WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

каменный уголь

125

Великобритания

Биллингем

Imperial Chemical Industries

каменный уголь и каменноугольная смола

150

США

Батон Руж

Standard Oil

нефтепродукты

250

Бейвей

то же

то же

250

Италия

Бари

Azienda Nazionale Idrogenazione Combustibili

нефтепродукты

125

Ливорно

то же

то же

125

2 Довоенный период научных исследований и промышленных
разработок гидрогенизации топлив в СССР

В начале XX века в России В.Н. Ипатьевым были выполнены первые эксперименты по гидрогенизации органических соединений под высоким давлением водорода, что явилось важным вкладом в научные основы метода деструктивной гидрогенизации топлива. В СССР в 20-х – 30-х гг. исследованиями по деструктивной гидрогенизации индивидуальных соединений и углей и нефти занимались в Лаборатории высоких давлений АН СССР, Государственном исследовательском институте высоких давлений (ГИВД), Всесоюзном научно-исследовательском институте искусственного жидкого топлива и газа, ГрозНИИ. Значительный рост потребности в моторных топливах в 30­е гг. XX в. и неравномерность расположения месторождений нефти на территории СССР привели к активизации научно-исследовательских и опытных работ по получению ИЖТ из твердых горючих ископаемых.

Наибольший вклад в развитие научных основ и технологии получения искусственных жидких топлив деструктивной гидрогенизацией в России внесли Ипатьев В.Н., Наметкин С.С., Зелинский Н.Д., Петров А.Д., Фрост А.В., Караваев Н.М., Рапопорт И.Б., Немцов М.С., Лозовой А.В., Дьякова М.К., Платэ А.Ф. и др. В довоенный период были проведены всесторонние фундаментальные исследования гидрогенизации горючих ископаемых, что позволило вплотную подойти к разработке промышленных процессов получения искусственных жидких топлив деструктивной гидрогенизацией углей и нефтяных остатков.

В 1932 г. в ГИВД пущена первая в СССР пилотная гидрогенизационная установка, включающая обе стадии процесса – жидкофазную и парофазную, которые осуществлялись последовательно в одной реакционной камере. К концу 30-х гг. XX века в Харькове была построена укрупненная установка гидрогенизации углей. В 1940 г. построен и пущен завод гидрирования углей в Кемерово. Из-за начавшейся второй мировой войны дальнейшая разработка и внедрение процессов гидрогенизации в СССР были приостановлены.

3 Изменения технологической схемы завода гидрирования и его место в структуре комбината № 18 на стадии проектирования

Несмотря на трудности, испытываемые страной, первые послевоенные годы стали временем серьезных инвестиций в экономику БАССР, прежде всего в нефтяную отрасль по следующим причинам: в республике имелись большие разведанные запасы нефти; республика уже располагала материальной базой разведки, добычи и переработки нефти, достаточно развитой инфраструктурой и кадрами. Все это сделало Башкирию одним из лидеров в области нефтедобычи, нефтепереработки и нефтехимии в СССР.

После окончания Великой Отечественной войны отдельные заводы Германии по производству ИЖТ оказались в зоне, занятой советскими войсками. В 1945–1948 гг. оборудование этих заводов по репарации было демонтировано и вывезено в СССР. На их основе планировалось построить три комбината: Ангарский № 16, Новочеркасский № 17 и комбинат № 18, месторасположение которого трижды менялось. Комбинаты ориентировали на скорейшую организацию производства автобензина. Первоначально местом строительства комбината № 18 была выбрана Кемеровская область. Приказом начальника Главгазтоппрома Мат­веева В.А. от 18.09.1945 была создана комиссия по выбору площадки для завода по гидрированию углей, который предполагалось перебазировать из города Пёлитц. Кроме угля, на нем намечалось гидрировать смолу полукоксования с коксовых заводов. Из-за дефицита рабочей силы в Кемеровской области в 1946 г. местом строительства завода № 18 был выбран г. Черногорск в Хакассии. Сырьем для него должен был служить местный уголь. Туда из Германии поступила часть оборудования. На перевод комбината № 18 из Черногорска в Башкирию повлияло открытие Бабаевского месторождения бурого угля в районе с. Ермолаево (Кумертау). Бурый уголь мог служить сырьем для производства водорода и ИЖТ по той схеме, которая существовала в Германии. Таким образом, во второй половине 1947 г. правительством было принято решение о переносе гидрогенизационного предприятия из Черногорска в Башкирию.

