Вания бутена и гидрометилирования

Толуола за счет переноса водорода

Через палладиевый мембранный ка-

Тализатор.

 

 

Совмещение процессов приводит к снижению удельного расхода энергоресурсов примерно в 2 раза. Особенно большой эффект достигается при использовании специально приготовленных катализаторов, в том числе с зернами определенной геометрической формы, которые одновременно выполняют функцию насадки.

Такое сопряжение реакций можно осуществить с использованием мембранного катализатора, через который происходит перенос только водо­рода. Схему можно показать так (рис.3).

Комбинирование крупных химических производств в составе комбинатов или объединений также позволяет лучше использовать энергоресурсы и сочетать энергопотребляющие производства с энерговыделяющими.

 

5) Можно совершенствовать технологию за счет применения более совершенных видов оборудования. Теплообмен, нагрев, охлаждение, транспортировка реагирующих потоков и полученных продуктов реакции – все это производится в определенных типах оборудования. От особенностях этого оборудования во многом зависит уровень энергозатрат. Часто еще это оборудование несовершенно, что вызывает прямой перерасход энергии. Таким образом, совершенствование методик расчета химической аппаратуры, снижение необоснованных запасов мощности и размеров, уменьшение веса и габаритов аппаратуры является дополнительным резервом экономии энергии.

Необходимо также совершенствовать условия эксплуатации оборудования. По различным причинам (недостаток сырья, затруднения с отгрузкой продукции и т.п.) оборудование часто не работает на максимальной загрузке, тогда как расход энергоресурсов далеко не всегда снижается синхронно со снижением загрузки оборудования.

 

Мы рассмотрели все аспекты создания энергосберегающих процессов, зависящих от совершенства технологии.

 

II. Вторая группа основных принципов энергосберегающей политики состоит в том, что нужно беречь энергию за счет улучшения использования энергоресурсов. Эта задача должна решаться по двум направлениям:

1) совершенствование систем использования первичных энергетических ресурсов и 2) максимальная утилизация вторичных энергоресурсов.

Первое направление (т.е. совершенствование систем использования первичных энергоресурсов) решается в условиях химических производств повышением КПД преобразующих устройств (технологических печей, парогенераторов и т.п.). Оно может быть достигнуто за счет совершенствования конструкций агрегатов, за счет подбора благоприятного технологического режима, за счет снижения безвозвратных потерь топлива и т.д. Сегодняшний уровень развития науки и техники позволяет поднять КПД энергопреобразующих устройств в химических производствах почти до 90 %.

Второе направление – максимальная утилизация побочных или вторичных энергоресурсов. Это очень важная задача, так как в эти ресурсы переходит большая часть применяемой в химическом производстве энергии. О масштабах вторичных энергоресурсов в химических производствах можно судить, например, по тому, что только в азотной промышленности они превышают 15 млн тут/год.

Одно из наиболее действенных средств повышения эффективности потребления топлива – это переход к комплексным энерго-технологическим методам использования топлива. Этот метод позволяет извлекать все ценные составляющие топлива при обязательном комбинировании энергетического процесса сжигания части топлива. Часть топлива сжигается, дает энергоноситель, который ведет технологический процесс.

Простейшую схему (энерготехнологическую) использования топлива (природного газа) можно показать так:

 

Высокоскоро-стной пиролиз

Сжигание в топке котла

теплота

 

электроэнергия

 

ацетилен этилен

 

Сочетание энергетики и технологии позволяет значительно полнее использовать энергию химических реакций и энергоресурсы, позволяет улучшить качество продукта, позволяет повысить производительность энерготехнологических агрегатов.

В современной химической технологии большое значение имеет создание энерготехнологических процессов и схем, в которых использовалась бы энергия, получаемая за счет теплоты химической реакции. И одной из наиболее эффективных энерготехнологических схем в химической промышленности является схема крупнотоннажного производства аммиака. Для синтеза аммиака водород получают конверсией природного газа (метана): СН₄ + Н₂О Н₂ + СО, реакция проходит при высоких температурах, порядка 800-1000⁰С. Это тепло не теряется, а используется в этом же процессе (оно нагревает воду для получения водяного пара, этот пар затем подается в паровую турбину, установленную на одном валу с турбокомпрессором, который сжимает азотоводородную смесь).

Есть еще и третья группа принципов энергосбережения – лучшая организация эксплуатации энергохозяйства промышленных предприятий. Но об этом говорить мы не будем (это и так ясно без комментариев).