engineering chemistry - wbuthelp.com · 2012-06-27 · solid liquid gaseous wood coal dung crude...

Post on 15-Mar-2020

4 Views

Category:

Documents

2 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

���

����������� ������

��

����������

������������������������ ����������� �������� �������������������� ��������������

�� ���������������������������� ��� ������������������������������ ��������� ��

����� ���������� ��� ��� �� ������������ �������������������������������� ����������

�������������������������������� � ��� �������� ��������������������������������������� �

���������������������� ������������������������������������������� �� ���������

������������ ��� ������� � � ������� ������� ���� ����� ��������� ����� ��� ��� ����� �

��

��

���� ������������ ���� ����� ������������� ��� ���������������������������������

��� ��������� �����������������!���

����������������� ��

Fuels

Natural Derived

Solid Liquid Gaseous

WoodCoalDung

Crudeoil

(Petroleum)

Naturalgas

CokeCharcoal

Petroleum cokeCoal-

briquette

TarKerosene

DieselPetrol

Fuel oilLPG

Syntheticgasoline

Coal gasWater gas

Oil gasBiogas

Coke ovengas

Blastfurnace

gas

Solid Liquid Gaseous

�� ��������� �

����������������� ���������� ���������������������"

#�$�����%� ������������������������������� ���� ��%� ���������������������

������� ����� #&�'$��&����� ��� ������� ���������� ����� ��� ��� %� ��� ��� ���� ��������� ��

������ �� ��������������� ������ ���������� ������������ ������� �������������������

��� ������������ ����������������()��� �������������� ���� ������%��������������� ��

���&�'���� �'�

#��$������������ �����#*�'$�������%� ��������������������� ��� ��%� ���������

����� �� ������ ���������� ������������ ������� �������������������� ���� ������������ ��

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 380

��� ������������ �������

�������������()��� �������������� ������������������ ���������������������� �

�������������������� ����������������� ���������������������������������� ��������� �� �

�������������� �� ���� ����������������������(+,�-�����.���

∴ *�'�/� �'�0�1�� ������������������������

�/� �'�0�2�������������� �3���3�1�� ������������

�� ���4����������������������� ���������5�6���������������������

��������������� ��������������������������������������� ��������������.���#���.��$���

�����������.���#����.��$����7������������� �.���#7���8.��$�� ��������������������� ������%��

����

9 ���������������������������� �����������.�

:

����7���8�.�

:

�������������������������������

��������������� ������������������ ������� �������� �� ��� �����������������

������� ����%������������ �� ����7���������������#;����4+�4$�

6 Vbattery

Oxygenvalve

Beckmann'sthermometer

Electrodesto which a ringis attached

Mg fuse wire

Weighed palletof given fuelsample

Air jacketWater jacket

Stainless steelcrucible

Stainless steelbomb

Coppercalorimeter

Electricallyoperated stirrer

�� �!�"!� ����������������

�������������� �������������� ���������� ������������������������������������������

�� ��� ����� ������� �� ���������������� ��� ���� ����� ��� � �� ����� � � ��� ������ � �� ��

�����������9 ����������������� ��������������������������� ������������������������������

� �������������< ���������������������� ���������������������������������������������

� ����������������������������������� �������� �����=������ �������=������������� ������

������������������������ ��������������������� ����7����� 6��������������������

��������������������������������.4--��������������

<������������������������������� ��������������������������� �� ������ �����������

�������������������������� �������������������������������������� �������������������

���������������������������� ���������������� ������������� ������ ���� ���������������

������������������ ����

�������� "���/�������������������#�$

��>�/��������������� ���������������#�$

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 381

����������� ����� ��!

���/�������%����� ���������������#�$

��4

�/�� ����������������������������

���

�/��� ��������������������������

� �'�/�����������������������������

1�/� �'�/�

# $ # $> + −� � �

� 4

����.���

����������%����� ������������������������ �������� � ������������ �� ����������

������ ���� ������������%��� ���������������� ����������������������� !���������#&�'

/�?:�(�����.��$�� �� ������� �� #&�'�/�@?++�����.#��$�������������� � ����������� ����

�������������� ����"

#�$ �������������������� ��������������� �������� ���������������������������

���������

#��$ ��������������;������ �� � ��A������ ��*����� �����������������������������

���� � ���

A�

B

� � �� *�

:

� ������ ��� �������� #��� ��� ����� ������� �� ���

���������� ������ �$�

#���$ ���������������������������������� ��������������������������������������

���������������������� �����;�������������������� ��#��������).�� $�� ����

������������ ���������� ��#���� $��� ��������� �#���3��$���������������� ���������

�� �� ����������������#��

�0��4

$�����

∴ 1�/�

#> $ # ����� � �������� $ #<��� ������������ $

4

+ − + − +� � �

����������������������������������������� ���������� ������� ��� �������� ���

�� ��� ������� "�&������������������������������# �'$����������� ����� ��� ������

����

�/�:B(--�����.��C ��/�+-+-�����.��C A�/���B-�����.��

����� ������ �� ���������������������������� ���������#������������� $��<��������

�� �������� �������������/������������� �0�;������������

/������������� �0�

4

+

�������������� �� �����

D�� �6������������������������������������������������������ �����������

� �'�/�

4

4--

+-+-

-

+

��B-� E :B(-- A ����.��−���

���

+�

��

��������� �����A� ���� �������� ����� ��� ����� ��������� �� ����� �� �� ����� � � ��� ����

����� ��������������������� �� ������ ��� ������������ ���������

∴ 1�'�/�

�' − ×��

��

@

4--

(+,

�����.���

/�F �'�0�-�-@� �3�(+,G�����.���

#� 4�������� �������@��������������� �������� ����������������(+,�����.��$�

������ ����������������������������������������������������� !��"���#!��$��� �%!�

���� �%!�����������&�%!������������� ������������������������������'(� �%�)��*)�����������

����������������+�����,�-�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 382

��# ������������ �������

��� �� �'�/� �����������������E�#-�-@� �E�(+,$�����.��

�/�#+B@-�(�E�-�-@� �E�(+,$�����.�� F� �/�H����������� G

�/�#+B@-�(�E�(��+� $�����.���

�� �'�/�

4

4--

+-+- @- :B(--

:

+

��B- - (× + −���

���

+ �

�� �

�����.���

�/�,,(B�+�E�:B(� �/�����.���

�/�,,(B�+�E�:B(� �/�+B@-�(�E�(��+� �

∴ ��,,(B�+�E�:B(� �/�+B@-�(�E�(��+� �

�� �����@���� �/�4::(H

∴ �/�B�(,(H

∴ �'�/�#+B@-�(�E�(��+�3�B�(,($�/�+,:4�+�����.���

������ ����"���������� �'#��������������������������������������������������������

#% ����������������������������&.�%/�����&��&/�0��������1�� �����������������������������

�����������������#'%�����%'2���*���������� �����3����������������� �2!�+����������+�-

������-�

��� � �'�/�

#>

#:+( :(--$ #�@�� �?�:$

-�+:

+ − = + −� � �

$ # $

� 4

/�4��?:+����.��

�*�'�/�# �'�0�-�@� �3�1$����.�

/�#4��?:+�0�-�@�3�-�,�3�(+,$����.�

/�4��?-4����.��

�� ����������������� 9� ������� ���������� �� ��� ���������� ����� ��� �������� �

��%��������#;����4+��$�

9 ������������#;����4+��$�� �� ������������������� ����� ����������������� ���

<�� �� ����� ��� ����� ����� ���� ����� �� � �������������� ���������� �� �� � ���� ��

�������� A������� ������������������ ��� � ���� �� � �� ���� ������� ���������

#�4

� � ��

$��

Waterinlet

Insulatedcontainer

Gaseousor liquidfuelMeter

Air

Air

Condensedsteam

OuterCu coil

InnerCu coil

Rubbertubing

Exhaustgases

�� "�!�"#� �� !�"�!�������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 383

����������� ����� ���

1� � �'�/���������������� � ��

�>�/�������������� ������������ �������

���4

�� ����

�/�9 ���� ��� ������ ����������������

����/���������������� �� ����� �������

�1�/� �'�

>���� �1�/�

>

'

# $� �� 4

2�������

���� �� ���������:

��������/��. ����

1�� ������������������:

�������

/�

� ×(+,

'

�����

∴ �*�'�/� 1

(+,

'

− ×��

��

������.�

:

������ ����������������� ��������������1�����������������������������4��#����

�������������� ������������������5��"���(.!���+(���4 !��+

&���( !���

&�+

&���&!���

&���4!����

���������������������"&�

����1�������������������4��:

�����E�

4

�/���

'���������

���%�����/�-�B?�3�

4

�/�-��:��

:

��

B

�E���

�/���

�E��

'���������

���%�����/�-�4�3���/�-����

:

��

�E�

4

�/�

'���������

���%�����/�-�B�3�

4

�/�-����

:

��

�E���

4

��

�/����

�E�

�'���������

���%�����/�-���3�

(

- -(= �

���� �

��

��%�����/�#-��:�E�-���E�-���E�-�-($��

:

�/�-�?+��

:

∴ '��������������%�����/�-�?+�3�

4--

�4

��

:

�/�:��:+��

:

$� ���� $

%��&

>��������������������� ���� ����� ��������������9��� �� ������4(H������������

������� ���>������ �� ����� ���������I������������ ����� ������������������ ����������������� ������������������ ��� ������� ������������������������ ���������� ������������������������/�((H�� �/�?H����/�B:H�� ������/�4H��>�������������������������������������

������� �� ���� ����������������������������������������������B---���?B--�7.���

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 384

��' ������������ �������

����

��������������������� ������������ ����������������������������� �����������������

����� ������� ����������������� ��*��� ����� �� � ������������ ���� ��������

"������� '������������� ��� ����� �� �������� � �� ����� �� � �� ��� ��� �� � � �

���� ��������� ���� �������� �������������� �������� ����������� �������������� ����

���������������� � ������������������ � ����� ������������������������������ �������

� ��������� ���������������������� ����������������� �

������������� �� ����� '������ ����� ��� ����� ���� �� ���� ������� �� �� ��� ������� ��

����������� ������������� ������������������������"

>����→�J���→�1�� ���→�7��� ��������→�< ������>�������������������� �������� ��������������������� �����*��A��������������

�� � ����������������������� ��� � ������������������ ������ ����� �������

4��6���������������������������������������������� ����������������������� �� �����������

������������������������������������������� �� ��� � ��������������� ������ ����������9

���������������� ���� ���9����� � ��� ������������� ������� �� ������+-0@-H��������

9� ����������������������� � ������������������������� ��� ����������������J����������

��������������������1����������������� ����� ���������������������� ������������ �

����������J��������������� ���� ���� �������������������� �������� ��������

���7������� ������� �������������������� ���������������1�� �������������� ������

�� �� � ���-0?-H���������<����������� ����� �� ����/�?-0,-H����/��-H��9����������������

���?(--0,---�����.���� 9� �� �������� ������ ������� 9� �������������������� ���������� � �

���%����� ��������������������������������������� ������������� ����������������

:��8�������������������������� ���������� ������������ ��������������� �����

��������� ������������������ ��� � ����� �������������������"

#�$ $��9�����������������#���� � �,-0,+H�� �B0(H�� �����-H$�������������������

������������������ � ����4-0�-H��������������������?+--0,?--�����.����9��� ���

�������� ���������� �A��� � ���������������������������� �

#�$ 8��������������#���� � �,+0@-H�������������������������+---���+(--�����.��$��9�

��������� ��� ���� ������� � � ����������� � ������� �� ������ ����������� �������

������������ ������������������� ���7������� ����� �� ������������ �������� �

������������������������������������������������������������������%������������

�������������

#$ $���9�������������� �������������� ����� ���������� ��� ��������9��� ���

�������������� �� ��������>�� �������������������� � ����40�H��������������

/�4-04(H��������������������+(--0++--�����.���

B��������������������������� ����������� �������������� ��������� #@�0@+H$�������

�������������� ����������������������������+B--0+?--�����.����9��� ��������������

�� ���������������������������� ������ ���������9����������������� ��������������������� �

� ���������������� �����

"���������J����������������� ��� �*����������������� ���������� �<������K�������

L�=���� � � �� ������ *���� 7��� ��� ������ ���� �� �� � � 7������ 7� �����2�����

J������������������� ����������< �������������� ��� �K�������� ������� � ���������

����()�)��������

L� �� ��������������� ��� "

#�$ 6��:������ ��������5� 9� �� ����� ��� ������ ��� � ��� ����� ����� ��� #�$� �������

����� ������������#��$������������ ��#���$������ ��#� $����������������������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 385

����������� ����� ��*

#�$ �����������������5��� ���� ����������� ��� ��������� ����������� �����*�� ��A�

#$ �������� ����5��������� ������������������������� ����������� ���������� ���

��������������� ������������������������������������������������������� � ��������

����������� �������

��� ������������ ���

#�$ ;�������5�4�������� �������������������������������� �� ������������ �������

� �� ����������������������������� ���4-()�044-)������4������ ������ ��������

�������������� ������� �� �������

J���� ��������������/�

1��� � �����

>� �� ���� ���

�3�4--�

#��$ -��������������5����������������������� ��������������� ���������������������

� ����������� ���������(-)��±��-)������,��� ���� ���� ������������������������������ ������� �� �������

'����������������� ����#'�2�$�/�

1��� � �����

>� �� ���� ������ ���

�3�4--�

#���$ ���5��������������������������������������������� ��� ��������������������

� ������ ������,--)��M�(-)������4��������������������������� �������������

����� ��������������� ���������������� �� �������

∴ J���� �����������/�

>� �� ��� ���

>� �� ���� ���

× 4--�

#� $ ��:��������5�J���� ������������������ �/

4--�0�H����#�������E��������������E����$

$��������5�7����� ������������� ����������������� ��������������������������

������������������������ � ���������������������� � ����������%��������������A���������

������������ ������������������������������������� �� ������������������� � �������

���������%��������������1�������������������������������� �������������������������� �

� ����������������������������������������������<����������� ���������������������� ���

�� ����������� ���������������������������������������������

������ �������� ������� �:���������� ������� ��� ��� ���������� ������ ������� ��� ��

%�������������

���������������� ���

#�$ �������������������5�<��������������40������������������������ ���� �� ��

���� �����

�� �������� �������������������

��

� ��

�����

����������

� ��

�� ���� ��������� ��� ������������������ ���� �� �� � �� K� � � �

� �����������

������� �������� ������������������� �� ��� � �����������"

� � ��

4�

� �

BB

+ → �� �

�K�

�44�

E���

��

→�K ��

� :

4:+ �

�E�

��

�E�

4

��

�→� �

4+

� �

����

444 �

�E�,

��→����� �

� �

�,

�:,

∴ �J���� ���������/�

9 ������ � �� K� 4� 4--

>� �� ���� ������ BB

× ××

� ������� ������� �/�

9 ������ � �� ���� � 4--

>� �� ���� ������ 4+

× ×× �

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 386

��+ ������������ �������

#��$ ��������5�<���4�������������������������������������� �� ���K=������6�������

��� ������ �� ���

A�

B

��K

A�

B

�� ������������ � �� ��� ���������� ������� ��

K� �� ��������������*

:

�������������� �� �� ������������� ��������������� �

������������������������������������ �����*�� ������ ��;������������

���������� �����*��� � �����������������������"

J���� �������*�/�

'���� �� ���� �� ���� *������� 4�B

>� �� ���� ���

× ×�

#���$ $����5�>����� ������ � �� ��� ���������� ����� ��� �� ����� ������� � � �� ����

������������ ��� A� � � ��� ����� ��� �� ������ �� ������� ;� ����� �������� ��

�� �� � �������������������������� ���� ��7���

������ ������������������

7�A�

B�

������������������ ����� ������������������������������������� �������

������ �� �������

J���� �������A�/�

>� �� 7�A� :� 4--

>� �� ���� ������ � ���� �::

B

× ××

#� $ ����������5�<����� � ���������� ����������������������� �������

# $ ":������������/�4--�0�H����#��E� �E�A�E�*�E����$

$��������5� ����������� ���� ������ �� � � �������� ��� ���������� ����� ��� ����� � �

�� �������������������� �������������� �������������������������������������� ����������

������� ���������<���������� ������ ������� �� ���������� ���������������������� ��������

����������� A�� ������� �� ������ �� ���������� ������ ��� ���������� ��� �� ��� ����� �

���������������������A�

�� �������� �

��,�

����� ����� �������� ������ �������������������������� ������������������� ��

�������������������������������������������� ��������������������������� ��������������

��������� �� ������������ ���� ������ ��� ����� # � ������� �$� � � ����� ��� ������� ����� ��

���� ����7�������� ��������������������� �������������������������������������<����������

����������������������� �������� �����������������������������

��,����&�����

• ���������������������� ���� ��������������������������

• 7������ ����� ����������������� � ������������������������������� ��������������������������� � ������������� ��������������������<�������������������������

��������������������������������������������������������

���-���)�������������

D��� �� ��� ����������� ���������������������� ������������������� �����

����������� ������

#�$�1����������������� ����� �#1��$�� ��#��$� ������������������ ����� �# ��$�

�������������������������� �� ���������������� ��������������� ���������������������

�������� ����������������������� �������������� ������������������������������� �

�������������������������������������������������������)����������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 387

����������� ����� ���

��-���!�"!.� �#$��%&��!��'������(�!����(��'�����

Coal

Carbonisation

Volatilepart

Residuecoke

Coaltar

Coalgas

Gascarbon

Ammoniacalliquor

Fra

ctio

na

ld

isti

llati

on

ResiduePitch (62%)

C–56%

Lightoil (5%)

Middleoil (17%)

Heavyoil (71%)

Anthraceneoil (9%)

Distillates

200°C 250°C 300°C 350°C

��-���!�"#.�)��%&��!� *��� '������(���%�!��������(+

7�������� 7� !� ������� ���N��� ������ �����

;��������� *������� ���J�� ������������J����� �����

+�� ����� ��������N��� ���*������� �����

������������� J�� � ��� ���< ����� ���O� ��� �����

#�$ 7��� ������������ ������������� <7=�>�� 9 � ���� ��������� ����� ��������� � � ����

��������(--)�0,--)������������������������,(0+-H�� ������ �� ��+04�H��������

������������������� ������ ������� ���������� �������������������� ����

��� ������� �� ���� �� ����� ���������� ������ � ������ ��� �� �������� ����� 1��

��������� ����� ����� � ������� �� ����� �������������� ��� ������� ��� ����

������������������������� ��� �������*�� ������ �� � ������� ���

D��� ���� ����������������������������������������� ������������������������

?(--�����.�

:

�� ������������� ����������� ��� ���������� �������� �����������

������������������ ��������������������������� ������������ !������ ��

���� �� ������������ ����������� ��� ������� ��� ������� �

#��$ +�����������������������������<+=�>�� 9� ���������������@--)�04�--)������

��� ���������������������������� ����������� ����� ���� ���� ���������

����������<�������������������������������� ��������������������������?(0,(H

�� �� � ��40:H��������������������������������������������������������� �

������������������������������������������������������B(--�����.�

:

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 388

��� ������������ �������

��������� � �� � ����� � �� ����� � ���������� ��� ����� �!� ��

� �� ����� ������������"� �������������� #

• ��������� ⇒ 1����� / B--0?--)�

����� / �4---04B--)�

• P�� ��� ⇒ 9 � 1������ ����� ������ ����� ������ ���� ���

��������� ������������ �������������������

����������������������������� �������������

��� ����� ����� � � ��� ����� ���1������ �� � ��� ��

����������������� �������������������

• *��������� ⇒ ���� ��%��� �������� ������� ���� ������� �

%� ���� ������������1�������� ����������� �

���%� �������������������������������

��� ����� ��� ������ ���� ������� � ��� �����

��� ����������� �� ����������������� ���� �

���������� ������������������ ���� ���

����� ��� ������ � ������� ��� ��� �������� ��

���������� ������������ ������������ �����

• *������������������ ⇒ ���� ��� � ��� ���� ��� ������� ������

� ������������������������������������� �

��� ����� ��� ���������� ���� ����� � �

����������������������������4+�4�� ��4+��

����� ��� ��� � � �� ���� ��� ������

�������

• J��������������������������� ⇒ ������ ���� ���� ������� � � ������ � ������

��������� �������1����������

• Q���������� ⇒ �������������1�������������� ���������������

��������� ������� ���������

���������������� ������������ ���������� ����� ���������"

#�$ $ ��% �% #�9�������������������� �� �����������������������������������������

� �� ������ � �� :�(��� �������� � �� ����� ��� ������ ��� �� ��������� ������ ���

�� ��� � ����� �������������������� ������������ ����������� �� �������������

� ��� ��� ���� � ������� ���� �������� ��� ����������� �������� ������ ��� ?-0@-� ��������

����� ����� ����������������������������� ������������ ��0:������� �����

���������������� � ���������������������� ���� ��� �������������������������

������������������������������ �� � ������������������ �� � ������� ������

������� ����<����� ���������� ����� �������������%� �������������� ���������

������������������������� �������� ����� ������������� ������������������

�����������+-H��������������������#;����4+�:$�

4 m4 m

2.5 m2.5 mCoal

0.6 m

Heat radiatedfrom the roof tothe coal bed

Coal chargingdoor Refractory lining

Zone of combustion

Door forair supply forcoke discharging

�� "�!�"�� ��,�-����.���-�(�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 389

����������� ����� ���

����������� ��������������������#�$� ������������������������#��$�������������������

#���$��������������������������� ��#� $������������ �����������

#�$ $&��!�����' �% #�9 ���������������������������� �������� ����������������

���� ���������� ����� ��������������� �������������� ���������� � � ��������� �

����������������������������������������������� ����������������������������� �

�������������������4:(-)����4B(-)������������������������������ � �����

����� ����� ��� ����������������� ��� �������� �������� ���������������������

#4-���3�: ��3�-�B��$��������������������������������������� ������ �����������

����������� ������������������������������� ���������������� ���������� �������

������ ��� 9� ������������� ��������������� ����������������������������������

������������������������������������� ��������

����������#

• ���������������� ������������� ���������"#�$ 7�������� ���� #��$ ������������� ��

• 7����������� ��������������9����������������������� ������������� ���������� �<������ �������������� �� ����������������� ����������������� ��

• 9 ��������� ���� ��� ���� ��� �������� ��� ��� ���� � �� ��������������� � ����� ��������������������������������������� ��B-H���������� �����#��������$

�� ����������� ���������������������� ��� ���������������������������

������������

;� �������������������������������������������������� ��� ��������������������

��������4�--)���������������������������� ��������� ������������� ��������������

��������������������������������������4---)������������������� ������������� ����������� �

���������������������������� � ��������������������� � ������� ���������������� �����

����� �!��� ����������44���4+���������������������������������� ���� ���������� �

�������������������������������� ������� ������������� �������%� ��������������������

%������%� ������������� ������ ��� 5D���%� ��� �6� ��� ������� ����� ������� �� ���������

�������������� ���������������������������� ������������������#;����4+�B$�

Chambers loadedwith coal

Coal gas

Space betweenchambers forflow of burntgases

Hotregenerators

Outgoing wastegases heatregeneratorsbefore escapingto chimney

Waste gasesto chimneyAir Producer

gas

Waste gasesto chimney

Gas burns here

Coal bunker

Coal

gas

Tar

CokechamberRegenerators

Coke ovens with regenerators

Coalcharging cars

Ram(Cokepusher)

Coal

Coke oven

�� "�!�"'��������''��( !���$��%&�����.���-�(�/��,���"�(������!�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 390

��� ������������ �������

( �% �&����&��!����#��������������� ������?--)�0,--)��������������������� �

��%����� ��������� ������� ����� ������� ����� ��������� ��� ������� ��+-)�������� �

���������� �� ���������5�������� ����6����������������*

:

��

�C������ �� �� ������� ��

�� !� �������������

#�$�������������� �� ����� ����� ��������

#��$�<��� ��������������������������%��������� �� �����������������

#���$�*������� ����������������������� �������������������������������������������

���������������������������� �� ������� ������� ��

#� $�7� !� ���������������������������������� ����������

# $� �

A���������������������� ��������������������;�

:

���"

;�

:

�E�:

A�→�;��

A

:�

E�:

;�

A

:

�������� ����� ��������������� �������������

���;�

A

:

�E�B�

�→��;���E�:A��

�B;���E��

�→��;��

:

7���������� ������ ������� � �R�������L� ��� =��7������L������� � � ������ ������ �

9 ���������������������������� ������� ������� ������� �&��������D�������R���������

7�������L��������7���������

�/���� $

J��������������������������������� ������� ���� �������� ������������� ���������� ��

����� ���� ������������ ������ ���������� ���A����� ����� �� ������� ���������� ��

��� ����� ��� ����������� ��� ���������� �� � � ��� ����� ���� �������� ������ � ������� �����

�S⇒S+:0+,H�� �⇒�4404BH��A�⇒�-�(0:H��*�⇒�-�4H�� ����⇒��0:H��J������������������������� ��� ���������������������� �����A���;���<�������2���*��

"������5��������������������� ��������������������� ������������� ����������

� ����� �������� ���������������� ����������������� ���������������������������� �

����� ������� ������������� ��� ����������� �������� ��������������������� ��� ��� ���� ��

����� ����������������� ���������� � �� ����������������� ������������ �����

��������!��� �

�������������������������������������������� ��������������������� ������������

���"

#�$ J������ ���������������������������������������� ������:(

,�

����������������

���������������������

#�$ <����������� ����� �� �� ����� ��� ����� ��� � �� ������������ ������ �������

��� ������������ ��� �����������

#$ 2���������� ����� �� �� �� ���� ��������� ���� ��� ����� ����� ����� � �������

<���@-H��������������������� ������� �����������������

0��������

�������#����������������������������������� ����������������������� ����������7�

������������������������ ������������������������������������������������� ������

�����������������������������������������������������������������������������������

���������������������������������������������������� ���������������������������� �����

���� ������������������������ ��� ������ � ������������������#;����4+�($�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 391

����������� ����� ��!

CompressedairOilNatural

gas

Brine

Natural gas

�� "�!�"*��(�("��'���&%�������(%�&!���'����#��'��$&�$�

( ����#�<�������������������������� �� ����������������������������������� �

������ �� ��� ��������� � � �� ��� ������ �� ���� ��� ���� ��=����� �� ������� ���������

�������������������������� ����������������� �����������������<����������������

���������������� � ��������� ����"

4������ ��)����� ����������������� ��������������������������� ��� ������� �

����������������������������������������� ����������� ��������������6������������

�����������

��� ( �%��� �� �* ������ � ����!��� A���� ����� �������� ��=���� ����

������������������� ������������������������������������� ��������������������������

�����������������

:�� + ��� ���!��������������� ����� ���� ��� ��=����� ����������� � �� ����B--)�

��������� � �� � ��� � ����������������� �������� ����� � �� ������ ��� ������ ����������

�������������������������������� ��������� �� ������ ��� ���� ������������������������

������������ �������� ���� �� ����������������������� �������� � ������������ ������������ �

������ ���������� ���#;����4+�?$�#������4+�:$�

Crude tower

Cru

de

pe

tro

leu

m

Gas oilreduced crude

RefineryKerosine oil

Solvent naphthaRefineryCooler

Cracked gasolineCondenserReforming

furnace

Strippers

Bubbletower

Gasoline storageRefinery

RefineryCondenser

Straightrun gasoline

�� "�!�"+� )������&�� %�!��������(�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 392

��# ������������ �������

#�$�,���� �������� �������--)������� ����������� �� ����� ����=����������� � �

������������������������������� ��������������� �� ��

#�$ J����������������� ������� �B-)�0,-)��� �

#��$ 7� !� ������� ������� �,-)�0@-)��� �

#���$ &����� ������� ������� �@-)�0�--)�������������� ���

9��������������������4B��(-�����.���� ����������������������� �� ���������� �� �� ��

� ������������ �����������

#�$���% ���������������� ����������������������� ��--)�0�(-)���������� �� �

����������� �������������������������������� ������� �� ������ ��*�������� �� ��?�4-

����� ������

#$� - �� ���� ��� ���� �������� ��(-)�0:--)������� ����������� �� ������ ������

���� �� ��� ��� ��� �� ������ � ���� ��7���� ��%��� ��� ���� ���� �� �� ����� �� ���� ������

���������������� ��������������������44-- ����.���

#�$�,������������� �������� �:--)�0:(-)���������������������������������� ����

��������������%���A�

����������������9��������������������� �� ������������������������

���44---�����.���

#�$����� ��������� ��1���� ���� �� �� ����� ��������� � ����%� � ����� � ������

������� ������������� ������������������ ����������������� �������������������

��-���!�"�.������(�'������(!�'������&%�

������� 8������������ ����������� ����

8 �� �� ������� >��� �:-)� �

4

����

B

<�� �������� ��� � ������� ���

������� ����1J&�#1�%�����

�����������$

J����������� :-)�0,-)� �

(

0�

,

<��������� �

&����� ���������� @-)�0�--)� �

(

0�

@

<������������������ �� �����

����� �

*����� �--)�0�(-)� �

@

0�

4-

<���������

K����� ����� �(-)�0:--)� �

4-

0�

4?

