Переработка газообразного топлива

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО БКЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ БИЗНЕСА И СЕРВИСА

Кафедра   экономика и управление на

 предприятии (в городском  хозяйстве)

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: «Переработка газообразного топлива»

 

 

 

 

Выполнила:

студентка группы 171003                                                               О. М. Городова

 

 

Руководитель:                                                                   к.ф-м.н. Г. И. Ткаченко

 

 

 

 

 

 

Белгород, 2011 г.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Газообразное топливо и его характеристика……………………………..5
1. Классификация и состав газообразных топлив…………………...5
2. Сырьевые источники природного газообразного топлива……...10
3. Значение и область применения газообразного топлива………..14
2. Технологические методы переработки газообразного топлива……….18
1. Подготовка газообразного топлива…………………………………...18
2. Переработка различных видов газообразных топлив……………….19
3. Конверсия углеводородных газов…………………………………….27
3. Совершенствование процессов переработки газообразного топлива…32
1. Способ получения углеводородов из газообразных продуктов плазменной переработки твердых отходов (варианты)……………...32
2. Реакторная система для получения газообразных продуктов………34
3. Способ переработки газоконденсата………………………………….37

Заключение……………………………………………………………………….40

Список используемых источников……………………………………………..43

Приложения……………………………………………………………………...45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Топливом называют существующие в природе или искусственно полученные вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической промышленности

Роль топлива в народном хозяйстве страны велико и все время возрастает, так как бурное развитие промышленности органического синтеза – производство пластических масс, химических волокон, синтетических каучуков, красителей, растворителей и т.д. – требует огромных количеств углеродного сырья, которое получается в результате химической переработки различных топлив

Все топлива можно разделить по агрегатному состоянию на твердые, жидкие и газообразные, а по происхождению – на естественные и искусственные. В свою очередь естественные топлива делятся на твердые (угли, древесина, сланцы, торф), жидкие (нефть) и газообразные (природные и попутные газы).

Газообразное топливо обладает рядом преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом, которые обусловлены его свойствами. При сгорании газа можно довести до минимума потерю теплоты с уходящими в дымовую трубу продуктами горения; при сгорании газа не образуется золы, шлака, дыма. Газ можно транспортировать самым дешевым видом транспорта – трубопроводом. По этим причинам газообразное топливо находит все более широкое применение в промышленности, а так же в качестве бытового топлива и топлива для автотранспорта.

Данная работа ставит перед собой целью рассмотреть, как именно происходят процессы переработки газообразного топлива. Кроме того, необходимо подробно рассмотреть технологические схемы переработки, конверсии и газификации.

Задачи работы заключаются в следующем:

1. рассмотреть классификацию и состав газообразных топлив
2. изучить происхождение видов газообразного топлива
3. проанализировать значение и область применения газообразного топлива
4. рассмотреть подготовку газообразного топлива
5. изучить методы переработки  разных видов газообразного топлива
6. рассмотреть конверсию углеводородных газов
7. проанализировать совершенствование процессов переработки газообразного топлива

Интерес к данной теме связан, прежде всего, с тем, что газообразное топливо  может быть использовано не только в качестве обычного энергетического ресурса, но и в качестве сырья. Так, например, изделия и материалы, производимые на основе переработки газообразного топлива имеют место быть в химической, металлургической, горной, пищевой, деревообрабатывающей, медицинской, строительной, топливно-энергетической и текстильной промышленности, а также в машиностроении, сельском хозяйстве, культуре и в быту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Газообразное топливо и его характеристика

 

1. Классификация и состав газообразных топлив

 

Газообразным топливом называется топливо, находящееся в состоянии газа при температуре и давлении его эксплуатации. Таким образом, газообразное топливо может храниться и транспортироваться в жидком (сжиженный газ) и в твердом (например, гидриды водорода) состоянии.

По происхождению газообразное топливо подразделяется на природное (ископаемое топливо) и синтетическое. К газообразному топливу относятся также отходы некоторых металлургических (доменный газ) и химических производств.

К природному газообразному топливу относятся различные природные горючие газы, представляющие собой естественные смеси углеродов различного состава и строения:

- собственно природные  газы, месторождения которых не  связаны с месторождениями нефти;

- попутные газы, которые  растворены в нефти или находятся  над скоплениями ее в виде  «газовой шапки», то есть газы, месторождения которых генетически связаны с месторождениями нефти;

- газы газоконденсатных  месторождений, обогащенные жидкими  легкокипящими углеводородами, которые  отделяются от газа при снижении  давления в виде жидкой фазы  – конденсата.

К синтетическому газообразному топливу относятся разнообразные горючие газы, полученные при переработке твердого и жидкого топлива: газы нефтепереработки, генераторные газы, обратный коксовый газ и другие.

Классификация газообразных топлив представлена на рис. 1.1.

