การแปรรูปก๊าซธรรมชาติ: วิธีการและเทคโนโลยี ก๊าซทางเทคนิคสำหรับการแพทย์

ฮีเลียมถูกใช้เพื่อสร้างบรรยากาศเฉื่อยและป้องกันเมื่อหลอมโลหะ, เชื่อมและตัด, เมื่อสูบเชื้อเพลิงจรวด, เพื่อเติมเรือเหาะและบอลลูน, เป็นส่วนประกอบของสภาพแวดล้อมของเลเซอร์ฮีเลียม ฮีเลียมเหลว ซึ่งเป็นของเหลวที่เย็นที่สุดในโลก เป็นสารทำความเย็นที่มีลักษณะเฉพาะในการทดลองทางฟิสิกส์ ช่วยให้สามารถใช้อุณหภูมิต่ำพิเศษในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ (เช่น ในการศึกษาเกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวดทางไฟฟ้า) เนื่องจากฮีเลียมละลายในเลือดได้ต่ำมาก จึงใช้เป็นส่วนสำคัญของอากาศเทียมที่จ่ายให้กับนักดำน้ำเพื่อการหายใจ การแทนที่ไนโตรเจนด้วยฮีเลียมช่วยป้องกันการเจ็บป่วยจากการบีบอัด (เมื่อหายใจเอาอากาศธรรมดาเข้าไป ไนโตรเจนจะละลายในเลือดภายใต้ความดันสูง จากนั้นจะถูกปล่อยออกมาในรูปของฟองอากาศที่อุดตันหลอดเลือดขนาดเล็ก)

ไนโตรเจน

ไนโตรเจนอิสระที่สกัดได้ส่วนใหญ่ในรูปของรูปแบบก๊าซ ใช้สำหรับการผลิตแอมโมเนียทางอุตสาหกรรม ซึ่งจากนั้นจะถูกแปรรูปในปริมาณที่มากเป็นกรดไนตริก วัตถุระเบิด ปุ๋ย ฯลฯ นอกเหนือจากการสังเคราะห์แอมโมเนียโดยตรงจาก ธาตุที่มีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมากสำหรับการจับไนโตรเจนในอากาศคือวิธีไซยานาไมด์ที่พัฒนาขึ้นในปี 1905 ซึ่งมีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแคลเซียมคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิ 10,000 องศาเซลเซียส (ได้จากการให้ความร้อนแก่ส่วนผสมของปูนขาวและถ่านหินในเตาไฟฟ้า) ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนอิสระ . ก๊าซไนโตรเจนอิสระที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เป็นตัวกลางเฉื่อยในกระบวนการโลหะวิทยาและเคมีต่างๆ ในเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอทเพื่อเติมพื้นที่ว่าง เมื่อสูบของเหลวที่ติดไฟได้ต่างๆ เป็นต้น ไนโตรเจนเหลวซึ่งขนส่งในกระบอกสูบยังถูกนำไปใช้ในโรงงานทำความเย็นต่างๆ เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์สำหรับการบำบัดด้วยไนโตรเจน ไนโตรเจนถูกจัดเก็บและขนส่งในภาชนะเหล็ก Dewar และก๊าซไนโตรเจนในรูปแบบบีบอัด - ในกระบอกสูบ สารประกอบไนโตรเจนยังใช้กันอย่างแพร่หลาย การผลิตไนโตรเจนคงที่เริ่มพัฒนาอย่างก้าวกระโดดหลังสงครามโลกครั้งที่ 1 และในปัจจุบันมีสัดส่วนทั่วโลก

อาร์กอน

มีการใช้งานมากขึ้นในการเชื่อมอาร์กด้วยอาร์กอน เครื่องพ่นอาร์กอนช่วยให้คุณเชื่อมผลิตภัณฑ์ที่มีผนังบางได้ รวมถึงโลหะที่ก่อนหน้านี้ถือว่าเชื่อมยาก อาร์คไฟฟ้าในบรรยากาศอาร์กอนได้กลายเป็นการปฏิวัติในเทคนิคการตัดโลหะ ตอนนี้กระบวนการนี้เร็วขึ้นมากและสามารถตัดแผ่นโลหะที่ทนไฟได้มากที่สุด อาร์กอนปลิวไปตามคอลัมน์อาร์ค (ใช้ส่วนผสมกับไฮโดรเจน) ปกป้องขอบตัด เช่นเดียวกับอิเล็กโทรดทังสเตนจากการก่อตัวของไนไตรด์ ออกไซด์ และฟิล์มอื่นๆ ในขณะเดียวกันก็บีบอัดและเน้นส่วนโค้งบนพื้นผิวขนาดเล็ก ซึ่งส่งผลต่อความจริงที่ว่าอุณหภูมิในบริเวณการตัดสูงถึง 4,000-6,000 องศาเซลเซียส และแก็ดเจ็ตแบบเดียวกันนี้สามารถเป่าผลิตภัณฑ์การตัดออกได้ เมื่อทำการเชื่อมโดยใช้อาร์กอนเจ็ต ไม่จำเป็นต้องเคลือบฟลักซ์และอิเล็กโทรด ดังนั้นจึงต้องทำความสะอาดตะเข็บจากตะกรันและฟลักซ์ที่ตกค้าง อาร์กอนถูกขนส่งและเก็บไว้ในกระบอกสูบขนาด 40 ลิตร กระบอกสูบทาสีเทา ทำเครื่องหมายด้วยแถบสีเขียวและมีข้อความสีเขียว แรงดัน 150 atm. การขนส่งอาร์กอนเหลวที่ประหยัดที่สุดเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ใช้เรือ Dewar เช่นเดียวกับรถถังพิเศษ อาร์กอนใช้เป็นตัวบ่งชี้กัมมันตภาพรังสี: อันแรก - ในสาขาการแพทย์และเภสัชวิทยา, อันที่สอง - ระหว่างการศึกษาการไหลของก๊าซ, ประสิทธิภาพของการระบายอากาศและในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ โดยธรรมชาติแล้วสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่การประยุกต์ใช้อาร์กอนทั้งหมด

โพรเพน

โพรเพน (C3H8) เป็นก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่นที่ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ อยู่ในคลาสของแอลเคน โพรเพนใช้เป็นเชื้อเพลิงและเป็นวัตถุดิบในการผลิตโพรพิลีนและตัวทำละลาย โพรเพน พร้อมด้วยมีเทน อีเทน และบิวเทน พบได้ในก๊าซธรรมชาติ วิธีการประดิษฐ์โพรเพนเรียกว่าการแคร็ก (อังกฤษ การแคร็ก การแยก) เมื่อได้รับสารที่มีเศษส่วนต่างกัน (ความผันผวน) รวมทั้งโพรเพนจากโมเลกุลยาวของน้ำมันโดยกระบวนการที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากก๊าซนี้ไม่มีกลิ่นหรือสีและในขณะเดียวกันก็เป็นพิษ จึงมีการเพิ่มสารให้กลิ่นเพื่อใช้ในครัวเรือน ซึ่งเป็นสารที่มีกลิ่นไม่พึงประสงค์รุนแรง

คาร์บอนไดออกไซด์

CARBON DIOXIDE เป็นคำเรียกชื่อผิดสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนิก แอนไฮไดรด์ (Acidum carbonicum anhydricum; Carboni dioxydum): CO 2. หนักกว่าอากาศ 1.5 เท่า ก๊าซไม่มีสีไม่มีกลิ่น ที่อุณหภูมิห้องภายใต้ความดัน 60 atm ก๊าซจะเปลี่ยนเป็นของเหลว คาร์บอนิกแอนไฮไดรด์เหลว (คาร์บอนไดออกไซด์) มีจำหน่ายสำหรับลูกค้าในถังเหล็กที่มีความจุหลากหลาย กระบวนการสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกายในกระบวนการเผาผลาญและมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการหายใจและการไหลเวียนโลหิต มันส่งผลกระทบต่อศูนย์ทางเดินหายใจและเป็นสาเหตุเฉพาะของมัน เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์มีความเข้มข้นเล็กน้อยเข้าสู่ปอด (จาก 3 เป็น 7.5 เพื่อเพิ่มการหายใจ หลอดเลือดตีบและความดันโลหิตเพิ่มขึ้นด้วย อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นสูงของ CO2 อาจทำให้เกิดภาวะเลือดเป็นกรด ชัก หายใจถี่ และอัมพาตได้ ของศูนย์ทางเดินหายใจคาร์บอนไดออกไซด์ใช้กับออกซิเจนในกรณีของสารระเหยที่เป็นพิษซึ่งใช้ในการดมยาสลบ, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, คาร์บอนมอนอกไซด์, ภาวะขาดอากาศหายใจในทารกแรกเกิด ฯลฯ คาร์บอนไดออกไซด์ถูกใช้ในการผ่าตัดระหว่างการดมยาสลบและหลังการผ่าตัดเพื่อปรับปรุงการหายใจเทียม เพื่อป้องกันโรคปอดบวม วาล์ว ระเหยอย่างรวดเร็วพร้อมกับดูดซับความร้อนไว้มากจนกลายเป็นก้อนแข็งสีขาวคล้ายหิมะ คุณสมบัติของ คาร์บอนไดออกไซด์นี้ใช้ในหลาย ๆ ด้านของกิจกรรม เมื่อ คาร์บอนิกแอนไฮไดรด์ที่เป็นของแข็งผสมกับอีเทอร์ อุณหภูมิจะลดลง ถึง - 80 "C. Cryotherapy (การรักษาด้วยความเย็น) พบการใช้นกฮูกในการรักษาโรคผิวหนังต่างๆ (lupus erythematosus, leprosy nodes, warts ฯลฯ ) สำหรับสิ่งนี้สารทำความเย็นที่เกิดขึ้น (หิมะคาร์บอนไดออกไซด์) จะถูกรวบรวมในภาชนะพิเศษและนำไปใช้กับพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบซึ่งเป็นผลมาจากการที่เนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบตายเช่นเดียวกับไวรัสและแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค เครื่องดื่มอัดลม (เครื่องดื่มที่มีคาร์บอนไดออกไซด์ละลายน้ำ) ทำให้เยื่อเมือกล้นไปด้วยเลือด และเพิ่มการหลั่ง การดูดซึม และการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินอาหาร กรดคาร์บอนิกที่มีอยู่ในน้ำแร่ธรรมชาติที่ใช้สำหรับอาบน้ำบำบัดมีผลในเชิงบวกที่ซับซ้อนต่อร่างกาย อย่างไรก็ตาม กระบวนการทางการแพทย์ใด ๆ ควรดำเนินการภายใต้การดูแลของแพทย์ คาร์บอนไดออกไซด์ยังกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมจึงมักใช้ในโรงเรือน ป.ล. เพื่อไม่ให้สับสน คาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ - CO2 (ก๊าซไม่มีกลิ่นและไม่มีสี พบในอาหารจากพืชด้วย) กรดคาร์บอนิก - H2CO3 (ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำ กรดอ่อน).

ออกซิเจน

ในอุตสาหกรรม ออกซิเจนได้มาจากการแยกอากาศที่อุณหภูมิต่ำเพียงพอ คอมเพรสเซอร์จะอัดอากาศก่อนในขณะที่อากาศถูกทำให้ร้อน ต่อไป ปล่อยให้ก๊าซอัดเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องที่ต้องการ จากนั้นจึงปล่อยให้ก๊าซขยายตัวอย่างอิสระ ระหว่างการขยายตัว อุณหภูมิของก๊าซที่ผ่านการบำบัดจะลดลงอย่างรวดเร็ว ตอนนี้อากาศที่เย็นลงซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อมหลายสิบองศาสามารถถูกบีบอัดอีกครั้งเป็น 10-15 MPa หลังจากขั้นตอนนี้ ความร้อนที่ปล่อยออกมาจะถูกนำออกไปอีกครั้ง หลังจากขยาย-บีบอัดหลายรอบ อุณหภูมิจะลดลงต่ำกว่าจุดเดือดของไนโตรเจนและออกซิเจน ด้วยวิธีนี้จะได้อากาศที่เป็นของเหลวซึ่งจะถูกกลั่น (กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการกลั่น) พื้นที่ของการใช้ออกซิเจนมีความหลากหลายมาก ออกซิเจนจำนวนมากที่ได้จากอากาศถูกนำไปใช้ในโลหะวิทยา เป็นการพ่นด้วยออกซิเจน ไม่ใช่การพ่นด้วยอากาศ ซึ่งทำให้สามารถเร่งกระบวนการเตาหลอมในเตาหลอมและประหยัดถ่านโค้กได้อย่างมาก เพื่อให้ได้เหล็กหล่อคุณภาพเยี่ยม ระเบิดออกซิเจนใช้ในเครื่องแปลงออกซิเจนระหว่างการแปลงเหล็กหล่อเป็นเหล็ก อากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนหรือออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตโลหะประเภทอื่นๆ หลายชนิด เช่น ทองแดง ตะกั่ว นิกเกิล เป็นต้น นอกจากนี้ ออกซิเจนยังนำไปใช้ในการเชื่อมและตัดโลหะอีกด้วย

อะเซทิลีน

ในฐานะที่เป็นก๊าซที่ติดไฟได้สำหรับการเชื่อมก๊าซ อะเซทิลีนเป็นสารประกอบของออกซิเจนกับไฮโดรเจน ที่ความดันปกติ อะเซทิลีนจะอยู่ในสถานะก๊าซ อะเซทิลีนเป็นก๊าซไม่มีสี มีสิ่งเจือปนของไฮโดรเจนซัลไฟด์และแอมโมเนีย อะเซทิลีนเป็นก๊าซที่ระเบิดได้ อะเซทิลีนบริสุทธิ์สามารถระเบิดได้ที่แรงดันเกิน 1.5 กก./ซม.2 เมื่อให้ความร้อนอย่างรวดเร็วถึง 450-500C ส่วนผสมของอะเซทิลีนกับอากาศจะระเบิดที่ความดันบรรยากาศ ถ้าส่วนผสมมีอะเซทิลีนตั้งแต่ 2.2 ถึง 93% โดยปริมาตร อะเซทิลีนสำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมได้จากการสลายตัวของของเหลวที่ติดไฟได้โดยการปลดปล่อยอาร์คไฟฟ้า เช่นเดียวกับการสลายตัวของแคลเซียมคาร์ไบด์ด้วยน้ำ

ไนโตรเจนบริสุทธิ์พิเศษ, ฮีเลียม, ไฮโดรเจน, คริปทอน, แอมโมเนีย, ซีนอน และก๊าซอื่น ๆ และส่วนผสมของก๊าซต่าง ๆ ที่มีพื้นฐานมาจากสิ่งเหล่านี้ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในนาโนเทคโนโลยี

สำหรับการผลิตและการวิจัยวัตถุนาโนหลายประเภท จำเป็นต้องใช้อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งไม่สามารถทำได้หากปราศจากการใช้ฮีเลียมเหลว

โลหะวิทยาและก๊าซทางเทคนิค

อุตสาหกรรมโลหะเป็นผู้บริโภคหลักของก๊าซทางเทคนิค อาร์กอน ออกซิเจน และไนโตรเจนปริมาณมากถูกใช้ในโลหะวิทยาที่เป็นเหล็กและอโลหะ ออกซิเจนถูกใช้เพื่อให้ความร้อนและเพิ่มปฏิกิริยาของกระบวนการเผาไหม้ในการผลิตเหล็กและเหล็ก นอกจากนี้ยังใช้เพื่อลดการปล่อยมลพิษในก๊าซไอเสีย อาร์กอนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำความสะอาด ไล่แก๊ส และปรับให้เป็นเนื้อเดียวกันในการผลิตเหล็กกล้า ไนโตรเจนและอาร์กอนถูกใช้อย่างกว้างขวางในฐานะก๊าซเฉื่อยในโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก

ก๊าซทางเทคนิคสำหรับการแพทย์

ก๊าซอุตสาหกรรมเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในด้านการแพทย์และการดูแลสุขภาพ ไนโตรเจนเหลวใช้ในทางการแพทย์เพื่อเก็บวัสดุชีวภาพต่างๆ ที่อุณหภูมิต่ำ เช่นเดียวกับในการรักษาด้วยความเย็น ก๊าซไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือไนโตรเจน APG (ก๊าซศูนย์สอบเทียบ) ใช้เป็นก๊าซพาหะสำหรับอุปกรณ์วิเคราะห์ ฮีเลียมเหลว ฮีเลียมเป็นสารทำความเย็นหลักสำหรับเอกซ์เรย์ทางการแพทย์

ก๊าซไฮโดรคาร์บอนตามแหล่งกำเนิดสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

1. ก๊าซธรรมชาติ - ผลิตจากแหล่งก๊าซบริสุทธิ์

2. ก๊าซปิโตรเลียมธรรมชาติหรือก๊าซที่เกี่ยวข้อง - ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่ปล่อยออกมาจากน้ำมันระหว่างการสกัด

3. ก๊าซปิโตรเลียมสังเคราะห์ - ก๊าซที่ได้จากการกลั่นน้ำมัน

ส่วนประกอบหลักของก๊าซเหล่านี้ ได้แก่ มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทนและเพนเทน นอกจากนี้ยังมีสิ่งเจือปนขนาดเล็กของคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และน้ำ

มนุษย์รู้จักก๊าซธรรมชาติที่ติดไฟได้มานานแล้ว Afanasy Nikitin นักเดินทางชาวรัสเซียซึ่งเดินทางไปอินเดียในศตวรรษที่ 15 กล่าวถึงพวกเขาในบันทึกของเขา อย่างไรก็ตาม การใช้ก๊าซธรรมชาติในทางปฏิบัติเริ่มขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ก๊าซถูกใช้เป็นวิธีการให้ความร้อนแก่หม้อ ในเวลาเดียวกัน การทำงานอย่างเข้มข้นก็เริ่มขึ้นในการค้นหาแหล่งก๊าซใหม่

ช่องจ่ายก๊าซมักพบในบริเวณที่มีน้ำมันและถ่านหิน: คอเคซัส, ภูมิภาคของแม่น้ำโวลก้าตอนล่างและตอนกลางไปจนถึงเทือกเขาอูราล, เทือกเขาอูราลตอนเหนือ, ไซบีเรียตะวันตก แต่ยังมีการพัฒนาแหล่งก๊าซพิเศษอีกด้วย พบการสะสมของก๊าซในบริเวณ Kama ตอนบนในภูมิภาค Saratov ในที่ราบ Salsky ดินแดน Stavropol และ Krasnodar บนชายฝั่งแคสเปียนในดาเกสถานและในพื้นที่อื่น ๆ บนพื้นฐานของทรัพยากรธรรมชาติเหล่านี้ สาขาใหม่ของอุตสาหกรรมเกิดขึ้น - อุตสาหกรรมก๊าซซึ่งรวมถึงการผลิตอุปกรณ์พิเศษ - คอมเพรสเซอร์, โบลเวอร์, หัวฉีด, อุปกรณ์ปิดและควบคุม, การผลิตความดันสูงเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่พิเศษ ท่อ, การพัฒนาวิธีการและวิธีการเชื่อมท่อคุณภาพสูงมักจะดำเนินการในสภาวะที่รุนแรง, การพัฒนาวิธีการสำหรับการสร้างท่อส่งก๊าซในสภาพธรรมชาติที่ยากลำบาก

องค์ประกอบของก๊าซจะแตกต่างกันไปตามสถานที่ แต่องค์ประกอบหลักคือ มีเทน CH 4 และสารคล้ายคลึงที่ใกล้เคียงที่สุด นั่นคือ ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวหรืออิ่มตัว

มีเทนเป็นก๊าซไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ละลายในน้ำได้ไม่ดี (มีเทน 9 มล. ละลายในน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิ 20 °C) เผาไหม้ในอากาศด้วยเปลวไฟสีน้ำเงิน ปล่อยความร้อน 890.31 กิโลจูล/โมล ก่อให้เกิดสารผสมกับออกซิเจนและอากาศที่ระเบิดได้ (5.2-14% CH 4) มีเทนมีความเสถียรสูงถึง 700 °C อุณหภูมิที่สูงกว่านี้จะเริ่มแตกตัวเป็นคาร์บอนและไฮโดรเจน มีเทนไพโรไลซิส:

ในธรรมชาติ มีเทนพบได้ทุกที่ที่สารอินทรีย์เน่าเปื่อยหรือสลายตัวเกิดขึ้นโดยไม่มีอากาศเข้าถึง นั่นคือ ภายใต้สภาวะไร้อากาศ () เช่น ที่ก้นหนองน้ำ) ในชั้นดินที่ลึกลงไป - ในรอยต่อของถ่านหิน ใกล้แหล่งน้ำมัน - มีเธนสามารถสะสมในปริมาณมหาศาล รวมตัวกันเป็นช่องว่างและรอยแตกในถ่านหินและอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน ในระหว่างการพัฒนาตะเข็บดังกล่าว มีเทนจะถูกปล่อยออกสู่เหมือง ซึ่งอาจนำไปสู่การระเบิดได้

ก๊าซมีเทนธรรมชาติพบว่าใช้เป็นเชื้อเพลิงราคาถูกและสะดวกเป็นส่วนใหญ่ ค่าความร้อนของมีเทน (55252.5 กิโลจูล/กก.) สูงกว่าน้ำมันเบนซินมาก (43576.5 กิโลจูล/กก.) ทำให้สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในได้

น้ำมัน

รัสเซียมีน้ำมันและก๊าซสำรองจำนวนมาก ซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของไฮโดรคาร์บอน จุดเริ่มต้นของการศึกษาน้ำมันวางโดยนักเคมีชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ A.M. Butlerov และ V.V. มาร์คอฟนิคอฟ. ผู้ติดตามของพวกเขามีส่วนร่วมอย่างมีนัยสำคัญ Zaitsev, Wagner, Konovalov, Favorsky, Lebedev, Zelinsky, Nametkin วิทยาศาสตร์เคมีของรัสเซียในด้านการกลั่นน้ำมันนั้นล้ำหน้ากว่าใครในแง่ของการพัฒนากระบวนการทางเทคโนโลยีใหม่

น้ำมันเป็นของเหลวไวไฟซึ่งส่วนใหญ่มักมีสีดำ อย่างที่ทราบกันดีว่าน้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารแต่ละชนิดจำนวนมาก ส่วนหลักคือไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวของชุดมีเทน (อัลเคน, C n H 2 n +2), ไฮโดรคาร์บอนแบบวงกลม - อิ่มตัว (แนฟธีเนส, C n H 2 n) และไม่อิ่มตัวรวมถึงอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน นอกจากนี้ องค์ประกอบของน้ำมันยังรวมถึงน้ำ สารประกอบเฮเทอโร - ออกซิเจน ไนโตรเจน สารอินทรีย์ที่มีกำมะถัน อัตราส่วนระหว่างส่วนประกอบของน้ำมันแตกต่างกันไปตามช่วงกว้างและขึ้นอยู่กับแหล่งน้ำมัน

ถ่านหิน

ถ่านหินฟอสซิลเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบต่างๆ ของคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และกำมะถัน นอกจากนี้ยังมีแร่ธาตุซึ่งประกอบด้วยสารประกอบของซิลิกอน แคลเซียม อะลูมิเนียม แมกนีเซียม เหล็ก และโลหะอื่นๆ ส่วนที่เป็นประโยชน์ของถ่านหินคือมวลที่ติดไฟได้ ส่วนแร่คือบัลลาสต์ ซึ่งน่าสนใจในฐานะวัสดุก่อสร้างที่มีศักยภาพเท่านั้น

องค์ประกอบองค์ประกอบและค่าความร้อนของเชื้อเพลิงฟอสซิลแสดงในตารางที่ 7

ตารางที่ 7

องค์ประกอบของธาตุและค่าความร้อนของเชื้อเพลิงฟอสซิล

มวลที่ติดไฟได้เป็นผลจากการย่อยสลายวัตถุดิบผักที่มีไฟเบอร์อย่างค่อยเป็นค่อยไป กระบวนการเปลี่ยนแปลงของพืชเป็นวัสดุคาร์บอนจากซากดึกดำบรรพ์ดังกล่าวดำเนินมาเป็นเวลานาน (ตั้งแต่หมื่นถึงแสนปี) และกำลังเกิดขึ้นที่ด้านล่างของหนองน้ำ ทะเลสาบ และในบาดาลของโลก การสลายตัวของเศษซากพืชเกิดขึ้นโดยที่อากาศไม่สามารถเข้าถึงได้ (นั่นคือภายใต้สภาวะไร้อากาศ) โดยมักจะมีความชื้น ความดันและอุณหภูมิสูงร่วมด้วย และดำเนินการผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:

การก่อตัวของพรุ

การก่อตัวของถ่านหินสีน้ำตาล

การก่อตัวของถ่านหินอ่อน

การก่อตัวของถ่านหินแข็ง - แอนทราไซต์

ยิ่งถ่านหินมีอายุมาก กระบวนการเผาไหม้ยิ่งลึกและปริมาณคาร์บอนในผลิตภัณฑ์เฉพาะก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น คาร์บอนมีอยู่ในถ่านหินบิทูมินัสที่ไม่ได้อยู่ในรูปอิสระ แต่ร่วมกับองค์ประกอบอื่น ๆ และเห็นได้ชัดว่าก่อตัวเป็นโมเลกุลโพลิเมอร์สูง การเปลี่ยนแปลงของการก่อตัว เช่น พีทหรือถ่านหินสีน้ำตาลอ่อนเป็นถ่านหินบิทูมินัสเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขพิเศษ โดยที่การก่อตัวที่อายุน้อยสามารถคงอยู่ในโลกเป็นเวลาหลายหมื่นปีและไม่ก่อให้เกิดถ่านหินจริง เป็นที่เชื่อกันว่าปัจจัยชี้ขาดในกระบวนการเปลี่ยนเศษซากพืชให้เป็นถ่านหินคือกระบวนการทางจุลชีววิทยาที่เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของเชื้อราและแบคทีเรียชนิดพิเศษที่หลั่งเอนไซม์พิเศษที่มีส่วนทำให้เกิดความชื้นของซากพืช อุณหภูมิและความดันมีบทบาทในการเร่งกระบวนการของเอนไซม์เหล่านี้ ทฤษฎีทางชีวเคมีของแหล่งกำเนิดถ่านหินได้รับการยืนยันจากการทดลองในผลงานของนักเคมีชาวรัสเซีย V.E. Rakovsky และนักวิจัยคนอื่น ๆ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากระบวนการเผาไหม้พีทซึ่งภายใต้สภาพธรรมชาติใช้เวลาหลายพันปีสามารถดำเนินการได้ภายในไม่กี่เดือนตัวอย่างเช่นหากมีการเติบโตอย่างรวดเร็วและการสืบพันธุ์ของเชื้อราพิเศษในกระบวนการ ความร้อนจากพีท

คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของการใช้งาน การทดสอบ และการบรรจุก๊าซเหล่านี้ในกระบอกสูบ ตลอดจนคำอธิบายของกระบวนการผลิตทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับก๊าซเหล่านี้ รวมถึงข้อควรระวังในการใช้งานได้ที่นี่

ก๊าซ MAF: คุณสมบัติและการใช้งานในด้านการเชื่อมโลหะ

เวลาอ่าน: 7 นาที

ส่วนเมทิลอะเซทิลีน-อัลลีน (eng. ก๊าซเมทิลอะเซทิลีน-โพรพาดีน, MPS) เป็นชื่อของก๊าซเหลวซึ่งเป็นส่วนผสมของสององค์ประกอบ - โพรพีนและอัลลีน (หนึ่งในสี่ถูกครอบครองโดยไฮโดรคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการทำให้เสถียร โดยปกติจะเป็นโพรเพนหรือไอโซบิวเทน) . ปัจจุบันใช้ก๊าซ MAF เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพแทนอะเซทิลีนในการบำบัดเปลวไฟโลหะ รวมทั้งใช้ในการตัดแก๊สและเชื่อมผลิตภัณฑ์โลหะต่างๆ […]