<������������������� ��� ���

��������

D��������� :--)�0:(-)� �

4-

0�

4+

<�������������������� �� �

�������� :�-)�0B--)� �

4,

0�

:-

;���������� ������� �

����,�� � 0����))

������ ����������������� �� ��������� ��������������������������� ��������������� ��

��������� ��� ������� �������������������� ����������������� ��������������������

�������������������� ������������������������������������������������� ����������� �������

��������������� ��������������������� ��� ������������ ����������������������� ���������� �

������������������������ � ��������������� ��������� �� ����� �������� ���������������

������������������������������� �����������������������������������������������������

������ ��

��� ���������������>�� � ������ �� ��� �������� ������� � �� ������� �� ����

��������� �����B(-)�0,(-)������������� �� �� �� �����40,-������ �� ��� ������� �������

��)����� ���� ������ � ������ �� ���� ����������� �� ��������� ��� �� �������!��� � � �

��������!��� ������������� �������������� ������������������� ���� ������������ �� ���

����� �

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 393

����������� ����� ���

:

#�

$

+

�→�� :

#�

$

B

:

�E��

:

� �/��

������ � �������� � �� ��4

��������� ����������������!���� ����������!���

���

:

� �/��

� ��

:

I�

I

�I

�/ �

:

:

:

����������� ����� ����������B,()�0(:-)������������������� ��1�����������������

��)�������������������������������������� ������������ ��>�� ���������� ���������������!��

� ���� �����������?--)�0,(-)������������������������������� ����������������������)����

���������������������� ��� ��������������

�������� ������������������������������� �������� ���������������������� �

� ����������������������������������� ����� ������������������������������� ����

��������� ������������ ������ ���!�������� ����������������������������

���������������� ����������������������� �"

#�$� ��:��9��������������)���5� ����������������������� ����������������������

�������#(--)�$������������������� ������������ ��B-H������������������� �������������� �

� ���0BH������ ���������������������� ���������� ����������������������������%�����

���������� ����������� �� ��� ������ �� ������ �� ������������������ ������� ������� �

�������� ������������������ ���������������������������������� �������������������� ��������

� ������������������ �������������������� �� ����������������������� ��������������

��������������������������#;����4+�,$�

Heavyoil charge

Vapour

Catalyst

Heater

Pre-heater(425°C –450°C)

Catalystchamber(425°C –450°C)

Fractionatingcolumn

Gasoline+

some dissolved gases

Heavyoil

Crackedvapour Cooler Stabilizer

Gases

Gasoline

�� "�!�"����0�%#��%���������������.�("�

#�$�;� ����������������?�����������������)���5������� ���������������������������

����� �������� � ���� ���� � ����� ��� ���� ������������������������������ ��� ������� �����

�������� ��������������������������<������������������������� ���������������������

������������������������������ ���������������������� �� ������ �������������������

������� ���� ���� ������������������������������������������������� ��������������������

����� � �������������������������������������� ������� ������#;����4+�+$�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 394

��' ������������ �������

600°C 500°C

Flue gases

Cyclone

Reactor

Crackedvapour Light

fractionCooler

Gases

Gases

Stabilizer

GasolineGasoline+ gas

Heavyoil

Fractionmatchingcolumn

Air

Spentcatalyst

Air + spent catalystCatalyst+ oil

Feedoil

Regeneratedcatalyst

Catalystregenerator

Blower

�� "�!�"���-�("#��%���$����������������.�("�

�� ��������������������)���5

#�$ ����%������ �������������������������

#��$ P��� ���������� �� ����������� ��������������������� ���������������������

����

#���$ ������ �������������������

#� $ 7����������������� ���� ��������������������������������

# $ D���������������������� � ������ ��� ���� �����������������������

# �$ &����������� ����A������������ �

A������������A��� � ������������������

# ��$ &������� ������� ����������������

# ���$ 9 ������ ������������������������������ ��������������� ����� ����� �����������

��������������������������������� �������� �������� ���

#�:$ � ���������������� ������������ ��� �������������� ��������������������������

������������� ������

����������#

• &����� ���������������������� �� ���• &����� ���� �� ������ ����

(

I�

4-

������

• P ���������� ����� ������������� ��������������������������� �• �������� �������������������)����������������� ��• ;���������� � ��������������������� ���������� ��������������)��)����• ���� ��� �� ����� ����������������������������2������� #4++@�4@BB$� � �������������������9)��)�������������������� ��������������P�1��#�����P����1���$

• 1������ ���� ��� ������������ �� ��� ���� ����� ���������������� ��� �� ���� ��� ������ ������������� ������������ ��������� ���� ����� ���� ����� �� ������

����� � ����� ���

#�����$

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 395

����������� ����� ��*

• ����������� ���������������"#�$ ���)���� �� � ��������� ��������������� �� ����� ������ ��� ����� ����

���������� ��

#��$ 3������������� � ����� ������� ���� ����� ��� �� ��� ����� ���� ��������� �

�����J���������

#���$ @���������� ������������� ���� ����� ������������ !� ��� ����� ��

#� $ ������������������������������������ ����������2�7P�#2������������

7���P���$� ���� �� �������������������������� ��

:

� � �

:

:

:

�2�7P

0��������� 0����))��

������ ������������ ���������������������������������������� �������� ���

���� ����� � � ����� ��������� ����� ��� ��������������!��� ������� � ������ ��� ��� ������

#����������������!��� $�����������������������

A�

B

����������� �����������������(--)�0

?--)�� � �� �������� #������� ��������!��� $� �� ������ ������� ����� � � ��� ���������

���������� ���7����������������������%����������� ����������� ���

:

�#�

:

$�/��

�→�� :

�#�

:

$

�#�

:

$�/��

������ � �������� �

A���������� �������� � � � ����� ��� ��� ;� ���

A�

B

������� ����������� ��� 9������!���

�� �������������� ��������������� ��� ������ ������� �������<���:

���������<�����������������

������������� �������������������� ������� � ��

��� �!������������������������������ � �������� �������%����������� ��������� �

�������������� �������� ��� ������ ������ ����������� �������������� �� ����� ����� ��

������� ������������������������� �������������������������������������������� ���

�������������� ����� ��� ��������� ��

CH3 CH3

+ 3H2

methyl cyclohexane toluene

CH3 CH3

+ 4H2

n-heptane toluene

��������������� ����������������!��� ������������� ��������������� ��� ������������� �

����������������� ����������� ����<��������������������� ����� ����������� ������������

������ ������� � ��

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 396

��+ ������������ �������

A������� �� ������ ��� ������� �� ��� ����� �������� �� ����������������� ������� �����

��� �������������������������������������������� ��

��������������������������� �������������������� ����� ������� ��� ����������

���� �������������������������������������� ������������������������������A��<���*����

L������ �������� ������������������;��������� ������ ��������������������� ��

����������������� ������������������ ��������������������������� ������������������

#���������B(-)�0(�-)�����������(0B(���.��

$�#;����4+�@$�

H compressedand recycled

2

Low boiling(to avoid explosivereaction with H )2

Gasolinefeed stock

Fracti-onator

Residue

Fractionb.p.100–170°C

Heaterat 500°C Reactor

contain-ing cata-lytic bed

(Pt–Al O )2 2

Reactor(Pt–

Al O )2 3

Reactor(Pt–

Al O )2 3 Con-den-ser

TosolventDEArecover

H Sscru-bber

2 Fracti-onator

Gas

Reformedorstabilizedgasoline

Diethanolamine(DEA)Compressor

(25 atm)

Heaterat 500°C

Heaterat 500°C

�� "�!�"�� ��0�%#��%����������� ��'����("�$����!!�

������� ����1�)�����

���� ��������9����������������� ����������������� ��� ������������������� �� �

������������ ��� ������� ������������������ ����������� ��� ������������ ���

����������������������� ��������������� �� �������������������������� ����� �� ���� �

������ ���������������������������������������� � ������������

#�$ ��=���� ����� ����� ����� ��������� ��� �� �

A������ ��� ���� ��������� ������

������������������������ ���������������� ������������������ ���� �

����������#A����B��������$������������J�A������������� �����������������������

�������������������������� ���� ���� ��������������� �������������������� �

������������������ �����������������������������������������

��LA �E�*�

J��

�→�J�#LA$�

�E��*��

J�#LA$

�E�A�→�J�A�E�LAAL���������

#��$ &����� ���������������������T;����6������U����������������������� ��� �������� �

����������� �� ���

#���$ �������� ��%��������������� ��������� ��������������������� ��������� � �������

���������� ������

#� $ L��� ��������� �������� ��������������������� ������������������������������� �

�������������������� �%�������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 397

����������� ����� ���

2���,��

.��� �/��� ���2���������������������������������� ����� ����� ������ ���� �

�������� � �� � � �� ��� ������� �� �� ���D�� ������� ������ ����� � �� ��� �� � � ��

������ �������������������� �������������������������������� �� �����������

���������������������� ������������������� ������������� �� ����)��)�����K ���� �������

� ���������������� ���������� �� ��� ����������������������������

����� ��� ����%������������������������������������ �� �����

��� �� ����� ��� �%��� �� ��� ����� ���� ��� ������ ��� ������� �� #����B��������

�� � �$�� ������������������ ��� ��������� ������ ����������� ���� ��� �� �����������

�� ������������������� ����� �� ����C� ������� ������ �������� �� ���� ������������� �

����� ���� ���� �� ����� ��� 4--��������� ������ ������������ �� ���� ����������� �

����� ���� ���� �� ��������!������������������� ������� �� ��� ������� ���� �����������

��������� �������������������� �������������"������������ �������� �V���� ��������� ��������

V������ �V� ������������ �V��������������� �������������� ������ ���� �� � �� ������� ��

���������� ��+-H�������� ���������� �� �����+-�

������������������ �� ������� �����������������������#�P1$���� ����������� �

���������������� ����� �� ��� �������� � ��� ����� ��� ����� �� �������� ����� �������������

� �� ���� ����� ��������������������#�21$�����������������������������������

4�-04�(��������P1�������������� ����������������P1�� ��� �������� ���� ���������

���������� ������������������������������������������������� ������������ ������������������

�������� ����� �� ������ ���������������� ����� �������� �������� ������� �� ������� � �

� ���� ��

����������-��

����������������������������� ����� =���� ���������������� ������� ��� ������������

���������������������������������������������� �������� ����� ���� ��������������� �

������T�������� ���U������������������������� ��������������������������� ������� �� ���

�������� 9 ������ ��������������� ������ � � ��� ������"� ��������� �� W� ����� �� W� ����� ���W

���������� ��W��������������������������������������������� ��� ��� ����%���������������� �

������� ���� �� �����4--�� �������� ������� ������ ���� �� �����!�����9�������� ������������ �%��������������� ������ ��B-.?-���� �������� ��� �������� ������� ���� �������� �������� �� ���� B-��������� �� ����������������� ���� ���������������� �

����.���� ���������������������������������������� ����������� �������� ���

�3��&������������������&���������

������ ������ ���������� ������������� ����������� ����� "�������

������"�#��� ��������D��������������� ��� ��������� � ������ ��������������

������������������� ������������������������������� � ��

����������� ��� �������� ���������������������������������� ������������������� ���

���������� ������� ������������������������� ������������

����(-0:(-������������

� ��B(-)�0(--)���������������� ���������������������������� �������%������������������

������ � ����� ������� ����� �� ����� ����������������� ��������� ���������� �� ����

��������������� ����������� ������������ ������������������������� ���������#�$ ������ �

#��$������������� ��#���$������������������������������2�������������������� ����� ������������

������������������������������ ���Q�������������� �����?-H���������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 398

��� ������������ �������

Powderedcoal

Heavyoil

Paste

Catalyst(Sn or Nioleate)

Gases Condenser Gases

H2Gaso-line

Gaso-line

Middleoil

Heavyoil

FractionatingcolumnCrude

oil

Converter at450°C and 200 – 250 atm

H2

�� "�!�"!�� ��"�&!�$����!!��'�,�%��"�(����(��'���������"�!���(��

��� $����#��%���� �������������������� ���������� ������������������� ��� ���

����� ��� ����������� �������������� �������� "

����E�#���E�4$ �

�→���

��E��E�

�J������

������E��� �

�→���

���→��

���E��

��������

>��������#���E�

$������������������ ������������������������������������������� �

��������������������������� �������;�

:

����������

A���� ������ �����������������

;�

:

�*�

��

:

�������������� ������������� ������������������������������������(����(

�������--)�0:--)������������������� �������� �� � �����������������������������4--

������������(�������������+��������� ������ ���--����������������

���� ���������� ������ � ������ �� ��� ������� � ��� ����������� � ������� � �

����������������� ����������������� ������� ��� ��������#�$������� ��� ��#��$�����������

������������������������������������� ��

���������� ���� �� ������������� ����������� ��� ���� ��������������� �� �����

��� ������������ ������������#;����4+�44$�

Fe O2 3

Water gas(CO + H )2

H2 Purificationof gas

Compressor(5–25 atm) Fractionating

column

Heavyoil

Gaso-line

Cracking

Gasoline

Cooler

Fe O2 3+

Na CO2 3

Catalyst(Co + Th + MgO+ Keiselguhr)

�� "�!�"!!� ��!,��#���$!�,� ���,�%�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 399

����������� ����� ���

��4������� 0��������� 0��&���)

������� ��������������� �������������� �������� ������� ��������� ���������� ����

��������C�������������� ������������ ����������������� ��������1J&����

,����������9��������� ����������� ���������� ��� �� �� ���������� �� �� ���

2���������� ������������������������� ������������ ��#�4()�$�� ������������� �� �I

#�$ A������� ������� ��#��������������� ������������$��#��$��������������� ���#���$���������

������� ������������� ���4-H��� ��������������� ������ �� �����P1�� ����������������

���������������������� ����������� ��������

<����� ������� ������������������������� �������������� ���������P1�� ������������ �

C��������� K����� �� ������� ������������ �������� ������������� ���� =�� � �� ���� 9� ��

���� ���������������� ��������������������������*�����������������%������ J��������

� ������������������������

A������ ����� D������ ����� ���� ��������� ����������� ��������� ���� ��� ����� �������

������ �� ����9���������� ����������� ������������� ������������� �� �������������������

����������'�������������������������� �� ����������������� ���9 ���������������������� �� ��

������ �� ���������������������� �B(������������������������ �� ��������������� ���

�� �������(���:(�

�����������>������ ������ ��%��� ��������� � ���������� �� �� �����������������������

�������������������������������������� �� ������� ������������� ��������������� �����

������������������������������������ �� �����������������������

76,��1�%������������������������� ������������������� ����������� ����������

�������� ����� ����������1J&��� �� ������������ ������������������� ��������������

������������ ������%������ �������������������������� �������� ������� �������� �

����9�������������������� ��� ������������� ��� ������������������������������

���54��������� ����)

�����������L��� ����� !���������� �����������������,-H��� !� ���4+H���� ��� ��?H

���� ����9����� ����� ���� ��������� �+,�� ��@-��9�������������������� �� ����������

� �� ��������� ���������� ����� ���������#+-)�$��������� ��������� ������ ���� �������

������ ����������������������������������!� ����� �#(()�$��������� ���������� �������� �����

���������2������ ������������������ ��������� ������� ��� �� ���������� �������� �

�������������������� �� ����������������44B�� ��@@���������������7���������������������

���������P��������������� ��������������������������������� ������������� ������(H

��������� ���������������������T�������U��9����������� ������������� ����� ��

���������� ���������������������������������� ��������������� ����������������

�������������������������������������� ��� ��9���%���������:?�����������������������

��� ����� ��� ��%����� �� ��4+��-H��������������� ��� �� � ������ �������������� �� ��������

�������� �� � ��@-�@(H�������������������������������������� �������� �������������

���������� ����������� �

1�$��$��� $

#�$ ;������������ ���"

#�$ *�������� #��$ 2��� �������������� ���

#�$ ;����������������������"

#�$ J���������� #��$ >�������

#���$ �������� #� $ 7������ �������

#$ ;�������������������"

#�$ L��� ��������� #��$ 1J& #���$�&������������������������ �

#�$�;�������������������� ��� �������� ���������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-1.PM5 400

'�� ������������ �������

��������1�)

*����� ���� ��� �������� ��� ������� ��� ���������� �� � ������ �� ��� ��� ��� �����

����� � ��*������������ ��� ���������������������� ���������������������5������6�� �

��� ����������������������������������������������5�������6��>����������

A����

��*

�� �

������������������ ��������������������������� ���� ��������� �� �������(-���@(H����� ��

(�4-H���� ���:H�

���������������������������4��---04B---�����.�

:

*����� ���� ������� #�$� ��� ���������� ����� #��$� ������ ������ ��� ������� ���������

#���$ ������������������������ ��������� �

�� ������� �������� ��#� $������� ����������

��������� ���������� ��

�����1�)

����������������������������������������� ����� ���������� ������������ ������

��� ���9����������������������� ��(---�����.�

:

��9��� �� ��B-H�

��:�H��

B

��,H������H

��:H��

(

��BH�*

�� ��4H���

��9��� ���������� ��������������

������������ ����������������� ������������ ��������������� ����������� ������ ��

������������������������� ���������� ������������� ����� ��� !���� ������� �������������

��������������������� ���

A������ ��������������������� ���������������������������

�;�#� $

:

�E�:

A�→�;��

A

:

�E�?

����������������#�$���������� �� ���� ��� ���������#��$�����������#���$�����������������

����*

:

�������� �� ��#� $�� �������������������� ����������������� ������������

0��&�����1�)

9���������������������������������������� ��

�� ����������� ���� � ����������

�����������*

� ��

�����9� �������������������� ������� ������������� �� �� ����� �������

����������� ����������� �����������������T�����������U�������������T�������U��9������������

�������������������#4:--�����.�

:

$���������� ��������������� ����� ����������������� �

��������� ������������������� ����������������������������������������������� ��� ����

������������������ ��������������������������� ����� � �����������������������������

�������� ��� ���������������������B���������� ���������������������� ���������� ��������

��� � �����������������������<������������������ ������������� �������� ��� ��������

�������

Coke

Cup andcone feeder

Producergas outlet

Refractorybrick lining

Coal at1000°C

Exit forash

Air mixedwith a littlesteam

Distillation zone

Reduction zone

Combustion zone

�� "�!�"!#���!�$��%&����

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 401

����������� ������ ���

������� �������������������

���� ������������� ������� � ��� �������������� ���� ����������������������������

����������������������������� ������������������������������������� �� ��������

������ ������������������������ ����������������� ������������ ������ �����������

��� ��� !!������� ������"������� �� ��������� ���� �� ���#$%� ��������� ���� ���� ��� ���$

%�� &��

�� �� ������ ��������������������������������� �#$���� �������������������������������

������� ���������� !!'#�

��#�(�$%�→�#$%�(�)��*��

�#�(�

%�$

%�→�#$�(�%)���*��

������ �����������

���#$%�(�#�→�%#$�+�,-�*��

��#�(�.%$�→�#$

%�(�.

%�+�%)�*��

#�(�%.%$�→�#$

%�(�%.

%�+� )�*��

/��� �����$%����� �������"�#$

%����������"���������� �� ���������������� �� ���#$�� �

����������� ����� ����������� ����������0� �� ����������� ��&����1���������� ��� ��������

� ������������������� ��������������$������������ ����������� ���������"�����������������*�"

���� ������������������������.%�� �����������������#������������������������� �� !!!'#

���������������������������������������������������������� ������������������2������ �

����2������������������������������������ �������������������� ���������� ����� �������������

�������������� �����2������������������������� �������������� ��� �������������������������

�� �� ��� �����3!!'#�4!!'#�������2���������������� ���� ����������������� ���#$5�%%�,!6"�.%5

4� %6"�7%5��%���6"�#$

%5�,6�

8����������������������������� ��������� ���������������������� ���������� ������"������

��� �������������������������� "�� ��� �������������������� ��

9���������������� ����������������"�� �������� �������"�������������� �������������

��2� ���������� ���������������������� �� ������������������� � ����#$�(�#%�������������

� ����������������� ������ �����������2���"����������� ����������������� ����������� �

#����2� ������������2������� ��������������� �������������� �������� *����������� �

���������

:���������������������������������������������2�����%4!!�*��;�,���� ���������������� �

������ �� ����� ���������������� �� �������������������������1����� �����* �� ���������

������ �������� �� �������� ��� ���� ������� ��� ����� ���� � � �9���� 4� %������� ���� ����� �

������� ���*������������������ ���������

#�(�.%$�→�#$�(�.

