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ld乐动体育网址:化工工艺学薛荣书谭世语 主编 天然气化工

浏览次数:40 日期:2022-04-10 02:35:14 来源:ld乐动体育app 作者:ld乐动体育app下载

  化工工艺学薛荣书谭世语 主编 天然气化工.pptx第6章天然气化工Chemicalengineeringofnaturalgas61天然气的组成与加工利用62天然气的分离与净化63天然气提氦64天然气制炭黑65天然气转化合成甲醇66天然气氧化加工67天然气的氯化加工68天然气的其它直接化学加工61天然气的组成与加工利用Thecomponentsofnaturalgasanditsapplication611天然气的组成与分类6111组成主要成份烷烃CH4C2H6次要成份非烃气体CO2H2SH2He微量成份烯烃环烷烃芳香烃有害成份硫化氢等3重力分离器的直径由流量关系加经验系数得

  第6章天然气化工Chemicalengineeringofnaturalgas61天然气的组成与加工利用62天然气的分离与净化63天然气提氦64天然气制炭黑65天然气转化合成甲醇66天然气氧化加工67天然气的氯化加工68天然气的其它直接化学加工61天然气的组成与加工利用Thecomponentsofnaturalgasanditsapplication611天然气的组成与分类6111组成主要成份烷烃CH4C2H6次要成份非烃气体CO2H2SH2He微量成份烯烃环烷烃芳香烃有害成份硫化氢等3重力分离器的直径由流量关系加经验系数得出立式注意经验公式的物理量的单位卧式式中的Q1与前式中的Q不同这里是工作条件下的气体流量前式是标准篮球课程标准尘肺标准片党员活动室建设分级护理细化标准儿科分级护理标准体积流量6112分类原油伴生气根据矿藏特点是否含非伴生气原油伴气来划分干气按含C5以上重烃液体多少来湿气划分贫气按含C3以上烃类液体多少来富气划分酸性气按是否显著含有H2SCO2洁气等酸性气体来划分按组成分类612天然气的物理化学性质略讲略讲突出天然气作为化工原料比直接作为燃料的经济价值高得多插入天然气加工利用图61613天然气的加工利用途径操作条件温度3850C压力输气管线小时加热方式加热湿天然气再生再生温度175260C因吸附剂而异再生气流量515%再生时间6575%用以加热2535%冷却冷却器流量与再生气流量同冷却后温度为4055C吸附再生图626精制部分操作过程先用钯-活性氧化铝作催化剂除去粗氦中的氢加压到15MPa冷凝除去氮和残余甲烷用活性碳吸附残余氦得9999精氦图627几种膜的比较多孔膜渗透性好处理能力大但选择性低均质膜选择性好但渗透系数太低处理能力差非对称膜结合两者优点在多孔膜上布一层极薄的均质膜2分离工艺从天然气中分离氦的膜分离工艺如图629一般必须用多级分离方式生产中往往使用中空纤维膜最典型的为Prism膜分离器插入图630Prism膜分离器图630供给气体残余气体P1P2P3SD产品再循环F0F1F2F0x0F1xF2y再令透过分率F2F0操作因子-可得x01-xyxx0-y1-渗透系数的值可查表目数与毫米对照表入党积极分子考察表教师职称级别一览表普通年金现值系数表员工考核评分表69由公式637可计算出分离后低压侧分离组分的浓度表69主要工艺参数火嘴槽口宽度0810mm火嘴与槽钢距离6580mm.