Аппаратурно-технологическая схема. Принципиальная технологическая схема Основы химических производств учеб. пособие

Аппаратурно-технологическая схема снабжается спецификацией оборудования, содержащей следующие данные: номер аппарата на схеме и его наименование, основная характеристика аппарата (объем, масса, поверхность, габаритные размеры, основной материал для изготовления аппарата) и количество аппаратов.
Аппаратурно-технологическая схема должна быть нарисована на отдельном листе; все аппараты, представленные в ней, должны быть пронумерованы сквозной нумерацией, слева - направо, по часовой стрелке, вкруговую.
Аппаратурно-технологическая схема обладает большой маневренностью и позволяет вести работу по различным вариантам в зависимости от качества перерабатываемого сырья.
Аппаратурно-технологическая схема (рис. XII.1) состоит из плавителя 1 шнекового типа, плавление в котором происходит за счет циркуляции растворов через кожухотрубный подогреватель 3, питаемый паром низкого давления. Расплавленная суспензия поступает в сгуститель 2, из которого сгущенную часть направляют на разделение в центрифугу 4, слив частично используют как теплоноситель в процессе плавления, а частично его направляют на вторую стадию высаливания.
Аппаратурно-технологическая схема отличается от изложенной выше наличием специальных теплообменников для обеспечения плавления мирабилита. Обогрев выполняет вода, охлаждающая пары спирта в конденсаторе и нагревающая далее плавильную суспензию.
Аппаратурно-технологическая схема этого процесса включает: емкость с мешалкой для выделения в осадок сульфата натрия; сгуститель, барабанный вакуум-фильтр для отделения твердой фазы и ее промывки; дистилляционной колонны для отгонки органического растворителя.
Аппаратурно-технологическая схема состоит из двух виброэкстракторов высотой 6 м с 16 тарелками и трех экстракторов-сепараторов. Исходный раствор полисульфона поступает в виброэкстрактор. Экстрагентом является промывная вода, поступающая со второго виброэкстрактора противотоком к раствору. В каждой ступени экстрактора-сепаратора происходит экстракция раствора и разделение на рафинат и экстрагент. Очищенный раствор полисульфона в хлорбензоле поступает на высажде-ние.
Типовая аппаратурно-технологическая схема состоит из трех схем-контуров: схемы-контура движения жиров; схемы-контура движения водорода и схемы-контура движения катализатора. На практике все эти схемы объединены в единую взаимосвязанную технологическую схему гидрогенизации. Ниже приводится описание каждой схемы-контура.
Данная аппаратурно-технологическая схема может быть частично изменена в зависимости от конкретных условий. Если, на-лример, кислотное число жировой смеси не превышает 0 5 мг КОН, - смесь не подвергают щелочной рафинации.
Аппаратурно-технологическая схема получения комплексных NP - и NPK-удобрений, предусматривающая раздельную аммо-низацию азотной и фосфорной кислот и включающая стадию сушки готового продукта, практически аналогична технологической схеме получения фосфатов аммония с использованием аммонизатора-гранулятора (рис. VII-3), но отличается от нее включением оборудования, предназначенного для получения плава нитрата аммония, и узлом подачи хлорида калия в процесс.
Аппаратурно-технологическая схема процессов окисления, алкилирования, конденсации, изомеризации мало отличается от приведенных схем реакционных аппаратов. Аппараты могут лишь отличаться материалом, конструкцией мешалки, типом теплоносителя.
Аппаратурно-технологическая схема установки ТОР построена аналогично схеме других плазмохимических установок, показанных на рисунках 4.20, 4.24, 4.29. Процесс денитрации на установке ТОР осуществляли следующим образом.
Аппаратурно-технологическая схема производства нитроэмалей и нитрогрун-товок приведена на рис. 4.6. Нитрооснову получают по схеме (см. рис. 4.1) получения нитролаков, описанной выше (с. Пигментные пасты получают диспергированием полуфабрикатных пигментных паст на бисерной мельнице, в шаровой мельнице или на краскотерочной трехвалковой машине.
Аппаратурно-технологическая схема производства нитроэмалей и нитрогрун-товок приведена на рис. 4.6. Нитрооснову получают по схеме (см. рис. 4.1) получения нитролаков, описанной выше (с. Пигментные пасты получают диспергированием полуфабрикатных пигментных паст на бисерной мельнице, в шаровой мельнице или на краскотерочной трехвалковой машине. Кроме того, применяют суховальцованные пасты пигментов (СВП), изготовляемые обычно на предприятиях, производящих коллоксилин - Пол учение СВП. Сухие пигменты замешивают с обводненным коллоксилином, дибутилфталатом и стабилизатором. Затем густую высоковязкую массу вальцуют на двухвалковых фрикционных вальцах, обогреваемых водяным паром.
Аппаратурно-технологические схемы производства микро-фильтров на основе волокон и волокнистых (волокнисто-пленочных) материалов весьма разнообразны и зависят от вида используемого сырья и состава композиции. Это могут быть целлюлозные материалы, материалы из химических волокон или ВПС, в которых используются анизометричные частицы только одного типа. Композиционные материалы могут представлять собой объемные смеси волокнистых (волокнисто-пленочных) частиц различной природы и смеси волокнистых частиц или слоистые структуры.

Аппаратурно-технологическая схема биологической очистки включает биокоагулятор, первичный отстойник, аэротенки-смесители, вторичные отстойники, гравийно-песчаные фильтры, ершовый смеситель и контактный резервуар для дезинфекции гипохлоритом натрия, илоуплотнитель, дегельминтизатор для обеззараживания осадков.
Современные аппаратурно-технологические схемы производства удобрений позволяют совмещать несколько стадий процесса в одном аппарате. Так, стадию смешения компонентов часто аппаратурно объединяют со стадией гранулирования.
Аппаратурно-технологическая схема получения гексафторида урана. Аппаратурно-технологическая схема восстановления гексафторида урана включает узлы подачи реагентов, измерения и регулирования их расхода; реактор восстановления; аппаратуру для обеспыливания газов и извлечения из них фтористого водорода, горелку для сжигания водорода и систему охлаждения и затаривания тетрафторида урана. Для подачи гексафторида урана в реактор контейнеры, в которых он транспортируется, нагревают до определенной температуры. Для этой цели необходимо использовать по меньшей мере два контейнера, чтобы после опорожнения одного из них немедленно начать подачу гексафторида в реактор из второго контейнера.
Аппаратурно-технологическая схема переработки полигалита Жилянского месторождения на бесхлорное калийно-азотно-магниевое удобрение (нитрокалимаг) представлена на рис. III. Полигалитовая руда после молотковой дробилки / с крупностью 5 - 10 мм поступает в стержневую мельницу 2, куда одновременно подают в заданном соотношении оборотный раствор.
Аппаратурно-технологическую схему работающего или проектируемого предприятия, цеха или участка необходимо представлять в таком виде, чтобы с ее помощью можно было оценивать, анализировать и рассчитывать основные показатели технологического процесса, потоки основных и вспомогательных материалов, основное и вспомогательное технологическое оборудование, обнаруживать узкие места в производстве продукции, энергетические затраты.
В аппаратурно-технологическую схему входят узлы отгонки метиленхлорида с примесями других летучих веществ; отстаивания; ректификации для выделения из органической фазы метиленхлорида; нейтрализации; фильтрования; выпаривания; прокаливания и сжигания; сорбционной очистки дистиллята выпаривания.

К аппаратурно-технологическим схемам после материального расчета и подбора оборудования составляется спецификация оборудования.
На аппаратурно-технологической схеме вычерчивается все без исключения технологическое оборудование. Аппараты изображаются упрощенно и наносятся на схему в масштабе. Каждый аппарат на аппаратурно-технологической схеме изображается в виде не слишком подробного эскиза, который все же должен отражать принципиальные особенности работы аппарата.

При оформлении аппаратурно-технологических схем следует руководствоваться рядом условных обозначений, принятых в практике проектирования промышленных предприятий.

После составления аппаратурно-технологической схемы и материального расчета производят расчет и подбор технологического оборудования. Целью расчета является выявление основных конструктивных размеров оборудования, типа и количества установленных аппаратов.
Разработаны три варианта аппаратурно-технологической схемы производства димонофосфата кальция с максимальным использованием оборудования действующих цехов производства фосфорсодержащих удобрений.
Нитрооснову получают по аппаратурно-технологической схеме получения нитролаков (см с. После смешения полуфабрикатов и типизации лак подвергают очистке на центрифугах типа СГО-100. После высыхания лак образует эластичную пленку с высоким глянцем. Его применяют для окраски кож в черный цвет.
Нитрооснову получают по аппаратурно-технологической схеме получения нитролаков (см. с. После смешения полуфабрикатов и типизации лак подвергают очистке на центрифугах типа СГО-100. После высыхания лак образует эластичную пленку с высоким глянцем. Его применяют для окраски кож в черный цвет.
Схема обезвоживания мирабилита способом плавления - выпаривания. В работе приводится аппаратурно-технологическая схема, по которой мирабилит, полученный охладительной вакуум-кристаллизацией, поступает в реактор для плавления. Теплоносителем служит расплав, нагреваемый за счет теплообмена на стадии конденсации паров органического растворителя.
На рис. 3.2 приведена аппаратурно-технологическая схема получения эмалей и грунтовок с применением краскотерочных машин.
Аппаратурно-технологическая схема производства хлористого магния в шахтной электропечи. На рис. 32 приводится аппаратурно-технологическая схема производства хлористого магния в шахтных электропечах.
На рис. 31 дана аппаратурно-технологическая схема фильтрации шламовой пульпы.
Схема фазовых полей системы Na2O - Al2O3 - Na2O - Fe203 - 2CaO - SiO2.| Схема спекания боксито-содоизвестковой шихты. На рис. 53 показана примерная аппаратурно-технологическая схема спекания боксито-содоизвестняковой шихты. Исходная шихта из мешалки по напорному распределительному трубопроводу через форсунку подается в трубчатую вращающуюся печь, где спекается. Полученный спек из печи пересыпается в барабанный холодильник, охлаждается в нем и транспортером подается на дробление. Дробилка спека работает в замкнутом цикле с грохотом.
Схема водоочистной установки УВ-05. На рис. 7.4 представлена упрощенная аппаратурно-технологическая схема водоочистной установки УВ-05. Расход электроэнергии составляет 1 - 1 2 кВт - ч на 1 м3 очищенной воды.
В 1958 - 1959 гг. аппаратурно-технологическая схема была проверена в лабораторных условиях.

В зависимости от конъюнктуры спроса аппаратурно-технологическая схема действующего катализаторного производства первой очереди завода позволяет выпускать цеолиты ЛаХ, Лес.
Аппаратурно-технологическая схема стадий окислительного обжига шихты и выщелачивания спека. На рис. 7 представлена одна из аппаратурно-технологических схем стадий окислительного обжига шихты и выщелачивания спека.
Схема последовательного варианта комбинированного способа Байер - спекание. Другим недостатком последовательного варианта Байер - спекание является громоздкость аппаратурно-технологической схемы из-за двустадийной переработки сырья.
В производстве полупроводниковых материалов, как это видно из аппаратурно-технологических схем получения элементарных полупроводников (см. рис. 3.1 и 3.3), применяется большое количество различных аппаратов. Многие из них, особенно на переделе получения поликристаллических полупроводников, относятся к аппаратам общей химической технологии. Это ректификационные колонны, скрубберы, конденсаторы, абсорберы и др. Принципиальные конструктивные схемы этих аппаратов относительно просты и не требуют особого пояснения. Наиболее ответственными в общей цепи аппаратов являются установки для получения конечной продукции - монокристаллов полупроводников.
Таким образом, в течение 7 месяцев с.г. в комплексе отработана аппаратурно-технологическая схема переработки галито-ланг-бейнитового остатка на поваренную соль для диафрагменного электролиза и сульфатные соли и магния, что позволит значительно сократить сроки освоения мощности производства и обеспечить достижение проектных технико-экономических показателей.
Структурно-технологическая схема переработки ТПБО. На рис. 8.36 представлена структурно-технологическая, а на рис. 8.37 - принципиальная аппаратурно-технологическая схема переработки ТПБО.
С целью удешевления процесса очистки воды необходимо стремиться к максимальному упрощению аппаратурно-технологической схемы и ее автоматизации, а также использованию аппаратов большой единичной мощности и дешевых реагентов при минимальном расходе последних.
Схема процесса получения тетрафторида урана. Из описания схемы, в которой указаны лишь наиболее важные узлы аппаратурно-технологической схемы, можно сделать вывод о сложности производства, описываемого лишь двумя химическими уравнениями.

Принципиальная технологическая схема не дает представления об оснащении в котором происходят технологические процессы, его расположение по высоте, а также о транспортных средствах, используемые для перемещения сырья, полупродуктов и готовой продукции. На аппаратурно -технологической схеме в определенной последовательности (по ходу производства) изображают все оборудование, которое обеспечивает ход технологических процессов и связанное с ним другое заводское оборудование (например транспортное), а также элементы самостоятельного функционального назначения (насосы, арматура, датчики и т. п.).

Схема должна содержать: а) графически упрощенное изображение оборудования в взаимосвязанной технологической и монтажной связи; б) перечень всех элементов схемы (экспликацию); в) таблицу точек замера и контроля параметров процесса; г) таблицу условных обозначений коммуникаций (трубопроводов).

Экспликацию размещают над основной надписью (на расстоянии не меньшее 12 гг от нее) в виде таблицы, которую заполняют сверху вниз по форме, изображенной на рис. 2.

