Нефть не топливо Топить можно и ассигнациями

Скачать презентацию Нефть не топливо Топить можно и ассигнациями

Органическое топливо тема 15.pptx

Количество слайдов: 50

"Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями". Д. И. Менделеев

Органическое топливо и его переработка Тема 15

1. Классификация топлива и его основные характеристики. 2. Твердое топливо. Переработка угля. 3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. 4. Газовое топливо и его переработка.

1. Классификация топлива и его основные характеристики. Топливо – существующие в природе или искусственно изготовленные горючие органические вещества, являющиеся источником тепловой энергии.

Твердое топливо • Каменный уголь • Бурый уголь • Торф • Горючие сланцы • Древесина Жидкое топливо • Нефть • Продукты переработки нефти Газообразное топливо • Природный газ • Генераторные газы

Структура мирового потребления топливно-энергетических ресурсов

Теплота сгорания топлива Органическое топливо Природный газ Нефть Каменный уголь Бурый уголь Торф Горючие сланцы Древесина Теплота сгорания 50 МДж/кг 50 30 – 60 23 – 31 20 – 24 14 – 17 7 – 14

2. Твердое топливо. Переработка угля. Горючая часть (С, Н. О. S, N) Негорючая часть (зола и влага) Топливо

Уголь – это горная осадочная порода растительного происхождения • 1 -растительные останки • 2 -кеннельский (длиннопламенный) уголь • 3 -ботхед — уголь с большим содержанием остатков водорослей • 4 -торф • 5 -лигнита( бурый уголь) • 6 – битуминозный уголь • 7 -антрацит

Переработка угля Коксование Газификация Гидрирование

Коксование (сухая перегонка угля) Иоганн Иоахим Бехер 1635 - 1682 Уильям Мурдок 1754 - 1839

Коксование это разложение каменного угля при 900 - 11000 С без доступа воздуха с целью получения каменноугольного кокса, коксового газа, каменноугольной смолы и других продуктов. 1/4 мировой добычи угля

Нагрев угля до 900 – 10000 С I фракция – летучие продукты – коксовый газ. Основные компоненты коксового (светильного) газа (в объемных %): водород Н 2 60; метан СН 4 25; оксид углерода (II) СО 6; оксид углерода (IV) СО 2 2; азот N 2 3; кислород О 2 1; прочие 2 3. Из 1 тонны угля получают 140 -150 кг или 340 -350 м 3 газа.

II фракция - жидкая фракция. Водная часть - вода и аммиак NH 3. Органическая часть – каменноугольные смолы (каменноугольный деготь). 3, 5 % от массы угля 10 тыс. соединений (450 выделены)

Фракции каменноугольной смолы Фракция Легкое масло Состав бензол, толуол

Фракции каменноугольной смолы Фракция Состав Легкое масло бензол, толуол Среднее масло (карболовое) фенолы

Фракции каменноугольной смолы Фракция Состав Легкое масло бензол, толуол Среднее масло (карболовое) фенолы Тяжелое масло (креозотовое) нафталин

Фракции каменноугольной смолы Фракция Состав Легкое масло бензол, толуол Среднее масло (карболовое) фенолы Тяжелое масло (креозотовое) нафталин Зеленое масло (антраценовое) антрацен (техническое мыло)

Газификация (конверсия) твердых топлив – превращение углей, торфа, сланцев в горючий газ, состоящий главным образом из СО и Н 2, при высокой температуре путем неполного окисления. Процесс проводится в газогенераторах, поэтому получаемые газы называются генераторными.

Воздушный газ: С + 0, 5 О 2 СО С + СО 2 2 СО Водяной газ (синтез-газ): С + Н 2 О СО + Н 2 получение УВ Сх. Нy СО + Н 2 получение метанола СН 3 ОН Побочные продукты: С + 2 Н 2 СН 4 СО + 3 Н 2 СН 4 + Н 2 О СО + Н 2 0, 5 СН 4 + 0, 5 СО 2.

1888 год. Д. И. Менделеев. Подземная газификация угля

Гидрогенизация (гидрирование) угля Гидрогенизация (каталитическое гидрирование) - взаимодействие твердого топлива с водородом в присутствии катализаторов при температуре около 5000 С и высоком давлении. В результате образуются жидкие и газообразные синтетические продукты: бензин, минеральные масла, метан и др.