Более наглядно газообразное топливо можно классифицировать иначе:

- пропан C3H8 — органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе, образуется при крекинге нефтепродуктов. Ядовит. Применяется в качестве топлива при: при выполнении газопламенных работ на заводах и предприятиях, при кровельных работах, для обогрева производственных помещений, для газовых плит, водогрейных колонок в пищевой промышленности, в быту. В последнее время широко используется в качестве автомобильного топлива, т.к. дешевле и экологически безопаснее бензина.

- бута́н C4H10— органическое соединение класса алканов. Ядовит, вдыхание   бутана вызывает   дисфункцию   лёгочно-дыхательного аппарата.

Содержится в  газовом конденсате и нефтяном газе (до 12 %).  Является

Продуктом  каталитического  и  гидрокаталитического крекинга нефтяных

фракций. При полном сгорании на воздухе образует углекислый газ и воду. Бутан применяется   в смеси  с пропаном в зажигалках, в газовых баллонах в

сжиженном состоянии, где он имеет запах, так как содержит специально

добавленные одоранты. При этом используются «зимние» и «летние» смеси с

 различным составом.

- метан СН4 – простейший углеводород, бесцветный газ без запаха. Малорастворим в воде, легче воздуха. Сам по себе метан не токсичен и не опасен для здоровья человека. Область применения метана: топливо, продукты хлорирования используются в огнетушителях, а так же как снотворное, или растворитель, производство продукта дегидрирования-ацетилена, продукт конверсии-синтез-газ. Используется для производства метанола и формальдегида, а следовательно и полимеров, медикаментов и денатурирующих и дезинфицирующих материалов. Также из синтез-газа изготавливаются аммиак и удобрения.

- водород Н2 - первый элемент периодической системы элементов. Лёгкий бесцветный газ. В смеси с воздухом или кислородом горюч и взрывоопасен. Нетоксичен. Область применения водорода: химическая промышленность, пищевая промышленность, авиационная промышленность, топливо.

- сжатый природный газ - используется в качестве моторного топлива вместо бензина, дизельного топлива и пропана. Не токсичен в малых концентрациях. Не вызывает коррозии металлов. Компримированный природный газ дешевле, чем любое нефтяное топливо, в том числе и дизельное, но по калорийности их превосходит. Низкая температура кипения гарантирует полное испарение природного газа при самых низких температурах окружающего воздуха. Природный газ сгорает практически полностью и не оставляет копоти, ухудшающей экологию и снижающей КПД. Отводимые дымовые газы не имеют примесей серы и не разрушают металл дымовой трубы. Эксплуатационные затраты на обслуживание газовых котельных также ниже, чем традиционных.

- смеси- сжиженные углеводородные газы (СУГ)— смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C. Предназначены для применения в качестве топлива. Состав может существенно различаться, основные компоненты: пропан, пропилен, изобутан, изобутилен, н-бутан и бутилен. Производится в основном из попутного нефтяного газа. Транспортируется и хранится в баллонах и газгольдерах. Применяется для приготовления пищи, кипячения воды, отопления, используется в зажигалках, в качестве топлива на автотранспорте.

Состав газообразного топлива зависит от его природы, происхождения и способа получения. Природные газы состоят преимущественно из метана с незначительным содержанием других низших алканов оксида углерода и азота. В попутных газах содержится значительное количество алканов от этана до пентана и выше, при относительно низком содержании метана. Газы газоконденсатных месторождений в них колеблется от 10 до 350 г/м3. Во всех углеводородных газах природного происхождения содержатся в различных количествах азот, оксид углерода (IV), сероводород, аргон и гелий.

Рис.1.1. Классификация газообразного топлива

 

В состав газов нефтепереработки входят помимо алканов низшие алкены и водород. Горючие газы, получаемые переработкой твердого топлива, существенно различаются по составу, однако общим для них является высокое содержание водорода, азота и оксида углерода (IV), что связано с особенностями их получения.

Средний состав газообразного топлива различного происхождения приведен в табл. 1.1, 1.2 и 1.3.

 

Таблица 1.1

Состав газов нефтепереработки (% об.)

 

Компонент	Метод переработки
	Термический крекинг	Пиролиз керосина	Каталитичес-кий крекинг	Каталитичес-кий риформинг	Гидро-крекинг
1	2	3	4	5	6
Метан	16,0	41,4	3,4	13,0	6,9

 

продолжение табл. 1.1

 

1	2	3	4	5	6
Этан	17,0	8,3	2,8	21,0	14,0
Пропан	21,5	1,0	10,7	32,0	44,7
Бутан	19,5	5,4	31,0	28,0	34,4
Этилен	2,5	22,0	4,5	-	-
Пропилен	9,0	14,5	23,8	-	-
Бутилены	14,3	11,7	23,7	-	-
Водород	0,2	0,6	0,1	6,0	-