Рис. 2. Экспликация элементов аппаратурно-технологической схемы.

В графе “Обозначение” приводят соответствующие обозначения элементов схемы. Возможные два варианта обозначений. Для первого все элементы схемы обозначают целыми числами. Для второго – буквами, например: пресс шнековый – ПШ, насос – Н и т. п.. При наличии в схеме нескольких элементов одной названия к буквенному обозначению прибавляют числовой индекс, которые вписывают из правой стороны после буквенного, высота числового индекса может равняться высоте буквы, например: бродильные аппараты БА1, БА2, …БА10. Для арматуры и приборов высота числового индекса должна равняться половине высоты букв, например: В32 (вентиль запорный второй), КП4 (кран пробный четвертый).

Рис. 1.

Обозначение элементов схемы для аппаратов, машин и механизмов проставляют непосредственно на изображениях оборудования или рядом с ними; для арматуры и контрольно-измерительных приборов (КИП) – только рядом с их изображением.

В графе “Название” приводят название соответствующего элемента, а в графе “Количество” цифрами обозначают количество единиц соответствующих элементов схемы.

В графу “Примечание” заносят марку или короткую характеристику элемента схемы.

Все оборудование на схеме чертят сплошными тонкими (0,3-0,5 гг), а трубопроводы и арматуру – сплошными основными в два-три раза толщими линиями.

Все оборудование на схеме показывают условно соответственно приведенных графических обозначений. В случае отсутствия в методических указаниях условного графического обозначения на определенное оборудование схематично изображают его конструктивный контур, показывая при этом основные технологические штуцеры, люки, вход и выход основного продукта.

Разведение трубопроводов изображается схематично: они должны отходить от основных магистральных трубопроводов, показанных также схематично низшее или высшее оснащение, представленного на схеме.

Условные обозначения трубопроводов изображенные на рис. 3.

Рис. 3. Условные обозначения трубопроводов

Жидкие и твердые вещества обозначают сплошной, а газ и пар – контурными равносторонними стрелками.

Движение основного продукта по всей схеме показывают сплошной линией – от сырья к готовой продукции. При этом основной поток продукта изображают утолщенной линией.

Коммуникации для других веществ, в отличие от продуктовых, целесообразно изображать не сплошной линией, а с разрывом через каждые 20-80 мм; в этих промежутках проставляют цифровые обозначения, принятые для того или другого вещества.

Возможное изображение коммуникаций линиями определенного цвета, но с обязательным дублированием цифровыми обозначениями.

В стандарте принятые цифровые обозначения для 27 веществ. Если в схеме надо показать трубопроводы для веществ, не приведенных в стандарте, то на изображении соответствующей коммуникации проставляют цифру, начиная с 28 и дальше.

Условные изображения и обозначение трубопроводов, принятые на схеме, должны быть расшифрованы в таблицы условных обозначений по форме, изображенной на рис. 4.

Таблицу размещают в левому нижнему кованые листа.

Рис. 4. .

На каждом трубопроводе возле места его отвода (подведение) от (к) магистрального или места его подключения (отключение) к (от) аппарата или машины проставляют стрелки, которые указывают направление движения потока.

Технологические схемы выполняют на листах бумаги для черчений форматов А0, А1, А2, А3, А4. Дополнительные форматы получаются увеличением сторон основных на величины, кратные размерам 297 и 210 гг формата А4.

Основную надпись размещают в правому кованые листа и выполняют по форме, приведенной на рис. 5.

Рис. 5. Форма основной надписи.

Размещение дополнительной графы (размером 70(14 гг) для повторной записи обозначения документу показан на рис. 6.

Составление аппаратурно-технологической схемы начинают с нанесения на листы бумаги для черчений (удобнее миллиметрового) тонкими горизонтальными линиями уровней с нанесением пометок по высоте этажей производственных помещений. Потом чертят соответствующие условно-графические обозначения технологического оснащения, в том числе вспомогательного (хранилища, сборники, мерники, уловители, канализационные приемщики, отстойники, насосы, компрессоры, огнезаградители, специальные транспортные средства и т. п.).

Рис. 6. Размещение основной надписи и дополнительной графы на листах: 1 – основная надпись; 2 – дополнительная графа.

Размещение оборудования на схеме обязательно должно отвечать его этажному размещению, поскольку оно связано с наличием транспортных средств. Графически изображая условные обозначения оснащения, масштаба не придерживаются, но сохраняют определенную пропорциональность.

На черчении аппаратурно-технологической схемы должны быть изображенные материальные трубопроводы, предупредительная и задвижная арматуры, которые имеет существенное значение для правильного и безопасного ведения технологического процесса. На аппаратах и трубопроводах обозначают все контрольно-измерительные и регулировочные приборы (исполнительные механизмы и датчики), а также места отбора проб, нужных для обеспечения надлежащего контроля и управления технологическим процессом.

Точка измерения параметра обозначается кругом с порядковым номером внутри (например 5 – температура, 6 – давление).

Указанные на оборудовании и трубопроводах места установление приборов для измерения и контроля температуры, давления, затраты рабочей среды и т. п. вносят в таблицу (рис. 7).

Арматура и КИП, которое их устанавливают на оборудовании, должны быть показаны на схеме соответственно их соответствующей действительности расположения и изображенные соответственно условным графическим изображением.

Рис. 7. .

Начало технологического процесса изображается на листы обязательно по левую сторону, а конец – по правую сторону, хотя расположение оснащения в производственном помещении не всегда отвечает этим условиям. Оборудование на схеме размещают за основным продуктовым потоком.

В случае компонования оборудование на нескольких параллельных линиях (например в случае составления схемы разлива вина у бочки и бутылки) схему подают в двух параллельных уровнях (чтобы не растягивать), но с указанием одной и той самой пометки уровня пола. Если производство многостадийное, аппаратурно-технологической схемы чертят для каждой стадии в отдельности соответственно технологической схеме производства.

В аппаратурно-технологической схеме нет потребности чертить всю параллельно работающую аппаратуру, например приемочные бункера, бродильные аппараты, фильтры и т. д. Чертят количество аппаратов, необходимую для полное представление последовательности технологических процессов. При этом в перечня элементов схемы обязательно указывают общее количество единиц оборудования одного назначения.

В случае изображения на схеме однотипного оборудования следует отметить специфику его использования и обозначить разными индексами или номерами, например центрифуга для виноматериала и центрифуга для дрожжевого осадка. Размещать изображения оборудования надо по возможности компактно, но с учетом нужных интервалов для продуктовых коммуникаций, подведенных к аппаратам машин в тех точках, где они подведены в действительности. Линии трубопроводов показывают на схеме горизонтально и вертикально параллельно линиям рамки листа. Изображение коммуникаций не должны перекрещивать изображение аппаратуры. Если возникает взаимное перекрещение изображений, делают обведения.

За большой длины линии продуктовой коммуникации между отдельными аппаратами ее в исключительных случаях можно прервать. При этом на одном конце прерванной линии указывают, к какой позиции на схеме эта линия должна быть подведена, а на противоположном конце – от какой позиции она подводиться. Горизонтальный или вертикальный уровень разрыва сохраняются.

На линиях коммуникаций, которые показывают введение сырья в производство или отвод готовой продукции и отходов, делают надпись, которая указывает откуда поступает или куда подводиться тот или другой продукт. Например, на линии, которая обозначает подведение спирта, пишут “Из спиртохранилища”; на линии, которая обозначает выход продукции “На состав готовой продукции” и т. п.

В дополнении приведен пример аппаратурно-технологической схемы получения белых столовых виноматериалов.

Технологическая схема - это фиксированные тем или иным способом последовательность и перечень технологических операций, которые надо выполнить, чтобы превратить исходное сырье в готовый продукт. Цель составления схемы заключается в наглядном представлении последовательности технологического процесса производства.

Простейшей схемой является векторная . В ней изображают каждую операцию простыми геометрическими фигурками с соответствующими разъяснительными надписями и стрелками, однако не отражают аппараты, в которых осуществляется процесс, транспортные средства, не указывают использование воды, пара, хладагентов, отходов производства.

Наиболее целесообразным является изображение аппаратурно-техноло-гической схемы , в которой рисунками воспроизводятся в основных чертах контуры той машины, на которой будет выполняться та или иная операция.

Вычерчивают аппаратурно-технологическую схему, начиная с приемки сырья и заканчивая хранением готовой продукции, строго соблюдая поточность процесса.

Схема чертится слева направо либо сверху вниз, что определяется направлением технологического производственного потока. В производственном здании завода расположение оборудования не всегда отвечает данному требованию. Ввиду этого при составлении технологической схемы необходимо отвлечься от взаиморасположения аппаратуры в здании предприятия и на листе располагать оборудование по ходу производственного потока.

Оборудование вычерчивается на технологической схеме в виде контура, напоминающего изображаемый объект, в произвольно выбранном масштабе, однако с соблюдением относительных размеров (пропорциональности), с указанием основных конструктивных особенностей (рубашками, змеевиками, мешалками и т.п.).

Вычерчивается только то количество единиц одноименной аппаратуры (например, бродильных аппаратов), которое необходимо для полного представления последовательности технологических процессов (чаще всего изображают одну единицу оборудования независимо от того, сколько фактически получилось при расчете).

Изображение машин и аппаратов следует размещать с интервалами, необходимыми для подвода и отвода различных коммуникаций.

Основной продуктовый поток, начиная с сырья, показывается на протяжении всей схемы сплошной утолщенной линией. Он подводится и отводится в те точки, которые предусмотрены конструкцией оборудования. На входе и выходе стрелками в виде равносторонних треугольников обозначается направление движения продукта. Коммуникации не должны пересекать изображение оборудования.

При большой протяженности продуктовой коммуникации ее можно прервать и на одном конце прерванной линии написать, что и к какой позиции по схеме должно быть отведено, а на другом конце разрыва - что и от какой позиции подведено. Например: «сусло от поз. 25, дрожжи к поз. 70».

Кроме основной продуктовой коммуникации, на схеме изображают подводы воды, пара, диоксида углерода, хладагента и пр., расходуемые на технологические нужды.

На коммуникациях, показывающих ввод сырья в производство, отвод готовой продукции, отходов, делаются надписи, указывающие, откуда поступает сырье и куда удаляется тот или иной продукт или отход. Например: «хмель из склада», «дробина на реализацию».

Процесс получения каучука включает следующие основные стадии:

Стадию подготовки шихты;

Стадию подготовки каталитического комплекса (к/к);

Непрерывную полимеризацию.

Полимеризацию проводят в стадии из двух последовательно соединенных полимеризаторов, охлаждаемых рассолом. Полимеризатор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат емкостью 20 м3, снабженный рубашкой, через которую циркулирует хладагент (энтальпия полимеризации 1050 кДж/кг), и спиралевидной мешалкой м лопастями и скребками, обеспечивающими непрерывное перемешивание и очистку от полимера всей внутренней поверхности аппарата . Предварительно охлажденный растворитель смешивается в заданном соотношении с мономером (изопреном) в специальном смесителе и дозировочным насосом подается в первый аппарат полимеризационной батареи. Технологическая схема процесса изображена на рисунке 2. Концентрация изопрена в растворе 16-18% по массе. В этот же аппарат непрерывно поступает заранее приготовленный каталитический комплекс. В качестве катализатора используется катализатор Циглера-Натта на основе титана. Образование каталитического комплекса протекает с высокой скоростью и выделением 251,4 кДж/моль тепла. Все компоненты каталитического комплекса, а именно, четыреххлористый титан (ТiCl4), триизобутилалюминий (ТИБА), а также модификаторы дифинилоксид (дипроксид) смешиваются в определенном соотношении в специальном смесителе. Далее смесь в теплообменном аппарате доводится до температуры 70 єС и дозировочным насосом подается в трубопровод для шихты непосредственно перед введением ее в полимеризационную батарею. В этот же трубопровод поступает водород дозировкой 0,1 м3 /т. Продолжительность процесса полимеризации составляют 2-6 часов, конверсия изопрена может достигать 95 %. Принципиальная схема стадии полимеризации процесса получения изопренового каучука представлена на рисунке 3.

П1, П2 - полимеризаторы.

Рисунок 3 - Принципиальная технологическая схема стадии полимеризации

Заключительными стадиями технологического процесса являются дезактивация катализатора, а также выделение каучука из раствора методом водной дегазации и сушка каучука.

Архитектуры систем дистанционного доступа

Современные системы дистанционного исследования и моделирования строятся по принципу клиент-серверной архитектуры. Это обеспечивает им ряд преимуществ относительно файл-серверных приложений. Клиент-серверная система характеризуется наличием двух взаимодействующих самостоятельных процессов - клиента и сервера, которые, в общем случае, могут выполняться на разных компьютерах, обмениваясь данными по сети. По такой схеме могут быть построены системы обработки данных на основе СУБД, почтовые и другие системы. Мы будем говорить, конечно, о базах данных и системах на их основе. И здесь удобнее будет не просто рассматривать клиент-серверную архитектуру, а сравнить ее с другой - файл-серверной.

В файл-серверной системе данные хранятся на файловом сервере (например, Novell NetWare или Windows NT Server), а их обработка осуществляется на рабочих станциях, на которых, как правило, функционирует одна из, так называемых, "настольных СУБД" - Access, FoxPro, Paradox и т.п.

Приложение на рабочей станции "отвечает за все" - за формирование пользовательского интерфейса, логическую обработку данных и за непосредственное манипулирование данными. Файловый сервер предоставляет услуги только самого низкого уровня - открытие, закрытие и модификацию файлов, подчеркну - файлов, а не базы данных. База данных существует только в "мозгу" рабочей станции.

Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается несколько независимых и несогласованных между собой процессов. Кроме того, для осуществления любой обработки (поиск, модификация, суммирование и т.п.) все данные необходимо передать по сети с сервера на рабочую станцию (рисунок 4).

Рисунок 4 - Файл-серверная модель системы

автоматизированный обучающий система проектирование

В клиент-серверной системе функционируют (как минимум) два приложения - клиент и сервер, делящие между собой те функции, которые в файл-серверной архитектуре целиком выполняет приложение на рабочей станции. Хранением и непосредственным манипулированием данными занимается сервер баз данных, в качестве которого может выступать Microsoft SQL Server, Oracle, Sybase и т.п.

Формированием пользовательского интерфейса занимается клиент, для построения которого можно использовать целый ряд специальных инструментов, а также большинство настольных СУБД. Логика обработки данных может выполняться как на клиенте, так и на сервере. Клиент посылает на сервер запросы, сформулированные, как правило, на языке SQL. Сервер обрабатывает эти запросы и передает клиенту результат (разумеется, клиентов может быть много).

Таким образом, непосредственным манипулированием данными занимается один процесс. При этом обработка данных происходит там же, где данные хранятся - на сервере, что исключает необходимость передачи больших объемов данных по сети (рисунок 5)

Рисунок 5 - Клиент-серверная модель системы

Какие же качества привносит клиент-сервер в информационную систему:

Надежность. Сервер баз данных осуществляет модификацию данных на основе механизма транзакций, который придает любой совокупности операций, объявленных как транзакция, следующие свойства:

· атомарность - при любых обстоятельствах будут либо выполнены все операции транзакции, либо не выполнена ни одна; целостность данных при завершении транзакции;

· независимость - транзакции, инициированные разными пользователями, не вмешиваются в дела друг друга;

· устойчивость к сбоям - после завершения транзакции, ее результаты уже не пропадут.

Механизм транзакций, поддерживаемый сервером баз данных, намного более эффективен, чем аналогичный механизм в настольных СУБД, т.к. сервер централизованно контролирует работу транзакций. Кроме того, в файл-серверной системе сбой на любой из рабочих станций может привести к потере данных и их недоступности для других рабочих станций, в то время как в клиент-серверной системе сбой на клиенте, практически, никогда не сказывается на целостности данных и их доступности для других клиентов.

Масштабируемость - это способность системы адаптироваться к росту количества пользователей и объема базы данных при адекватном повышении производительности аппаратной платформы, без замены программного обеспечения.

Общеизвестно, что возможности настольных СУБД серьезно ограничены - это пять-семь пользователей и 30-50 Мб, соответственно. Цифры представляют собой некие средние значения, в конкретных случаях они могут отклоняться как в ту, так и в другую сторону. Что наиболее существенно, эти барьеры нельзя преодолеть за счет наращивания возможностей аппаратуры.

Системы же на основе серверов баз данных могут поддерживать тысячи пользователей и сотни ГБ информации - дайте им только соответствующую аппаратную платформу.

Безопасность. Сервер баз данных предоставляет мощные средства защиты данных от несанкционированного доступа, невозможные в настольных СУБД. При этом права доступа администрируются очень гибко - до уровня полей таблиц. Кроме того, можно вообще запретить прямое обращение к таблицам, осуществляя взаимодействие пользователя с данными через промежуточные объекты - представления и хранимые процедуры. Так что администратор может быть уверен - никакой слишком умный пользователь не прочитает то, что ему читать не положено.

Гибкость. В приложении, работающем с данными, можно выделить три логических слоя:

· пользовательского интерфейса;

· правил логической обработки (бизнес-правил);

· управления данными (не следует только путать логические слои с физическими уровнями, о которых речь пойдет ниже).

Как уже говорилось, в файл-серверной архитектуре все три слоя реализуются в одном монолитном приложении, функционирующем на рабочей станции. Поэтому изменения в любом из слоев приводят однозначно к модификации приложения и последующему обновлению его версий на рабочих станциях.

В двухуровневом клиент-серверном приложении, показанном на рисунке 1.4, как правило, все функции по формированию пользовательского интерфейса реализуются на клиенте, все функции по управлению данными - на сервере, а вот бизнес-правила можно реализовать как на сервере используя механизмы программирования сервера (хранимые процедуры, триггеры, представления и т.п.), так и на клиенте. В трехуровневом приложении появляется третий, промежуточный уровень, реализующий бизнес-правила, которые являются наиболее часто изменяемыми компонентами приложения (рисунок 6).

Рисунок 6 - Трехуровневая клиент-серверная модель

Наличие не одного, а нескольких уровней позволяет гибко и с минимальными затратами адаптировать приложение к изменяющимся требованиям. Если необходимо внести изменения в логику работы программы, то:

1) В файл-серверной системе мы "просто" вносим изменения в приложение и обновляем его версии на всех рабочих станциях. Но это "просто" влечет за собой максимальные трудозатраты.

2) В двухуровневой клиент-серверной системе, если алгоритмы обработки данных реализованы на сервере в виде правил, его выполняет сервер бизнес-правил, реализованный, например, в виде OLE-сервера, и мы обновим один из его объектов, ничего не меняя ни в клиентском приложении, ни на сервере баз данных.

Таким образом, клиент-серверная архитектура является более перспективной и менее затратной в эксплуатации, однако первоначальные затраты на её разработку больше, чем при использовании файл-серверной архитектуры системы. Кроме того, обработка данных на сервере и передача результатов на клиент является необходимым условием для построения дистанционных систем.

1.
Современное состояние нефтехимического синтеза. Главные продукты и технологии
Разработка других видов горючего и новых направлений в области переработки природного газа и других источников углерода. Технологии синтеза диметилового эфира из биомассы и синтез-газа. Особенности нестандартных процессов получения горючего.
контрольная работа , добавлена 04.09.2010

2.
Чистка конвертированного газа от монооксида углерода
Описание конверсионного метода получения водорода как его восстановления из водяного пара окисью углерода, содержащейся в продуктах газификации горючего. Анализ технологической схемы процесса, черта отходов и применяемых хим реакторов.
курсовая работа , добавлена 22.10.2011

3.
Сравнительный анализ: способы получения синтез-газа
Методы получения синтез-газа, газификация каменного угля. Новые инженерные решения в газификации угля. Конверсия метана в синтез-газ. Синтез Фишера-Тропша. Аппаратурно-техническое оформление процесса. Продукты, получаемые на базе синтез-газа.
дипломная работа , добавлена 04.01.2009

4.
Водород — горючее грядущего
Исследование физических и хим параметров водорода, способов его получения и внедрения. Черта топливного водородно-кислородного элемента Бэкона, хранения энергии планирования нагрузки. Анализ состава галлактического горючего, особенной роли платины.
курсовая работа , добавлена 11.10.2011

5.
Синтез метанола
Синтез метанола из оксида углерода и водорода. Технологические характеристики метанола (метиловый спирт). Применение метанола и перспективы развития производства. Сырьевые источники получения метанола: чистка синтез-газа, синтез, ректификация метанола-сырца.
контрольная работа , добавлена 30.03.2008

6.
Водород как другой источник горючего
Особенности производства и методы хранения водорода, способы его доставки водорода. Электролизные генераторы водорода для производства, достоинства их использования. Состав электролизного блока HySTAT-A. Водород как неопасная кандидатура бензину.
презентация , добавлена 29.09.2012

7.
Хим переработка углеводородного сырья
Роль углеводородов как хим сырья. Получение начального сырья и главные нефтехимические производства. Черта товаров нефтехимии. Структура нефтехимического и газоперерабатывающего комплекса Рф. Инновационное развитие отрасли.
курсовая работа , добавлена 24.06.2011

8.
Стадия чистки конвертированного газа от диоксида углерода
Физико-химические базы процесса производства аммиака, особенности его технологии, главные этапы и предназначение, объемы на современном шаге. Черта начального сырья. Анализ и оценка технологии чистки конвертированного газа от диоксида углерода.
курсовая работа , добавлена 23.02.2012

9.
Попутные нефтяные газы
Суть понятия «нефтяные газы». Соответствующая особенность состава попутных нефтяных газов. Нахождение нефти и газа. Особенности получения газа. Газовый бензин, пропан-бутовая фракция, сухой газ. Применение газов нефтяных попутных. Пути утилизации ПНГ.
презентация , добавлена 18.05.2011

10.
Развитие хим технологии на базе синтез-газа
Исследование способности внедрения синтез–газа в виде альтернативного нефти сырья, его роль в современной хим технологии. Получение метанола, суммарная реакция образования. Продукты синтеза Фишера–Тропша. Механизм гидроформилирования олефинов.
реферат , добавлена 27.02.2014