Первый проект комбината № 18, согласно Постановлению СМ СССР от 24.06.1947, предусматривал получение ИЖТ гидрогенизацией кумертауского бурого угля. По этому проекту завод гидрирования включал в себя установку получения катализатора, блок пастоподготовки, четыре блока гидрирования в жидкой фазе, четыре блока гидрирования в паровой фазе, две установки атмосферной трубчатки (АТ) для ректификации гидрогенизата и установку очистки циркуляционного водородсодержащего газа. На этом этапе, гидрогенизация угля являлась основным производством комбината № 18, что подтверждается планом развития народного хозяйства СССР на 1946-1950 гг. Официально комбинат № 18 в г. Салавате был образован в 1948 г. в соответствии с Постановлением СМ СССР от 30.03.1948. Комбинат был градообразующим предприятием – населенный пункт для строителей 23.03.1949 преобразован в рабочий поселок, а 12.06.1954 – в город республиканского подчинения Салават. В 1948 г. ВНИГИ вместе с Ленгипрогазом выдают скорректированную комбинированную схему, сочетающую жидкофазную гидрогенизацию сернистых мазутов Уфимского и Ишимбайского НПЗ с каталитическим крекингом керосино-газойлевой фракции. Использование угля предусматривалось только в качестве топлива на ТЭЦ и для производства водяного отопительного газа на газогенераторной станции. Причинами многократных изменений в технологической схеме комбината № 18 являлись бурное развитие нефтедобычи и нефтепереработки в Башкирии и последующая передача комбината из ГлавУИЖТ в ведение Министерства нефтеперерабатывающей промышленности СССР.

Принципиальная схема производства моторных топлив гидрированием мазута на комбинате № 18 (рисунок 3), составленная на основе анализа архивных данных, включает производство водорода из угля, жидкофазную и парофазную гидрогенизацию сернистых мазутов, производство серной кислоты, установки переработки жидких и газообразных продуктов гидрогенизации и установки каталитического крекинга, алкилирования и полимеризации для производства компонентов бензина, а также собственное катализаторное производство.

Эта схема предусматривала жидкофазное гидрирование сернистых мазутов в присутствии коллоидных катализаторов на основе сульфидов молибдена и оксидов железа при температуре до 490 °С, под давлением водорода до 700 атм. Жидкофазный гидрогенизат должен был направляться на парофазное гидрирование в присутствии таблетированного никель-вольфрамового сульфидного катализатора при 410-420 °С и давлении водорода до 300 атм.

Переход на гидрогенизационную переработку мазутов был обусловлен тем, что потребители отказывались использовать высокосернистые мазуты в качестве топлива. Плановое количество мазута в БАССР к 1955 г. составило 12,92 млн. т/г., в том числе сернистого мазута – 4,335 млн. т/г.

Сроки ввода объектов комбината № 18 были очень сжатыми. Первую очередь предполагалось ввести в эксплуатацию в 1950 г., вторую – в 1952 г. В октябре 1950 г. Ленгипрогаз должен был выдать проектное задание на вторую очередь строительства комбината. Укрупненная структура комбината № 18 по проектному заданию второй очереди включала газовый завод, завод гидрирования, завод каталитического крекинга, ремонтно-механический завод и ТЭЦ.

4 Производство водорода газификацией бурых углей и конверсией
газов гидрирования на комбинате № 18

Согласно проектному заданию газовый завод включал в себя газогенераторную станцию (ГГС) для получения отопительного и водяного газов газификацией бурого Бабаевского (Кумертауского) угля, узел очистки водяного газа, цехи производства водорода, компремирования, очистки водорода от примесей и кислородный цех. Исследованиями на крупных лабораторных установках было выявлено, что Бабаевский уголь пригоден для газификации. В качестве окислителя была принята смесь водяного пара и кислорода. Для получения технического водорода генераторный газ подвергался конверсии в присутствии катализатора ГИАП-3 с добавкой водяного пара с последующим удалением диоксида углерода. По отчетам в IV кв. 1957 г. на газовом заводе были начаты пробные пуски газогенератора № 1 на угле Бабаевского месторождения.

