Форум химиков
вопрос по пропану и бутану
вопрос по пропану и бутану
Сообщение TEvg » Чт ноя 29, 2007 10:05 am
вопрос первый
как получают пропан и бутан которые продаются гражданам для бытовых целей?
вопрос второй
можно ли синтезировать пропан или бутан из каких-либо других веществ, например углерода, водорода или их оксидов или других соединений?Энергия в виде тепла и электричества имеется.
Сообщение ИСН » Чт ноя 29, 2007 10:13 am
Сообщение Hedgehog » Чт ноя 29, 2007 10:40 am
Сообщение Cherep » Чт ноя 29, 2007 10:55 am
АФАИК, в ЮАР и США есть небольшие установки по переработке угля в углеводороды. Двустадийный процесс через синтез-газ, ЕМНИП. Только вроде там в основном метан.
Толко я это от дяди Гугля узнал.
Upd: Особняком там стоит вопрос экономики, то есть нафига это надо вообще. могли бы везти и уголь
Сообщение TEvg » Чт ноя 29, 2007 11:10 am
Чего-то я пропановых скважин в природе не встречал
Интересно откуда, они приходят?
Встречалась фраза что это продукт нефтепереработки. Вроде все было понятно. Потом вспонил перегонку нефти — на верхней тарелке — 15% — бензин. На следующей тарелке 17% — керосин. На следующей тарелке — 18% — соляр, а все что не испарилось — мазут.
А где ж пропан-то? Или его получают каким-то процессом вроде крекинга? Просветите пожалуйста!
А метан неудобен тем что при нормальных температурах не сжижается. Сталобыть и хранить его в значительных количествах неудобно.
Сообщение VOVAN CIR » Чт ноя 29, 2007 11:12 am
Сообщение TEvg » Чт ноя 29, 2007 11:12 am
Источник
ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ
.. и отделит одних от других, как пастырь отделяет овец от козлов Евангелие от Матфея, 25:32
Почти все установки на заводе производят в некотором количестве бутан и более легкие углеводородные газы. Переработка газа — не особенно красочная операция, возможно, поэтому в этой области используются такие экзотические названия, как, например, «тощее» масло, «жирное» масло,[3] «губчатое» масло, разделительный абсорбер и т. д. Вся система называется газофракционирую — щей установкой (ГФУ).
На современном заводе, располагающем комплексом разнообразных процессов, потоки углеводородных газов со всех установок направляются предварительно на газофракционирование. Каждый из выходных потоков имеет свое назначение. Газофракционированию обычно предшествуют процессы очистки (в основном, от сернистых соединений) и осушки газов. — Прим. ред.
Установка фракционирования насыщенного газа
Газы, образующиеся в большинстве процессов, содержат только насыщенные соединения: метан, этан, пропан, бутаны (н-бутан и изобутан) и иногда водород. Слово насыщенные означает углеводороды, не содержащие двойных
связей. Это значит, что все атомы углерода в их молекулах насыщены атомами водорода. Такие газы направляются на ГФУнасыщенного газа. Другой тип газовой смеси содержит также олефины (этилен, пропилен бутилены). Такая смесь направляется на ГФУкрекинг-газа. Переработка водорода и сероводорода требует специфических операций, которым посвящена отдельная глава (глава XV).
Соединение Брутто — Т. кипения[4] Плотность[5]
Формула °С (°F) lbs/gal. (г/см3)
Разделение газов на компоненты представляет собой значительно более трудную задачу, чем разделение сырой нефти. Вспомните, что каждый из этих газов является индивидуальным химическим соединением и имеет свою температуру кипения (табл. 7.1). Таким образом, никаких хвостов или нечеткого разделения на этот раз быть не должно. Поэтому ректификационные колонны для разделения газов содержат огромное число тарелок, а орошение и повторное испарение производятся многократно.
Таблица 7.1. Некоторые свойства низкокипящих фракций
Другая сложность связана с зависимостью температуры кипения от давления. Здесь ситуация противоположна ситуации при вакуумной перегонке. Чтобы часть газовой смеси превратилась в жидкость — что принципиально для разгонки — нужно либо сильно охладить смесь (см. табл. 7.1), либо значительно увеличить давление. Обычно делают и то, и другое.
Насыщенный газ, выходящий с установок и поступающий на фракционирование, проходит следующие стандартные операции:
Сжатие. Газы, находящиеся при низком давлении, сжимают до давления 200 psi (14,06 атм).
Разделение фаз. При высоком давлении некоторые газы сжижаются, и их можно отделить в сепараторе.
Газообразный насыщенный газ
Газ с установок
Сжиженный насыщенный газ
Рис. 7.1. Сжатие и разделение фаз.
Абсорбция (поглощение). Оставшиеся газы под высоким давлением направляются в разделительный абсорбер (поглотитель). На верхнюю тарелку абсорбера подают нафту, которая просачивается вниз по колонне. По дороге она собирает (абсорбирует) большую часть пропана и бутана, оставшихся в газовой фазе. Нафту, собравшую эти газы, называют насыщенным абсорбционным маслом. Соответственно нафта, которую подают в верхнюю часть колонны для абсорбции пропана и бутана, называют от — бензиненным абсорбционным маслом (Вы помните, что американцы называют их «жирное» масло и «тощее» масло) (рис. 7.2).
(отделение бутана). Обогащенное (жирное) масло поступает в следующую колонну, которую называют дебутанизатором. В этой колонне пропан и бутан отделяются от нафты. Поскольку нафта начинает кипеть при температуре около 80°С (180°F), а бутан кипит приблизительно при 0°С (32°F), то они довольно легко разделяются (рис. 7.3), гораздо легче, чем бутан и пропан отделяются от этана в ректификационной колонне. Жидкая фракция из сепаратора также направляется в дебутанизатор.
Депропанизация (отделение пропана). Смесь углеводородов С3—С4 разделяют в высокой колонне, где пропан уходит как верхняя фракция.
Деизобутанизация (отделение изобутана). В этой колонне разделяют бутаны. Так как точки кипения н-бутана
Рис. 7.3. Отделение бутана, пропана и изобутана
И изобутана очень близки, то эффективное разделение требует большого количества тарелок Деизобутанизатор обычно — самая высокая колонна на ГФУ
7 Губчатая абсорбция Когда отбензиненное масло (тощий абсорбент) подается во фракционирующий абсорбер, возникает дополнительная проблема Некоторые компоненты этого масла, обычно гептан и октан (CgHig), испаряются и поднимаются вверх вместе с более легкими компонентами (Сі—С2) Чтобы извлечь эти вещества, верхний погон подается в нижнюю часть дополнительной абсорбционной колонны, а очередное более тяжелое «тощее» масло, которое на этот раз называется губчатое масло, подается сверху Головной погон в
Этом случае — в основном сухой газ, состоящий из углеводородов С j—С2, а остаток — это, в основном, тощее масло, как показано на рисунке 7.4.
Фракцию С^—С2 обычно не разделяют, а используют на нефтеперерабатывающем заводе как топливо. Однако иногда этан может потребоваться как сырье на химическом заводе, и тогда проводят деэтанизацию смеси С] —С2 в дополнительной колонне.
На рисунке 7.5 показаны все стадии разделения насыщенного углеводородного газа.
Зачем нужно разделять все эти газы? Дело в том, что каждый из них нашел свою собственную область приме-
Нения в нефтеперерабатывающей промышленности. Поэтому наибольшая эффективность переработки нефти может быть достигнута, только если все компоненты используются по назначению.
Изобутан. Практически полностью применяется как сырье для алкилирования и изредка — как компонент при получении компаундированного автомобильного бензина.
Н-Бутан. Почти полностью используется как компонент автомобильного бензина. Благодаря высокой летучести, он полезен для запуска двигателей в холодную погоду, при этом он остается в бензине в растворенном виде и почти не испаряется. Некоторое количество н-бутана используется как химическое сырье или как топливо.
Пропан В США пропан является основным компонентом сжиженного нефтяного газа (LPG). Примерно 10% LPG, поступающего в продажу, состоит из бутана или является пропан-бутановой смесью. Пропан как топливо обладает некоторыми уникальными свойствами, полезными для многих областей применения. Он может быть сжижен при разумных температурах и давлениях, что делает удобной его транспортировку, особенно в автоцистернах. При обычных температурах пропан легко испаряется, поэтому его удобно сжигать в газовых плитах, домашних печах и т. д. Пропан также часто используется как химическое сырье.
Этан. Единственная область применения этана, ради которой его и отделяют при нефтепереработке, — это использование в качестве химического сырья (см. главу XVIII «Производство этилена»). Во многих случаях этан оставляют вместе с метаном.
Метан. Нефтепереработчики ненасытны в отношении топлива. Метан с удовольствием сжигают в печах на всех установках нефтеперерабатывающего завода, а также в заводских печах для получения перегретого водяного пара.
Газовые смеси, выходящие с установки каталитического крекинга или других видов крекинга, содержат оле — фины: этилен, пропилен и бутилены. Этилен обычно не отделяют от общей фракции которую отправля
Ют в топливную систему завода. Его можно отделить, если он требуется как химическое сырье.
На нефтеперерабатывающем заводе пропилен и бути — лены обычно подают на установку алкилирования. Для удобства туда же направляются парафины — пропан и бутан, и уже там их отделяют (глава VIII). Возможно также полное разделение компонентов таким же образом, как разделяют компоненты насыщенного газа.
На нефтеперерабатывающем заводе имеется несколько процессов, потребляющих водород: гидрокрекинг и несколько вариантов гидроочистки. Некоторые газовые смеси, в частности смесь, поступающая с установки ри — форминга, содержат большое количество водорода. Часто риформинг-газ подвергают сжатию после разделения, и на этой стадии получают водородный концентрат, который является смесью Н2 и СН4 и может использоваться в качестве водородного сырья.
Дополнительные количества водорода при необходимости можно получить специально, если на заводе есть установка для получения водорода, которую иначе называют установкой для конверсии метана с водяным паром и которая будет обсуждаться в главе XV
Пришло время поговорить о довольно специфическом оборудовании, которое требуется для хранения нефтеза — водских газов Вследствие летучести и низких температур кипения этих продуктов, их приходится хранить в сжиженном виде в специальных контейнерах под давлением.
Метан (и этан, который не направлен для использования как химическое сырье) обычно не хранят на нефтеперерабатывающем заводе, а направляют в топливную систему сразу после получения. Система снабжена уравнительными баками, которые могут накапливать некото — рое количество газообразного метана на короткие периоды во время смены технологического режима. Кроме того, все эти высокие факелы, которые являются типичной принадлежностью нефтеперерабатывающего завода, помогают избавиться от кратковременного перепроизводства
Пропан и бутаны (и иногда этан) можно хранить в стальных емкостях или подземных резервуарах.
Резервуары для хранения пропана и бутана имеют сферическую форму. Стальные емкости либо имеют форму пули (цилиндр с закругленными краями, лежащий на боку), либо также шарообразные. Закругленная форма выбрана для достижения оптимальной прочности (чтобы
Резервуар выдерживал высокие давления) и минимальных финансовых затрат.
Подземное хранение обычно осуществляется одним из следующих двух способов: либо в полости в скальной, сланцевой или известковой породе, либо в кувшине, образовавшемся за счет вымывания соли в подземных соляных линзах, как показано на рисунке 7.6.
В первом случае, при хранении в полостях, пропан или бутан закачивается внутрь или выкачивается в сжиженном виде, а различие в объемах продукта компенсируется различным количеством паров, находящихся над жидкостью.
В случае соляной линзы подача внутрь и наружу осуществляется более необычным образом. В кувшине находится смесь пропана и соленой воды (рассола). Эти две жидкости, как и любая пара не смешива
Ются. Чтобы выкачать пропан наружу, внутрь закачивают дополнительное количество рассола, и он выталкивает пропан. Когда нужно наполнить кувшин, пропан закачивают внутрь, и он выталкивает рассол — обычно в специальный бассейн.
Преимуществом такого способа хранения является возможность расширить резервуар. Если вместо раствора соли в кувшин закачать чистую воду, то дополнительное количество соли из стенок линзы перейдет в раствор, и таким образом размер резервуара увеличится без дополнительных затрат. Конечно, эту операцию можно производить лишь до определенных пределов, чтобы не вызвать разрушения резервуара.
Другим преимуществом этого способа является стоимость самой конструкции. Кувшины в соляных линзах обходятся значительно дешевле, чем сооружение полостей в горной породе, а это в свою очередь дешевле, чем возведение стальных резервуаров. К сожалению, в США природа создала доступные соляные линзы и подходящие скальные, сланцевые и известковые породы только в нескольких регионах.
УПРАЖНЕНИЯ 1. Заполните пропуски:
А. Два типа газофракционирующих установок называются установка фракционирования и установка фракционирования.
Б. Нафта, которая используется для захвата более тяжелых газов во фракционирующем абсорбере, называется. Тощее масло, набравшее жидкость, называется.
В. Смесь, которая может использоваться для поглощения значительной доли некоторых компонентов из другой смеси, называется.
Укажите обычные области применения для каждого из перечисленных нефтепродуктов
Метан Этан Пропан н-Бутан Изобутан Пропилен Бутилен Этилен Водород
Нарисуйте систему ректификационных колонн, которые могут быть использованы для разделения крекинг — газа на С2 и более легкие газы, пропан, пропилен, н-бутан, изобутан и бутилен. Используйте таблицу 7.1, в которой приведены точки кипения каждого компонента. Предполагается, что в каждой колонне один погон отделяется от остатка, и никаких боковых выходов нет. Какая специфическая проблема возникнет при разделении бутана и бутилена?
Компаундирование автомобильного бензина Топливо для нефтеперерабатывающего завода Сырье для алкилирования Химическое сырье Топливо, поступающее в продажу
Изобразите технологическую схему входящих и выходящих потоков для установок, которые были рассмотрены до сих пор: ректификационная колонна для сырой нефти, колонна вакуумной перегонки, установка каталитического крекинга и установка газофракционирования.
Источник