Другие работы, подобные Современные технологии газификации

Расположено на http://www.allbest.ru/

1. Состояние исследовательских работ в области производства горючего и энергии из углеводородного сырья
Главные источники горючего и энергии в современном мире — природные углеводородные газы, водянистые нефти и твердые органические вещества, к которым относятся нефтебитумы, сланцы и каменные угли . Источником сырья для получения моторных топлив и товаров основного органического синтеза в протяжении всего прошедшего века была и до сего времени остается нефть. Но, в текущее время положение начинает изменяться. Темпы роста разведанных припасов нефти уже не успевают за ее потреблением. Цены на сырую нефть выросли c 1999 г. по 2008 г. в 8 раз. Сокращение припасов нефти, в принципе, может в течение многих десятилетий компенсироваться за счет разработки других нужных ископаемых. В длительной перспективе уголь, припасов которого при сегодняшних темпах употребления хватит более чем на 1000 лет, может занять доминирующую позицию в мировой энергетике на базе новых технологических решений. По экспертным оценкам, в 2015 г. толика нефти на мировом энергетическом рынке сократится до 36-38%, в то время как толика газа вырастет до 24-26%, угля до 25-27%, на долю гидро- и атомной энергетики придется по 5-6%. Объем добычи угля к 2015 году в Рф составит 335 млн.т/г. .
Развитие нефтеперерабатывающей индустрии в мире в текущее время обосновано ростом спроса на моторные горючего, продукты нефтехимии и понижением употребления продукции нефтепереработки в энергетическом и промышленном секторах экономики . В США и Западной Европе фактически весь объем серьезных вложений применен для строительства новых вторичных процессов по облагораживанию и улучшению свойства промежных товаров первичной переработки нефти, улучшающих экологические свойства продукции действующих заводов.
Основная задачка нефтяной отрасли Рф, с учетом соотношения цен на сырую нефть, котельные и моторные горючего, глобальных тенденций употребления нефтепродуктов, также заключается в увеличении глубины переработки. Но, мировые тенденции в нефтегазовом комплексе — повышение глубины и эффективности переработки углеводородного сырья, увеличение свойства нефтепродуктов, развитие нефтехимии в целом — на Россию не распространяются, а ведь конкретно технический уровень развития нефтепереработки и газохимии, получения синтетических топлив и углеводородного сырья для хим и нефтехимической индустрии, в стратегическом плане определяет соответствие добывающего и хим комплексов, в целом.
На современном шаге для реализации программки развития производственной базы нефтехимии большой энтузиазм представляют технологии, основанные на использовании новых поколений каталитических систем. Сначала технологии, обеспечивающие создание как компонент высокооктановых бензинов, в т.ч. синтетического водянистого горючего, так и базисного сырья для нефтехимии (олефинов, ароматичных углеводородов, сырья для получения технического углерода). К таким технологиям относятся процессы глубочайшего каталитического крекинга, комплексы по производству ароматичных углеводородов, в том числе из сжиженных углеводородных газов, каталитический пиролиз, получения синтетического водянистого горючего. Эти процессы делают сырьевую базу для развития и увеличивают эффективность базисных процессов основного органического синтеза. .
В рамках решения трудности вовлечения в переработку разных видов углеводородного сырья, улучшения свойства топлив, повышенное внимание уделяется производству других топлив. Теоретические нюансы и определенные технологические решения по производству горючего и энергии из разных видов органического сырья тщательно рассмотрены в ряде узнаваемых монографий, обзоров и статей ближайшего времени, что свидетельствует об актуальности и неизменном интересе к этой дилемме .
Выделяют три группы других моторных топлив : синтетические (искусственные) водянистые горючего, получаемые из нетрадиционного органического сырья и близкие по эксплуатационным свойствам к нефтяным топливам; консистенции нефтяных топлив с кислородсодержащими соединениями (спирты, эфиры, водно-топливные эмульсии), которые по эксплуатационным свойствам близки к обычным нефтяным топливам; горючего ненефтяного происхождения, отличающиеся по своим свойствам от обычных (спирты, сжатый природный газ, сжиженные газы).
Перед современной российскей нефтехимией, в особенности животрепещущей является неувязка производства экологически незапятнанных моторных топлив (к примеру, заслуги умеренного содержания ароматичных углеводородов в бензинах — в границах 25-35 %, так как выпускаемые в текущее время продукты содержат до 43 % ароматичных углеводородов, в том числе 3-5% бензола, серу).
Другие моторные горючего по видам систематизируют последующим образом: газомоторные горючего (сжиженный природный газ, сжатый природный газ, сжиженные нефтяные газы — пропан, бутан); спирты и бензоспиртовые консистенции (метиловый, этиловый, изобутиловый и др. спирты и их консистенции с автобензином в разных пропорциях); эфиры (метилтретбутиловый эфир, метилтретамиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, диизопропиловый эфир, также диметиловый эфир); синтетические водянистые горючего, получаемые из природного газа и угля; биотоплива (биоэтанол, биодизель), получаемые из возобновляемых видов сырья; водород и топливные элементы, работающие на водороде.
Обширное распространение в мире получили газомоторные горючего, в особенности сжиженный пропан и бутан, сжиженный природный газ, сжатый природный газ . В качестве нестандартных источников углеродсодержащего сырья могут употребляться попутные газы нефтедобычи и метансодержащие выбросы угольных шахт, при наличии каталитических технологий. Особенный энтузиазм представляет возможность получения на базе газа подземной газификации угля метана, как заменителя природного газа.
Посреди разных спиртов и их консистенций наибольшее распространение получили метанол и этанол. Значимым недочетом этого вида горючего остается его высочайшая цена — зависимо от технологии получения спиртовые горючего в 1,8 — 3,7 раза дороже нефтяных. С энергетической точки зрения главное достоинство спиртов заключается в их высочайшей детонационной стойкости, — основными недочетами являются пониженная теплота сгорания, высочайшая теплота испарения и низкое давление насыщенных паров, этанол по эксплуатационным чертам лучше метанола. Метанол используют для получения синтетических водянистых топлив, в качестве высокооктановой добавки к горючему либо как сырье для производства антидетонационной добавки — метилтретбутилового эфира.
Распространение получили также оксигенатные горючего — консистенции автобензина с разными эфирами. Более всераспространенный метилтретбутиловый эфир — ядовитое вещество, и в ряде государств заместо метилтретбутилового употребляется этилтретбутиловый эфир. Особенное место занимает диметиловый эфир, получаемый из природного газа или вместе с метанолом, или из метанола, и являющийся прекрасным дизельным топливом. Большой энтузиазм к этому горючему проявляется в странах Азии, сначала в Китае, где его употребляют в качестве бытового баллонного газа, взамен дизельного горючего и как горючее для электрических станций. Главным сырьем для его производства в Китае является уголь .
Растет объем исследовательских работ по производству биотоплив из разных видов возобновляемого сырья, сначала биоэтанола и биодизеля (согласно эталону США, за биодизельное горючее принимаются малоалкиловые эфиры жирных кислот из растительного либо животного сырья ). Эти продукты удачно выполняются США, странами ЕС, Бразилией и др. . Специалисты считают, что только экономически оправданные биотоплива второго поколения, основанные на непродовольственных видах сырья, более сложных процессах перевоплощения, могут диверсифицировать энергетический портфель мира. Перспективы производства и использования биотоплив в Рф вызывают суровые сомнения.
По оценке энергетических и эксплуатационных черт других моторных топлив, более применимыми видами топлив являются синтетические водянистые горючего (СЖТ), диметиловый эфир, оксигенаты, добавляемые к обычным нефтяным, моторным топливам. Эти виды горючего имеют полностью применимые энерго и эксплуатационные характеристики, их применение фактически вполне вписывается в существующую инфраструктуру топливопотребления, не просит дополнительных вложений в эту инфраструктуру. Маленьких конфигураций востребует внедрение диметилового эфира .
Более многообещающими для внедрения в движках внутреннего сгорания признаны продукты ожижения углей, горючие газы и водянистые продукты их переработки, спирты, растительные масла, также водород как более энергоемкий и экологически незапятнанный носитель энергии .
При использовании газообразного горючего и спиртов понижаются выбросы углеводородов, СО и оксидов азота, а водород в качестве горючего избавляет опасность образования СО и углеводородов, но в купе с повышением эмиссии NO2 . Не считая того, при использовании спиртовых топлив, в 2-4 раза увеличивается содержание альдегидов в выбросах .
Рассматриваются варианты производства альтернативного горючего, основанного на больших разработках преобразования и хранения энергии при помощи водородного энергоэлемента с внедрением ядерных энергоисточников . Наикрупнейшими потребителями (до 90 % общего объема производства) являются хим (до 80 % от общего объема употребления) и нефтеперерабатывающая индустрия. Работы по использованию высокотемпературных реакторов для водородной энергетики развернуты в технологически продвинутых странах — США, Южной Корее, Стране восходящего солнца, Франции, ЮАР, Китае. Развитие подобных технологий в Рф позволит сохранить фаворитные позиции в мире в области атомной энергетики.
