> Техника, страница 21 > Бензин из газа

Бензин из газа

Бензин из газа извлекается из нефтяного газа (смотрите). Нефтяной газ состоит главн. образом из газообразных углеводородов и увлекаемых ими паров жидких углеводородов парафинового ряда; часто встречаются в нем также небольшие количества углекислоты, азота, гелия, а также углеводородов непредельных рядов. Водород и окись углерода встречаются в нефтяном газе лишь в виде следов. Если в 30 at³ нефтяного газа содержится более 4,8 л бензина, его называют «богатым» или «жирным», если же менее — «сухим» или «бедным».

Типичные анализы бедного и богатого г а з о η (в %).

Газы	Богатый газ Бедный га:
Метан.	36, S	S4,7
Этан..	32,8	9,4
Пропан.	21,1	3,0
Бутаи.	5,Н	1.
Пентан нгексан.	3,5	f l-
Азот..	0,0	1,6
Итого.	100,0	100,0

Знание физических и химических основных свойств углеводородов парафинового ряда, составляющих главную часть нефтяного газа, лежит в основе производства бензина из нефтяного газа. Углеводороды метан и этан, газы, составляющие главную часть нефтяного газа, не сжижаются при нормальных условиях, а углеводороды бутан, пентан, гексан и гептан легко конденсируются, и из них собственно и получается газовый бензин. Бензин из нефтяного газа может быть получен компрессией или абсорбцией.

Способ компрессии. Т)тот способ получения газового Б. из нефтяного газа основан на законе Дальтона: давление смеси газов равно сумме давлений ее составных частей. Следующим примером можно иллюстрировать компрессионный метод получения Б. из нефтяного газа. Допустим, что мы имеем природный газ с содержанием в нем гексана 1,5% по объёму (примерно 2,4 л на 30 λι³ газа) при 27°. Давление паров гексана при 27° равно 0,203 aim. Давление, необходимое для выделения гексана из газа путем конден-

садни, будет Р= ^Р,1 ^" » где 1 — давление

’««о 0,203.100

пара гексана при 2<, или Р= _γ. =

= 13,6 atm.

Таблица упругости па р а для р а з л и ч-ных у г л с и о д о i» о д о в и р и р а з н ы х ί°.

	Давление пара в atm
T. мпература	1 - |=	« 2	а с·	о	а » Н -Г
	СО	СО	СО	ей	2d,
0°.	6.085	1,118	0,245	0,063	0,014
4.5°.	5,922	1,393	0,308	0,070	0.021
1.	7,049	1,085	0,378	0,098	0.028
16°.	8,078	2,100	0,476	0,140	0,035 i
21°.	9.107	2,569	0,574	0,175	0,049
27°	10,304	3,087	0,693	0,203	0.063
Л °.	11,550	3,724	0,833	0,224	0,077

При 0° дл выделения из нефтяного газа 1,5% гексана потребуется давление только

Р==4,2 a i т. С хема конденсационной

1 ,э установки для получения Б. и. г. представлена на фигуре 1.

Фигура 1. Схема конденсационной установки для получения бензила из газа.

Газ из нефтяных скважин по трубам поступает через скруббер в компрессионную установку газолинового завода. Здесь газ в компрессоре А сжимается и под тем же давлением поступает в холодильник В, который охлаждается водой; отсюда охлажденный газ поступает в приемник С, где отделяются жидкие углеводороды. Количество выхода Б. и. г. зависит: 1) от %-ного содержания в природном газе пентана и более тяжелых углеводородов, 2) от применяемого в компрессоре давления, 3) от ί° холодильника. Газ «богатый» выгодно перерабатывать на бензин компрессионным методом, а «бедный» газ — путем абсорбции. В компрессионных установках обычно применяется система двойной компрессии. В нервом компрессоре, низкого давления, газ обычно сжимается по 1.5—3,5 atm, во втором компрессоре, высокого давления, газ сжимается до IS atm. Т. о. процесс идет но следующей схеме: I с т а д и я — сжатие газа в компрессоре низкого давления и прохождение газа через холодильник и 1 приемник: в этой стадии в 1 приемнике бензина получается до 10% общего его количества; II стадия—по выходе из 1 приемника газ поступает в компрессор высокого сжатия, далее во 2 холодильник и 2 приемник, где и собирается главная масса газового бензина, получаемого из нефтяного газа. Усиленно конденсации достигается большими давлениями, до 24,5 aim; но с увеличением давления в газовом бензине начинает растворяться значительное количество углеводородных газов, метана и этана, которые снова бурно вырываются из газового бензина, как только он приходит в соприкосновение с атмосферой, и захватывают с собой и часть жидких углеводородов, составляющих газовый бензин. Т. о. в результате применения больших давлений часть полученного из газа бензина теряется. В некоторых установках сжатый природный газ расширяется не в приемнике или трубках, а в так называемом экспандере. Экспандер—это та же паровая машина, но работающая не паром, а расширением сжатого газа. Температура газа в экспандерах понижается в некоторых случаях до 55°. Систему с установкой экспандеров следует считать наиболее совершенной для получения газового бензина методом компрессии. Попадающие в такую компрессионную установку кислород воздуха, а также другие инертные газы и пары воды понижают работоспособность компрессионных установок.

Способ абсорбции. Метод получения газового бензина по способу абсорбции очень похож на способ получения бензола и а из газа коксовальных печей путем абсорбции; разница заключается лишь в том, что извлечение газового бензина нз нефтяного газа происходит при сравнительно высоких давлениях, необходимых для того, чтобы не нарушать постоянства давления в газовой сети.

Нефтяной газ подается компрессором А (фигура 2) в холодильник В и далее в абсорбер С. в к-ром навстречу газу течет абсорбирующая его жидкость, которая, поглотив жидкие углеводороды из природного газа, переносит их в куб D. откуда эти жидкие

Фигура 2. Схема получения бензина из газа методом абсорбции (с жидким абсорбентом).

углеводороды при помощи пара, вводимого в куб по трубке Е. дистиллируются через расширитель М в холодильнике F. Из холодильника F жидкие углеводороды собираются в виде газового бензина в приемнике д. Роль абсорбента в данном случае сводится к тому, чтобы быть проводником для бензина при переводе его из резервуара абсорбера в перегонный куб D, откуда абсорбирующее масло снова возвращается в резервуар абсорбера С для дальнейшего поглощения газового бензина из природного газа. При этом способе переработки нефтяного газа качество бензина и % его выхода зависят от следующих причин: 1) от количеств жидких углеводородов, находящихся в нефтяном газе; 2) от 1° абсорбирующей жидкости и нефтяного газа, проходящего через резервуар абсорбера (при холодном газе выход бензина больше); 3) от давления, под которым газ поступает в резервуар абсорбера (высокое давление дает более высокий выход газового бензина); 4) от абсорбирующей способности жидкости, употребляемой в качестве абсорбента. Как общее правило абсорбирующая жидкость должна быть более тяжелой, чем бензин, находящийся в природном газе.

А б сорбент твер д ы й. Абсорбент, поглощающий Б. н. г., может быть не только жидким, но и твердым,—например активированный уголь, силикагель.

Природный газ подается в компрессор А (фигура 3), откуда гонится к холодильнику I! и далее в абсорбирующую установку С и <,

методом абсорбции (с твердым абсорбентом).

абсорбирующие резервуары которой заполне-ны активированным углем. Когда активированный уголь резервуара С достаточно насытился бензином, абсорбер С посредством клапана выключается, и с компрессором посредством другого клапана соединяется абсорбер Ci, активированный уголь которого в свою очередь начинает поглощать бензин из нефтяного газа. В это время в резервуар С подается перегретый пар по трубке К, и бензин из этого поглотителя при помощи пара дистиллируется через холодильник I) в резервуаре Е. Затем ту же операцию повторяют с резервуаром С_1; а резервуару С дают время остыть. Если в установке имеются три резервуара с поглотителями, то такая установка может работать непрерывно.

Газовый бензин, полученный из природного газа по методу абсорбции активированным углем, отличается от других газовых бензинов следующими качествами: он обладает более низким давлением паров, чем газовый бензин, полученный по какому-либо другому методу, и не загрязняется частицами абсорбирующей жидкости, как это происходит при получении газового бензина по методу абсорбции его жидкостью. Количественная способность угля абсорбировать бензин из природного газа зависит как от качеств самого активированного угля, так и от природы газа.

Абсорбирующая способность углей различного происхождени я.