การทำความสะอาดก๊าซอย่างล้ำลึก - ทำไมก๊าซบริสุทธิ์พิเศษถึงมีราคาแพงกว่า

เวลาอ่าน: 7 นาที

ก๊าซทางเทคนิคเป็นผลิตภัณฑ์ที่อาจต้องใช้ในการแก้ปัญหาที่หลากหลายในสาขาต่างๆ ของกิจกรรมของมนุษย์ รวมถึงวิทยาศาสตร์ การผลิต การแพทย์ และการก่อสร้าง เมื่อซื้อผู้ซื้อมักจะพบหมวดหมู่แยกต่างหากของผลิตภัณฑ์ดังกล่าว - ก๊าซที่มีความบริสุทธิ์สูง คุณสมบัติที่สำคัญของพวกเขาคือเปอร์เซ็นต์ของสารบริสุทธิ์ที่สูงที่สุด ในขณะที่ […]

การเชื่อมไททาเนียมและโลหะผสม: วิธีการหลักและคุณสมบัติทางเทคโนโลยี

เวลาอ่าน: 6 นาที

โลหะผสมไททาเนียมมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่ไม่เหมือนใคร ผสมผสานความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่อกระบวนการกัดกร่อน ความเฉื่อยทางสรีรวิทยา และน้ำหนักเบา ในขณะเดียวกัน การเชื่อมไททาเนียมเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่สุดที่ใช้ในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ทุกๆ ปีจะมีการปรับปรุงด้านเทคโนโลยีของปัญหานี้ ซึ่งทำให้สามารถปรับปรุงคุณภาพของการเชื่อมต่อที่แยกกันไม่ออกซึ่งสร้างขึ้นระหว่าง […]

การทำน้ำดื่มให้บริสุทธิ์ด้วยก๊าซอุตสาหกรรม: คุณสมบัติทางเทคโนโลยี

เวลาอ่าน: 4 นาที

H2O ที่บริสุทธิ์และดื่มได้นั้นเป็นพื้นฐานของชีวิตบนโลกของเรา เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดไม่สามารถทำได้หากไม่มีมัน ด้วยเหตุนี้เองที่ทำให้น้ำดื่มบริสุทธิ์เป็นหนึ่งในภารกิจหลักของมนุษยชาติมาเป็นเวลาหลายพันปี เมื่อเวลาผ่านไป มีวิธีที่สมบูรณ์แบบมากขึ้นเรื่อยๆ ในการทำให้ของเหลวปราศจากสารปนเปื้อนต่างๆ […]

ก๊าซในการผลิตไวน์: คุณสมบัติและวัตถุประสงค์ของการใช้งาน

เวลาอ่าน: 5 นาที

ไวน์เป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ยอดนิยมที่มีประวัติอันยาวนาน ทุกวันนี้เทคโนโลยีในการสร้างได้รับการปรับปรุงและปรับปรุงในทุกวิถีทางในขณะที่วิธีการใช้ก๊าซต่างๆในการผลิตไวน์นั้นสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ด้วยการใช้งานจึงไม่เพียง แต่รับประกันความปลอดภัยของเครื่องดื่มเท่านั้น แต่ยังสามารถรักษารสชาติที่ดีที่สุดได้อีกด้วย แน่นอนว่าเมื่อพูดถึงเรื่องนี้ […]

การเชื่อม Thermite: คุณลักษณะของกระบวนการและข้อดีของมัน

เวลาอ่าน: 6 นาที

ทุกวันนี้มีการพัฒนาวิธีการทางเทคโนโลยีมากมายที่ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อชิ้นส่วนโลหะเข้าด้วยกัน ไม่ใช่สถานที่สุดท้ายที่ถูกครอบครองโดยการเชื่อมเทอร์ไมต์ - เทคโนโลยีที่มีข้อดีมากมายซึ่งรวมประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและต้นทุนต่ำ ด้วยเหตุนี้เทคนิคนี้จึงแพร่หลายในอุตสาหกรรมหนักและการก่อสร้าง เป็นที่น่าสังเกตว่าใน […]

ราคาฮีเลียมมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

เวลาอ่าน: 6 นาที

ต้นทุนของก๊าซสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยบางอย่าง อย่างไรก็ตาม ราคาฮีเลียมในปี 2018 ได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 100% ซึ่งกลายเป็นสาเหตุของความกังวลในหมู่บริษัทซัพพลายเออร์และผู้บริโภค ปัญหานี้รุนแรงเป็นพิเศษท่ามกลางข่าวลือที่ว่าปริมาณสำรองก๊าซธรรมชาติทั้งหมดของโลกกำลังหมดลงอย่างรวดเร็ว และตามการประมาณการ […]

ก๊าซและของผสมทางการแพทย์: คุณสมบัติการใช้งาน

เวลาอ่าน: 6 นาที

เรื่องราวเกี่ยวกับตลาดก๊าซควรเริ่มจากสินค้าที่ใกล้ตัวผู้บริโภคมากที่สุด - ส่วนผสมของโพรเพนบิวเทน- เชื้อเพลิงสำหรับผู้อยู่อาศัยในฤดูร้อนและผู้ขับขี่รถยนต์ประหยัด ที่น่าสนใจคือก๊าซนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยประชากรไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับก๊าซมีเทนชนิดอื่นซึ่งไหลผ่านท่อหลักจากรัสเซียไปยังยุโรปและเผาไหม้ในเตาแก๊สในอพาร์ตเมนต์ในเมือง ส่วนผสมของโพรเพน-บิวเทนต่างจากมีเทนตรงที่ได้มาจากกระบวนการกลั่นน้ำมันและเป็นผลพลอยได้จากการผลิตเชื้อเพลิงประเภทอื่นๆ เช่น น้ำมันเบนซินหรือน้ำมันดีเซล

คุณสมบัติหลักของก๊าซไฮโดรคาร์บอนเหลว เช่น โพรเพน-บิวเทน คือ พวกมันถูกจัดเก็บและขนส่งในสถานะของเหลว แต่ใช้ในสถานะก๊าซโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์การแช่แข็งพิเศษ ภายใต้สภาวะปกติ ก๊าซไฮโดรคาร์บอนจะอยู่ในสถานะก๊าซ และเมื่อความดันเพิ่มขึ้นเล็กน้อยโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ พวกมันจะกลายเป็นของเหลว

นั่นคือเหตุผลที่โพรเพน-บิวเทนเป็นเชื้อเพลิงที่สะดวกและราคาไม่แพงที่สุดสำหรับใช้ในบ้าน ด้วยตัวเอง ส่วนผสมของโพรเพนบิวเทนไม่มีกลิ่นเด่นชัด ดังนั้นเพื่อความปลอดภัยจึงมีการเติมกลิ่นพิเศษลงไป - สารให้กลิ่น เป็นกลิ่นของสารให้กลิ่นที่เรียกกันทั่วไปว่า "กลิ่นแก๊ส" แม้ว่าจะไม่เกี่ยวข้องกับแก๊สก็ตาม เนื่องจากการคงอยู่ของสารที่มีกลิ่น แม้แต่ขวดเปล่าก็ยังมีกลิ่นอยู่เป็นเวลาหลายปี ซึ่งบางครั้งอาจทำให้ผู้คนเข้าใจผิด

โพรเพน-บิวเทนปลีกจำหน่ายที่จุดพิเศษสำหรับการเติมและแลกเปลี่ยนกระบอกสูบในครัวเรือน จุดเหล่านี้บางแห่งตั้งอยู่ที่สถานีบริการน้ำมันรถยนต์ แม้ว่าจะเป็นไปได้ที่จะเติมถังก๊าซในประเทศที่สถานีบริการน้ำมันรถยนต์ทั่วไปหลายแห่งที่ไม่ได้ติดตั้งจุดขวดพิเศษ แต่ผู้เชี่ยวชาญไม่แนะนำให้ซื้อก๊าซที่นั่น ประการแรกในระหว่างการบรรจุตามกฎแล้วกระบอกสูบจะไม่ได้รับการตรวจสอบสำหรับการรั่วไหลของก๊าซและเรือบรรทุกน้ำมันไม่ใส่ใจกับเงื่อนไขการตรวจสอบกระบอกสูบ - ทั้งหมดนี้ทำให้การทำงานไม่ปลอดภัย ประการที่สอง สถานีเติมน้ำมันในรถยนต์ไม่อนุญาตให้บรรจุถังในครัวเรือนอย่างถูกต้อง: ตามกฎแล้ว ปริมาตรของโพรเพน-บิวเทนเหลวในกระบอกสูบไม่ควรเกิน 85% ของปริมาตรทั้งหมด พื้นที่ที่เหลือภายในกระบอกสูบควร ถูกครอบครองโดยสิ่งที่เรียกว่า "ฝาไอน้ำ" - โพรเพน - บิวเทนในสถานะก๊าซ หากกฎนี้ถูกละเลยและเติมถังแก๊สแล้วเมื่อได้รับความร้อน (เช่นในแสงแดด) ก๊าซเหลวจะไม่มีที่ขยายและกระบอกสูบอาจระเบิดได้ เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำล้น ถังแก๊สรถยนต์มีวาล์วตัดพิเศษที่ช่วยให้คุณหยุดกระบวนการเติมน้ำมันได้ทันเวลา ในขณะที่ถังแก๊สในครัวเรือนควรเติมบนตาชั่ง

นอกจากลูกโป่งธรรมดาแล้ว
สามารถเก็บแก๊สได้
รถถังพิเศษ
ในรูปแบบต่างๆ

Maxim Danilin กรรมการบริหารของ Promtehgaz ซึ่งเป็นบริษัทที่เชี่ยวชาญด้านการขายโพรเพน-บิวเทนกล่าวว่า ผู้บริโภคหลักสำหรับก๊าซในกระบอกสูบคือผู้สร้างและผู้อยู่อาศัยในฤดูร้อน แม้ว่าจะมีลูกค้าประจำที่มีอาชีพแปลกใหม่กว่า เช่น อากาศร้อน - นักเป่าลูกโป่ง นอกจากเตาแก๊สแบบดั้งเดิมแล้ว โพรเพน-บิวเทนยังใช้ในหัวเผาในอาคารและปืนความร้อนต่างๆ หนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มคือระบบโพรเพนบิวเทนซึ่งช่วยให้บ้านในชนบทอุ่นขึ้นซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อกับก๊าซหลัก

เนื่องจากโพรเพน-บิวเทนเป็นสารไวไฟและระเบิดได้ จึงมีข้อจำกัดที่เข้มงวดหลายประการในการจัดเก็บและขนส่ง สิ่งนี้บังคับให้บริษัทต่างๆ เลือกสถานที่ที่ค่อนข้างห่างไกลจากผู้บริโภค ซื้อยานพาหนะพิเศษที่ได้รับอนุญาตให้ขนส่งสินค้าอันตราย ลงทะเบียนกับตำรวจจราจร และประสานงานเวลาและเส้นทางการเคลื่อนไหวกับกระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉิน

ตาม Maxim Danilin กฎของรัสเซียสำหรับการทำงานกับก๊าซที่ติดไฟได้ในกระบอกสูบนั้นเข้มงวดกว่ากฎของยุโรปหรืออเมริกามาก ตามที่เขาพูดสิ่งนี้เป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาธุรกิจอย่างมาก: เป็นไปไม่ได้เช่นเดียวกับในประเทศอื่น ๆ ที่จะขายและแลกเปลี่ยนถังแก๊สใกล้กับศูนย์การค้าขนาดใหญ่ที่ขายเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้แก๊ส - เครื่องทำความร้อนกลางแจ้งหรือเตาย่างแก๊ส นอกจากนี้ความเข้มงวดของกฎการขนส่งทำให้ผู้บริโภคแต่ละรายไม่สามารถส่งมอบกระบอกสูบจำนวนน้อยได้: ราคาก๊าซในกระบอกสูบขนาด 27 ลิตรมาตรฐานอยู่ที่ประมาณ 200 รูเบิลและการจัดส่งโดยยานพาหนะพิเศษคือ 1,500 รูเบิล นั่นคือเหตุผลที่บริษัทแลกเปลี่ยนกระบอกสูบที่กระท่อมฤดูร้อนใกล้กรุงมอสโก และเติมถังใต้ดินในกระท่อม

ทหารของแนวหน้าล่องหน

ก๊าซทางเทคนิคอื่น ๆ แตกต่างจากโพรเพนบิวเทนแม้ว่าจะพบได้ในชีวิตประจำวัน แต่ส่วนใหญ่มีไว้ใช้ในอุตสาหกรรมเท่านั้น ตามสิ่งพิมพ์เฉพาะ "ก๊าซทางเทคนิค"ปัจจุบัน ผู้บริโภคก๊าซและก๊าซผสมรายใหญ่ที่สุดคือโลหะวิทยา (17%) และอุตสาหกรรมเคมี (14%) นอกจากนี้ ก๊าซยังถูกใช้ในด้านวิศวกรรมเครื่องกล (11%) ในอุตสาหกรรมอาหาร (10%) ในด้านวิทยาศาสตร์และการศึกษา (6%) ตลอดจนการแพทย์และเภสัชภัณฑ์ (3%) และในด้านอื่นๆ

สำหรับการจัดการก๊าซปริมาณมาก
บริษัทจำเป็นต้องมี
โครงสร้างพื้นฐานการขนส่งพิเศษ

เทคโนโลยีอุตสาหกรรมใช้ลักษณะเฉพาะของคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของก๊าซต่างๆ: พวกมันให้ความร้อนและทำให้เย็นลง ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา พวกมันสร้างปฏิกิริยาเคมีที่พึงประสงค์และหยุดปฏิกิริยาเคมีที่ไม่ต้องการ ให้รสชาติพิเศษแก่เครื่องดื่ม ดับไฟ และรักษาโรค ออกซิเจน ไนโตรเจน อาร์กอนและฮีเลียม ไฮโดรเจนและอะเซทิลีน คาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนีย ตลอดจนนีออน คริปทอนและซีนอน ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้และปัญหาอื่นๆ อีกมากมาย นอกจากนี้ยังมีการผลิตส่วนผสมและสารประกอบของก๊าซจำนวนมากโดยเฉพาะสำหรับกระบวนการทางเทคโนโลยีต่างๆ