Стратегии большинства государств по получению качественных синтетических водянистых топлив из угля и природных газов нацелены на развитие так именуемых технологий CtL (Coal to Liquids) и GtL (Gas to Liquids). Эти технологии представляют собой совокупа хим производств по превращению угля и природного газа в высшие углеводороды, горючего и хим продукты (получение синтез-газа из метана, конверсия синтез-газа в высшие углеводороды по способу Фишера — Тропша, разделение и конечная переработка товаров) .
Технологии обеспечивают возможность перерабатывать синтез газ в широкий диапазон товаров — от этилена и альфа-олефинов до жестких парафинов, в большей степени линейного строения. Непредельные углеводороды представлены приемущественно альфа-олефинами, с наименьшим содержанием ароматичных веществ. Но имеется возможность разнообразить фракционный состав в достаточно широких границах. Главным параметром тут является температура синтеза .
Как отмечают спецы ООО “ВНИИГАЗ” , известные технологии не имеют принципных различий в построении технологической цепочки. На первой стадии получают синтез — газ, 2-ая стадия — синтез Фишера-Тропша и 3-я — ректификация и следующий гидрокрекинг (либо гидроизомеризация) томных фракций углеводородов. Наикрупнейшие нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие компании — ExxonMobil, Shell, ConocoPhyllips, Chevron, Marathon, Statol, Syntroleum и другие — имеют такие проекты на различных стадиях реализации, от опытнейших установок до действующих компаний. В мире фактически не осталось ни одной большой нефтегазовой компании, включая ОАО «Газпром», не располагающей своей технологией по производству топлив из газа, при всем этом все компании стремятся войти в число участников вероятного проекта сотворения завода СЖТ и не лицензируют свои разработки . Обычно, в этой группе рассматриваются и сопутствующие технологии конверсии метанола в бензин (methanol to gasoline, MtG), метанола в олефины (methanol to olefins, MtO), олефинов в бензин (olefins to gasoline and distillates, MtGD), также получения диметилового эфира (DME) и генерация энергии, в том числе из метанола .
Понятно, что технологии перевоплощения метана в синтез-газ основаны на реакциях паровой конверсии метана и парциальном окислении. Соотношение CO:H2 в синтез-газе находится в зависимости от способа его получения, варьируется для паровой и углекислотной конверсии. В реакции синтеза углеводородов, зависимо от катализатора, соотношение СО:Н2=1:1,5 и выше. Препядствия теплопередачи решаются в процессах автотермической конверсии природного газа. Фаворитом в разработке автотермических процессов получения синтез-газа является компания Haldor Topsoe , спроектировавшая установки для проектов GtL в ЮАР, Катаре и Нигерии.
Специалисты довольно оптимистично оценивают способности развития промышленности СЖТ. Непременно, продукция установок, работающих по реакции Фишера — Тропша, позволит, в смысле конкуренции с нефтяными дизельными топливами решать не глобальные, а отдельные региональные трудности обеспечения тс. Четче выслеживается возможность компаундирования СЖТ и установок GtL (фактически не содержащих серы и имеющих низкое содержание ароматичных соединений) с классической продукцией нефтеперерабатывающих заводов для получения топлив, отвечающих требованиям экологической безопасности.
В Рф разработаны технологии производства СЖТ из природного газа . В работе описана малостадийная разработка производства СЖТ на установках низкого давления, которая отличается наименьшим числом стадий, низким давлением процесса, возможностью использовать газовое сырье низконапорных и забалансовых месторождений. Процесс обладает гибким регулированием мощности, возможностью кратного масштабирования, определенные его экономические характеристики.
Как источнику сырья для производства СЖТ и ценных хим товаров, в текущее время усилился энтузиазм к углю. Исследования по получению различных товаров из углей интенсивно ведутся в странах, располагающих значительными угольными припасами либо ожидается рост спроса на энергию. Но ограничены сведения о технологии всеохватывающего использования угля для производства синтетического ЖМТ и электроэнергии, позволяющей гибко реагировать на потребности рынка в той либо другой продукции, в том числе, рассчитанной на разные марки углей.
Исследования в области производства синтетического моторного горючего и его промышленного освоения проводятся различными странами, к примеру, США, Германией, Южной Африкой, Японией, Великобританией, Нидерландами, Италией, Францией, Норвегией, и др.
Китай, занимающий по припасам угля третье место в мире (после США и Рф), является мировым фаворитом по его добыче (выше 2 миллиардов. т), потреблению (34 %) и созданию промышленных CtL — заводов. В топливно-энергетическом комплексе потребляется около 60 % всего добываемого угля. Намечено строительство ряда разных CtL — компаний, сначала в угледобывающих северных провинциях. Промышленные фабрики планируется выстроить в 2010 — 2011 гг., всего в Китае объявлено о 30 разных CtL — проектах, реализация которых позволит к 2020 г. довести долю СЖТ до 10 % от общего употребления нефтепродуктов, что превосходит среднемировые темпы развития отрасли.
Для решения технических задач при переработке угля, как сырья в процессе получения синтетических водянистых топлив, рассматриваются технологии с внедрением энергии плазмы . Эффективность внедрения технологии достигается при высочайшей концентрации энергии, высочайшей температуре и хим активности плазмы. В сопоставлении с классическими технологиями получения (выход СЖТ 120-140 кг/т угля), выход СЖТ составит около 161 кг/т угля. Вместе с высочайшей удельной производительностью, процесс характеризуется простотой, гибкостью и компактностью оборудования, но, по полностью понятным причинам, не может быть обширно нужен российскей экономикой.
Исследования по дилемме получения синтетического горючего из углей осуществляются и в Рф. В Рф в 70-80-х годах прошедшего столетия выполнялись насыщенные исследования, бывалые и проектно-конструкторские разработки по созданию конкурентоспособного с переработкой нефти производства моторных топлив и хим товаров из бурых и каменных углей, в главном открытой добычи, больших в мире месторождений Канско-Ачинского, Кузнецкого и др. угольных бассейнов.
Элемент GtL и CtL технологий — cинтез углеводородов из СО и Н2 по способу Фишера-Тропша представляет собой сложную систему хим реакций, протекающих поочередно и параллельно в присутствии катализатора . Уравнения реакций синтеза углеводородов в общем виде представлены ниже.
Для синтеза алканов:
nCO + (2n+1)H2 = CnH2n+2 + nH2O
2nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 + nCO2
3nCO + (n +1)H2 = CnH2n+2 +(2n+1)CO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n+2 + 2nH2O
Для синтеза алкенов:
nCO + 2nH2 = CnH2n + nH2O
2nCO + nH2 = CnH2n + nCO2
3nCO + nH2O = CnH2n + 2nCO2
nCO2 + 3nH2 = CnH2n + 2nH2O
Для спиртов и альдегидов:
nCO + 2nH2 = CnH2n+1ОН + (n — 1)H2O
(2n — 1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1ОН + (n — 1)CO2
3nCO + (n+1)H2O = CnH2n+1ОН + 2nCO2
(n+1)CO + (2n+1)H2 = CnH2n+1СНО + nH2O
(2n+1)CO + (n+1)H2 = CnH2n+1СНО + nCO2
В маленьких количествах могут создаваться кетоны, карбоновые кислоты и эфиры. Осложнением процесса синтеза является образование углерода по реакции Будуара.
Продукты синтеза Фишера-Тропша имеют огромное практическое значение как углехимическое сырье, в особенности в связи с тем, что они содержат много олефинов. Состав конечных товаров можно регулировать конфигурацией критерий воплощения синтеза: температуры, давления, состава обскурантистской консистенции, катализатора, времени контактирования, технологического дизайна процесса. Наибольший выход углеводородов в синтезе при соотношении СО:Н2 = 1:2, рассчитанный на основании суммы стехиометрических уравнений, равен 208,5 г/м3.
Для оптимизации синтеза нужно учесть сложную стехиометрию, термодинамику, кинетику хим взаимодействия с учетом параметров катализаторов, гидродинамическую обстановку в реакторе, процессы массо — и термообмена. Потому выбор хороших технологических критерий проведения синтеза углеводородов представляет собой непростую задачку, сложность которой заключается в необходимости обладания точными познаниями о закономерностях воздействия технологических характеристик на состав продукта и друг на друга. Решением этой задачки является идентификация процесса при помощи математического моделирования — составления уравнений, описывающих закономерности кинетики процесса, гидродинамической обстановки в реакторе, массо- и теплопереноса.
Для воплощения синтеза создано огромное число конструкций реакторов, предложено огромное число вариантов организации технологических схем, в том числе циркуляционных. В ЮАР с 1983 г. действует завода Сасол с суммарной производительностью около 33 млн. т в год по углю либо 4,5 млн. т в год по моторным топливам. В базу технологии положена газификация угля по способу Лурги под давлением с следующим синтезом углеводородов по способу Фишера-Тропша. Из 3-х методов синтеза Фишера-Тропша (процесс во взвешенном слое пылеобразного катализатора по методу компании Келлог, высокопроизводительный синтез на стационарном металлическом катализаторе по методу Рурхеми-Лурги и жидкофазный синтез по методу Rheinpreuben-Koppers) только 1-ый и отчасти 2-ой, исходя из опыта работы промышленного предприятия в г. Сасолбурге (ЮАР), относительно благоприятны для получения значимых количеств моторных топлив .
Один из вариантов оценок положительных и негативных параметров реакторов синтеза углеводородов представлен в работе . Обобщения создателей приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 — Реакторы для синтеза Фишера — Тропша