ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ

Под редакцией

канд. хим. наук СЕМЕНОВОЙ Т. А. и канд. хим. наук ЛЕЙТЕСА И. Л.

М О С К В А ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ» 1 9 7 7

Очистка технологических газов. Изд. 2-е, пер. и доп. М., «Химия», 1977.

В книге описаны основные методы очистки технологи ческих газов, применяемых для синтеза аммиака и некоторых других продуктов. Детально изложен широко распростра ненный метод моноэтаноламиновой очистки от двуокиси углерода и сероводорода; абсорбция двуокиси углерода и сернистых соединений водой, щелочными растворами и.

органическими растворителями; способы сухой	очистки
от сероводорода и каталитической тонкой очистки от	кисло

родсодержащих примесей. Значительное внимание уделено новым процессам очистки, в частности очистке природного газа от высших углеводородов, газов пиролиза — от окислов азота и ацетилена. Подробно изложены физико-химические основы процессов, а также их аппаратурно-технологическое оформление.

Книга предназначена для инженерно-технических работ ников химической, газовой, нефтеперерабатывающей и нефте химической промышленности; она может быть полезна пре подавателям и студентам, специализирующимся в области получения и переработки газового сырья.

488 стр., 88 табл., ^193 рис., 905 библиографических ссылок.

А в т о р ы : СЕМЕНОВА Г. А., Л Е Й Т Е С . И . Л А К С Е Л Ь РОД Ю. В., МАРКИНА М. Я., СЕРГЕЕВ С. Я., Х А Р Ь КОВСКАЯ Е. Н.

31403-036 О 050 (01)-77 36-77

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие						7
Глава I. Основные схемы производства газа для синтеза аммиака						9
Глава II. Основы процессов очистки газов						25-
1.	Основы абсорбционных методов очистки					25
	Физико-химические основы абсорбционных процессов					25
	Физическая абсорбция					25
V	Химическая			абсорбция ..................		32
	Основы	технологического оформления				36
	Разомкнутые			процессы .		36*
	Циркуляционные процессы					3&
	Абсорбенты для очистки г а з о в ..........................................................................					41
	Основы технологического расчета и термодинамической оптимизации					45
	абсорбционных процессов................................................
	Технологический расчет абсорбционпых процессов					44
	Кинетика		физической		абсорбции	53
	Кинетический			расчет	абсорберов . . . .	55
	Аппараты с непрерывным контактом Лаз					56
	Аппараты со ступенчатым контактом ф а з ............................................					59
	Теоретическиеосновы кинетики абсорбции, осложненной химиче					62
	ской р еа к ц и е й .....................................................................................................
	Кинетический расчет абсорберов для процессов с химической реак					70
	цией	аппаратурного.....................................................			оформления
	Основы					72
	Насадочные			абсорберы		72
2.	Тарельчатые			абсорберы ..................		81
	Основы адсорбционных методов очистки					86
	Статика	адсорбции				86
	Динамика		адсорбции . .			88
	Промышленные			адсорбенты ...............................		89
	Преимущества и недостатки адсорбционных методов					93
3. Основы каталитических методов очистки						93
	Литература					9&
	Глава III.	Очистка природного газа от высших углеводородов				1оЗ
1.	Очистка природного газа от высших углеводородов с использованием					104
2.	вихревого		эффекта ................................................................................................
	Очистка природного газа от высших углеводородов методом каталити					109
	ческого деструктивного гидрирования
	Литература					И З
	1*					3