จากข้อมูลของ Igor Vasiliev ผู้อำนวยการฝ่ายพัฒนาของ NII KM ซึ่งเป็นผู้ประมวลผลและซัพพลายเออร์ด้านเทคนิคและก๊าซพิเศษต่างๆ ผลิตภัณฑ์หลักในตลาดตอนนี้คือ ออกซิเจน- ส่วนแบ่งมากกว่า 50% สิ่งนี้อธิบายได้จากความต้องการที่ยิ่งใหญ่ของผู้บริโภครายใหญ่ที่สุดของโรงงานออกซิเจน - โลหะวิทยาและองค์กรด้านวิศวกรรมซึ่งใช้ก๊าซในกระบวนการถลุงและแปรรูปโลหะ ออกซิเจนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการแพทย์ ในอุตสาหกรรมอาหาร และแม้กระทั่งในเทคโนโลยีจรวดในฐานะตัวออกซิไดเซอร์ของเชื้อเพลิง

อันดับที่สองในแง่ของการบริโภคคือ ในรูปของเหลวทำหน้าที่เป็นสารทำความเย็นในทางการแพทย์ วิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรมอาหาร และการผลิตเคมีภัณฑ์ในด้านต่างๆ ในรูปแบบก๊าซ ไนโตรเจนถูกใช้เพื่อสร้างสื่อเฉื่อยในระหว่างการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์เคมี สำหรับการทดสอบแรงดัน (การทดสอบความแน่น) ของท่อ เป็นตัวกลางที่เป็นกลางสำหรับเตาหลอมแก้ว ในอุตสาหกรรมอาหาร ไนโตรเจนรวมอยู่ในส่วนผสมของก๊าซเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่ปรับเปลี่ยนในบรรจุภัณฑ์ ซึ่งจะเพิ่มอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์

ก๊าซในบรรยากาศที่เป็นกลางอีกชนิดหนึ่งถูกใช้เป็นตัวกลางเฉื่อยในการถลุงและการเชื่อมเหล็กกล้าและโลหะผสมเกรดพิเศษ เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม นอกจากฮีเลียมแล้ว อาร์กอนยังใช้เป็นก๊าซที่ไม่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีที่อุณหภูมิและความดันสูง แทนที่ด้วยสภาพแวดล้อมในอากาศ ฮีเลียมนอกจากนี้ยังเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมโฆษณาและสำหรับการตกแต่งวันหยุด - เต็มไปด้วยลูกโป่งอัดแก๊สและลูกโป่งบิน โมเลกุลของฮีเลียมมีขนาดเล็ก ดังนั้นก๊าซจึงเป็นของเหลวมาก ซึ่งมีประโยชน์เมื่อค้นหาการรั่วไหลในอุปกรณ์ที่ปิดสนิท นักดำน้ำหายใจส่วนผสมของออกซิเจนและฮีเลียมซึ่งช่วยให้ดำน้ำได้ลึกมาก ฮีเลียมยังขาดไม่ได้ในเทคโนโลยีเลเซอร์และอุตสาหกรรมอวกาศ

การแบ่งส่วนของอากาศ

หนึ่งในปัญหา
ตลาดก๊าซ - ตู้คอนเทนเนอร์
ใช้มากที่สุด
ตอนนี้กระบอกสูบ
จิตใจและร่างกาย
เก่า

วิธีการทางอุตสาหกรรมหลักในการรับก๊าซทางเทคนิคคือ การแยกอากาศ- กระบวนการทำความเย็นที่ความกดอากาศสูงของอากาศเพื่อแยกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ โดยสรุป กระบวนการมีลักษณะดังนี้ โรงงานแยกอากาศ ใช้พลังงาน ผลิตออกซิเจนเหลว ไนโตรเจน และอาร์กอนตามสัดส่วนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศ ซึ่งในความเป็นจริงทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบ การประมวลผลอากาศด้วยวิธีนี้ คุณจะได้ไนโตรเจนประมาณ 78% ออกซิเจน 20% และอาร์กอน 1% เนื้อหาของก๊าซอื่น ๆ ในชั้นบรรยากาศมีขนาดเล็กมากดังนั้นจึงได้รับส่วนใหญ่ในรูปแบบอื่น: ฮีเลียม - ในกระบวนการแปรรูปน้ำมันและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ - เป็นผลพลอยได้ในการสังเคราะห์ทางเคมีของแอมโมเนียและไฮโดรเจน - โดยการสลายตัวด้วยไฟฟ้าของน้ำ บ่อยครั้งที่ก๊าซเป็นผลพลอยได้จากการผลิตใด ๆ : โพรเพน - การกลั่นน้ำมัน, คาร์บอนไดออกไซด์ - กระบวนการหมักต่าง ๆ และส่วนผสมของนีออน - ฮีเลียม - โลหะวิทยา

ต้นทุนของก๊าซใด ๆ จะพิจารณาจากต้นทุนการผลิตและการแปรรูปเป็นหลัก นั่นคือเหตุผลที่ก๊าซหายากมีราคาแพงกว่าก๊าซที่พบในบรรยากาศในปริมาณมาก และเกรดทางเทคนิคที่มีสิ่งเจือปนเล็กน้อยจะมีราคาถูกกว่าเกรดบริสุทธิ์โดยเฉพาะที่ไม่มีสิ่งเจือปน

คุณภาพของก๊าซอุตสาหกรรม- ประการแรกคือการปฏิบัติตามมาตรฐาน - GOST และ TU ก๊าซแต่ละยี่ห้อต้องมีเปอร์เซ็นต์สิ่งเจือปนที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด นั่นคือ ก๊าซต้องมีความบริสุทธิ์ระดับหนึ่ง นอกจากนี้ คุณภาพยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากบรรจุภัณฑ์ที่ใช้ขนส่งและจำหน่ายก๊าซ: ถังและภาชนะบรรจุความเย็น

ก๊าซอาจเป็นไปตามมาตรฐาน แต่ถ้าสูบเข้าไปในกระบอกสูบที่สกปรก (นั่นคือมีสารแปลกปลอม) ก๊าซนั้นจะไม่เป็นก๊าซที่มีความบริสุทธิ์ตามที่กำหนดอีกต่อไป การมีสิ่งเจือปนที่ไม่พึงประสงค์สามารถทำลายเทคโนโลยีที่จะใช้ก๊าซดังกล่าวได้ ดังนั้น ซัพพลายเออร์ที่จริงจังจึงให้ความสนใจเป็นพิเศษในการตรวจสอบกระบอกสูบและประทับตราบนถังเพื่อรับประกันคุณภาพ

สิ่งสำคัญคือกระบอกสูบและภาชนะบรรจุอื่น ๆ ภายใต้ความกดดันต้องอยู่ภายใต้การควบคุมของ Gostekhnadzor นอกจากนี้ยังต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย - ได้รับการตรวจสอบและทดสอบเป็นประจำ ซึ่งควรมีเครื่องหมายพิเศษแสดงด้วย

ในรัสเซีย วิสาหกิจส่วนใหญ่สร้างขึ้นในยุคโซเวียตผลิต การผลิตก๊าซอุตสาหกรรมในสหภาพโซเวียตเริ่มต้นด้วยการก่อตัวของอุตสาหกรรมโลหะซึ่งเป็นผู้บริโภคหลักของก๊าซทางเทคนิค สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการแช่แข็งที่ทำให้สามารถแยกอากาศในชั้นบรรยากาศ เก็บและขนส่งก๊าซเหลวได้ ความก้าวหน้าครั้งสำคัญเกิดขึ้นในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2487 เมื่อออกซิเจนเหลวถูกผลิตขึ้นเป็นครั้งแรกที่โรงงานผลิตออกซิเจน Balashikha (BKZ) โดยการทำให้เย็นลงลึกและแยกอากาศออกจากวงจรความดันต่ำ หน่วยแยกอากาศโซเวียตเครื่องแรก TK-2000 ได้รับการออกแบบโดยศาสตราจารย์ Pyotr Kapitsa ซึ่งในเวลานั้นเป็นหัวหน้าสถาบันปัญหาทางกายภาพของ USSR Academy of Sciences ประวัติศาสตร์ของการผลิตก๊าซโดยทั่วไปมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวิทยาศาสตร์ และไม่เพียงแต่วิทยาศาสตร์เท่านั้นที่ขับเคลื่อนการผลิต แต่ยังในทางกลับกันด้วย: ความเป็นไปได้ที่จะได้รับก๊าซในปริมาณอุตสาหกรรมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทดลองของนักฟิสิกส์โซเวียตในหัวข้อนิวเคลียร์

นอกเหนือจากโรงงานผลิตก๊าซเฉพาะทางขนาดใหญ่ เช่น OJSC Linde Gas Rus (เดิมคือ BKZ), OJSC Logika และอื่น ๆ อุตสาหกรรมจำนวนมากที่ใช้ก๊าซในปัจจุบันมีโรงแยกอากาศ ตามกฎแล้วองค์กรที่ผลิตผลิตภัณฑ์แยกอากาศจะขายผลิตภัณฑ์ของเหลวส่วนเกินที่ไม่มีการอ้างสิทธิ์ในตลาด ความจริงก็คือการปิดโรงงานแยกอากาศเป็นขั้นตอนที่ซับซ้อนทางเทคโนโลยีและมีค่าใช้จ่ายสูง ซึ่งยิ่งไปกว่านั้น ในกรณีที่เกิดปัญหาทางเทคโนโลยี อาจนำไปสู่การหยุดการผลิตหลักได้

สายแก๊ส

ภูมิศาสตร์ของผู้ผลิตก๊าซนั้นกว้าง: มีโรงงานผลิตขนาดใหญ่ในภูมิภาคมอสโก (OJSC Linde Gas Rus ใน Balashikha, OJSC Logika ใน Zelenograd, OJSC Moscow Coke and Gas Plant) ทางตะวันตกเฉียงเหนือ (โรงงาน ZAO Lentekhgaz) ใน เทือกเขาอูราล (OJSC "Uraltehgaz") ในโนโวซีบีร์สค์ (OJSC "Sibtekhgaz") และแม้แต่ในตะวันออกไกล (OJSC "Daltekhgaz") การจัดเรียงผู้ผลิตก๊าซนี้ช่วยให้ตอบสนองความต้องการของเขตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เกือบทั้งหมดโดยไม่ต้องเสียค่าขนส่ง

จริงมีข้อยกเว้น: ตัวอย่างเช่น บริษัท "โนริลสค์ นิเกิล"ซื้อผลิตภัณฑ์ก๊าซต่าง ๆ รวมถึงก๊าซอาร์กอนในมอสโกจาก NII KM และก๊าซเช่นฮีเลียมผลิตในระดับอุตสาหกรรมโดยองค์กรเพียงแห่งเดียวในรัสเซีย - โรงงานแปรรูปก๊าซ Orenburg อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เข้าร่วมตลาดเป็นพยาน ค่าใช้จ่ายในการขนส่งก๊าซจากระยะไกลไม่ได้เป็นปัญหาสำหรับผู้บริโภคในขณะนี้ - ส่วนแบ่งของก๊าซในปริมาณรวมของต้นทุนการผลิตแทบจะไม่เกินสองสามเปอร์เซ็นต์ สำคัญกว่ามาก ความมั่นคงในการจัดหาและคุณภาพก๊าซ.

ผู้เข้าร่วมตลาดก๊าซทางเทคนิคของรัสเซียสามารถแบ่งตามเงื่อนไขออกเป็นสามกลุ่ม กลุ่มแรกซึ่งเล็กที่สุดหมายถึงผู้ผลิตก๊าซหุงต้มรายใหญ่ที่ดำเนินการหน่วยแยกอากาศของตนเอง เหล่านี้คือองค์กรต่างๆ เช่น OJSC Linde Gas Rus, OJSC Logika, CJSC Lentekhgaz เป็นต้น พวกเขามีส่วนร่วมแต่เพียงผู้เดียวในการผลิตและจำหน่ายก๊าซเหลวปริมาณมากให้กับผู้บริโภครายใหญ่และขนาดกลาง ตลอดจนตัวแทนจำหน่ายระดับภูมิภาค ปริมาณของเสบียงที่นี่วัดเป็นตันหรือหลายพันลูกบาศก์เมตร การขนส่งดำเนินการในภาชนะแช่แข็ง (ถัง) ปริมาณมาก โดยยานพาหนะพิเศษหรือผ่านท่อ

ก๊าซกลุ่มเล็กถูกขนส่งและ
เก็บในถังบรรจุก๊าซเหลวเข้า-ออก
ถังแช่แข็งพิเศษ

ประเภทที่สอง— โปรเซสเซอร์จริงและผู้ค้าปลีกก๊าซให้กับผู้บริโภครายย่อย ธุรกิจหลักของบริษัทดังกล่าวคือการถ่ายโอนก๊าซจากของเหลวไปสู่สถานะก๊าซ การแปรรูป (การทำให้บริสุทธิ์ การผลิตสารผสม) และการสะสมตัวในกระบอกสูบ มี บริษัท ดังกล่าวประมาณสิบแห่งในภูมิภาคมอสโก บริษัท ที่ร้ายแรงที่สุดนำเสนอก๊าซหลากหลายชนิดมีโครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่งและการจัดเก็บของตนเองซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถทำงานได้ไม่เพียง แต่กับของเหลวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ก๊าซในกระบอกสูบด้วย เล่มขนาดกลางและขนาดเล็ก บริษัท ดังกล่าวสามารถจัดหาก๊าซบรรจุขวดให้กับผู้บริโภคทั้งรายใหญ่และรายย่อย ตามกฎแล้ว บริษัท ในกลุ่มนี้มีความเชี่ยวชาญในผลิตภัณฑ์ก๊าซบางอย่างไม่ว่าจะเป็นก๊าซที่ติดไฟได้ (โพรเพน) - Promtekhgaz, ก๊าซเฉื่อย (ฮีเลียม, ไนโตรเจน, ก๊าซหายาก) - NII KM, คาร์บอนไดออกไซด์เหลว - OOO " Uralkid" , ก๊าซพิเศษและก๊าซผสม - PGS-Service LLC.