Процесс пуска сопровождался аварийными ситуациями, что привело к реконструкции по ходу освоения. Основными проблемами были истирание труб, что приводило к выбросам угольной пыли, а также образование значительного количества золы, которая сбрасывалась в водяные шламоотстойники и вывозилась за территорию комбината. Несмотря на трудности, под руководством М.С. Захарова цех газификации углей в 1958 г. был выведен на технологический режим. Трудности были вызваны недоброкачественным выполнением строительно-монтажных работ (СМР), а также наличием конструкторских недоработок в отдельных узлах и аппаратах.

В августе 1958 г. был получен водяной газ, проведена его переработка с получением водорода и пуск газового завода на угле состоялся. Несмотря на все сложности и трудности, специалисты комбината доказали возможность получения водорода газификацией угля. Водяной газ, очищенный от механических примесей и серосодержащих компонентов, направлялся в цех № 2 на установку конверсии оксида углерода, где под действием водяного пара на железо-хромовом катализаторе он превращался в диоксид углерода и водород.

Процесс расщепления углеводородных газов (метано-водородной фракции) осуществлялся в трубчатых печах в присутствии катализатора ГИАП-3 и водяного пара. Однако с целью интенсификации процесса конверсии углеводородов на комбинате № 18 внедрили катализатор ГИАП-5. Это позволило повысить равномерность нагрева реакционных труб, увеличить производительность печи, уменьшить содержание метана в расщепленном газе с 1,8 до 1 % об. и снизить температуру в трубах печей с 800 до 690 °C, что увеличило срок эксплуатации труб печей расщепления. Установка была принята в эксплуатацию в 1958 г. Проект установки конверсии окиси углерода разработан «Ленгипрогазом» в 1951 г. В течение первой половины 1958 г. на установке конверсии проводилась работа по устранению различных дефектов монтажа, испытанию коммуникаций и аппаратов на прочность, обкатке оборудования, наладке контрольно-измерительных приборов. В августе 1958 г. на конвертер № 10 был подан водяной газ. Пробная конверсия прошла удовлетворительно. Подготовка к приему в цех № 2 Введенеевского природного газа началась с октября 1958 г. Установка расщепления и сероочистки после разогрева печей работала в нормальном режиме. Работа конвертеров № 8 и 10 показала, что обеспечить автотермичность процесса практически невозможно. Чтобы обеспечить нормальную работу остальных цехов газового производства, пришлось на установке расщепления вести процесс при более низкой температуре пара и уменьшенной производительности печи. При нагрузке печи 1000 м3/ч и расходе пара 7-7,5 т/ч получен выход сухого газа расщепления до 3000 м3/ч, с содержанием СО 4-6 %.

Компрессия конвертированного газа и очистка от диоксида углерода осуществлялись в цехе № 3. Проект установки был разработан в 1950 г. Ленгипрогазом. Строительство цеха завершено в декабре 1957 г. Установка водной отмывки использовалась для очистки конвертированного газа от диоксида углерода и дегазации отработанной воды с получением технической углекислоты. Готовыми продуктами установки водной очистки были конвертированный газ, очищенный от диоксида углерода, диоксид углерода и промежуточный газ. Пусконаладочные работы были начаты в августе 1958 г. С 10 декабря цех работал в нормальном режиме с выдачей полуочищенного водорода в цех № 4. Готовой продукцией цеха медно-аммиачной очистки являлся очищенный технический водород с содержанием СО не более 45 см3/м3, СО2 – не более 10 см3/м3, Н2 – не менее 94 % об. Технический водород предназначался для процесса гидрирования мазута и передавался производству № 2 в объеме 3500-5000 м3/ч. В пуске и освоении цеха, судя по архивным документам и отчетным материалам, не было сложных ситуаций, однако с выводом на нормальный режим работы газового производства выявился ряд узких мест и недостатков, а именно: плохое состояние дренажей газопроводов и острая нехватка отопительного газа для газового производства и производства гидрирования. Потому для целей отопления был использован сухой газ с каталитических крекингов и частично Введенеевский природный газ. Во второй половине декабря 1958 г. производство № 1 вышло на устойчивый режим работы, за декабрь было получено 1294000 м3 водорода. Дальнейшее наращивание мощностей по производству водорода ограничивалось отсутствием резерва печей расщепления.

5 Основные этапы строительства, выполнения
научно-исследовательских работ и пуска объектов деструктивной
гидрогенизации на комбинате № 18

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»