3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. Нефть – смесь углеводородов. = 0, 73 – 0, 97 кг/м 3

3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. Нефть – смесь углеводородов. = 0, 73 – 0, 97 кг/м 3 Алканы 15 – 74 %

3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. Нефть – смесь углеводородов. = 0, 73 – 0, 97 кг/м 3 Алканы Циклоалканы (нафтены) 15 – 74 % 15 – 71 %

3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. Нефть – смесь углеводородов. = 0, 73 – 0, 97 кг/м 3 Алканы Циклоалканы (нафтены) Арены 15 – 74 % 15 – 71 % 3 – 32 %

3. Жидкое топливо. Первичная и вторичная переработка нефти. Нефть – смесь углеводородов. = 0, 73 – 0, 97 кг/м 3 Алканы Циклоалканы (нафтены) Арены Вода и минеральные соли 15 – 74 % 15 – 71 % 3 – 32 % 0, 5 – 10 %

I стадия: очистка от воды и минер. примесей II стадия: первичная переработка нефти III стадия: вторичная переработка нефти

Очистка нефти от воды и солей Электродегидратор Электрообессоливающая установка

Первичная переработка нефти (прямая перегонка) – совокупность физических процессов, направленных на разделение нефти по фракциям в соответствии с t кипения.

Высота колонны до 30 м. Одновременно в колонне могут находиться от 20 до 30 т нефтепродуктов.

Продукты, получаемые в ходе ректификации нефти

Фракция Нефтяной газ ат. С С 1 – С 4 t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз)

Фракция Нефтяной газ Бензиновая фракция ат. С С 1 – С 4 С 6 – С 12 t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз) 40 – 200 Топливо (риформинг)

Фракция Нефтяной газ Бензиновая фракция Керосин ат. С С 1 – С 4 С 6 – С 12 – С 16 t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз) 40 – 200 Топливо (риформинг) 200 – 300 Топливо (крекинг)

Фракция Нефтяной газ Бензиновая фракция Керосин Смазочные масла ат. С С 1 – С 4 С 6 – С 12 – С 16 – С 20 t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз) 40 – 200 Топливо (риформинг) 200 – 300 Топливо (крекинг) 300 – 370 Смазки (крекинг)

Фракция Нефтяной газ Бензиновая фракция Керосин ат. С С 1 – С 4 С 6 – С 12 – С 16 Смазочные С 16 – С 20 масла Пары сырой нефти t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз) 40 – 200 Топливо (риформинг) 200 – 300 Топливо (крекинг) 300 – 370 Смазки (крекинг) 370

Фракция Нефтяной газ Бензиновая фракция Керосин ат. С С 1 – С 4 С 6 – С 12 – С 16 Смазочные С 16 – С 20 масла Пары сырой нефти Нефтяные > С 20 остатки t кип, 0 С Применение < 40 Топливо (пиролиз) 40 – 200 Топливо (риформинг) 200 – 300 Топливо (крекинг) 300 – 370 Смазки (крекинг) 370 > 370 Асфальт, парафин, гудрон

Вторичная переработка нефти – совокупность химических процессов, направленных на изменение структуры углеводородов, увеличение выхода бензиновой фракции и повышение качества бензина. • крекинг (термический и каталитический); • риформинг; • пиролиз углеводородов.

Крекинг (“crack” ломать) расщепление углеводородов тяжелых фракций нефти под действием высоких температур (450 - 500 0 С) и давления. С 10 Н 22 С 5 Н 12 + С 5 Н 10 Выход бензина увеличивается до 40 – 60 %. Октановое число 70 – 80.

Крекинг Термический Каталитический Владимир Григорьевич Шухов, 1881 год Эжен Гудри, 1934 год t = 300 - 6000 С, р = 5 -80 атм t = 5000 С, р = 2 атм катализ. соединения Al, Si 1913. Процесс Бартона.

Риформинг (“reform” переделывать, улучшать) переработка бензиновых и лигроиновых фракций нефти для получения автомобильных бензинов, ароматических углеводородов (бензола и его гомологов) и водородсодержащего газа. неразветвленные алканы разветвленные алканы, циклоалканы арены Октановое число 100 и >.

Пиролиз - эндотермический процесс разложения углеводородов ( С 1 – С 4) под действием высоких температур (выше 7000 С), осуществляемый в газопаровой фазе. С 3 Н 8 С 2 Н 4 + СН 4 С 4 Н 10 С 3 Н 6 + СН 4 С 3 Н 8 С 3 Н 6 + Н 2

Продукты нефтепереработки

5. Газовое топливо и его переработка Газ Природный газ 96 – 98 % СН 4 р = 50 – 100 атм Попутные нефтяные газы 1 т нефти – 350 м 3 газа

1. Очистка от «кислых газов» - СО 2, Н 2 S. 2. С 3 Н 8 t кипения = - 480 С С 4 Н 10 t кипения = - 0, 50 С 3. СН 4 в основном топливо. 15000 С, Rh, Ir 2 СН 4 С 2 Н 2 + 3 Н 2 10000 С, СН 4 С + 2 Н 2 сажа сжижение