ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 6
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Химическая технология и биотехнология»
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ
по дисциплине
«Газохимия»
Выполнил: ________________
студент группы ____________
номер зачетки _____________
Проверил:
__________________________
Омск 2022
1. Что такое природный газ, попутный газ, газы газоконденсатных месторождений?
Природный газ (также называемый ископаемым газом; иногда просто газ) это природная углеводородная газовая смесь, состоящая в основном из метана, но обычно включающая различные количества других высших алканов, а иногда и небольшой процент углекислогогаза, азота, сероводородаили гелия. Энергия, которую растения первоначально получали от солнца, хранится в виде химических связей в газе.
Попутный нефтяной газ (ПНГ) — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. К нефтяным газам также относят газы, выделяющиеся в процессах термической переработки нефти (крекинга, риформинга, гидроочистки и др.), состоящие из предельных (метана) и непредельных (этилена) углеводородов. Нефтяные газы применяют как топливо и для получения различных химических веществ.
Газовый конденсат (ГК) – это смесь углеводородов, которые выделяются из природных газов в процессе их добычи, т. е. побочный продукт разработки газовых и нефтяных месторождений. Фракционный (химический) состав газового конденсата (ГК).
2. Что такое газовые конденсаты, какие углеводороды входят в их состав?
Газовый конденсат — смесь жидких углеводородов, конденсирующихся из природных газов.
Газовый конденсат представляет собой жидкость, которая конденсируется из газа при понижении давления (ниже давления начала конденсации), что обратно нормальному процессу конденсации (обычная конденсация происходит при повышении давления), поэтому газовый конденсат называется также ретроградной жидкостью. Такой процесс ретроградной конденсации возможен только в смесях, содержащих не менее двух химических компонентов (лёгкий и тяжёлый) и только при давлениях и температурах, близких к термодинамической критической точке смеси.
Конденсат состоит прежде всего из тяжёлых и средних компонентов, которые играют роль конденсатообразующих фракций, а также содержит и лёгкие компоненты, которые растворяются в жидкости. В простейшей двухкомпонентной смеси конденсатообразующим является более тяжёлый компонент. Для конденсатов природного газа к конденсатообразующим компонентам относятся бензиновые фракции (С5+, что означает парафины С5H12 и более тяжёлые) и керосиновые (С8+). Этан, метан и лёгкие неуглеводородные компоненты также входят в состав конденсата, как растворённые вещества. Для большинства газовых конденсатов содержание бензиновых фракций составляет 70-85 %.
3. Какие принципы лежат в основе сухого метода очистки?
В основе сухих методов лежат гравитационные, инерционные, центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. При использовании мокрых методов очистка газовых выбросов осуществляют в результате тесного взаимодействия между жидкостью и запыленным газом на поверхности газовых пузырей, капель или жидкой пленки. Электрическая очистка газов основана на ионизации молекул газа электрическим разрядом и электризации взвешенных в газе частиц.
4. Какие принципы лежат в основе мокрого метода очистки?
Мокрый тип очистки газов относится к механической очистке, которая направлена на задержание твердых крупных частиц пыли. В основе мокрого метода — контакт газового потока с водой или другой жидкостью и последующее их осаждение в бункер.
5. Назовите преимущества и недостатки сухого и мокрого методов очистки?
Достоинства и недостатки «сухих» методов очистки газов
Достоинства:
1. Температура остаточного выброса после сухой очистки определяется только конструктивными элементами очистного оборудования и может достигать 400…450 0С (при наличии теплозащитной футировки – еще больших значений). Это даёт технологическую возможность утилизировать теплоту газов после очистки.
2. При выбросе в атмосферу сухих и относительно горячих газов значительно улучшаются условия их рассеивания.
3. Отсутствует потребление воды, которая является ценным, а в ряде регионов – дефицитным природным ресурсом.
4. Нет вторичных стоков загрязненных жидкостей, которые необходимо либо очистить перед сбросом, либо подвергать специальной обработке для вторичного использования в замкнутом цикле орошения.
5. Если температура смеси в тракте газоочистки устойчиво превышает температуру конденсации содержащихся в ней паров, тогда газоочистительное оборудование не подвергается коррозии.
6. Если улавливается пыль, она выгружается из пылеуловителей в виде сухого порошка, который может быть сравнительно просто утилизирован.
Недостатки:
1. В системах пылетранспорта уловленного порошкообразного продукта существует опасность вторичного образования аэрозолей. Поэтому указанные системы подлежат герметизации, а в некоторых случаях – снабжаются собственными аспирационными (т.е. местными) отсосами.
2. «Сухие» системы очистки резко отрицательно реагируют на конденсацию паров кислых жидкостей как во всем объеме, так и в ограниченной части пылегазового подсоса (например, местный подсос холодного наружного воздуха). В результате образующаяся конденсация паров вызывает общую или местную коррозию, а также способствует образованию трудноудаляемых отложений пыли, особенно если она гидрофильна и способна схватываться в присутствии влаги (например, цемент).
Достоинства и недостатки «мокрых» методов очистки газов
Достоинства:
1. Аппараты мокрой очистки, как правило, обладают более высокой степенью очистки газов от примесей по сравнению с аппаратами «сухой» очистки.
2. Аппараты мокрой очистки в общем конструктивно проще аппаратов «сухой» очистки, так как они практически не имеют движущихся механических частей.
3. Транспорт уловленного продукта также конструктивно прост и практически не требует предохранительных мер против вторичного образования аэрозолей.
Недостатки:
1. Аппараты мокрой очистки потребляют воду, которая является ценным и нередко дефицитным природным ресурсом (даже в случае замкнутого цикла орошения, потери воды неизбежны и требуют возмещения, например, за счет испарения с уловленным продуктом).
2. Имеет место вторичный сток загрязненных жидкостей, которые требуют дополнительной очистки или регенерации растворов.
3. Остаточный выброс после мокрой очистки – холодный влажный, из-за чего ухудшаются условия его рассеивания. Если очистке подвергаются горячие выбросы, то основное количество содержащейся в ней теплоты переходит в жидкость, из-за чего утилизация теплоты делается более сложной и менее эффективной.
4. В большинстве случаев в выбросах присутствует коррозийно-активные вещества, агрессивные свойства которых резко усиливаются в присутствии влаги. Поэтому при использовании «мокрых» методов необходимо решать комплекс вопросов противокоррозийной защиты.
6. Как работает рукавный фильтр?
Принцип работы рукавныйх фильтров основан на прохождении грязного воздуха через поры нетканного фильтрующего материала.
Запыленный воздух по газоходу через входной патрубок попадает в камеру грязного газа и проходит через поверхность фильтровальных рукавов. Пыль оседает на фильтрующем материале, а очищенный воздух попадает в камеру чистого газа и затем удаляется из фильтра.
7. Опишите конструкцию скруббера Вентури?
Принцип работы скруббера Вентури основывается на явлении смачивания – способности жидкости прилипать к твердым поверхностям. Технологически эти устройства относят к аппаратам мокрой очистки. Наиболее эффективно скрубберы работают при улавливании пыли. Также аппараты данного типа могут использоваться для абсорбции газообразных загрязнений, если вместо воды использовать растворы реагентов. Наряду с очисткой воздух охлаждается и увлажняется.
Конструкционная схема скруббера Вентури включает следующие элементы
1 - патрубок входа, 2 - конфузор (сужающаяся секция), 3 - форсунки подачи жидкости, 4 - горловина, 5 - диффузор (расширяющаяся секция), 6 - каплеуловитель, 7 - узел вывода шлама, 8 - патрубок выхода.
8. В чем заключается принцип действия пенных аппаратов?
Принцип действия пенного аппарата основан на взаимодействии запыленного газового потока и орошающей жидкости с образованием высокоразвитой поверхности контакта между жидкостью и газом - пенного слоя.
9. Какие химические примеси могут содержаться в природных газах? Почему необходимо очищать газ от химических примесей?
Химические примеси, входящие в состав природного газа:
- водород (Н2);
- сероводород (Н2S);
- углекислый газ (СО2);
- азот (N2);
- гелий и другие инертные газы.
Необходимость очистки газов. Существуют две основные причины того, почему существует необходимость очистки газов: экономическая выгода и защита окружающей среды в широком смысле слова. Так, прибыль может быть получена при использовании отходящих доменных газов для получения тепла и электрической энергии при условии, что из газов будут удалены пылевидные примеси для наиболее полного сгорания. С другой стороны, из отходящих газов можно извлекать оксид серы (IV) и восстанавливать его до серы экономически выгодным путем или, например, выделять германий из летучей золы некоторых углей.
Защита рабочих, занятых в промышленности, и населения вообще от воздействия вредных примесей, а также сохранение чистоты окружающей среды определяет необходимость очистки газов. Например, отходящие газы, содержащие такие токсичные примеси, как мышьяк или свинец, представляют серьезную опасность для здоровья работников предприятия и окружающего населения. Другие отходящие газы, содержащие, например, фтористые соединения или оксид серы (IV), хотя и не представляют непосредственной опасности для здоровья людей при данной концентрации, но могут уничтожать растительность, постепенно разрушать окружающие нас сооружения, усложняя жизнь в промышленном городе.
Необходимость очистки газов в промышленности определяется главным образом экономическими факторами: так, в некоторых случаях газоочистная установка снижает экономичность работы завода в целом или потребует его коренной реконструкции, в то время, как другая установка, хотя и не столь эффективная, позволит продолжать производство. Для очистки воздуха применяются циклоны для очистки воздуха. Если улавливаемый материал является основным продуктом процесса, например, твердые частицы в процессе распылительной сушки, выбор оптимального типа коллектора будет зависеть от экономического соотношения между стоимостью теряемого продукта и стоимостью высокоэффективного коллектора. Поскольку на практике необходимость очистки газов осуществляется с целью предотвращения загрязнения атмосферы, здесь будет рассмотрена природа таких загрязнений.
10. Какие известны способы очистки газов от кислых примесей?
Для очистки газов от кислых примесей применяют абсорбционные процессы. В качестве абсорбентов используют водные растворы алканоламинов. Алканоламины обеспечивают тонкую очистку газов от сероводорода и диоксида углерода при незначительном поглощении углеводородов. Выбор способа очистки сводится к выбору растворителя (абсорбента).
11. Дайте определения влагосодержанию, влагоемкости, абсолютной и относительной влажности, точке росы и депрессии точки росы газа?
ВЛАЖНОСТЬ (ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ) - величина, показывающая содержание влаги в материале, определенное по отношению к массе сухого материала и выраженная в процентах.
Влагоемкость газа - максимальное количество влаги (кг), необходимое для насыщения газа при заданных давлении и температуре.
Абсолютная влажность это выражается как масса водяного пара в единице объема влажного воздуха (в граммах на кубический метр) или как массы водяного пара к массе сухого воздуха (как правило, в граммах на килограмм).
Относительная влажность часто выражается в процентах, указывает на нынешнее состояние абсолютную влажность относительно максимальной влажности с учетом той же температуре.
Точкой росы называется температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу. Проще говоря, это температура, при которой выпадает конденсат.
Депрессия точки росы (T-Td) - это разница между температурой и температурой точки росы на определенной высоте в атмосфере. При постоянной температуре чем меньше разница, тем больше влаги и тем выше относительная влажность.
12. Назовите методы осушки газов. В каких случаях используется метод низкотемпературной сепарации?
Основные методы осушки газов:
- конденсационный (конденсация паров воды при сжатии или охлаждении);
- абсорбционный (промывка влажного газа жидким поглотителем);
- адсорбционный (поглощение паров воды твердым гранулированным адсорбентом).
Метод низкотемпературной сепарации, при котором охлаждение газа осуществляется холодом, вырабатываемым внешней холодильной станцией, является самым эффективным для контроля точки росы по углеводородам и их сепарации, для скважин с малым давлением или на этапе падения температурного эффекта дросселирования.
13. Назовите основные преимущества и недостатки абсорбционных и адсорбционных процессов осушки газа?