Объем абсорбирован, газа на объём угля

Уголь, полученный из	(0°.	760 миллиметров Hg).
	NH,	СО,	(CN),
Пней..·.	111	55	87
Черного дерева.	107	47	90
Lignum vitae. Скорлупы орехов кокосо-	89	47
вого дерева.	176	71	114
Древесины..	80	31	29

Т. к. нефтяной газ состоит главн. образом из углеводородов парафинового ряда, то и Б. и. г. также состоит из углеводородов парафинового ряда. Последнее обстоятель ство дает возможность, зная состав нефтяного газа, простым способом, а именно — определением уд. веса бензина, устанавливать приблизительно химический состав ого:

% входящих углеводородов

У дс.чьиып все	с,и„	с,н„	С.н,«	с,н„	с,н„
0,6364.		77, G	14,1	8,3
0,6512.	—	•15,4	34,3	20,3	—
0.6667.	—	17,0	12,0	И ,0	—
0,6829.	—	3,9	9,6	86,5	—
0,6364.	15,0	35» 9	49,1	—	—
0,6512.	6,6	15,7	77,7	—
0.6667.	—	—	87,5	8.0	4,5
0,6829.	—	—	36,5	40,4	23,0

Газовый бензин по причине его большой летучести непригоден для рынка. Чтобы приготовить из газового бензина моторное топливо для легких двигателей, надо предварительно смешать газовый бензин с нефтяным. В Америке смешивают газовый бензин с заводским бензином в различных пропорциях, руководствуясь при этом желательными техническими качествами окончательной смеси.

Качества бензинового дистиллята, употребляемого для смешения ero е газовым бензином.

До so” отгоняется. нс более 10%

» 140° ». » менее 40%

Конец перегонки .. 230°

Цвет W.W.

Окончательная смесь заводского дистил-лата и газового бензина употребляется по преимуществу как моторное топливо для

Качества газового бензина, заводского дистиллата и око нчате л иной р ы ночной смеси.

Уд. вес газового бензина	Уд. пес бензин, дистиллата	% газов бензина	% бензин. дистиллата	Уд. вес окончат, рыночн. смеси
0,6651	0,7475	90	10	0,6734
»	»	80	20	0,6833
»		70	зо	0,6917
	»	60	40	0.6965
		50	50	0,7099
		40	60	0,7176

легких двигателей, но. м. б. также применена и для других промышленных целей, а именно·—как растворитель, для чистки, для отопления и т. д. Так как большая часть Б. и. г. применяется как моторное топливо, то методы техническ. оценки его те же, которые обычно применяют к моторному бензину, получаемому иными путями, а именно бензину из нефти и бензину-крекингу. То обстоятельство, что газовый бензин получается из нефтяного газа,позволяет для его оценки пользоваться по преимуществу только знанием его удельного веса и разгонки, то есть его начальной % дистиллирования при различных 1°, конечной I _К1,„. (сухой точки) и количества остатка в колбе. Докторская проба, % непредельных углеводородов, цвет и коррозия для газового бензина определяются сравнительно редко; так же редко делается испытание газового бензина на упругость его паров.

Рост газолинового дела в Америке за время с 1911 по 1922 гг. включительно.

Годы	Число уста новок	Получено бензина		Ср. цена в центах на литр	Переработано газа
		в литрах	цени, в долл.		МЛН. м“	цени, в долл.
1911.	176	1 633 6S5	531 704	3,2	69 .320	176 961
1913.	341	5 293 3Ό	2 458 443	4,6	276 904	566 224
1910.	414	14 380 226	5 150 823	3,6	673 80.3	1 202 555
1917.	886	47 934 503	40 18« 956	8,3	12 020 058	34 343 000
1919.	1 191	77 337 704	64 196 763	8,3	13 451 311	11 314 700
1920.	1 154	84 643 663	71 788 122	8,4	13 900 066	41 700 000
1921.	1 161	104 204 «70	65 717 900	6,3	13 113 944	—
1922.	917	111 2S3 040	72 711 063		15 266 702	I

По способности сопротивления детонации различные углеводороды м. б. расположены в следующем порядке: парафины (наибольшая склонность к детонации), олефины, нафтены, ароматики (наименьшаясклонность к детонации). Т. о. сам по себе газовый бензин, состоящий по преимуществу из парафинов, в сильной степени склонен к детонации. Чтобы избежать этого недостатка, к моторному бензину, когда это требуется, примешивают анти-детоиирующие вещества, к которым принадлежат углеводороды ряда С_ПН,_П_, и другие искусственные анти детонирующие вещества.

Спецификация американских сортов газового бензина.

Сорт А

Уд. вес. Конец кипения.. Перегоняется.	0.6731 —0,6931 . не менее 90%
С о р т В Уд. вес. Конец кипения.. Перегоняется.	0.6588 — 0,6795 . не выше 190° . не менее 88%
Сорт С Уд. вес. Конец кипения.. Перегоняется.	0,6422 — 0,6667 . не выше 177°
Сорт D Уд. вес. Конец кипения..	0.6306 — 0,6717 . не выше 422°
С п е ц и ф и к а ц и я ноги бензина Сорт 1 Конец кипения.. Перегоняется.	моторного р ы н о ч-U3 газа (смешанный).
С о р т 2 Конец кипения.. Перегоняется.	0,7292 — 0,7447
Сорт з Уд. вес. Конец кипения.. Перегоняется. ·.	0,7143 — 0,7216 . не выше 227°
С 0 р Т 4 Уд. вес. Конец кипении ·. Перегоняется.	не менее 85%

Колоссальное распространение двигателей внутреннего сгорания, потребляющих для своей работы бензин, ставит перед нефтяной промышленностью задачу по изысканию новых путей его получения. С каждым годом, благодаря все время увеличивающемуся спросу на бензин, производитель его принужден делать все более глубокие отборы бензина и т. о. понижать летучесть бензина. Потребитель же по многим причинам требует от бензина хорошей летучести. Это глубокое противоречие между потребителем и производителем м. б. разрешено лишь путем компромисса. Появление на рынке газового бензина отчасти разрешает эту топливную проблему. Газовый бензин позволяет употреблять в дело малопригодные как моторное топливо «тяжелые> углеводороды. В оастнящее время в США из полного коли чества добываемого бензина 69% приходится на бензин перегонки, 24%—на бен-зин-крекинг и 7% — на газовый бензин. Эти 7% газового бензина, благодаря тому что они смешиваются с тяжелым бензином, позволили увеличить общее количество моторного топлива в США на 20%.

Б. и. г. впервые в США был получен в 1903—04 году. В 1911 году было переработано нефтяного газа 0,5% от общего его количества, в 1916 году—27,7%, а в 1919-уже 39%. Рост развития газолинового дела в Америке с 1911 по 1922 гг. можно представить помещенной выше таблицей.

В СССР за последнее время также обращено серьезное внимание на газовое хозяйство, и 11 августа 1924 г. в Грозном начал действовать первый газолиновый завод на территории СССР с пропускной способностью 11 000—14 000 .и³ газа в сутки.

Лит.: Стрижов И. Н., Естеств. газ, Баку, 1929; Буррелл Д. А. и др., Нзвлгч. газолина из естеств. газа конденсацией, «Нгфт. и слать хо:;. 1921, .5—Я. ггр. 88; Б у р р С л л Д. А. и др., Извлеч. газолина из естеств. газа путем поглощении. «Нефт. и сл. хоз.». 1921, 1—4, етр. 99; А к к е р м а н И. 11. Первый газолин, з-д в Грозном, «Нефт. и ел. хоз.». м.— I. 1924, т. 7, 9; 111 а х н а з а р о η Μ. X., Добы-ча и утилизация газа на Актер, п-ве, «Нефтяное хоз.». 1926, т. 10, 3; С т р и ж о в И. 11. Грози. абсорбц. газолин. завод. «Нефтяное хоз.». 1927, т. 11. 9; е г о ж е. Грозненский компрес.газолин.завод, «Нефтяное хоз.». 1926. т. 11,70; его ж е. Газовое дело на Грозненск. нефтяных промыслах, «Нефтяное хоз.», 1926, т. и. 11—12; О б е р ф е л л Г. и А л д е я Г., Газолин из природа, газа. пер. с англ., Μ.--.Ί. 1926; И а у D. Т., Handbook of Ihe Petroleum Industry, v. I, N. V. 1922; LeslieE.il. Motor Euels. N. V., 1923; С г о s s R, Handbook of Petroleum, Asphalt a. Natural Gas, Kansas, 1924: Burrell G. A. The Recovery of Gasoline Irom Natural Gas, N. Y. 1925. Г. Андреев.