Глава IV. Абсорбционные методы очистки газов от двуокиси							углерода	И4
	и сернистых					соединений
1.	Водная очистка от двуокиси углерода . . .							114
2.	Очистка		водными растворами этаноламинов .					120
	Физико-химические свойства этаноламинов...............................							121
	Механизм поглощения С02 водными растворами этаноламинов							123
	Растворимость С02 и H2S в водных растворах этаноламинов . . . .							128
	Аппаратурное оформление и кинетический расчет процесса абсорбции							140
	Примеры расчета абсорберов МЭА-бчистки . . . .						.	164
	Технологические схемы моноэтаноламиновой очистки . .							169
	Регенерация моцоэтаноламина и расход тепла наочистку....................							175
	Расход тепла при использовании схем очистки с разделенными							193
	потоками				........................................................
	Побочные реакции этаноламинов с компонентами газа							204
	Вспенивание раствора и меры борьбы с ним							212
	Коррозия аппаратуры и меры борьбы с ней							213
	Разгонка			раствора		МЭА		217
	Фильтрация				раствора ............................................			222
	Расходные коэффициенты при МЭА-очистке							223
«3.	Очистка газа растворами Д Э А ............................................							224
	Очистка газа водными растворами диизопропаноламина							227
4. Очистка газов водными растворами полиаминов								230
5. Очистка газа раствором дигликольамина.....................................................								235
6.	Очистка газов растворами алканоламинов в органических растворите							236
	лях ..........................			«Амизол»		.
	Процесс							241
7.	Процесс			«Сульфинол» . . . .				243
	Очистка	растворами карбонатов . . .						246
	Очистка горячими растворами п оташ а .........................................................							247
	Очистка газа горячими растворами карбоната калия, активирован							251
	ными диэтаноламином .......................................................................................
	Очистка мышьяковисто-поташными растворами (Процесс «Джаммарко-							258
8.	В етрококк»)..............................
	Физическая абсорбция органическими растворителями							263
	Процесс			«Пуризол»		.		266
	Процесс			«Селексол»		...............................................		269
9.	Очистка холодным метанолом (процесс «Ректизол»)							270
	Выбор метода очистки газа							277
	Литература							279
Глава V. Каталитические и адсорбционные методы очистки газов от сер								287
	нистых соединений
1.	Очистка от сероводорода............................................							287
	Очистка поглотителями на основе окиси железа							287
	Очистка поглотителями на основе окиси цинка							291
	Очистка		на		активированном угле .			294
2.	Очистка		на		синтетических цеолитах			299
	Очистка	от		органической с е р ы ......................................................................				301
	Каталитическое гидрирование и окисление сероорганпческих соеди							303
	нений . . . .					,
	Катализаторы .....................................................							304
	Кинетика и механизм процесса гидрирования . . .							306
	Аппаратурно-технологическое оформление процесса . . .							307
	Каталитическое окисление сероорганических соединений . . . .							309
	Тонкая очистка газов от сероорганических соединений на активных							309
	хемосорбентах .............................................................
	Очистка поглотителями па основе окиси цинка							309

	Моделирование процесса поглощения сернистых соединений твер								314
	дыми	поглотителями................................................							314
	Аппаратура для сероочистки на поглотителях								319
	Очистка железосодовой поглотительной массой								321
	Очистка на активированном угле .								322
	Очистка на			синтетических	цеолитах				325
	Литература								327
Глава VI. Абсорбционные способы очистки газов от сернистых соеди									331
	нений								331
1. Щелочная очистка от меркаптанов и других сернистых соединений									331
2.	Очистка	природного газа от сернистых соединений методом физиче							338
	ской абсорбции . . .								338
3.	Процесс	«Эстасольван» .......................................................................................							339
3.	Очистка природного газа от сернистых соединений при конденсации								341
	углеводородов с помощью вихревого эффекта								341
	Литература								344
Глава VII. Очистка газов от окиси углерода									346
1.	Медно-аммиачная очистка от окиси углерода								346
2.	Аппаратурно-технологическое				оформление ..................				353
2.	Очистка от окиси углерода промывкой жидким азотом								359
	Литература			.					365
Глава VIII.		Каталитические и адсорбционные методы удаления из синтез-							366
		газа	кислородсодержащих				соединений		366
1.	Каталитические методы удаления окислов углерода и кислорода								366
	Конверсия окиси углерода с водяным паром .								368
	Катализаторы ..........................								368
	Кинетика		и	механизм п р оц есса			...................................		378
	Моделирование процесса конверсии окиси углерода .								380
	Аппаратурно-технологическое					оформление п р о ц е с с а ......................			383
	Очистка от окиси и двуокиси углерода и от кислорода каталитическим								395
	гидрированием								395
	Катализаторы ................................................................................................						гидрирования	окислов углерода	397
	Кинетика и механизм процесса						гидрирования	окислов углерода	402
	и кислорода.........................................................					оформление			402
	Аппаратурно-технологическое					оформление			404
	Тонкая каталитическая очистка от окиси углерода избирательным								410
	окислением								410
	Катализаторы ...........................								411
	Кинетика		и	механизм процесса . . . .					413
2.	Аппаратурно-технологическое оформление .................								414
2.	Тонкая очистка от двуокиси углерода методом адсорбции								418
	Адсорбция С02 активированным углем СКТ								422
	Технологические основы процесса адсорбции								425
	Литература			,	.		.		427
Глава IX . Очистка газов от окиси азота и ацетилена									432
1.	Окисление окиси азота в «пустых объемах» .							.	435
2. Способ очистки от окиси азота и ацетилена методом каталитического									437
	гидрирования								437
	Катализаторы			..........................					438
	Кинетика и		механизм п роц есса ..................						443
	Аппаратурно-технологическое					оформление			444

