Основное количество производимого в настоящее время синтез-газа (СО+Н2) перерабатывают в водород конверсией оксида углерода. Главный потребитель водорода — производство аммиака. С чисто химической точки зрения синтез-газ можно было бы получать непосредственной газификацией угля. Однако в реальных процессах следует учитывать выделение летучих из угля. Поэтому газификации подвергают кокс или компоненты образовавшейся смолы или превращают коксовый газ в синтез-газ.
При расчетах было бы удобно оценивать синтез-газ как определенный полупродукт, из которого затем получают многочисленные производные. Однако при таком статистическом подходе возникают трудности из-за того, что этот газ может иметь различный состав. Кроме того, в случае многих продуктов, получаемых из синтез-газа, обычно следует суммировать экономические показатели по материалам и энергии с учетом тесной взаимосвязи производства синтез-газа и его последующей переработки. Расходные показатели по сырью в подобных процессах, например при синтезе аммиака, относят в таком случае не на синтез-газ, а на сырье для газификации. Иногда имеется информация о выработке и потребленин синтез-газа или, что еще лучше, о его компонентах (СО или Н2).
Мировое потребление водорода в химической промышленности и нефтепереработке в 1970 г. составило (в млн. т) [15]:
Химическая промышленность |
|
синтез аммиака | 9,4 |
синтез метанола | 1.4 |
оксосинтез, гидрирование бензола в циклогексан и др. | 1,0 |
Нефтеперерабатывающая промышленность |
|
гидрогенизационное обессеривание | 2,6 |
гидрокрекинг | 1,6 |
отопительный газ | 0,7 |
Производство оксида углерода для химических синтезов в ФРГ составило:
Годы | всего | Производство, тыс. т. из нефти и природного газа | из угля | Доля продукции из угля, % |
1966 | 772 | 516 | 256 | 33 |
1968 | 1045 | 892 | 153 | 16 |
1970 | 1226 | 1165 | 61 | 5 |
1973 | 1391 | 1329 | 62 | 4,5 |
Видно, что выработку СО развивают на основе нефтехимического сырья; доля «нефтехимического» оксида углерода превысила 95%.
Важным продуктом переработки синтез-газа, получаемого углехимическим путем, может стать метан. В настоящее время, правда, синтез-газ, наоборот, производят из метана прежде всего потому, что природный газ доступен по цене. Хотя получение синтез-газа из метана при перестройке химической промышленности на углехимическую основу, естественно, не имело бы смысла, тем не менее допустимо получать метан (в виде полупродукта) из смесей СО+Н2, вырабатываемых газификацией угля. Другая возможность производства метана на углехимической основе — низкотемпературное разделение коксового газа, содержащего 25 —30%, (об.) СН4. При гидрогенизации угля и синтезе Фишера — Тропша тоже можно получать значительные количества метана из остаточных газов этих процессов. И, наконец, метан получают в недавно разработанных процессах гидрогазификации углей (особенно бурых), где не требуется проводить дорогостоящее метанирование синтез-газа.