ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтез аммиака из "Общая химическая технология Том 1" Значительно экономичнее в этом отношении способ хранения и перевозки кислорода в жидком состоянии. Однако отбор кислорода из разделительного аппарата в жидком состоянии требует большего расхода холода на разделительной установке, а хранение жидкого кислорода сопровождается значительными потерями вследствие испарения. [c.307] Стационарный танк для хранения жидкого кислорода помещают рядом с разделительным аппаратом. Для перевозки жидкого кислорода применяются транспортные танки и цистерны. [c.307] Стационарный танк представляет собой шарообразный латунный сосуд, подвешенный на цепях внутри кожуха из листовой стали. Пространство между сосудом и кожухом заполняется изоляционным материалом. Жидкий кислород поступает в танк по трубе, соединяющей его с конденсатором разделительного аппарата. Испаряющийся в танке кислород отводится в газгольдер или обратно в разделительный аппарат. Давление в танке не должно превышать 0,3—0,4 ати. Танк снабжен предохранительным клапаном, установленным на предельное давление 0,6 ати. [c.307] Стационарные танки строят емкостью до 7500 л жидкого кислорода, транспортные танки — емкостью до 2800 л цистерны, устанавливаемые на железнодорожных платформах, вмещают до 30 т жидкого кислорода. [c.307] На первых заводах синтетического аммиака водород получали иреимущественно путем взаимодействия водяного газа с водяным паром (стр. 273). Развитие техники глубокого охлаждения позволило решить задачу разделения коксового газа методом фракционированной конденсации. [c.307] Состав коксового газа был приведен выше (стр. 188). В табл. 22 приведены температуры конденсации компонентов коксового газа. [c.307] Из табл. 22 видно, что по температурам конденсации под общим давлением коксового газа 10 ата (последний столбец таблицы) все компоненты могут быть сгруппированы следующим образом 1) водород, температура конденсации которого на 51° ниже, чем окиси углерода 2) азот, окись углерода и кислород 3) метан 4) этилен и этан 5) пропилен, пропан и бутан. [c.308] При охлаждении коксового газа происходит конденсация его компонентов, начиная с наиболее легко сжижаемых. Но так как при конденсации парциальные давления компонентов газовой смеси понижаются и, кроме того, Б образующемся конденсате растворяются все компоненты, коксовый газ разделяется не на чистые вещества, а на несколько фракций, являющихся смесями нескольких веществ. Для иллюстрации этого положения приводим результаты лабораторного исследования процесса фракционированной конденсации коксового газа определенного состава под давлением 10 ата (табл. 23). [c.308] В большинстве случаев из коксового газа выделяют, кроме водорода, три фракции этиленовую, метановую и фракцию окиси углерода. Фракционированную конденсацию коксового газа ведут под повышенным давлением (большей частью около 12 ат). Благодаря этому разделение газа можно проводить при более высоких температурах, что уменьшает расход холода. Фракции дросселируют и используют для охлаждения и конденсации коксового газа в противоточных теплообменниках. Испарение фракций ведут под атмосферным давлением. [c.308] Как видно из табл. 22, испарением чистых компонентов под атмосферным давлением можно получить температуры, близкие к температурам их конденсации из сжатого газа. Например, метан конденсируется при давлении коксового газа 10 ата уже при —150°, а чистый метан кипит под атмосферным давлением при —161,4°. [c.308] Установки для разделения коксового газа. На установках для разделения коксового газа потребность в холоде покрывается работой холодильной машины, в которой рабочим телом служит азот или азотоводородная смесь, получаемая в результате разделения коксового газа. Здесь будет рассмотрена схема установки, включающая азотную холодильную машину. [c.308] Методы очистки газов от сероводорода, окиси азота и двуокиси углерода были рассмотрены выше (стр. 279 сл.). Бензол удаляют из коксового газа путей вымораживания под давлением. Водяные пары также вымораживают. [c.309] Последовательность выполнения основных операций на установке обычно следующая. Газ очищают от сероводорода и окислов азота, сжимают до давления около 12 ат и охлаждают для вымораживания бензола. После удаления бензола газ очищают от углекислоты. Далее следует предварительное охлаждение газа до —45°, глубокое охлаждение, сопровождающееся фракционированной конденсацией, и промывка газа жидким азотом. Азот, полученный путем разделения воздуха, сжинают до давления 200 ат, охлаждают и дросселируют (при этом он частично сжижается). [c.309] Схема установки для разделения коксового газа изображена на рис. 119. Коксовый газ, сжатый в компрессоре 1 и очищенный от бензола (на рисунке не показано), поступает в промывную башню 2, орошаемую водой, где удаляется большая часть двуокиси углерода. Вода подается в башню насосом 3, находящимся на одном валу с электродвигателем и турбиной 4, приводимой в движение стекающей из башни водой. Окончательная очистка от двуокиси углерода производится в башнях 5, орошаемых раствором едкого натра. [c.309] Очищенный газ охлаждается в противоточных теплообменниках 6 и 7 (примерно до —25°) фракциями, выходящими из разделительного аппарата (служащего для глубокого охлаждения и фракционирования коксового газа). Затем газ охлаждается до —45° в аммиачных холодильниках 8. При этом он освобождается от влаги, которая вымерзает. Поэтому устанавливают два теплообменника 7 и два холодильника 8, каждый из которых работает поочередно в то время как через один из аппаратов проходит коксовый газ, другой аппарат размораживается. [c.309] сжатый в компрессоре 9 до 200 ат, также предварительно охлаждается в противоточном теплообменнике 10 азотом, выходящим из разделительного аппарата, и в аммиачных холодильниках 11 я поступает в разделительный аппарат. [c.309] Разделительный аппарат изображен на рис. 120. Он состоит из ряда теплообменников, в которых коксовый газ постепенно охлаждается и конденсируется, отдавая тепло уходящим из аппарата фракциям коксового газа и азоту. Кроме теплообменников, он включает промывную колонну, испаритель жидкого азота и дроссельные вентили. В теплообменниках / и 2 коксовый газ охлаждается до —145° конденсирующаяся в них этиленовая фракция отделяется от газа, дросселируется (вентилем 16) и выводится из разделительного аппарата через теплообменник 12, служащий для охлаждения азота. В теплообменнике 4 и азотном испарителе 5 коксовый газ охлаждается до —190°. Охлаждение в азотном испарителе производится кипящим под атмосферным давлением жидким азотом. Здесь отделяется метановая фракция, которая используется для охлаждения азота и коксового газа (теплообменники 7, 4, 2, 1, 8 и 12-, дроссельные вентили 14 и 17). [c.309] Поступающий в аппарат азот высокого давления проходит ряд теплообменников 10, 11, 12, 9, 8, 7). Часть его дросселируется до атмосферного давления (вентиль 18) и сжижается. Жидкий азот поступает в испаритель 5, где испаряется, и уходит через теплообменники 7, 8, 9 и 10 обратно на компрессию. Таким образом, эта часть азота обращается в цикле. Другая часть азота дросселируется до 10 аг (вентиль 19), сжижается под этим давлением, проходя через змеевик, помещенный в испарителе 5, и поступает на орошение колонны 6. Третья часть азота также дросселируется до 10 ат (вентиль 13) и смешивается с азотоводородной смесью, выходящей из промывной колонны. [c.311] Смешивая метановую, окисьуглеродную и этиленовую фракции коксового газа, получают богатый газ с теплотворной способностью около 6000 ккал м этот газ используют как топливо. Этиленовая и метановая фракции могут быть использованы и как исходный материал для синтетических производств. [c.312] Через каждые 600—1000 час. работы разделительный аппарат останавливают и размораживают для удаления накопившихся твердых продуктов (льда, двуокиси углерода и бензола). Вследствие наличия в газе окислов азота возможно также накопление взрывоопасных нитросмол. [c.312] Вернуться к основной статье