Індивідуальна самостійна робота

1. Парова конверсія природного газу

Розрахунок конверсії суміші вуглеводнів, що містять водень.

Вихідні дані: температура 727^оС, тиск 1 атм, співвідношення пара/газ= 4/1. Склад суміші, %: СН₄ – 57,0; С₂Н₄ – 3,8; С₂Н₆ – 22,8; С₃Н₆ – 3,2; С₃Н₈ – 6,4;

Н₂ – 6,8.

Розрахунок

Розрахувати q=q₁c₁+q ₂c₂+...2∙с_Н2.......; n= n₁c₁+n₂c₂+..........,

де q₁, q₂,... і n₁,n₂,... – відповідно число атомів водню і вуглецю в молекулі індивідуальних вуглеводнів; с₁, с₂,...- молярні частки вуглеводнів в сумішах. Розрахувати водневий показник z: z= q/ n,

питому витрату водяної пари aH₂O = AH₂O / n,

у випадку конверсії тільки парою умовний водневий показник m= z

і умовна витрата водяної пари = aH₂O.

Далі діяти за відомим алгоритмом. Скласти таблицю результатів.

2. Парокиснева конверсія природного газу

Розрахунок конверсії суміші вуглеводнів, що містять азот і двооксид вуглецю.

Вихідні дані: температура 827^оС, тиск 20 атм, співвідношення пара:кисень: газ= 2,7:0,6:1. Склад суміші, %: СН₄ – 97,20; С₂Н₆ – 0,70; С₃Н₈ – 0,26;

С₄Н₁₀ – 0,08; С₅Н₁₂ – 0,03; N₂ – 1.29; СО₂ – 0,44.

Розрахунок

Розрахувати q=q₁c₁+q ₂c₂+......; n= n₁c₁+n₂c₂+..........,

де q₁, q₂,... і n₁,n₂,... – відповідно число атомів водню і вуглецю в молекулі індивідуальних вуглеводнів; с₁, с₂,...- молярні частки вуглеводнів в сумішах. Розрахувати водневий показник z: z= q/ n,

питому витрату окисників: водяної пари aH₂O = AH₂O/n, кисню aО₂ = AО₂/n та двооксиду вуглецю aСО₂ = AСО₂/n.

Умовний водневий показник m і умовна витрата водяної пари  дорівнюють:

,

.

Далі діяти за відомим алгоритмом. Перерахувати склад конвертованого газу на газ без вмісту азоту. Скласти таблицю результатів.

Контрольні питання – див. розділ 28.

Література – див. розділ 28.

Довідкові матеріали

Таблиця 1 – Розрахунок парової конверсії керосину ( Р = 5 атм. t = 927^oC ) H₂O/керосин = 3; m = 2,16;  = 2,36; C = 84,72 %; H = 15.28 %; M = 177

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		21,74
CO2		7,95
CH4		0,11
H2		70,20

Таблиця 2 – Розрахунок паро-кисневої конверсії керосину ( Р = 1 атм.

t = 1027^oC ) H₂O/керосин = 2,0; О₂/керосин = 0,6;

m = 1,1; = 2,1; C = 84,72 %; H = 15.28 %; M = 177

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		29,49
CO2		7,51
CH4		0,00
H2		63,00

Таблиця 3 – Розрахунок паро-киснево-повітряної конверсії керосину

( Р = 10 атм. t = 927^oC )

H₂O/керосин = 4; О₂/керосин = 1; N₂/керосин = 10

m = 0,39; = 4,0; C = 84,72 %; H = 15.28 %; M = 177

Склад сухого газу	Розрахунок	Перерахунок без N2	[ 4 ]
CO			17,37
СО2			18,28
СН4			0,05
Н2			62,97
N2		-	-

Таблиця 4 – Розрахунок паро-киснево-вуглекислотної конверсії керосину

( Р = 10 атм. t = 927^oC )

H₂O/керосин = 2; О₂/керосин = 0,4; СО₂/керосин = 0,2

m = 1,12; = 1,93; C = 84,72 %; H = 15.28 %; M = 177

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		27,95
CO		8,13
CH4		0,65
H2		63,27

Таблиця 5 - Розрахунок паро-повітряної конверсії керосину ( Р = 1 атм.,

t = 1027^oC ) Н₂О/керосин = 4; N₂/керосин = 5;= 3,1; m = 2,2

Склад сухого газу	Розрахунок	Перерахунок без N2	[ 4 ]
CO			21,24
СО2			8,33
СН4			0,00
Н2			70,43
N2		-	-

Таблиця 6 - Розрахунок парової конверсії мазуту ( Р = 1 атм. t = 1027 ^oC )

H₂O/мазут = 2,5;

m = 1,6; = 1,89; C = 85,12 %; H = 11,4 %;Т_кип.= 275^оС

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		27,39
CO2		6,13
CH4		0,00
H2		66,48

Таблиця 7 - Розрахунок паро-кисневої конверсії мазуту

( Р = 1 атм, t = 1027 ^oC )

H₂O/мазут = 2; О₂/мазут = 0,5;

m = 0,76; = 1,93; C = 85,12 %; H = 11,4 %;Т_кип.= 275^оС

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		30,25
CO2		8,06
CH4		0,00
H2		61,69

Таблиця 8 - Розрахунок паро-киснево-повітряної конверсії мазуту (Р =1 атм. t=1027^oC )

H₂O/мазут = 2,5; О₂/мазут = 0,5; N₂/мазут = 0,8

m = 0,76; = 2,32; C = 85,12 %; H = 11,4 %;Т_кип.= 275^оС

Склад сухого газу	Розрахунок	Перерахунок без N2	[ 4 ]
CO		27,94	26,76
СО2		9,47	10,52
СН4		0,01	0,00
Н2		62,58	62,72
N2		-	-

Таблиця 9 - Розрахунок паро-киснево-вуглекислотної конверсії мазуту

( Р = 1 атм. t = 1027^oC )

H₂O/мазут = 4; О₂/мазут = 0,3; СО₂/мазут = 0,2

m = 0,799; = 3,2; C = 85,12 %; H = 11,4 %;Т_кип.= 275^оС

Склад сухого газу	Розрахунок	[ 4 ]
CO		24,04
CO2		12,44
CH4		0,00
H2		63,52