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 к-рого являются СО и Н₂. Процесс осуществляется при 1230-1480 °С под давлением подаваемого окислителя - воздуха, паровоздушной (обогащенной О₂) или парокислородной смеси.

Горючий газ образуется при недостатке кислорода в автотермич. условиях. При этом необходимое тепло подводится за счет экзотермич. р-ций газификации с образованием оксидов углерода. Состав и выход газа, напр. при парокислородной Г. н. о., определяются из условий равновесия конверсии СН₄ и СО:

СН₄ + 0,5О₂ - СО + 2Н₂ + 34 МДж

СН₄ + Н₂О = СО + ЗН₂ - 210 МДж

СО + Н₂О = СО₂ + Н₂ + 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 Н₂О, СО₂ 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 пром-сти 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 СО, 42-45 Н₂, 4-6 СО₂, 2-5 N₂. Расход (на 1 кг сырья): О₂ 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. Н₂ синтез-газ подвергают каталитич. конверсии с водяным паром. Образовавшийся газ тщательно очищают от оксидов углерода. Состав газа (% по объему): 97,0-97,5 Н₂, 1,8-2,0 СН₄, 0,7-0,8 N₂, до 0,02 СО, до 0,005 СО₂. Расход сырья 4,2-4,5 т на 1 т Н₂. При произ-ве газа для синтеза NH₃ необходимое соотношение N₂: Н₂ достигается промывкой газа жидким N₂ с одновременной очисткой от сернистых соед. СО и СО₂ или добавлением N₂ к техн. Н₂.

При Г.н.о. воздухом или обогащенной О₂ паровоздушной смесью, расход к-рых 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 СО₂ - как топливо (отопительный, или энергетический, газ) с теплотой сгорания ок. 8000 кДж/м³. Примерный состав газа (% по объему): воздушной газификации - 21-22 СО, 15-18 Н₂, 2,5-4,0 СО₂, 56-59 N₂; паровоздушной газификации - 33-36 СО, 29-31 Н₂, 3,0-4,5 СО₂, 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.