газификация нефтяных остатков
ГАЗИФИКАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ
превращ. мазута, гудрона или тяжелых остатков от вторичных процессов нефтепереработки (крекинг, риформинг и др.) в горючий газ, осн. компонентами которого являются CO и H2. Процесс осуществляется при 1230–1480 °C под давлением подаваемого окислителя — воздуха, паровоздушной (обогащенной O2) или парокислородной смеси.
Горючий газ образуется при недостатке кислорода в автотермич. условиях. При этом необходимое тепло подводится за счет экзотермич. реакций газификации с образованием оксидов углерода. Состав и выход газа, напр. при парокислородной Г. н. о., определяются из условий равновесия конверсии CH4 и СО:
CH4 + 0,5O2 — CO + 2H2 + 34 МДж
CH4 + H2O = CO + ЗH2 — 210 МДж
CO + H2O = CO2 + H2 + 44 МДж
Сера, содержащаяся в сырье, превращается в H2S (90%), COS (7%), CS2 (2%); ок. 1% S остается в саже. Азот нефтяных остатков переходит в N2, NH3, NO и циан, кислород превращается в H2O, CO2 и СО.
Целевые продукты Г.н.о. могут быть самыми разными, но во всех случаях технол. схема включает след. процессы: нагрев сырья и смешение его с окислителем; собственно газификацию (сгорание нефтяных остатков) в реакторе — цилиндрич. аппарате, футерованном высокоглиноземистым огнеупорным материалом; охлаждение газа в котле-утилизаторе (газоохладителе); очистку от сажи и др. примесей.
Наиб. распространена в промышленности Г. н. о. парокислородной смесью под давл. 6–10 МПа с целью получения синтез-газа. Мощность газификационных установок-до 800 т перерабатываемых нефтяных остатков в год. Образовавшийся синтез-газ очищают от мех. примесей (сажа м. б. возвращена в реактор) и сернистых соединений. Состав синтез-газа (% по объему): 43–47 CO, 42–45 H2, 4–6 CO2, 2–5 N2. Расход (на 1 кг сырья): O2 0,75–0,85 м3, пара 0,4–0,5 кг. Выход газа 2,8–3,0 м3 на 1 кг нефтяных остатков.
Для получения техн. H2 синтез-газ подвергают каталитич. конверсии с водяным паром. Образовавшийся газ тщательно очищают от оксидов углерода. Состав газа (% по объему): 97,0–97,5 H2, 1,8–2,0 CH4, 0,7–0,8 N2, до 0,02 CO, до 0,005 CO2. Расход сырья 4,2–4,5 т на 1 т H2. При производстве газа для синтеза NH3 необходимое соотношение N2: H2 достигается промывкой газа жидким N2 с одновременной очисткой от сернистых соед. CO и CO2 или добавлением N2 к техн. H2.
При Г.н.о. воздухом или обогащенной O2 паровоздушной смесью, расход которых соотв. составляет 4,8–5,0 и 2,0–2,2 м3 на 1 кг сырья, образуется газ, используемый в металлургии (т. наз. восстановительный газ), а после очистки от сажи, сернистых соед. и частично от CO2 — как топливо (отопительный, или энергетический, газ) с теплотой сгорания ок. 8000 кДж/м3. Примерный состав газа (% по объему): воздушной газификации — 21–22 CO, 15–18 H2, 2,5–4,0 CO2, 56–59 N2; паровоздушной газификации — 33–36 CO, 29–31 H2, 3,0–4,5 CO2, 30–31 N2.
Лит.: Рябцев И. И., Волков А. А^ Производство газа из жидких топлив для синтеза аммиака и спиртов, М., 1968; Производство водорода, синтез-газа и энергетического газа, М., 1981.
Н. А. Кириченко