นอกจากนี้ยังมี บริษัท ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการผลิตและการจัดหาก๊าซทางเทคนิคซึ่งมีส่วนร่วมในการจัดหาอุปกรณ์ก๊าซพิเศษ

กลุ่มที่สามเป็นตัวแทนของผู้ขายก๊าซบรรจุขวดเท่านั้น บริษัท เหล่านี้ที่ซื้อผลิตภัณฑ์ก๊าซจาก บริษัท ในกลุ่มที่หนึ่งและสองขายต่อให้กับผู้บริโภคขนาดกลางและขนาดเล็กในปริมาณเล็กน้อยไม่เกินหนึ่งกระบอก

เป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินปริมาณรวมของตลาดก๊าซทางเทคนิคได้อย่างถูกต้อง แต่จากข้อมูลของ Igor Vasiliev จะอยู่ที่ประมาณ 500 ล้านยูโรต่อปี ไม่รวมปริมาณที่ผลิตในโรงงานและสำหรับความต้องการของตนเองโดยองค์กรโลหะวิทยา เคมี และ อุตสาหกรรมอื่นๆ หากคำนึงถึงผู้บริโภคเหล่านี้ จำนวนเงินที่ระบุสามารถเพิ่มได้อย่างอิสระสามครั้ง ความสามารถในการทำกำไรของการผลิต การแปรรูป และการขายต่อของก๊าซอาจแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับภูมิภาค ประเภทและยี่ห้อของก๊าซ แต่โดยเฉลี่ยแล้วจะมีอย่างน้อย 20-40%

ต้นทุนของก๊าซจากซัพพลายเออร์หลายรายนั้นใกล้เคียงกันโดยเฉลี่ยแล้วความแตกต่างไม่เกิน 10-15% แม้ว่าราคาของ บริษัท ต่างประเทศที่มีชื่อเสียงอาจสูงกว่าคู่แข่ง 25%

การขยายตัวและการหดตัว

การทำงานกับก๊าซต้องปฏิบัติตามกฎ
ความปลอดภัย: การจัดการกับ
แรงดันสูงระเบิด
สภาพแวดล้อมและอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ

บริษัท ขนาดใหญ่ประมาณหนึ่งโหลดำเนินการในตลาดโลกของก๊าซทางเทคนิค สามผู้ครอบครอง: French Air Liquide, German Linde Gas และ American Air Products โรงงานผลิตและสำนักงานขายของพวกเขาเปิดอยู่ทั่วโลก รวมถึงรัสเซียด้วย บริษัทเหล่านี้ผลิตและจำหน่ายไม่เพียงแต่ก๊าซและสารผสมต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเทคโนโลยีและอุปกรณ์สำหรับการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งด้วย

รูปแบบที่ทันสมัยสำหรับการขายก๊าซให้กับผู้บริโภครายใหญ่เรียกว่าการจัดหาในสถานที่และเกี่ยวข้องกับการผลิตก๊าซโดยตรงที่ไซต์ของลูกค้า ในรัสเซียนี่ยังคงเป็นทิศทางใหม่ แต่มีแนวทางปฏิบัติที่คล้ายกันอยู่แล้ว ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์สำหรับการผลิตไนโตรเจนและไฮโดรเจนที่จัดหาโดย Air Products ได้ดำเนินการแล้วที่ไซต์ของโรงงานผลิตแก้วของ Pilkington Glass LLC ใน Ramenskoye สิ้นปีนี้ Air Liquide วางแผนที่จะเริ่มใช้งานหน่วยแยกอากาศใหม่ที่ Severstal Iron and Steel Works ในสถานที่

บริการที่คล้ายกันนี้นำเสนอโดยบริษัทรัสเซีย โดยเฉพาะ Cryogenmash ตามรูปแบบการจัดหาในสถานที่ องค์กรสามารถติดตั้งหน่วยแยกอากาศขนาดใหญ่และขนาดกลางได้ นอกเหนือจากการสร้างโรงงานผลิตใหม่แล้ว บริษัทต่างชาติกำลังเข้าซื้อกิจการของรัสเซียที่มีอยู่ ดังนั้นหลังจากเข้าร่วม AGA ของ Linde Gas Rus ที่เกี่ยวข้องกับสวีเดนก็กลายเป็นเจ้าของ BKZ และโรงงาน autogenous ของคาลินินกราด นอกจากนี้ บริษัท เยอรมันยังซื้อโรงงานออกซิเจน Samara ด้วยเหตุนี้ ลินเด้ แก๊ส รุสจึงเป็นผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ก๊าซทางเทคนิคและก๊าซผสมรายใหญ่ที่สุดในรัสเซีย

ตามที่นักวิเคราะห์ระบุว่าการควบรวมกิจการกำลังดำเนินการในตลาดหลังโซเวียตของผู้ผลิตก๊าซอุตสาหกรรม และไม่เพียงแต่ชาวต่างชาติเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้: การยืนยันว่านี่คือการซื้อกิจการโดย Cryogenmash ในปี 2549 ของโรงงานออกซิเจน CJSC Kiev และ OJSC Daltekhgaz ผู้ผลิตก๊าซทางเทคนิครายใหญ่ที่สุดในภาคตะวันออกของรัสเซีย รวมถึงสินทรัพย์ก๊าซอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่ง .

ผู้ผลิตก๊าซทราบว่า ตลาดก๊าซในประเทศเติบโตอย่างต่อเนื่อง(เฉลี่ยปีละ 15-20%) นี่เป็นเพราะทั้งจำนวนผู้บริโภคที่เพิ่มขึ้นและความต้องการของพวกเขาและการเกิดขึ้นของพื้นที่ใหม่ ๆ ของการใช้ก๊าซ ตัวอย่างเช่น เมื่อ 10 ปีที่แล้ว ผู้ผลิตอาหารในประเทศส่วนใหญ่ไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับการใช้ก๊าซผสมสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารด้วยซ้ำ และวันนี้เทคโนโลยีนี้ได้กลายเป็นบรรทัดฐาน - โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ขนาดใหญ่ทุกแห่งบรรจุผลิตภัณฑ์โดยใช้สภาพแวดล้อมของก๊าซดัดแปลง และผลิตภัณฑ์ดังกล่าวมีจำหน่ายในซูเปอร์มาร์เก็ตทุกแห่ง

ปัจจุบันทั้งผู้ผลิตและผู้ขายก๊าซทางเทคนิคต่างทราบถึงความต้องการผลิตภัณฑ์ก๊าซใหม่ ซึ่งเป็นส่วนผสมขององค์ประกอบและวัตถุประสงค์ต่างๆ ที่ใช้ในบรรจุภัณฑ์อาหาร การเชื่อม ยารักษาโรค และด้านอื่นๆ ผู้เล่นในตลาดต่างประเทศและในประเทศจำนวนหนึ่งกำลังพัฒนาและแนะนำมาตรฐานและข้อกำหนดใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์ก๊าซ

แต่ก็มีปัญหาเช่นกัน หนึ่งในปัญหาหลักคือ ภาชนะบรรจุก๊าซ. ถังแก๊สแรงดันสูงที่ใช้อยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่ล้าสมัยทั้งทางร่างกายและจิตใจ ผู้ขายกล่าวว่ากระบอกสูบในประเทศที่ผลิตในยุค 40 ของศตวรรษที่ผ่านมายังคงหมุนเวียนอยู่

วันนี้กระบอกสูบสำหรับก๊าซทางเทคนิคผลิตโดยโรงงาน Pervouralsky Novotrubny OJSC เท่านั้น ความจุไม่เพียงพอและเทคโนโลยีสำหรับการผลิตและการพ่นสีกระบอกสูบยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ การดูกระบอกสูบในประเทศจำนวนหนึ่งที่มาถึงซัพพลายเออร์ก๊าซเพื่อเติมก็เพียงพอแล้ว: มีความสูงต่างกันทั้งหมด (พวกเขาบอกว่ามีปริมาตรด้วย) ปอกเปลือกสกปรกเป็นสนิม ผู้ผลิตก๊าซถูกบังคับให้รักษาพื้นที่พิเศษสำหรับการซ่อมแซมกระบอกสูบดังกล่าว ด้วยเหตุผลบางอย่างกระบอกสูบของเรายังคงผลิตโดยมีก้นกลมซึ่งแตกต่างจากของนำเข้าด้วยเหตุผลบางประการซึ่ง "รองเท้า" ที่เป็นโลหะ - ขาตั้งมักจะถูกเชื่อมแบบคดเคี้ยว หากวางกระบอกไร้ตะเข็บต่างประเทศที่มีก้นแบนไว้ข้างกระบอกในประเทศ ใคร ๆ ก็สามารถมั่นใจในข้อได้เปรียบของกระบอกหลังได้ นอกจากนี้กระบอกสูบนำเข้ามาตรฐานที่มีน้ำหนักเท่ากันและราคาเทียบเคียงมีปริมาตรไม่ 40 แต่ 50 ลิตรและแรงดันใช้งานไม่ 150 แต่ 200 บรรยากาศ

Syngas จากเชื้อเพลิงแข็ง. แหล่งวัตถุดิบหลักแหล่งแรกสำหรับการผลิตก๊าซสังเคราะห์คือเชื้อเพลิงแข็ง ซึ่งผ่านกระบวนการในเครื่องกำเนิดก๊าซน้ำตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

C + H 2 O ↔ CO + H 2; ∆N˃0; (I) C+ O 2 ↔ CO 2 ; ∆N˂0 (II)

วิธีการได้รับนี้ประกอบด้วยการจ่ายอากาศและไอน้ำสำรองผ่านชั้นเชื้อเพลิงแข็งขนาดใหญ่ (แอนทราไซต์ โค้ก กึ่งโค้ก) ก๊าซสังเคราะห์ได้ในขั้นตอนของการพ่นไอน้ำ และถึงอุณหภูมิที่ต้องการของชั้นเชื้อเพลิงในระหว่างขั้นตอน

ระเบิดทางอากาศ. รอบการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 3-5 นาที ก๊าซน้ำที่เกิดขึ้นประกอบด้วย 50-53% H 2 และ ~ 36% CO เพื่อใช้ในการผลิตต่อไป ก๊าซน้ำจะต้องถูกทำให้บริสุทธิ์จากสารประกอบกำมะถันและควรดำเนินการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ตามปฏิกิริยา

CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2; ∆N˂0; (สาม)

จากนั้นจึงกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกให้หมดหากใช้สำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนียหรือบางส่วนสำหรับการสังเคราะห์เมทานอล

ข้อเสียของกระบวนการคือระยะเวลา ผลผลิตต่อหน่วยต่ำของเครื่องกำเนิดก๊าซ ตลอดจนความต้องการวัตถุดิบสูงในแง่ของปริมาณและอุณหภูมิของการหลอมเถ้า การกระจายขนาดอนุภาค และลักษณะอื่นๆ

กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สแบบฟลูอิไดซ์เบดสำหรับเชื้อเพลิงเนื้อละเอียดได้รับการทดสอบในระดับอุตสาหกรรม การปรับปรุงเพิ่มเติมคือการทำให้เป็นแก๊สในฟลูอิไดซ์เบดบนการระเบิดด้วยไอน้ำ-ออกซิเจนภายใต้ความกดดัน Kansk-Achinsk ที่ความดัน 2.0 MPa ได้รับก๊าซขององค์ประกอบต่อไปนี้ (%): CO 2 - 29.7; ประมาณ 2 - 0.2; CO- 20.2; H 2 - 42.3; พจ 4 - 7.0; ยังไม่มีข้อความ 2 -0.6

อีกทิศทางหนึ่งคือการทำให้เป็นแก๊สของเชื้อเพลิงในรูปของฝุ่น กระบวนการนี้ช่วยให้สามารถใช้เชื้อเพลิงได้เกือบทุกชนิด เอ่อ อคุณลักษณะที่มีความปั่นป่วนสูงในเขตปฏิกิริยาสำหรับ | เนื่องจากการไหลสวนทางของส่วนผสมเชื้อเพลิงและการผสมที่ดีของส่วนผสมของไอระเหยออกซิเจนกับฝุ่นเชื้อเพลิง

Syngas จากไฮโดรคาร์บอนเหลว. การผลิตก๊าซสังเคราะห์จากไฮโดรคาร์บอนเหลวเป็นเรื่องปกติในประเทศที่ขาดแคลนก๊าซธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ในปี 1974 ในญี่ปุ่น 67% และใน FRG 59% ของแอมโมเนียทั้งหมดได้มาจากการแปรรูปเชื้อเพลิงเหลว เห็นได้ชัดว่าในการผลิตเมทานอลภายใต้สภาวะที่คล้ายคลึงกัน เชื้อเพลิงเหลวมีความสำคัญเช่นเดียวกัน

ตามรูปแบบเทคโนโลยีของการประมวลผลเป็นก๊าซสังเคราะห์ เชื้อเพลิงเหลวสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มแรกรวมถึงเชื้อเพลิงที่ผ่านกระบวนการปฏิรูปด้วยออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงเหลวหนัก - น้ำมันเชื้อเพลิง สารตกค้างจากการแตกร้าว ฯลฯ กลุ่มที่สองคือสารกลั่นแบบผ่านตรงแบบเบา (แนฟทา) โดยมีจุดเดือดสุดท้ายไม่เกิน 200-220 ° C; ซึ่งรวมถึงน้ำมันเบนซิน แนฟทา ของผสมของการกลั่นแบบเบา เชื้อเพลิงเหลวกลุ่มที่สองถูกแปรรูปเป็นก๊าซสังเคราะห์โดยการเร่งปฏิกิริยาไอน้ำแบบเร่งปฏิกิริยาในเตาเผาแบบท่อ

