Związki azotowe.pdf

ZWIĄZKI AZOTOWE

1. OTRZYMYWANIE WODORU

2. AMONIAK

3. KWAS AZOTOWY

Związki azotowe

Strona 1

OTRZYMYWANIE WODORU

Wytwarzanie wodoru jest procesem ściśle związanym z przetwarzania ropy naftowej i jej

pochodnych. Bez tego procesu nie można wyobrazić sobie współczesnej rafinerii.

Wodór i gazy bogate w wodór (a szerzej mówiąc gaz syntezowy) są również surowcem dla

innych wielkotonażowych procesów takich jak produkcja amoniaku czy metanolu. Jednakże

ponad połowa zużycia wodoru to przemysł naftowy, około jednej czwartej produkcja

metanolu, kilka procent zużywa się na wytwarzanie amoniaku i reszta na inne cele.

Zapotrzebowanie na wodór

Skład mieszaniny

Główne zastosowania

H 2

Hydrorafinacja, hydrokraking

3 H 2 : 1 N 2 (azot z powietrza)

Synteza amoniaku

Synteza Fischera-Tropscha

2 H 2 : 1 CO

Metanol, wyższe alkohole

1 H 2 : 1 CO

Hydroformylowanie (aldehydy)

Związki azotowe

Strona 2

Otrzymywanie wodoru.

1. Odzysk wodoru z gazów rafineryjnych, głównie z reformingu benzyn.

Pierwszym „tradycyjnym” źródłem wodoru w rafinerii był oczywiście reforming benzyn.

Jednakże pogłębienie przerobu ropy naftowej, zwiększenie stopnia konwersji i hydrorafinacji

półproduktów i produktów naftowych sprawiło, że „uboczna” produkcja wodoru w trakcie

reformowania benzyn jest niewystarczająca dla pokrycia zapotrzebowania współczesnej

rafinerii

Związki azotowe

Strona 3

Na rysunku przedstawiono ogólny schemat wytwarzania gazu syntezowego. W zależności od

potrzeb gaz syntezowy może być użyty do rozmaitych syntez lub też, po konwersji tlenku

węgla, jest on wykorzystywany jako gaz wodorowy. Trzeba powiedzieć, że współcześnie

zgazowanie węgla jest wykorzystywane raczej przy produkcji amoniaku czy metanolu. W

przemyśle naftowym około 80 % wodoru, (nie licząc reformowania benzyn i odzysku wodoru

z gazów rafineryjnych) pochodzi z procesu parowego reformingu metanu i cięższych

węglowodorów. Surowce do reformowania (gaz ziemny, lekkie węglowodory) muszą być

odsiarczone. W przypadku cięższych węglowodorów i węgla siarkę usuwa się z produktu

gazyfikacji (węgla) lub parcjalnego utleniania (ciężkich węglowodorów) ponieważ nie jest

możliwe wcześniejsze odsiarczenie tych surowców.

Związki azotowe

Strona 4

2. Gazyfikacja węgla

Historycznie pierwszym procesem przemysłowego otrzymywania gazów bogatych w wodór

było zgazowanie węgla. W starych okresowo działających generatorach gazu, przez warstwę

koksu (półkoksu) przepuszczano powietrze podgrzewając złoże na skutek spalania węgla do

800-900°C – ten etap określano mianem „dmuchu gorącego”. W następnym etapie przez

złoże gorącego koksu przepuszczano parę wodną - był to „dmuch zimny”.

Zachodziła endotermiczna reakcja:

H 2 O + C CO + H 2

w wyniku której powstawał gaz syntezowy a temperatura złoża spadała. Gdy temperatura była

już zbyt niska ponownie przełączano tryb pracy na dmuch gorący itd.

W ogólnym sensie, gazyfikacja węgla polega na konwersji stałego materiału węglowego w

gaz.

Główne reakcje zachodzące w tym procesie, są bardzo podobne do reakcji zachodzących w

procesie reformingu parowego metanu. Zestawiono je poniżej, węgiel jest tam przedstawiony

jako pierwiastek C.

Reakcje heterogeniczne

C + H 2 O ⇆ CO + H 2

C + CO 2 ⇆ 2 CO

2 C + O 2 ⇆ 2 CO

C + O 2 ⇆ 2 CO 2

C + 2 H 2 ⇆ CH 4

Reakcje homogeniczne

2 CO + O 2 ⇆ 2 CO 2

CO + H 2 O ⇆ CO 2 + H 2

Dwie pierwsze reakcje są endotermiczne, pozostałe egzotermiczne. Gazyfikację węgla

realizuje się obecnie jako proces autotermiczny. Reakcja prowadzona jest z użyciem

mieszaniny tlenu (lub powietrza) z parą wodną. Spalenie części węgla dostarcza ciepła

niezbędnego do osiągnięcia temperatury reakcji oraz do zajścia reakcji endotermicznych.

Związki azotowe

Strona 5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: