышленности, полностью или частично заменяя такие виды топлива, как уголь, кокс, мазут, или является сырьем в химической промышленности.
    Крупнейшим потребителем газа в промышленности является черная металлургия. В доменных печах частичное применение природного газа дает экономию дефицитного кокса до 15% (1 куб. м природного газа заменяет 0,9 – 1,3 кг кокса), повышает производительность печи, улучшает качество чугуна, снижает его стоимость. В вагранках применение газа снижает расход кокса вдвое.
    Способ прямого восстановления железа из руд также основан на использовании газового топлива.
    В металлургии и машиностроении природный газ используется также для отопления прокатных, кузнечных, термических и плавильных печей и сушил. В металлообработке использование газа повысило коэффициент полезного действия печей почти в 2 раза, а время нагрева деталей сократилось на 40%. Применение газа в металлургии, кроме того, удлиняет сроки службы футеровки. Снижается количество серы в чугуне.
    Применение природного газа в стекольной промышленности взамен генераторного газа повышает производительность стекловаренных печей на 10 – 13% при одновременном снижении удельного расхода топлива на 20 – 30%. Себестоимость цемента снижается на 20 – 25%. В кирпичном производстве цикл сокращается на 20%, а производительность труда возрастает на 40%.
    При внедрении природного газа в стекловарении требуются специальные меры по доведению светимости газа (то есть по повышению теплоотдачи от факела к стекломассе) до уровня светимости факела на жидком топливе, то есть в 2 – 3 раза, что достигается путем сажеобразования в газовой среде.
    В пищевой промышленности газ применяется для сушки пищевых продуктов, овощей, фруктов, выпечки хлебобулочных и кондитерских изделий. При использовании газа на электростанциях уменьшаются эксплуатационные расходы, связанные с хранением, приготовлением и потерями топлива и эксплуатацией системы золоудаления, увеличивается межремонтный пробег котлов, не занимаются земли для золоотвалов, снижается расход электроэнергии на собственные нужды, уменьшается количество эксплуатационного персонала, снижаются капитальные затраты.
    Итак, продукция рассматриваемой отрасли обеспечивает промышленность (около 45% общего народнохозяйственного потребления), тепловую электроэнергетику (35%), коммунальное бытовое хозяйства (более 10%). Газ – самое экологически чистое топливо и ценное сырье для производства химической продукции.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *