Разделение газов на компоненты

Введение

На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из основных мероприятий по защите воздушного бассейна.
Обезвреживание выбросов предполагает либо удаление вредных примесей из инертного газа-носителя, либо превращение их в безвредные вещества. Оба принципа могут быть реализованы через различные физические и химические процессы, для осуществления которых требуются определенные условия. Расчеты процессов и аппаратов газоочистки при их проектировании должны быть направлены на создание условий, обеспечивающих максимально полное обезвреживание выбросов.
Углеводородные газы являются ценным сырьем для производства высокооктановых компонентов моторных топлив и важнейшим видом сырья для нефтехимических синтезов. В связи с этим современные процессы газоразделения призваны обеспечить максимальное извлечение углеводородных компонентов из газа.
Газообразное сырьё бывает природного и промышленного происхождения. Природное сырьё представлено углеводородными газа ми (природный газ) и воздухом. В качестве газообразного сырья промышленного происхождения используются газы коксохимического производства (коксовый газ), газы нефтепереработки (попутный газ), газы металлургических производств, газы переработки твёрдого топлива (генераторный газ).
Методы обогащения газообразных многокомпонентных систем (или очистка и разделение газовых смесей) основаны на различии свойств компонентов смеси (например, на различии температур кипения, растворимости в каком-либо растворителе, сорбционной способности).
Приведём примеры очистки и разделения газовых смесей, имеющих место в неорганических производствах. – разделяют воздух на азот и кислород; азот используется в производстве аммиака, а кислород – как окислитель в химической промышленности и в металлургии. Кроме того, из воздуха выделяют аргон; – из коксового газа выделяют аммиак в виде сульфата аммония; водород, используемый далее для получения азотоводородной смеси; и сероводород, который используется для получения серной кислоты. – природный газ, применяемый в производстве аммиака, очищают от серосодержащих соединений; – конвертированный газ производства аммиака очищают от диоксида углерода; – перед колонной синтеза аммиака азотоводородную смесь очищают от следов кислород содержащих соединений (СО и СО2).
Газ, который поступает из скважин — «влажный» — смесь сухого газа с водяным паром, его нужно подготовить к транспортировке до конечного пользователя. Не только химический состав и механические примеси могут вызвать проблемы и аварийные ситуации, так водяной пар может образовать гидраты при определенных условиях или сконденсироваться и накопиться в каком-либо месте и создать пробку, например, в обвязке до сепараторов, в самих сепараторах, в шлейфах газопроводов, изгибах трубопроводов.
Газовые гидраты — это твердые кристаллические соединения, которые образуются при определенном давлении и температуре, из воды и низкомолекулярных газов внешне похожи на прессованный снег, который переходит в лёд. Осаждаясь в виде льда на стенках трубопровода и аппаратов, гидраты снижают поперечное сечение, уменьшая тем самым их пропускную способность и часто приводят к их полной укупорке
Содержание водяного пара в газе негативно влияет на его переработку, изменяются в худшую сторону его технико-экономические показатели. В лабораторных условиях газ можно осушить методиками, которые основываются на химических принципах, но в индустриальных масштабах эти «одноразовые» процессы не рациональны. Можно осушить газ физическими методами, например, при низкой температуре окружающей среды, можно отсепарировать воду из газовой смеси, но есть сложности, по причине которых этот методом не выгоден.
Выделение чистых олефинов из крекинг-газов, газов пиролиа и т. д. исключительно важно для нефтехимической промышленности. Для ряда процессов требуются олефины высокой степени чистоты. Например, для получения полиэтилена высокого давления требуется этилен концентрации 99,9%, а для получения этилового спирта концентрация этилена, не должна быть ниже 97 %.
В настоящее время в промышленности применяют следующие методы разделения газов:
1) компрессионный,
2) сорбционные (адсорбция, абсорбция, хемосорбция),
3) метод низкотемпературной ректификации,
4) комбинированные.
Цель данной работы – рассмотреть разделение газов на компоненты.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. изучить компрессионный метод разделение газов на компоненты;
2. охарактеризовать сорбционные методы разделение газов на компоненты;
3. рассмотреть низкотемпературную ректификация и комбинированные методы разделение газов на компоненты .

Список использованной литературы

1. Ахметов, С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С.А. Ахметов, Т.Н. Сериков. – СПб.: Недра, 2006. – 868 с.
2. Билянский, К. В. Подготовка газа методом абсорбции / К. В. Билянский, О. М. Дарбазанов // Молодой ученый. – 2018. – № 50 (236). – С. 41-43.
3. Вержичинская, С.В. Химия и технология нефти и газа / С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров: учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 400 с.
4. Ветошкин, А.Г. Процессы и аппараты газоочистки. Учебное пособие / А.Г. Ветошкин. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2006. – 201 с.
5. Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Ю.И. Дытнерский, Г.С. Борисов.- М.: Химия, 1991. – 496 с.
6. Комбинированный метод очистки газов. URL: https://edvensgroup.ru/stati/kombinirovannyij-metod-ochistki-gazov(дата обращения: 09.01.2023).
7. Лебедев, Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Учебник для вузов. 4-е изд.,перераб. и доп. – М.: Химия, 1988.
8. Лутошкин, Г. С. Сбор и подготовка нефти, газа и воды к транспорту / Г.С. Лутошкин. – М.: Недра, 1972. – 324 с.
9. Рамм, В.М. Абсорбция газов / В.М. Рамм. – М.: Химия 1976. – 655 с.10. Чубаров, Д.Н. Адсорбционные методы очистки газов / Д.Н. Чубаров // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 192-192.