3.	Сорбционные методы очистки от окиси азота			446
	Литература	.		449
Глава X . Абсорбционные методы очистки газов от ацетилена				452
1.	Очистка пирогаза	от	с а ж и ................................... ....	453
	Селективные растворители для извлечения ацетилена...............................			455
2.	Технологическая схема		выделения ацетилена дяМетилформамидом	457
	ж N-метилпирролидоном................................................
	Расчет процесса выделения ацетилена из пирогаза - ...............................			462
3. Выделение ацетилена абсорбцией метанолом при низкой температуре				472
4.	Выделение ацетилена абсорбцией жидким аммиаком при низкой тем

пературе	. . .	476
Литература	. . .	479
Предметный указатель		481

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вцоследнее время в СССР и за рубежом быстро увеличиваются темпы роста производства синтетического аммиака.

Внастоящее время основным сырьем в производстве аммиака являются природный газ, попутные газы нефтедобычи, жидкие угле водороды и коксовый газ. Доля аммиака, получаемого из твердого топлива и электролитического водорода, все более снижается. При современных методах получения аммиака все большее значение приобретают процессы очистки газа. Из технологических газов на разных стадиях получения аммиака удаляют такие примеси, как сернистые соединения, двуокись и окись углерода, ацетилен, окислы азота, кислород и др. Эти примееи, содержащиеся в газе в различных концентрациях, по-разному влияют на процесс. Например, сернистые соединения оказывают сильное влияние на все катализаторы, при меняемые в синтезе аммиака; серосодержащие соединения, присут ствующие в исходном углеводородном сырье, ухудшают работу ката лизаторов конверсии метана, что приводит к повышению температуры процесса и увеличению расхода кислорода. При использовании наиболее экономичного способа производства аммиака, который основан на методе бескислородной каталитической конверсии метана

втрубчатых печах, содержание сернистых соединений в природном газе не должно превышать 1 мг/м3.

Кислородсодержащие соединения — окись и двуокись углерода и кислород сильно отравляют катализатор синтеза аммиака; в со временных схемах их суммарное содержание в газе, поступающем непосредственно на синтез, не должно превышать 20 см3/м3. Для безопасных условий ведения процессов строго ограничивают также присутствие ацетилена и окиси азота в коксовом газе перед раз делительным блоком и в конвертированном газе перед аппаратами промывки жидким азотом.

За период, прошедший со времени выхода в свет первого издания книги (1969 г.), в промышленности производства аммиака произошли существенные изменения. Основным методом получения синтезгаза в настоящее время является трубчатая конверсия природного газа 6 предварительной тонкой двухступенчатой очисткой от сер нистых соединений, с последующей низкотемпературной конверсией окиси углерода, тонкой абсорбционной очисткой от двуокиси угле рода и метанированием кислородсодержащих примесей.

