Dit is een complete samenvatting van al de te kennen leerstof van het vak 6- petrochemie. Alle processen die gekend moeten zijn worden hierin uitgebreid beschreven. Bestaat uit zowel cursus leerstof als extra uitleg gegeven door de prof.
Samenvatting Petrochemie
Hoofdstuk 1 : niet te kennen
Hoofdstuk 2 : C1-basisproducten en intermediairen
Synthesegas
= gasmengsel van CO, N2 en H2
Alternatieve benamingen naargelang de:
- Productiewijze
o Watergas : door de watergasreactie tussen steenkool en water
o Kraakgas : door de steamreforming van methaan
- Toepassing
o Methanolsynthesegas
o Synthesegas voor aamoniaksynthese
o Oxogas bij het oxoproces of hydroformylering
Productie van syngas
- Door de vergassing van steenkool
o Revival na de oliecrisissen van ‘70’
- Aardolie en aardgas waren interessanter
o Relatief hoog H-gehalte voor de productie van H 2
- Alternatieve grondstoffen worden onderzocht
o Hout
o Turf
o Biomassa = organische materialen en hernieuwbare grondstoffen van plantaardige of
dierlijke oorsprong die bestemd zijn voor industriële toepassingen (niet-voeding
gebruik) en voor energieopweking (warmte, elektriciteit, motorbrandstof)
Houtafval
Mest
Energieteelten
Het organische gedeelte van restafval
Steenkoolvergassing
Bestaat uit 2 reacties:
1) Exotherme onvolledige verbanding
2 C + O2 2 CO + 246 kJ/mol
2) Endotherme heterogene watergasreactie
C+ H2O + 119 kJ/mol CO + H2
Dit process heft een hoge energiebehoefte vanwege:
- De endothermiciteit van de heterogene watergasreactie
- De hoge reactietemperatuur (900-1000°C) om voldoende hoge reactiesnelheden te bekomen
- De productie van stoom
, 2
Ongeveer 1/3 van de steenkool wordt verband om het proces van de nodige warmte te voorzien
- Daarom zoekt men naar alternatieve vormen van warmtevoorziening
Verschillende vergassingsprocessen verschillen op vlak van :
1) Het type kolen (steenkool, bruinkool) naast de fysische en chemische eigenschappen ervan
2) Warmtevoorziening (autotherm of allotherm)
3) De reactortype (vast bed-/wervelbedreactor)
4) De vergassingsreagentia (H2O, lucht, O2 of H2)
5) De procesomstandigheden (P, T)
Synthesegas uit aardgas en aardoliefracties
Volgens 2 principes:
A) Allotherme steamreforming : de noodzakelijke warmte wordt geleverd door rookgassen die
afkomstig zijn van de verbanding van extern aardgas of zware stookolie
Best gekende procedé is het ICI-proces dat uit 3 stappen bestaat:
1) Het ontzwavelen van de voeding : anders zal de katalysator gedeactiveerd worden
a. Bij 350-400°C
b. Gekatalyseerd door CoO-MoO3/Al2O3
-S- + H2 H2S
c. Het gevormde H2S word dan geabsorbeerd door ZnO, zo kan het S-gehalte
teruggebracht worden tot 1 ppm
H2S + ZnO ZnS + H2O
2) De primaire reformer : waar het katalytisch kraken plaatsvind
a. Bij 700-850°C
b. Bij een druk tussen 15 en 40 bar
CH4 + H2O + 247 kJ/mol CO + 3 H2
CnH2n+2 + nH2O + x kJ/mol n CO + (2n+1) H2
3) Secundaire reformer : het gasmengsel wordt nog verder behandeld waar een gedeelte van
het gas verbrand wordt door toevoeging van O 2
a. Door de hierdoor bereikte hogere temperaturen gaat het residuele CH 4 met stoom
reageren
CH4 + H2O + 205 kJ/mol CO + 3 H2
Voordelen van een allotherme steamreforming:
- Er is geen roetvorming
o Regeneratie van katalysator is niet meer nodig
Tijdswinst
Kostenbesparend
- Gelijk welke koolwaterstoffen kunnen gebruikt worden als voeding
, 3
B) Autotherme steamreforming
a. Voeding zijn vooral zware oliefracties
b. Vindt plaats bij 1200-1500°C
c. 30-80 bar
d. Geen katalysator nodig
e. Door de gedeeltelijke verbranding van de KWS wordt de nodige warmte bekomen
f. Door nevenreacties is er roetvorming
Zuivering van synthesegas
Synthesegas afkomstig van beide steenkoolvergassing of steamreforming is gecontamineerd met
andere gasvormige componenten:
- H2S
- COS
- CO2
Dit zijn katalysatorgiften: deactiveren de katalysator
De verwijdering hiervan gebeurd door het syngas te wassen te wassen met solventen:
De verwijdering gebeurd meer bepaald door absorptie van de katalysatorgiften. Het absorptiemiddel
wordt gerecupereerd door een temperatuursverhoging al dan niet gecombineerd met een
drukverlaging.
Isolatie en toepassingen van CO
Word geïsoleerd door:
- Lage temperatuurscheiding (-180°C en 40 bar)
o Vereist een voorafgaande verwijdering van CO 2 (door absorptie)
CO2 + H2O + H2NCH2CH2OH HCO3- H3N+CH2CH2O
o Resterend CO2 en H2O wordt verwijdert door absorptie op moleculaire zeven of
zeolieten (= gehydrateerde aluminoslicaten)
H2O is om ijsvorming te vermijden in de volgende fase
- Selectieve absorptie van CO in een CuCl-oplossing (Cosorb proces)
CO kan dan gebruikt worden voor reppe carbonylatie
De belangrijkste bron van H2 is synthesegas dat een aantal opeenvolgende bewerkingen ondergaat
om H2 hieruit te isoleren:
- CO-conversie
CO + H2O CO2 + H2 + 42 kJ/mol
- Absorptive van het gevormde CO2
- Verwijdering van de laatste sporen CO door methanatie
o Bij 300-400°C
o Ni-katalysator
CO + 3 H2 CH4 + H2O
- Uiteindelijke isolatie van H2 gebeurt door gefractioneerde condensatie bij lage temperaturen
Bij Monsanto is er een nieuw procedé waarbij met semi-permeabele membranen gebruikt die
selectief kleine moleculen zoals H2 te scheiden van andere gassen zoals CH 4, CO, O2 en N2
De elektrochemische productie van H2
2 H2O 2 H2 + O2
2 HF H2 + F2
2 HCl H2 + Cl2
2 NaCl + 2 H2O H2 + Cl2 + NaOH
- In de chlooralkali industrie is H2 een bijproduct waardoor de hoge elektriciteitskosten worden
gecompeseerd
- Alle H2 die elektrochemisch bekomen wordt heeft een zeer hoge zuiverheid
H2O kan ook thermisch ontbonden worden voor de productie van H 2
1) Onuitputtelijke propere brandstof met zero emissie
2) Onstekingsgebied is 4-75%
3) Lage energiedichtheid dus groot tankvolume nodig
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller woutdewachter. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.26. You're not tied to anything after your purchase.