每个火嘴耗气量2025m3d每个火嘴产炭黑量4050gd气体进火嘴压力98242Pa表压炭黑生成率1820gm3干天然气槽钢温度500C排出余气温度340360C火焰温度1350450C图631图6312合成甲醇的制备原理用天然气作原料合成甲醇的主要反应CO2H2CH3OHHndash1025kJmolCO23H2CH3OHH2OHndash495kJmol由热力学原理知增加压力降低温度对合成甲醇有利这两反应中第一反应最重要原料配比H2CO比值很重要图6332乙炔生产方法天然气生产乙炔都是利用烃类氧化热解原理烃类部分氧化产生高温甲烷在高温下裂解生成乙炔如有其它热源也可用电和其它能源产生高温使烃类裂解氧化热解方法使用最多1工艺原理主要反应为CH4O2COH2H2OHndash2776kJmol2CH4C2H23H2H3810kJmol烃类裂解反应十分复杂要得到乙炔必须控制反应时间一般在高温区停留时间要很短001s然后用水迅速冷却以防止生成的乙炔进一步反应662部分氧化法主吸收塔出富液循环过程节流后进入逆流解吸塔二解塔部分乙炔气反吹回收气返回压缩机中部出浓乙炔气逆流解吸塔富液预热后送入二解塔进行乙炔二次解吸吸收液进线C将残余气体解吸贫液返回主吸收塔尾气处理后放空6221溶剂吸收法该法使用较普遍关键是选择脱水剂天然气脱水深度程度一般用露点降表示露点降即脱水装置操作温度与脱水后干气露点温度之差一般用它来评价个人能力评价个人工作评价评价量规作业条件危险性评价法评价回复脱水剂的脱水效率常用的溶剂有甘醇溶液和金属氯化物溶液不同脱水剂的效果和适用性不同具体情况见表65Tx表651甘醇脱水工艺流程仓库管理流程财务报销流程离职手续办理流程报销流程新员工入职流程三甘醇溶液使用更广泛其露点降较大但粘度大吸收塔的操作温度不宜低于10C流程由吸收和再生两部分构成再生方法主要有蒸馏和汽提汽提原理在前面化学肥

  料一章中已讲化学平衡移动原理插入图610说明工艺过程及关键图6102吸收塔工艺计算进塔贫液甘醇浓度的确定压力影响一般可忽略由于气体流量远大于甘醇流量所以取气相操作温度为有效吸收温度同时由于出塔气体不可能达到平衡所以根据经验选取它与平衡温度的差值为811C由此算出平衡温度再查图611得出所需甘醇溶液的浓度tet-t平衡温度气体线理论塔板数和贫液循环量的确定增加塔板数和加大循环量都有利于吸收使吸收过程露点降增大理论塔板数的计算方法在化工原理中已讲对三甘醇溶液吸收天然气中的水可用Kremser-Brown公式求式中下标01分别表示进出塔天然气物料ye表示与出塔天然气与进塔贫液呈平衡的气相水浓度吸收因子ALKV溶液循环量进塔天然气流量mols图612图613吸收塔选型和塔径计算大流量多选板式塔且多采用泡罩塔和浮阀塔来提高传质系数塔板数一般410块板效率范围约为025040先计算最大空塔质量流速Ga最大空塔质量流速kghm2再由它计算塔径再生系统工艺条件方式一般再沸器再生或汽提再生再沸器操作温度通常为191193C最高不超过204C因为三甘醇热分解温度为206C汽提再生时温度也应低于204C要求汽提汽不溶于水常用干天然气或三甘醇富液的蒸汽作汽提剂共沸蒸馏再生适用于温度低要求甘醇浓度很高时共沸剂常有异辛烷苯甲苯二甲苯丁酸乙酯等共沸剂与水一同蒸出后再冷凝分离循环图614氯化钙溶液脱水工艺氯化钙溶液脱水工艺十分简单只用一个塔就行塔上部为氯化钙床层中部为氯化钙溶液下部为空塔天然气先经空塔分离水滴再到中部与氯化钙溶液接触脱去部分水然后到上部经氯化钙床层时脱除剩余水分水溶解氯化钙后作为补充溶液下降所以操作中要不断补充氯化钙固体图615图615图6152固体吸附法1吸附过程和常用吸附剂吸附基本过程多用固定床吸附塔塔内一般为三段上段为饱和吸附层气体从塔顶进入后在此被大量吸附中段为吸附传质层未吸附的水分在此进一步被吸附下段吸附量微小称未吸附段用以保证出塔气体达到规定的脱水要求操作中饱和吸附段和传质吸附段的下边界会逐步下移当吸附传质段下边界移至床层下端时未吸附段消失出口气中水分将迅速增加此时刻被称为吸附过程的转效点通常此时就需对吸附床进行再生当饱和吸附段移至床层下端时称床层吸附达到饱和点2吸附脱水工艺流程吸附脱水流程有二塔多塔流程二塔流程时一塔脱水一塔再生三塔流程时一塔脱水一塔再生另一塔冷却一典型双塔流程如图617图617图6173工艺计算吸附剂的湿容量式中x-吸附剂有效湿容量kgH2O100kg吸附剂xs-吸附剂的动态平衡饱和湿容量kgH2O100kg吸附剂hT-饱和段与传质段床层高度mhZ-传质段床层高度m其中传质段床层高度用下式计算式中q-吸附剂床层的水负荷kgm2hug-空塔线速mmin-进口气相对湿度%A-吸附剂常数PTZ分别表示压力温度和压缩系数下标f表示操作条件下的值P的单位为MPaQ-湿原料气标准体积流量m3hW-湿原料气含水量kgm3D-吸附床直径m计算出有效湿容量后应与相对湿度达100%时该吸附剂的设计湿容量比较一些吸附剂设计湿容量硅胶-79kgH2O100kg活性氧化铝-47kgH2O100kgA型分子筛-912kgH2O100kg吸附剂的再生一般用高温气体反吹进行再生气反吹温度通常175260C用分子筛深度脱水时反吹温度可高些260371C吸附剂再生一般为常压操作吸附塔的计算吸附剂装填体积吸附剂操作周期h堆密度kgm3空塔线速度式中S-以空气比重为1的气体相对比重C-常数常用值025032dP-平均粒径mug的单位为mmin塔径的计算上述各式中压缩因子可查图618得出图618图6184其它吸附净化过程可以采用抗酸分子筛同时脱除H2SCO2等其典型流程如图619EFCO流程吸附时重烃类容易与水一起被吸附再生气经冷凝将其中重烃和水冷凝后再分离这种流程需要较长的再生冷却时间通常三塔操作插入EFCO流程图图619623天然气脱硫与硫磺回收天然气的脱硫方法在合成氨一章中已讲述请同学们自己复习本节主要讨论硫磺回收6231硫磺的回收脱硫后的含硫气体通常用克劳斯Claus法即催化氧化法回收硫磺1Claus

  法原理含硫气体在燃烧炉中发生如下反应H2S15O2H2OSO2H-51916kJmol2H2SSO22H2O3xSx转化x2H5171kJmolx6H-8499kJmolx8H-10065kJmol在常温下硫蒸汽的形态主要是S6S8gt900CS2gt1700CS操作条件不同可得出不同单质硫形态含硫气中少量其它组分可发生一些副反应CH42O2CO22H2O2C2H67O24CO26H2O各种形态的S也有相互转化的反应3S2S64S2S84S63S8反应十分复杂但主要反应还是燃烧和转化反应按化学需氧量计算主要反应的理论平衡曲线K催化反应区需催化剂速度才可观曲线先降后升原因影响因素是什么800-900K区域平衡转化率最低应避免在此条件下操作图6202硫磺回收的催化剂活性氧化铝由氧化铝水合物脱水得到控制温度在600C以下可得所需活性氧化铝>600C生成高温氧化铝无活性目前较多应用铝土矿催化剂主要成分是氧化铝水合物通常将其制成块状或条状以降低床层阻力脱水活化温度控制在400500C使用过程中催化剂可能结构转型而降低活性或者因表面粘上硫焦油或生成硫酸铝都可使催化剂活性降低使用一定时期后要进行活化再生以恢复活性使用较长时期再生次数多后应更换催化剂3回收工艺流程单流法流程如图621插入图621单流法流程图流程特点处理H2S含量高于25回收率可达95控制进氧量使燃烧炉中烃类全部反应而H2S只反应13以便进行转化反应燃烧炉中已有60-70H2S转化为单质硫燃烧气体经热能回收冷凝分硫后进转化器转化器一般分二级一级转化冷却后再进入二级因为总反应为放热反应原理前面已讲末级冷凝器温度应足够低以保证平衡收率插入单流法流程图图621分流法流程如图622插入图622分流法流程图流程特点处理H2S含量低于25回收率可达92控制酸性气体入燃烧炉量13使烃类全部反应H2S全生成SO2其余23酸性气体直接进入转化器以下操作与单流法同要求气体不含重烃类否则可破坏催化剂分流法流程图5-22图622阿莫科流程流程如图623流程特点处理H2S含量<15%回收率90%酸性气与空气混合加热后再进入特殊设计的燃烧炉且炉内补充部分燃料气以维持温度后续操作与前面流程相同图6234影响硫磺回收率的因素转化级数和操作温度一般用二三级转化转化反应温度不宜过高但温度又不能太低若接近露点很危险从较低温度的主要反应反应热及平衡来分析配风比理论上是氧完全耗尽烃完全反应H2S只反应13但实际操作不可能达到必须随时监测进入转化器的H2SSO22根据测定值随时调节空气量有机硫损失燃烧时可生成COSCS2若不处理则随尾气排出造成S损失采取的措施安全风险管控5个措施安全文明施工措施费环保措施确保安全生产的技术组织措施安全文明措施费是提高一级转化反应温度至371C使发生下列反应COSH2OH2SCO2CS22H2O2H2SCO2转化气的冷凝和液硫雾滴的捕集末级冷凝器出口温度应尽可能低一般为127C一定要安装除雾器该部分操作能否将硫较完全回收是影响转化率的关键也是S损失的主要部位6232硫磺回收的尾气处理克劳斯法回收硫磺后尾气中仍含37的硫化物必须处理后才能达到排放标准处理方法常有两类斯科特法和克劳斯波尔法1斯科特法使用较多技术较成熟CO2lt40的尾气都可处理硫的总回收率可达999基本原理用CoO-MoO3-Al2O3作催化剂将尾气中SO2等硫化物转化成H2S再用二异丙醇胺溶液吸收H2S然后经再生返回燃烧炉流程图如图6242克劳斯波尔法在羧酸盐催化剂作用下低温下用聚乙二醇等溶剂与尾气反应使H2S与SO2转化成单质硫然后再分离循环实际上是克劳斯法回收硫磺的延续过程液相反应得到单质硫生成的液相产品还可根据市场需要调整也可不生成或少生成单质硫生成硫代硫酸钠等产品总回收率可达985993但尾气中的有机硫不能回收流程图如图625冷床吸附法图62563天然气提氦Heliumpickedupfromnaturalgas631氦气的性质用途及来源稀有惰性气体扩散性和导热性好密度和溶解度低蒸发潜热低高温加工保护剂低温超导技术的致冷剂激光源火箭和导弹技术中的燃料压送剂冷式核反应堆的导热剂氦的来源主要有空气分离从天然气提取后者为重要来源因为空气中氦含量很少632天

  然气提氦工艺1低温冷凝法提氦工艺主要工序加压降温液化分离粗氦精制1工艺流程分为提浓部分和精制部分两部分流程如图626627提浓部分操作过程含氦天然气经分离脱水脱硫脱CO2提氦系统进一步脱水分子筛脱CO2冷却到-107-112C氦气提浓塔塔顶粗氦塔底蒸发出溶解的氦后作冷源2主要技术参数净化部分原料气干燥后水含量10-5分子筛吸附净化后CO2含量510-610-5提浓部分原料气压力3033MPa粗氦冷凝分馏塔压力1820MPa预冷温度-40-45C两级氨冷顶部温度-155C-168-170C粗氦浓度7075氦收率9097残氦10-5210-6精制部分粗氦冷凝及吸附压力15MPa温度-196C产品氦纯度>9999精制系统氦收率95氦总收率953主要设备及技术要求插入表68表682膜分离法提氦工艺1膜分离的原理分离氦的膜主要有醋酸纤维素聚四氟乙烯聚碳酸酯等有机高分子膜和硅膜膜型式有多孔膜均质膜非对称膜等多孔膜孔径与待分离气体分子平均自由程接近大分子量的气体就很难通过这种孔只有较小分子才能通过以此达到分离目的插入膜分离原理动画均质膜利用气体组分在膜中溶解度不一扩散速度不同达到分离目的3分离计算稳定时透过膜的气体量之比与浓度比相等式中yx分别为低高压侧分离组分的摩尔分率P1P2分别为高低压侧压力Q1Q2分别为相应的渗透系数A为膜的有效面积为膜的有效厚度令分离系数Q1Q2操作压力比为P1P2对分离器作物料衡算64天然气制炭黑Charcoalblackfromnaturalgas641炭黑的性质和用途炭黑是与石墨金刚石等同为元素C组成的同素异形体但炭黑一般含有少量其它元素炭黑一般粒度很小小的可达近纳米级因此有很多特殊性质如在橡胶中加入炭黑制成轮胎才具有耐磨性炭黑是油墨的主要原料也是油墨的有效添加剂炭黑也用于油漆提高其耐酸性和着色力炭黑还可制造电极电阻还用在铸造工业中作离型剂642炭黑生产工艺1炭黑的生产方法主要有接触法炉法和热裂法接触法天然气燃烧时用金属切断火焰使火焰内部裂解的炭被冷却附在金属表面然后收集炉法烃类与一定比例空气混合引入燃烧炉内一部分烃与空气燃烧产生高温另一部分烃在高温下裂解生成炭黑热裂法先燃烧提高炉温至13001400C然后不通空气只通烃类天然气使之在炉内高温条件下裂解成炭黑属于间接生产2天然气槽法炭黑生产工艺槽法属一种接触法其流程如图631火嘴是槽炭黑生产的基本部件用泡皂石机械加工或瓷质素烧制成火嘴有条形口缝每台火房布17001900个火嘴通常以2024台火房为一生产单元可日产炭黑15001800公斤影响产品质量因素空气进入量槽架运行周期适当调节这些量可得不同品种的炭黑优点用于橡胶时补强性和着色强度高缺点生产效率低原料气消耗大投资高污染重3天然气半补强炉法炭黑生产工艺天然气半补强炉法如图632过程天然气与空气以1445的比例通入炉内由于不完全燃烧生成炭黑炭黑在燃余气中悬浮将其引入冷却塔用喷雾水冷却将燃余气过滤后可得炭黑工业产品还需造粒主要工艺参数见书生产中必须较好地利用余热才能提高效益通常设置废热锅炉回收热量发电图63265天然气转化合成甲醇Methanolsynthesizedfromnaturalgasconvertmethod651甲醇的性质及制备原理1性质和用途性质如表610特别注意甲醇有剧毒空气中允许浓度为005mlL爆炸极限为60365用途化工原料燃料溶剂防冻剂等插入表610表610552合成甲醇生产工艺1高压法自1923年德国发明高压法生产工艺以来已有很多工艺目前最广泛使用的是德国的UKW流程操作条件压力30MPa温度320370C催化剂氧化锌氧化铬过程合成气脱除五羰基碳COH2反应换热后分离末反应气循环特点催化剂耐硫抗热性好选择性差副产物较多收率较低高温高压条件设备要求高2低压法低压法合成甲醇工艺1960年由英国鲁奇公司开发成功目前在此法基础上改进鲁奇法工艺流程如图634操作条件压力45MPa温度200300C催化剂铜基催化剂铜锌铬过程合成气直接进入合成塔在催化剂作用下生成甲醇冷凝分离三级精馏产品特点利用反应热产蒸汽作动力催化剂活性高选择性

  好收率高成本下降设备体积庞大只适于中小规模生产催化剂耐硫性差对合成气脱硫要求高图6343中压法中压法是在低压法基础上改进而成的催化剂为三元铜系催化剂压力815MPa温度230280C中压法兼有高压法和低压法的优点工艺流程如图635图63566天然气制乙炔ProcessofmakingEthynefromnaturalgas氧化加工主要是制乙炔和甲醛661乙炔的性质用途及生产方法1乙炔的性质和用途主要性质见表611插入表611用途有机化工原料产生高温火焰氧焊氧割制乙炔炭黑等2工艺流程流程分两部分稀乙炔制备稀乙炔提浓工艺流程如图6361稀乙炔的制备过程天然气和氧气分别预热至650C然后按O2CH20506的比例在混合器内混合经旋焰导嘴进入反应区在高温下进行部分氧化和热解反应反应后气体经淬冷至90C由于热解过程中有炭黑生成需经沉降淋洗电除尘等操作才能制得稀乙炔气关键部件旋焰炉结构如图637图636图6372稀乙炔的提浓乙炔提浓主要用N-甲基吡咯烷酮为乙炔吸收剂进行吸收富集过程稀乙炔与回收气返回气混合后经压缩到12MPa进预吸收塔以除去少量水萘及高级炔烃然后进入主吸收塔在2035C下用N-甲基吡咯烷酮吸收乙炔尾气CO和H2含量很高可作合成气主预吸收塔出富液必须循环使用经换热节流后进预解吸塔主吸收塔尾气反吹上部回收气送压缩机塔下部在80真空度下解吸高级炔烃贫液循环663电弧法在电弧炉内的两电极间通入高电压强电流形成电弧电弧产生的高温可使甲烷及其他烃类裂解而生成乙炔所采用的电弧电压为7kV电流强度为1150A电弧区最高温度可达1800℃图638为电弧法制乙炔的工艺流程图天然气以螺旋切线方向进入电弧炉的涡流室气流在电弧区进行裂解其停留时间仅有0002s裂解气先经沉降旋风分离和泡沫洗涤除去产生的炭黑然后经碱液洗油洗去掉其他杂质净化后的裂解气暂存于气柜再送后续工段进行乙炔提浓电弧法要求天然气中的甲烷含量较高电弧法生产乙炔的优点是可以使用各种烃类原料开车方便缺点是电耗高超过10kWhkg而且电极损耗快生产中需要双炉切换操作1mdash电弧炉2mdash炭黑沉降器3mdash旋风分离器4mdash泡沫洗涤塔5mdash湿式电滤器6mdash碱洗塔7mdash油洗塔8mdash气柜9mdash解吸塔10mdash加热器11mdash冷却器12mdash贮槽13mdash泵图638电弧法制乙炔工艺流程示意图67天然气的氯化加工Chloridizeprocessofnaturalgas天然气氯化加工产品主要有一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯化碳等这些产品都是有机合成原料或溶剂671甲烷氯化物的性质和用途甲烷氯化物的主要性质见表614615注意主要是溶剂672甲烷的氯化反应甲烷氯化反应为连锁反应其主要过程加热或引入光链引发链传递链终止1热氯化与光氯化反应机理Cl2ClmiddotClmiddot热或光Cl2M金属或器壁2ClmiddotMClmiddotRHRmiddotHClRmiddotCl2RClClmiddot以上都不是与甲烷反应得到自由基的过程都称链引发ClmiddotCH4CH3middotHClCH3middotCl2CH3ClClmiddotClmiddotCH3ClClCH2middotHClClCH2middotCl2CH2Cl2ClmiddotClmiddotCH2Cl2Cl2CHmiddotHClCl2CHmiddotCl2CHCl3ClmiddotClmiddotCHCl3Cl3CmiddotHClCl3CmiddotCl2CCl4Clmiddot链终止可由下列情况引起氯原子与器壁碰撞自由基之间相互碰撞氯原子发生氯化反应阻止剂作用链传递2甲烷的氧化氯化由于热氯化和光氯化都要产生等分子的HCl使氯的利用率大大降低实际氯化工艺都是采用氧化氯化方法它可以将HCl重新变成可利用的氯氧化氯化反应主要过程Deacon反应CH4nCl2CH4-nClnnHCl4HClO22Cl22H2O总反应CH4n2O2nHClCH4-nClnnH2O关键反应是氯化氢氧化生成氯气其催化反应机理如下[CumCln]O2[CumClnO2-][CumClnO2

  -]4HCl[CumCln]2Cl22H2O[CumCln]Cl2[CumClnCl2]产物中四种氯化物都有温度高时高氯化物多进气氯气含量高时高氯化物多进料组成与产物组成的关系见图5-41特别应注意反应温度若反应温度超过500C则体系可能发生爆炸生成HCl插入图639图639673甲烷氯化生产工艺1综合氯化生产工艺同时用热氯化和光氯化的方法称综合氯化主要反应阶段先在较低温度下进行热氯化此时生成低氯化物多然后再用石英水银灯产生的光照射进行光氯化以提高高氯化物比例工艺流程如图640图640主要工艺过程一定比例原料气进入一级反应器在400C下进行热氯化反应换热器换热降温后用-20-30C的三氯甲烷和四氯化碳混合液吸收余气经洗涤中和干燥后与原料气混合吸收液进汽提塔解吸解吸气经洗涤中和干燥后送至蒸馏塔蒸馏出一二氯甲烷汽提塔和第二蒸馏残余物送二级反应器进行液相常温光氯化反应中间产物塔分离出二氯甲烷返回二级反应器余液送氯仿精馏塔蒸出三氯甲烷其残液再经二级反应器进行光氯化生成四氯化碳送四氯化塔精馏塔提纯得四氯化碳产品2氧化氯化工艺氧化氯化工艺一般采用移动床催化氧化氯化工艺其工艺流程如图641工艺过程先将含氯烃裂解再进行氧化反应裂解气经处理后一部分用作提升气将氧化反应器底部熔盐带入氯化氧化塔将氯化氧化反应器底部熔盐提升到氧化反应器在氯化氧化反应器进行氧化氯化反应生成气除去CO2H2O后再分离出不同甲烷氯化物特点操作安全压力较低温度不高于371545C图6413四氯化碳生产工艺用前述方法都可得到四氯化碳但只是部分产品若需全部得到四氯化碳可采用图642工艺特点只生产四氯化碳主要过程甲烷与氯气比381混合进入反应器产物气冷却后HCl被吸收成盐酸后可得粗品然后精制得产品图64268天然气的其它直接化学加工Otherdirectchemicalprocessfornaturalgas681天然气合成氢氰酸氢氰酸是重要化工原料以天然气为原料合成氢氰酸常用安氏法以甲烷氨和空气在高温铂催化剂作用下发生不完全反应来制取氢氰酸主要反应CH4NH315O2HCN3H2O工艺流程如图643主要过程天然气氨空气按105111133135的比例进入反应器温度10701120C压力0065MPa反应后气体立即进入废热锅炉冷却到200C然后进入吸收塔用硫酸除去未反应的氨脱氨后的气体用5C的水吸收HCN成水溶液再进入精馏塔精馏得99%以上产品图643682天然气硝化制硝基甲烷硝基甲烷也是重要化工原料是较好溶剂制备方法甲烷在过热水蒸气存在下用硝酸硝化制得CH4HNO3CH3NO2H2O一种工艺流程如图644工艺过程1MPa的天然气经预热后与过热水蒸气混合进入硝酸蒸发器与硝酸蒸发蒸汽一起进入硝化反应器在300500C反应反应时间短约2秒反应后在速冷器中冷至200C以下再用水冷却至室温进分离器分离冷凝液与吸收液混合后在初分塔分离得粗硝基甲烷再用碳酸钠和亚硫酸氢钠溶液洗涤进精馏塔精馏得95以上产品1mdash过热器2mdash反应器3mdash预热器4mdash冷却器5mdash气液分离器6mdash硝基甲烷吸收塔7mdash氧化塔8mdash吸收塔9mdash尾气洗涤塔10mdash初分塔11mdash化学洗涤器12mdash脱水塔13mdash精馏塔图644甲烷气相硝化流程示意图683天然气制二硫化碳溶解能力很强用途较广泛的溶剂用天然气生产二硫化碳常用甲烷法主要反应CH44SCS22H2S工艺流程如图645工艺过程将熔融的S汽化后与干燥预热到650C的天然气混合进入反应器反应后气体经除硫器除去未反应的硫再冷凝后进吸收塔用柴油吸收CS2尾气送硫回收工序吸收后的CS2经解吸塔解吸再冷凝后用二级精馏提纯纯度约95%天然气硫图645本章复习思考题1天然气分离与净化过程中分离净化目的各是什么2天然气脱水过程主要有几大类方法各自特点怎样3天然气脱硫后硫磺回收原理典型工艺流程及影响回收率的因素有哪些4天然气部分氧化法主要制取哪些产品主要条件的差异如何5天然气提氦的操作特点是什么简述膜分离原理及天然气合成甲醇的原理6注意各种工艺过程中平衡条件反应速度化工单元操作的分析

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