Резко возросла единичная мощность агрегатов. Разработаны и внедрены в промышленности повые экономичные методы очистки газов, усовершенствована технология ряда процессов, очистки, в ча стности процесса очистки газов от двуокиси углерода и конверсии окиси углерода.

В точже время для азотной промышленности в значительной мере потеряли свою актуальность такие методы очистки газов, как очи стка от окиси углерода промывкой медно-аммиачными растворами и жидким азотом, методы очистки газов от больших количеств серо водорода и т. п. Поэтому при переработке книги большое внимание авторы уделили новым процессам очистки. Более подробно рассмо трены основы абсорбционных процессов очистки газов и, в частности, их аппаратурное оформление для каждого конкретного метода очистки. Значительно большее внимание уделено вопросам аппара турного оформления каталитических и адсорбционных процессов,

атакже методам их расчета.

Вряде случаев на некоторых стадиях процесса из технологиче ского газа удаляются одни и те же компоненты, однако способы их удаления могут быть самыми разнообразными. В связи с этим авторы сочли наиболее рациональным о&ьёдинить способы очистки от одина ковых примесей в специальных главах или разделах.

Вкниге освещены вопросы теории отдельных процессов очистки. В ней не могли быть детально и подробно описаны все известные способы очистки, поэтому основное внимание уделялось наиболее перспективным и распространенным в промышленности методам.

Разделы книги, посвященные каталитическим и адсорбционным методам очистки, написаны Т. А. Семеновой, М. И. Маркиной, Е. Н. Харьковской и С. П. Сергеевым, разделы, посвященные аб сорбционным методам, написаны И. Л. Лейтесом, Ю. В. Аксель

родом, Е. Н. Харьковской					и	С. П. Сергеевым.
Авторами отдельных глав являются: Гл.								I — Т. А. Семенова,
М. И. Маркина. Гл. II — И. Л. Лейтес, Ю. В. Аксельрод, С. П. Сер
геев,	Т. А.	Семенова, М. И. Маркина. Гл. III — И.								Л. Лейте®,
Е. Н.	Харьковская. Гл.				IV — И. Л. Лейтес,			Ю. В.		Аксельрод.
Гл. V — Т.		А.	Семенова,		М. И.		Маркина, Е. Н. Харьковская,
С. П. Сергеев. Гл VI — И. Л. Лейтес. Гл. VII — Е. Н. Харьковская,
И. Л.	Лейтес.		Гл.	VIII — Т. А.			Семенова,	М.	И.	Маркина,
Е. Н.	Харьковская,			С. П.		Сергеев. Гл. IX — Т.			А.	Семенова,
М. И. Маркина, С. П. Сергеев. Гл. X — С. П. Сергеев.
Общая		редакция		книги		осуществлена		Семеновой Т. А. и
Лейтесом И. Л.

Авторы выражают глубокую благодарность сотрудникам Госу дарственного института азотной промышленности и продуктов орга нического синтеза (ГИАП), результаты исследований которых при водятся в книге, а также сотрудникам, принимавшим участие в подготовке рукописи к печати;

1 / 191 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги

#
13.11.202323.68 Mб0Очерки истории науки и техники XVI - XIX веков (до 70-х гг. XIX в.).pdf
#
20.11.202363.69 Mб3Очерки истории теории архитектуры нового и новейшего времени.-1.pdf
#
19.11.202363.69 Mб4Очерки истории теории архитектуры нового и новейшего времени..pdf
#
12.11.2023407.17 Кб3Очистка и рекуперация промышленных выбросов..pdf
#
19.11.202339.3 Mб11Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы.pdf
#
19.11.202352.44 Mб9Очистка технологических газов..pdf
#
12.11.202311.31 Mб1Очистные механизированные комплексы ОКП70..pdf
#
12.11.20231.49 Mб1Паблик рилейшнз в системе социологического знания..pdf
#
12.11.20238.26 Mб1Пайка металлов..pdf
#
12.11.20231.57 Mб0Пакеты прикладных программ..pdf
#
12.11.20231.68 Mб3Панорама философствования Запада Античность..pdf