การเปลี่ยนรูปออกซิเจนที่อุณหภูมิสูงของเชื้อเพลิงเหลวในต่างประเทศได้ดำเนินการในกระบวนการที่เชื้อเพลิงเหลวผ่านภายใต้แรงดันผ่านเครื่องทำความร้อน จากจุดนั้นเข้าสู่เครื่องกำเนิดก๊าซที่อุณหภูมิ 400–600°C มีการให้ออกซิเจนอุ่นและไอน้ำร้อนยวดยิ่งด้วย ก๊าซสังเคราะห์เกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดก๊าซที่อุณหภูมิ 1,350–1,450°C แต่มีเขม่าบางส่วนถูกปล่อยออกมาเช่นกัน ก๊าซถูกทำให้บริสุทธิ์จากเขม่า แล้วส่งไปทำให้บริสุทธิ์จากสารประกอบกำมะถัน หลังจากนั้น ก๊าซซึ่งรวมถึง 3-5% CO 2 , 45-48% CO , 40-45% H 2 ตลอดจนมีเทน ไนโตรเจน และอาร์กอนจำนวนหนึ่ง จะผ่านการแปลง CO และการทำให้บริสุทธิ์จาก CO 2 . กระบวนการนี้ดำเนินไปภายใต้ความกดดัน ซึ่งสามารถเข้าถึง 15 MPa หน่วยมีความจุ 30,000 ลบ.ม. / ชม. (H 2 + CO) และอื่น ๆ ข้อเสียของกระบวนการคือการใช้ออกซิเจนสูงการปล่อยเขม่าตลอดจนความซับซ้อนของโครงร่างเทคโนโลยี

การประมวลผลของเชื้อเพลิงเหลวที่ระเหยได้ง่ายเป็นก๊าซสังเคราะห์โดยการปฏิรูปไอน้ำด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาในเตาหลอมแบบท่อทำให้การระเหยเป็นการดำเนินการทางเทคโนโลยีครั้งแรก

เชื้อเพลิงเหลวและการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปน ปริมาณสารประกอบกำมะถันสำหรับการแปรรูปภายหลังไม่ควรเกิน 1 มก./กก. ของวัตถุดิบตั้งต้นไฮโดรคาร์บอน จากนั้น ไอระเหยของไฮโดรคาร์บอนจะผสมกับไอน้ำร้อนยวดยิ่งและป้อนเข้าไปในท่อปฏิกิริยาของเตาหลอมที่บรรจุด้วยตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล กระบวนการนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 60 และปัจจุบันใช้กันอย่างแพร่หลายในต่างประเทศ ข้อดีของมันคือความเป็นไปได้ที่จะได้รับก๊าซสังเคราะห์ภายใต้ความกดดัน ความง่ายในการควบคุมองค์ประกอบของก๊าซสังเคราะห์ และการใช้พลังงานต่ำ ข้อเสียรวมถึงข้อกำหนดสูงสำหรับองค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนของวัตถุดิบตั้งต้นในแง่ของเนื้อหาของไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวและวัฏจักร กำมะถันและสิ่งเจือปนอื่น ๆ การบริโภคไฮโดรคาร์บอนที่เฉพาะเจาะจงสูง

Syngas จากก๊าซธรรมชาติ. ก๊าซสังเคราะห์จากก๊าซไฮโดรคาร์บอน (ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซที่เกี่ยวข้อง ก๊าซแปรรูปจากเชื้อเพลิงอื่นๆ) ปัจจุบันเป็นแหล่งผลิตแอมโมเนียและเมทานอลหลัก ตามตัวออกซิไดเซอร์ที่ใช้และการออกแบบทางเทคโนโลยี สามารถจำแนกความแตกต่างของกระบวนการผลิตก๊าซที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนได้ดังต่อไปนี้: การปฏิรูปออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง, การปฏิรูปไอน้ำด้วยออกซิเจนแบบเร่งปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์แบบเพลา, การปฏิรูปไอน้ำด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แบบเร่งปฏิกิริยาในเตาหลอมแบบท่อ

ปฏิกิริยาออกซิเดชันของมีเทน (ส่วนประกอบหลักของก๊าซไฮโดรคาร์บอน) ในระหว่างการผลิตก๊าซสังเคราะห์นั้นเกิดขึ้นตามปฏิกิริยาหลักโดยรวมดังต่อไปนี้:

CH 4 + 0.5O 2 \u003d CO + 2H 2; ΔH = -35.6kJ (IY)

CH 4 + H 2 O \u003d CO + ZN 2; ΔN= 206.4 กิโลจูล (Y)

CH 4 + CO 2 \u003d 2CO + 2H 2; ΔH = 248,ZkJ (ยี)

ปฏิกิริยา (III) ดำเนินไปพร้อมกัน

ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของมีเธนโฮโมโลจีนั้นทำในลักษณะเดียวกัน

ภายใต้สภาวะจริงของการดำเนินกระบวนการ ปฏิกิริยา (III), (V) และ (VI) สามารถผันกลับได้ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา (IV) ในช่วงอุณหภูมิทำงานนั้นมีค่าสูงมาก กล่าวคือ เราสามารถสรุปได้ว่าปฏิกิริยาไปทางขวาจนสุด (ออกซิเจนทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์) ปฏิกิริยา (IV)-(VI) ดำเนินการโดยเพิ่มปริมาณ เนื่องจากกระบวนการหลังจากการแปลงมีเทน (การทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซที่แปลงแล้ว การสังเคราะห์) จะดำเนินการอย่างเหมาะสมที่ความดันสูง จึงเป็นที่นิยมกว่าที่จะดำเนินการเปลี่ยนก๊าซมีเทนภายใต้ความดันด้วยเพื่อลดต้นทุนการบีบอัด

องค์ประกอบของก๊าซที่ถูกแปลงต้องเป็นไปตามข้อกำหนดบางประการ มีลักษณะเป็นดัชนีการแปลงปริมาณสารสัมพันธ์ซึ่งแตกต่างกันไปตามอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันและเป็น

ผลิตภัณฑ์ส

แอมโมเนีย .................. (H 2 + CO): N 2 3.05-3.10

เมทานอล ............................... (H 2 + CO): (CO 2 + H 2 O) 2.0-2 .2

แอลกอฮอล์ที่สูงขึ้น……..…….H 2: CO 0.7-1.0.

แม้จะมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันอย่างมากสำหรับก๊าซแปรสภาพ แต่พันธุ์ทั้งหมดสามารถหาได้จากการแปลงไฮโดรคาร์บอนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไอน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ ออกซิเจน และอากาศ

การทำให้ก๊าซธรรมชาติบริสุทธิ์จากสารประกอบกำมะถัน. การมีสารประกอบกำมะถันในก๊าซในกระบวนการเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา ประการแรก พวกมันคือสารพิษเร่งปฏิกิริยา และประการที่สอง การปรากฏตัวของสารประกอบกำมะถันทำให้เกิดการกัดกร่อนของอุปกรณ์ ก๊าซธรรมชาติจากแหล่งสะสมจำนวนมากมีสารประกอบกำมะถันจำนวนมาก - อนินทรีย์และอินทรีย์ ในบรรดาสารประกอบอนินทรีย์ ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์เท่านั้น สารประกอบกำมะถันอินทรีย์ที่มีอยู่ในก๊าซธรรมชาตินั้นมีความหลากหลายมาก เหล่านี้รวมถึงคาร์บอนซัลไฟด์ COS, คาร์บอนซัลไฟด์ CS 2, ไทโอฟีน C 4 H 4 S,

ซัลไฟด์ R 2 S, ไดซัลไฟด์ R 2 S 2 , เมอร์แคปแทน RSH (เมทิลเมอร์แคปแทน CH 3 SH, เอทิลเมอร์แคปแทน C 2 H 5 SH, เมอร์แคปแตนหนัก เช่น CeH 5 SH)

จากการศึกษาจำนวนมากพบว่ายิ่งน้ำหนักโมเลกุลของสารประกอบมากเท่าใด การกำจัดออกจากก๊าซก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น ไทโอฟีนเป็นสารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์ที่กำจัดออกได้ยากที่สุด ซัลไฟด์ ไดซัลไฟด์และเมอร์แคปแตนหนักจะถูกกำจัดออกได้ไม่ดีเช่นกัน

เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าปริมาณของเมอร์แคปแตนหนัก ซัลไฟด์และไดซัลไฟด์ในก๊าซธรรมชาติสูงกว่าปริมาณซัลเฟอร์ที่อนุญาตในก๊าซหลายเท่าก่อนการปรับรูปท่อ (1 มก./ม.3) ในหน่วยการสังเคราะห์แอมโมเนียประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่

ใช้การลดกำมะถันแบบสองขั้นตอน

ในขั้นแรก สารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์จะถูกเติมไฮโดรเจน กับโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียม-โคบอลต์-โมลิบดีนัมหรืออะลูมิเนียม-นิกเกิล-โมลิบดีนัมที่อุณหภูมิ 350–400°C และความดัน 2–4 MPa ในระหว่างการเติมไฮโดรเจน ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

C 2 H 5 SH + H 2 \u003d H 2 S + C 2 H 6

C 6 H 5 SH + H 2 \u003d H 2 S + C 6 H 6

C 4 H 4 S + 4H 2 = H 2 S + C 4 H 10

CS 2 + 4H 2 = 2H 2 S + CH 4

COS + H 2 \u003d H 2 S + CO

CH 3 SC 2 H 5 + 2H 2 \u003d H 2 S + CH 4 - C 2 H 6

ภายใต้เงื่อนไขของกระบวนการ ปฏิกิริยาข้างต้นถือได้ว่าไม่สามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ เกิดไฮโดรเจนเกือบสมบูรณ์

ในขั้นตอนที่สอง ไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 390-410°C ถูกดูดซับโดยตัวดูดซับที่มีซิงค์ออกไซด์ (GIAP-10):

H 2 S + ZnO = ZnS + H 2 O

ปฏิกิริยานี้ไม่สามารถย้อนกลับได้และสามารถทำให้ก๊าซบริสุทธิ์ในระดับสูงได้

ด้วยปริมาณสารประกอบกำมะถันที่เพิ่มขึ้นในก๊าซธรรมชาติ การทำความสะอาดแบบดูดซับจึงใช้ซีโอไลต์สังเคราะห์ (ตะแกรงโมเลกุล) ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกำจัดกำมะถันคือซีโอไลต์ยี่ห้อ NaX ซึ่งรวมถึงออกไซด์ NaO, A1 2 O 3 , SiO 2 . การดูดซับจะดำเนินการที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิห้อง สร้างซีโอไลต์ใหม่ที่อุณหภูมิ 300-400°C การฟื้นฟูจะดำเนินการด้วยไนโตรเจนหรือก๊าซบริสุทธิ์ที่มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นทีละน้อย และกำมะถันจำนวนมาก (65%) จะถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิ 120-200°C

เครื่องมือที่ใช้สำหรับการลดกำมะถันอาจเป็นแบบแนวรัศมี ชั้น หรือเพลา รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมของการลดกำมะถันแบบสองขั้นตอนของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวดูดซับชั้น

รูปที่ 7.1 โครงการฟอกก๊าซธรรมชาติแบบสองขั้นตอน:

1 - เครื่องทำความร้อน 2 - เครื่องเติมไฮโดรเจน 3 - ตัวดูดซับที่มีตัวดูดซับสังกะสี АВС – ส่วนผสมของไนตริก-ไฮโดรเจน

การแปลงไอน้ำ. องค์ประกอบสมดุลของส่วนผสมของก๊าซถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของกระบวนการ เช่น อุณหภูมิและความดันในระบบ ตลอดจนอัตราส่วนของส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา การปฏิรูปไอน้ำ ตามที่ระบุไว้แล้ว สามารถอธิบายได้ด้วยสมการ (V)

ที่ความดันบรรยากาศและอัตราส่วนปริมาณสารสัมพันธ์ของส่วนประกอบเริ่มต้น การแปลงมีเทนที่สมบูรณ์เพียงพอจะทำได้ที่อุณหภูมิประมาณ 800°C ด้วยการเพิ่มอัตราการไหลของไอน้ำ การสลายตัวของมีเทนในระดับเดียวกันสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า

การใช้แรงกดช่วยลดความสมบูรณ์ของการแปลงลงอย่างมาก ดังนั้นที่ความดัน 3 MPa การแปลงที่สมบูรณ์เพียงพอจะถูกสังเกตที่อุณหภูมิประมาณ 1100 °C เท่านั้น

ในการติดตั้งสมัยใหม่ที่ความดัน 2 MPa และสูงกว่าในอัตราส่วน (CH 4:H 2) = 1:4 ปริมาณมีเทนที่หลงเหลืออยู่หลังการปรับสภาพด้วยไอน้ำจะอยู่ที่ 8-10% เพื่อให้ได้ปริมาณ CH 4 ที่เหลืออยู่ประมาณ 0.5% การแปลงจะดำเนินการในสองขั้นตอน: การปรับสภาพไอน้ำภายใต้ความดัน (ขั้นแรก) และการปรับสภาพไอน้ำในอากาศโดยใช้ออกซิเจนในบรรยากาศ (ขั้นที่สอง) ในกรณีนี้ จะได้ก๊าซสังเคราะห์ขององค์ประกอบปริมาณสารสัมพันธ์ และไม่จำเป็นต้องแยกอากาศเพื่อให้ได้ออกซิเจนและไนโตรเจนในกระบวนการ

รูปที่ 7.2 รูปแบบเทคโนโลยีของการแปลงก๊าซมีเทน:

1 - เตาท่อ; 2 - เครื่องปฏิกรณ์ของฉัน 3 - หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง; 4 - เครื่องผสม; 5 - 7 - เครื่องทำความร้อน

การแปลงก๊าซมีเทนด้วยออกซิเจน. ในการรับไฮโดรเจนจากการเปลี่ยนมีเทนด้วยออกซิเจนจำเป็นต้องดำเนินกระบวนการโดยปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของมีเทนที่ไม่สมบูรณ์ ปฏิกิริยาดำเนินไปในสองขั้นตอน

1) CH 4 + 0.5O 2 ↔ CO + 2 H 2; ∆H = -35.6 กิโลจูล

CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2 H 2 O; ∆N = - 800 กิโลจูล

2) CH 4 + H 2 O ↔ CO + 3H 2; ∆N = 206.4 กิโลจูล

CH 4 + CO 2 ↔ 2CO + 2 ชั่วโมง 2; ∆N = 246 กิโลจูล

ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาในระยะแรกนั้นมีขนาดใหญ่มากจนถือว่าปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในเรื่องนี้ การเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนในส่วนผสมของก๊าซที่อยู่เหนือปริมาณสารสัมพันธ์ไม่ได้ทำให้ผลผลิตของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น

การเพิ่มความดันในการปฏิรูปออกซิเจนเช่นเดียวกับในการปฏิรูปไอน้ำนั้นไม่สามารถทำได้ในทางอุณหพลศาสตร์ เพื่อให้เกิดการแปลงมีเทนในระดับสูงที่ความดันสูง จำเป็นต้องดำเนินกระบวนการที่อุณหภูมิสูงขึ้น

กระบวนการพิจารณาของการเปลี่ยนก๊าซมีเทนด้วยไอน้ำและออกซิเจนนั้นมีผลทางความร้อนที่แตกต่างกัน: ปฏิกิริยาปฏิรูปไอน้ำเป็นการดูดความร้อนและต้องการความร้อน ปฏิกิริยาปฏิรูปออกซิเจนเป็นแบบคายความร้อน และความร้อนที่ปล่อยออกมานั้นเพียงพอไม่เพียงแต่สำหรับการใช้ความร้อนอัตโนมัติของการปรับโครงสร้างออกซิเจนจริงเท่านั้น แต่ยังครอบคลุมการใช้ความร้อนสำหรับปฏิกิริยาปฏิรูปไอน้ำที่ดูดความร้อนด้วย ดังนั้นการแปลงก๊าซมีเทน

แนะนำให้ใช้ส่วนผสมของสารออกซิไดซ์

ไอน้ำ-ออกซิเจน ไอน้ำ-ออกซิเจน-อากาศ และไอน้ำ-อากาศ การแปลงก๊าซมีเทนกระบวนการความร้อนอัตโนมัติ (โดยไม่ต้องจ่ายความร้อนจากภายนอก) สามารถดำเนินการได้โดยการรวมการแปลงมีเธนตามปฏิกิริยาคายความร้อน (IV) และดูดความร้อน (V) กระบวนการนี้เรียกว่าการแปลงไอน้ำเป็นออกซิเจนหากใช้ไอน้ำและออกซิเจนเป็นสารออกซิแดนท์ และการแปลงไอน้ำเป็นออกซิเจนเป็นอากาศหากใช้ไอน้ำ ออกซิเจนและอากาศเป็นสารออกซิแดนท์ กระบวนการทั้งสองนี้พบการใช้งานในอุตสาหกรรม ในระหว่างการเปลี่ยนไอน้ำเป็นออกซิเจน จะได้รับก๊าซที่ปราศจากไนโตรเจนในระหว่างการเปลี่ยนไอน้ำเป็นออกซิเจนในอากาศ ก๊าซที่แปลงแล้วจะมีไนโตรเจนในปริมาณที่จำเป็นเพื่อให้ได้ส่วนผสมของไนตริกและไฮโดรเจนในปริมาณที่สัมพันธ์กันสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย คือได้รับ e. ไฮโดรเจน 75% และไนโตรเจน 25%

ตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงมีเทน. อัตราปฏิสัมพันธ์ของก๊าซมีเทนกับไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยานั้นต่ำมาก ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม กระบวนการจะดำเนินการโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งไม่เพียงช่วยเร่งปฏิกิริยาการแปลงอย่างมีนัยสำคัญเท่านั้น แต่

และด้วยสารออกซิไดซ์ที่มากเกินไปทำให้สามารถแยกปฏิกิริยาได้: CH 4 \u003d C + 2H 2

ตัวเร่งปฏิกิริยาแตกต่างกันไม่เพียง แต่ในเนื้อหาของส่วนประกอบที่ใช้งาน แต่ยังอยู่ในประเภทและเนื้อหาของส่วนประกอบอื่น ๆ - พาหะและโปรโมเตอร์

กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาสูงสุดในกระบวนการนี้ถูกครอบครองโดยตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่สนับสนุนโดยอะลูมินา (A1 2 O 3) ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลสำหรับกระบวนการเปลี่ยนก๊าซมีเทนผลิตขึ้นในรูปของวงแหวน Raschig ที่อัดเป็นเม็ดและอัดขึ้นรูป ดังนั้น ตัวเร่งปฏิกิริยา GIAP-16 จึงมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้: 25% NiO, 57% A1 2 O 3 , 10% CaO, 8% MgO อายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงที่มีการทำงานที่เหมาะสมถึงสามปีหรือมากกว่านั้น กิจกรรมของพวกเขาจะลดลงโดยการกระทำของสารพิษเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลมีความไวต่อการกระทำของสารประกอบกำมะถันมากที่สุด พิษเกิดขึ้นเนื่องจากการก่อตัวของนิกเกิลซัลไฟด์บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งไม่ใช้งานโดยสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาการแปลงของมีเทนและสารที่คล้ายคลึงกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นพิษด้วยกำมะถันสามารถสร้างใหม่ได้เกือบทั้งหมดภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่กำหนดเมื่อป้อนก๊าซบริสุทธิ์เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคาร์บอไนซ์สามารถฟื้นฟูได้โดยการบำบัดด้วยไอน้ำ

ทั้งกระบวนการหนึ่งและกระบวนการอื่น ๆ พบว่ามีการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม ในระหว่างการเปลี่ยนไอน้ำเป็นออกซิเจนจะได้รับก๊าซที่ปราศจากไนโตรเจนในระหว่างการเปลี่ยนไอน้ำเป็นออกซิเจนในอากาศ - ก๊าซที่แปลงแล้วประกอบด้วยไนโตรเจนในปริมาณที่จำเป็นเพื่อให้ได้ส่วนผสมของไนตริกไฮโดรเจนในปริมาณที่สัมพันธ์กันสำหรับการสังเคราะห์แอมโมเนีย เช่น ไฮโดรเจน 75% และไนโตรเจน 25% ตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงมีเทน อัตราปฏิสัมพันธ์ของก๊าซมีเทนกับไอน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยานั้นต่ำมาก ภายใต้สภาวะอุตสาหกรรม กระบวนการจะดำเนินการในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งไม่เพียงช่วยเร่งปฏิกิริยาการแปลงอย่างมีนัยสำคัญเท่านั้น แต่ยังมีตัวออกซิไดซ์ส่วนเกินที่เหมาะสม ทำให้สามารถแยกปฏิกิริยาออกได้: CH 4 \u003d C + 2H 2. ตัวเร่งปฏิกิริยาแตกต่างกันไม่เพียง แต่ในเนื้อหาของส่วนประกอบที่ใช้งาน แต่ยังอยู่ในประเภทและเนื้อหาของส่วนประกอบอื่น ๆ - พาหะและโปรโมเตอร์

กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาสูงสุดในกระบวนการนี้ถูกครอบครองโดยตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลที่สนับสนุนโดยอะลูมินา (A1 2 O 3) ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลสำหรับกระบวนการเปลี่ยนก๊าซมีเทนผลิตขึ้นในรูปของวงแหวน Raschig ที่อัดเป็นเม็ดและอัดขึ้นรูป ดังนั้นตัวเร่งปฏิกิริยา GIAP-16 จึงมีองค์ประกอบดังต่อไปนี้: 25% NiO, 57% Al 2O 3, 10% CaO, 8% MgO อายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงที่มีการทำงานที่เหมาะสมถึงสามปีหรือมากกว่านั้น กิจกรรมของพวกเขาจะลดลงโดยการกระทำของสารพิษเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลมีความไวต่อการกระทำของสารประกอบกำมะถันมากที่สุด พิษเกิดขึ้นเนื่องจากการก่อตัวของนิกเกิลซัลไฟด์บนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งไม่ใช้งานโดยสิ้นเชิงเมื่อเทียบกับปฏิกิริยาการแปลงของมีเทนและสารที่คล้ายคลึงกัน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นพิษด้วยกำมะถันสามารถสร้างใหม่ได้เกือบทั้งหมดภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่กำหนดเมื่อป้อนก๊าซบริสุทธิ์เข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบคาร์บอไนซ์สามารถฟื้นฟูได้โดยการบำบัดด้วยไอน้ำ

การแปลงคาร์บอนมอนอกไซด์. กระบวนการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ด้วยไอน้ำเป็นไปตามสมการ (III) ดังที่แสดงไว้ข้างต้น ปฏิกิริยานี้ดำเนินการบางส่วนแล้วในขั้นตอนของการปฏิรูปไอน้ำของมีเทน อย่างไรก็ตาม ระดับของการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนมอนอกไซด์ต่ำมากและก๊าซที่ทางออกมี CO สูงถึง 11.0% และอีกมากมาย เพื่อให้ได้ปริมาณไฮโดรเจนเพิ่มเติมและลดความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในก๊าซที่ถูกแปลงให้เหลือน้อยที่สุด ขั้นตอนอิสระของการแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาของ CO ด้วยไอน้ำจะดำเนินการ ตามเงื่อนไขของสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ ระดับของการแปลง CO สามารถเพิ่มได้โดยการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากส่วนผสมของก๊าซ โดยการเพิ่มปริมาณไอน้ำ หรือโดยการดำเนินกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนมอนอกไซด์ดังที่เห็นได้จากสมการปฏิกิริยา เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร ดังนั้น การเพิ่มความดันจะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาวะสมดุล ในขณะเดียวกัน การดำเนินกระบวนการที่ความดันสูงนั้นมีความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ เนื่องจากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น ขนาดของอุปกรณ์ลดลง และพลังงานของก๊าซธรรมชาติที่ถูกบีบอัดก่อนหน้านี้จะถูกนำมาใช้อย่างเป็นประโยชน์

กระบวนการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ด้วยการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับกลางนั้นใช้ในโครงการเทคโนโลยีสำหรับการผลิตไฮโดรเจนในกรณีที่จำเป็นต้องได้รับไฮโดรเจนโดยมีสิ่งเจือปนมีเทนในปริมาณที่น้อยที่สุด ความเข้มข้นของไอน้ำในก๊าซมักจะถูกกำหนดโดยปริมาณที่เติมเพื่อเปลี่ยนก๊าซมีเทนและที่เหลืออยู่หลังจากการไหลของก๊าซ อัตราส่วนของไอน้ำต่อก๊าซก่อนการแปลง CO ในหน่วยผลิตแอมโมเนียขนาดใหญ่คือ 0.4-0.5 การดำเนินกระบวนการที่อุณหภูมิต่ำเป็นวิธีที่มีเหตุผลในการเพิ่มระดับสมดุลของการเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ แต่เป็นไปได้เฉพาะเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีปฏิกิริยาสูงเท่านั้น ควรสังเกตว่าขีดจำกัดอุณหภูมิล่างของกระบวนการถูกจำกัดโดยสภาวะการควบแน่นของไอน้ำ ในกรณีของกระบวนการภายใต้ความดัน 2-3 MPa ขีดจำกัดนี้คือ 180-200°C การลดอุณหภูมิให้ต่ำกว่าจุดน้ำค้างจะทำให้ความชื้นควบแน่นบนตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา

ปฏิกิริยาการแปลง CO มาพร้อมกับการปลดปล่อยความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งนำไปสู่กระบวนการที่ดำเนินการในสองขั้นตอนที่สภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกันในแต่ละสภาวะ ในขั้นตอนแรก อุณหภูมิสูงช่วยให้อัตราการแปลงสูงของคาร์บอนมอนอกไซด์จำนวนมาก ในขั้นตอนที่สองที่อุณหภูมิต่ำการแปลง CO ที่เหลืออยู่ในระดับสูงจะทำได้สำเร็จ ความร้อนของปฏิกิริยาคายความร้อนใช้ในการผลิตไอน้ำ ดังนั้นจึงบรรลุระดับการแปลงที่ต้องการในขณะที่ลดการใช้ไอน้ำ

ระบอบอุณหภูมิในแต่ละขั้นตอนการแปลงถูกกำหนดโดยคุณสมบัติของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ ในขั้นตอนแรก จะใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก-โครเมียม ซึ่งมีทั้งแบบเม็ดและแบบหล่อ ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กโครเมียมที่อุณหภูมิปานกลางใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม สารประกอบกำมะถันเป็นพิษสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก-โครเมียม ไฮโดรเจนซัลไฟด์ทำปฏิกิริยากับ Fe 3 O 4 เพื่อสร้างเหล็กซัลไฟด์ FeS สารประกอบกำมะถันอินทรีย์ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก-โครเมียมจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเจนซัลไฟด์ นอกจากสารประกอบกำมะถันแล้ว สารประกอบของฟอสฟอรัส โบรอน ซิลิกอน และคลอรีนยังเป็นพิษต่อตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก-โครเมียมอีกด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำประกอบด้วยสารประกอบของทองแดง สังกะสี อะลูมิเนียม และโครเมียมในบางครั้ง รู้จักตัวเร่งปฏิกิริยาสอง, สาม, สี่และหลายองค์ประกอบ สารประกอบของแมกนีเซียม ไททาเนียม แพลเลเดียม แมงกานีส โคบอลต์ ฯลฯ ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ข้างต้น ปริมาณทองแดงในตัวเร่งปฏิกิริยามีตั้งแต่ 20 ถึง 50% (ในรูปของออกไซด์) การมีสารประกอบอะลูมิเนียม แมกนีเซียม แมงกานีสในตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำจะเพิ่มความเสถียรอย่างมากและทำให้ทนต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นได้มากขึ้น ก่อนดำเนินการ ตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิต่ำจะลดลงด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์หรือไฮโดรเจน ในกรณีนี้จะเกิดพื้นผิวที่ใช้งานอยู่ ออกไซด์ของทองแดงและสารประกอบทองแดงอื่น ๆ จะลดลงด้วยการก่อตัวของทองแดงโลหะละเอียด ซึ่งตามที่นักวิจัยหลายคนกำหนดกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของมัน อายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิต่ำมักจะไม่เกินสองปี สาเหตุหนึ่งของการปิดการใช้งานคือการตกผลึกใหม่ภายใต้การกระทำของอุณหภูมิและตัวกลางปฏิกิริยา เมื่อความชื้นควบแน่นบนตัวเร่งปฏิกิริยา ความแข็งแรงเชิงกลและกิจกรรมจะลดลง การสูญเสียความแข็งแรงเชิงกลนั้นมาพร้อมกับการทำลายตัวเร่งปฏิกิริยาและความต้านทานไฮดรอลิกของเครื่องปฏิกรณ์ที่เพิ่มขึ้น สารประกอบกำมะถัน คลอรีน รวมทั้งไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวและแอมโมเนียทำให้เกิดพิษของตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำ ความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ไม่ควรเกิน 0.5 มก./ลบ.ม. ของก๊าซต้นทาง การออกแบบเทคโนโลยีการแปลงก๊าซธรรมชาติ ในปัจจุบัน อุตสาหกรรมไนโตรเจนใช้แผนทางเทคโนโลยีสำหรับการแปลงก๊าซธรรมชาติภายใต้ความกดดันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์

รูปที่ 7.4 รูปแบบเทคโนโลยีของการแปลงก๊าซธรรมชาติ: 1 – เครื่องอัดก๊าซธรรมชาติ; 2 - เครื่องทำความร้อนไฟ; 3 - เครื่องปฏิกรณ์สำหรับการเติมไฮโดรเจนของสารประกอบกำมะถัน 4 - ตัวดูดซับ; 5 - เครื่องดูดควัน 6,7,9,10 - เครื่องทำความร้อนสำหรับก๊าซธรรมชาติ, น้ำป้อน, ไอน้ำอากาศและไอน้ำผสมก๊าซตามลำดับ 8 - ซูเปอร์ฮีตเตอร์; 11 - ท่อปฏิกิริยา 12 - เตาท่อ (ตัวแปลงก๊าซมีเทนในระยะแรก); 13 – ตัวแปลงก๊าซมีเทนเพลาของขั้นตอนที่สอง; 14.16 - หม้อไอน้ำ 15,17 - ตัวแปลงคาร์บอนมอนอกไซด์ของขั้นตอนที่หนึ่งและสอง 18 - เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน 19 - คอมเพรสเซอร์

รูปที่ 7.4 แสดงไดอะแกรมของหน่วยสำหรับการแปลงสองขั้นตอนของ CH 4 และ CO ภายใต้ความดันที่มีความจุแอมโมเนีย 1,360 ตันต่อวัน ก๊าซธรรมชาติถูกบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ 1 ถึงความดัน 4.6 MPa ผสมกับส่วนผสมของไนตริก-ไฮโดรเจน (ABC:gas-1:10) และป้อนเข้าเครื่องทำความร้อนแบบใช้ไฟ 2 ซึ่งส่วนผสมของปฏิกิริยาได้รับความร้อนตั้งแต่ 130 - 140°C ถึง 370 - 400°C. ก๊าซธรรมชาติหรือก๊าซติดไฟอื่น ๆ ใช้สำหรับให้ความร้อน ต่อไป ก๊าซร้อนจะต้องผ่านการทำให้บริสุทธิ์จากสารประกอบกำมะถัน: ในเครื่องปฏิกรณ์ 3 บนตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียม-โคบอลต์-โมลิบดีนัม ไฮโดรจิเนชันของสารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์เป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกดำเนินการ และจากนั้นในตัวดูดซับ 4 ไฮโดรเจนซัลไฟด์ถูกดูดซับโดยตัวดูดซับที่มีสังกะสีเป็นส่วนประกอบหลัก ออกไซด์ โดยปกติแล้วจะมีการติดตั้งตัวดูดซับสองตัว เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนาน หนึ่งในนั้นสามารถปิดได้สำหรับการโหลดตัวดูดซับสด ปริมาณ H 2 S ในก๊าซบริสุทธิ์ไม่ควรเกิน 0.5 มก./ลบ.ม.

ก๊าซบริสุทธิ์ผสมกับไอน้ำในอัตราส่วน 1: 3.7 และส่วนผสมของก๊าซไอระเหยที่ได้จะเข้าสู่โซนพาความร้อนของเตาเผาแบบท่อ 12. ท่อที่เต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงก๊าซมีเทนและหัวเผาซึ่งก๊าซธรรมชาติหรือก๊าซติดไฟถูกเผาไหม้ ถูกวางไว้ในห้องฉายรังสีของเตาเผา ก๊าซไอเสียที่ได้รับจากหัวเผาทำให้ท่อร้อนด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา จากนั้นความร้อนของก๊าซเหล่านี้จะถูกกู้คืนเพิ่มเติมในห้องพาความร้อน ซึ่งเครื่องทำความร้อนของส่วนผสมของไอน้ำ-ก๊าซและไอน้ำ-อากาศ ซุปเปอร์ฮีตเตอร์ไอน้ำแรงดันสูง น้ำป้อนแรงดันสูงและเครื่องทำความร้อนก๊าซธรรมชาติตั้งอยู่

ส่วนผสมของไอก๊าซถูกทำให้ร้อนในเครื่องทำความร้อน 10 ถึง 525°С จากนั้นภายใต้แรงดัน 3.7 MPa จะถูกกระจายจากบนลงล่างผ่านท่อจำนวนมากที่เชื่อมต่อแบบขนานและเต็มไปด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ส่วนผสมของก๊าซและไอของเครื่องปฏิกรณ์แบบท่อประกอบด้วย - 10%CH 4 . ที่อุณหภูมิ 850°C ก๊าซที่ถูกแปลงจะเข้าสู่ "เครื่องปฏิกรณ์มีเทนขั้นที่สอง 13 - เครื่องปฏิกรณ์ประเภทเหมือง อากาศที่ผ่านกระบวนการทำให้ร้อนในเขตพาความร้อนของเตาเผาถึง 480-500°C ถูกส่งไปยังส่วนบนของ ตัวแปลง 13 โดยคอมเพรสเซอร์ 19. ส่วนผสมของก๊าซไอน้ำและอากาศไอน้ำเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์แยกกระแสในอัตราส่วนที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการแปลงมีเธนเกือบสมบูรณ์และรับก๊าซในกระบวนการด้วยอัตราส่วน (CO-H 2): N 2 - 3.05 - 3.10 เนื้อหาของไอน้ำสอดคล้องกับอัตราส่วนของไอน้ำ: แก๊ส = 0.7: I ที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 ° C ก๊าซจะถูกส่งไปยังหม้อไอน้ำความร้อนทิ้ง 14 ซึ่งผลิตไอน้ำที่ความดัน 10.5 MPa ที่นี่ ส่วนผสมของปฏิกิริยาจะถูกทำให้เย็นลงที่ 380-420 ° C และไปที่ตัวแปลง CO ขั้นที่ 1 15 ซึ่งปริมาณออกไซด์หลักจะถูกแปลงบนไอน้ำคาร์บอนตัวเร่งปฏิกิริยาของเหล็ก-โครเมียมส่วนผสมของก๊าซออกจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ a อุณหภูมิ 450 ° C มี CO ประมาณ 3.6% ในหม้อไอน้ำ 16 ซึ่งผลิตไอน้ำด้วย ส่วนผสมของไอก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงถึง 225 ° C และป้อนเข้าสู่ตัวแปลง CO ขั้นที่สอง 17 ซึ่งเต็มไปด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิที่เนื้อหา CO ลดลงเหลือ 0.5% ก๊าซที่ถูกแปลงที่ทางออกของตัวแปลง 17 มีองค์ประกอบดังต่อไปนี้ (%): H 2 -61.7; CO - 0.5; CO.- 17.4; N 2 + Ag -20.1; CH 4 - 0.3 หลังจากการทำความเย็นและการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ ก๊าซที่ถูกแปลงที่อุณหภูมิและความดัน 2.6 เมกะปาสคาลจะถูกส่งไปเพื่อการทำให้บริสุทธิ์

การแปลงตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไอน้ำและอากาศแบบไอน้ำสองขั้นตอนของก๊าซไฮโดรคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ภายใต้ความกดดันเป็นขั้นตอนแรกของโครงการเทคโนโลยีพลังงานการผลิตแอมโมเนีย ความร้อนของกระบวนการทางเคมีในขั้นตอนของการแปลง CH 4 และ CO, มีเทนและการสังเคราะห์แอมโมเนียจะใช้เพื่อให้ความร้อนกับน้ำแรงดันสูงและผลิตไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่ความดัน 10.5 MPa ไอน้ำนี้เข้าสู่กังหันไอน้ำ ขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์และปั๊มสำหรับการผลิตแอมโมเนีย และยังทำหน้าที่ในด้านเทคโนโลยีอีกด้วย อุปกรณ์หลักของหน่วยการแปลงคือเตาหลอมแบบท่อ เตาหลอมท่อแตกต่างกันในความดัน, ประเภทของหน้าจอท่อ, รูปร่างของห้องเผาไหม้, วิธีการให้ความร้อน, ตำแหน่งของห้องสำหรับการพาความร้อนของกระแสฟีด ในทางปฏิบัติอุตสาหกรรม เตาเผาแบบท่อต่อไปนี้เป็นเรื่องปกติ: หลายแถว, สองชั้นแบบขั้นบันได, หลายชั้นพร้อมพาร์ติชันภายใน, พร้อมหัวเผาแผง ในการผลิตแอมโมเนียสังเคราะห์และเมทานอลที่ทันสมัย มักใช้เตาเผาแบบท่อหลายแถวแบบครั้งเดียวผ่านพร้อมการให้ความร้อนด้วยเปลวไฟบน

การสังเคราะห์แอมโมเนีย

ให้เราพิจารณารูปแบบทางเทคโนโลยีเบื้องต้นของการผลิตแอมโมเนียสมัยใหม่ที่ความดันเฉลี่ยที่มีกำลังการผลิต 1,360 ตัน/วัน โหมดการทำงานของมันมีลักษณะตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้: อุณหภูมิสัมผัส 450-550°C, ความดัน 32 MPa, ความเร็วของพื้นที่ผสมของก๊าซ 4*10 4 นาโนเมตร 3 /m 3 *h, องค์ประกอบปริมาณสารสัมพันธ์ของส่วนผสมไนตริก-ไฮโดรเจน

ส่วนผสมของ ABC สดและก๊าซหมุนเวียนภายใต้ความดันถูกจ่ายจากเครื่องผสม 3 ไปยังคอลัมน์ควบแน่น 4 โดยที่แอมโมเนียส่วนหนึ่งถูกควบแน่นจากก๊าซหมุนเวียน จากจุดที่เข้าสู่คอลัมน์การสังเคราะห์ 1 ก๊าซที่ออกจากคอลัมน์ซึ่งมี มากถึง 0.2 ฉบับ ดอลล่าร์ แอมโมเนียจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์เครื่องทำน้ำเย็น 2 จากนั้นไปยังเครื่องแยกก๊าซ 5 ซึ่งแอมโมเนียเหลวจะถูกแยกออกจากเครื่อง ก๊าซที่เหลือหลังจากคอมเพรสเซอร์ผสมกับ ABC สดและส่งไปยังคอลัมน์ควบแน่น 4 ก่อน จากนั้นจึงไปยังเครื่องระเหยแอมโมเนียเหลว 6 ซึ่งเมื่อเย็นลงถึง –20°C แอมโมเนียส่วนใหญ่จะถูกควบแน่นด้วย จากนั้นหมุนเวียนก๊าซที่มีปริมาตรประมาณ 0.03 ปริมาตร ดอลล่าร์ แอมโมเนียเข้าสู่คอลัมน์การสังเคราะห์ 1 ในเครื่องระเหย 6 พร้อมกับการระบายความร้อนของก๊าซหมุนเวียนและการควบแน่นของแอมโมเนียที่บรรจุอยู่ในนั้น การระเหยของแอมโมเนียเหลวเกิดขึ้นกับการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ก๊าซเชิงพาณิชย์

เครื่องมือหลักของโครงการเทคโนโลยีคือคอลัมน์การสังเคราะห์แอมโมเนียซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบ plug-flow คอลัมน์ประกอบด้วยปลอกและหัวฉีดของอุปกรณ์ต่าง ๆ รวมถึงกล่องตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีมวลสัมผัสอยู่ในนั้นและระบบความร้อน แลกเปลี่ยนท่อ สำหรับกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย อุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการสังเคราะห์สูงสุด กระบวนการควรเริ่มต้นที่อุณหภูมิสูงและต่ำลงเมื่อระดับการแปลงเพิ่มขึ้น การควบคุมอุณหภูมิและการทำให้มั่นใจได้ถึงกระบวนการความร้อนอัตโนมัติโดยใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่อยู่ในชั้นมวลสัมผัส และนอกจากนี้ โดยการจ่ายส่วนหนึ่งของ ABC เย็นไปยังมวลสัมผัส โดยผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

รูปที่ 7.5 รูปแบบเทคโนโลยีของการสังเคราะห์แอมโมเนีย: การสังเคราะห์ 1 คอลัมน์, คอนเดนเซอร์ 2 น้ำ, 3 เครื่องผสมของ ABC สดและก๊าซหมุนเวียน, คอลัมน์ควบแน่น 4 คอลัมน์, เครื่องแยกก๊าซ 5 เครื่อง, เครื่องระเหยแอมโมเนียเหลว 6 เครื่อง, การกู้คืนความร้อน 7 ครั้ง หม้อไอน้ำ 8 - คอมเพรสเซอร์หมุนเวียนเทอร์โบ

การใช้แอมโมเนีย. แอมโมเนียเป็นผลิตภัณฑ์หลักสำหรับการผลิตสารที่มีไนโตรเจนจำนวนมากที่ใช้ในอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และชีวิตประจำวัน สารประกอบไนโตรเจนเกือบทั้งหมดที่ใช้เป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมายและผลิตภัณฑ์กึ่งผลิตภัณฑ์ของเทคโนโลยีอนินทรีย์และอินทรีย์ในปัจจุบันผลิตขึ้นบนพื้นฐานของแอมโมเนีย