%�+�%)�*��

Red hot cokeat 900°C–1000°C

CokeCup andcone feeder

Water gasoutlet

Grate

Ashoutlet

Ash

Air supplySteamsupply

Refractorybrick lining

�������������������������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 402

��� ������� ����!����� "

����������� ������������ �������� �� �������� ���� ��� ������ �� �� ��� ���� ��

* �� ������������������������������*��� ������������������� 3!!'#���� !!!'#��/�������������

���� ����������������������������������� ����� ������������� !!!'#��������������������

��������� ��������������������� ����������� �������������������� ��������

��#�(�$%�→�#$

%�(�)��*��

%#�(�$%�→�#$�(��)�*��

���� ������� � ���� � ������ � �� ������ ������ ���� ����� ��*�� ����� ������ ��� � ���

�������������/����� ������������� "����� �������2���� �������� ���������������������������

��������� ������������������������������������ ����� ����������

�����2���������������� ����.%5�� 6"�#$5�3 6<�7

%5�36"�#$

%5�36

0������������������������������������������� "��������������

���� ��������� 2���� ��������� ���� �� � �� � �� ���� �� ���� �� ����������������� �

����� ��� ���������*� �� ����������� ��� ���� ������� ���� ���� �#�������� 2����3�!!�*��<

#$%=

→�,6��,��<����������� ����������������������������,�6�.%"�%�6�#$"�,�6������������ �

� ������������������� ��� ���6�7%�(�#$

%�

Steam

Blastof air

Purgesteam

Oilspray

Products ofcombustion

Tar separator

Cooler

Purifier

��������������#��������#����$��������%���������

����� �������

/1�������� ��"����� �����������������������"������������� ��� ��������������������

�����0�$�>�� 2���� �9���� ����*�� �������������� ��������� ���������� ����������������� ��

������������������������������� ������ ������������������� �"���������������������������

����� ���� �����#��������� ���������������2� ����5

�������� �������

#.3 �%�)�

#$% )�3�

.%? !�!! �%

.%

!�! �%

7%

!� �3

$% !�!%�-��

#$ !�!!

7., ?��

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 403

����������� ������ ���

���������� ����������

• ������������@�,�'

• �.�@�-�4�4�%

• / ��������� ����� �

• ���������� ���@�7�("�#�(,"�7�(%�����

�������������������������

9��������*������� ������� ��

Gas

Excess feed stock

(b) Feed stock

Gas

(a)

(Batch process) Feed stock

��������!

0������1���������������������2����� ������ �� ����������� �� ���.����������� ����

�������� ��������� ������������ �� �������� � 6������ ��� �� �������������������������2���

������� ��6�

"������� ��#$������#������

/ ��������������������� ����������������������� ���������������� ���������<������

���2�������� ����� ������������������� ����������� ������������������ ����������� ��� �$����A�

����������� ����������� �������� ���������������� ���

• #$%�� �B$.������� ���!!��+ "��!!���

• $%�� ��*�� �����������������%���������������������� �3!!��+ �B$.������� "��!!���

• #$�� ����� ��������������������������� �� !!���#�%#%�(� %�����1�������� ��

(�C���������������*���������2����"��!!����

%����&��������� &&������

&���� ��������������������*������������� ��������"��� ������� �������������������������

����� ��� � ��������2�������������� ����������2���������������� �����9���� 4� -�����������

���*������ ��� �� ���� ��������������� �������� �� ��� ��������������� �������� ���������

���������������������������� ��������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 404

��� ������� ����!����� "

Fluegas

Fused CaCl2

Filter Stop cock

Gasestube

Waterreservoir

GraduatedBurette

Rubbertube

BulbcontainingAM.Cu Cl22

Bulb

Alkalinepyrogalicacid

containingBulb

KOHsolution

containing

��������'

��������

• ���������������������������������������� ����

• ������������� !!���������*� �� ���������������� ������������ ������������������ �

����2������������������2�������������������������

• ������������� �������� �������#$%��������� �� �������������2��������������������������

����� ������������������������� �����*� �� ������������� ������2������������������

�������������*� �������2������������� ����������������� �������������2�����1���

�������������� �2�������2������������ �������2��������#$%�� �������������

• �������������%�������� ���� �����2����������������������������� �������2��������$%

� �������������

• �������������,�������� ���� ������������������������������������ �������2��������#$

� ���������

• ������1�� ������������������������������������

(�&#������������ ��#$��

• &���������������� ��� ��������������� ��������#$��������������������� ���������������

������������*� ��������������� ���������������� �� ������$%����������� �������� ��

• ����������������� ��������$%�� �������������� �������������$

%����������� ��������

• C������������� ������������������ ���������������� ���������

)*+,-%�-. "�+-)

�������������������������� �����

����� !�"��������#�

������� � ����������� ����������$������ ���������� ������������ ��

%��� ���������� &�'�(��)

%��� ���� �� �*��&�'�++(

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 405

����������� ������ ��!

%� ���,��$���� �������������� ��&%'�) )((�

-����� ������ ���& )

. #'�)�/)0�1�2������������� ����#(����

3�+4(���5.#

��� ��.#D�@�� � � � E F: ���� ���� ��������� + − − +�

%

�@��%"%!! �,!� %�3% E�! !F

!�)%��;�

+ × − + +

�@������������

7���#��������D�����7#D�

�@��.#D�+�!�!)�.�G�H����;�+

�@��� -4���+�!�!)�G�-�G��4!����;�+

�@������ ������

��������!�����������������������������������

67�� ��)�+�������������������������� �� ����� �����#���� ##(0� ���������

��������� ���)�/#+�8�7 ���������������$������ ����� ��������� �������� ��

����7�� ��9������ #(((0��:������������������ ���#�+)4�:��� �������������

��� ���� ��� ��$���� ��� ���� �� ���� �(�)/+����� ������2��� �����$��� �

������� � �����7��� ����������������

����I��������� �����������@��%���+�%�) ����@�!�!4���

?�"�6����������@�! !4�

% � !!

�× �@�,�3

?�"����� �����2������ ���� �������������� �D#I�� � � ����������@� �%�3 ��+� ��%4���

@�!�44����

?�"�6 D#I�@�! 44� !!

% �,� 34

��

× = 6

6�/���@�:����� �� ���

:����� �� ���× !!

�@�! %3�

% � !! ,� 346

��× =

9��������� �@�� ��%4�+�!�%3����@� �%4,��

6�9��������� �@� �%4, !!

% �

�

�@�� �,%6�

�������� �;�������(�4��������������������������� �� �� ������ �����

� +((���� ���������������)"�+0� �)��)0��%� ���,��$���� ���������� ������� ��

��� ��� �������4+���+49���5 ������ �$����<� ��������� ����(�99�! ������� �!��

���8���

��� ��.#D�@�� � � �: + −�

%

@�� � � � � �

,4� ,�!! %) % %- �

! 4, %-,4

+ − = −�� �

�7#D�@��.#D�+�!�!)�.�G�H������+

@�� %-,4�+�!�!)�G�!���G��4�������+ �@� %-! �����+ �

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 406

��' ������� ����!����� "

��������"����� ��� �����������#��������� ����&8'�� ��� ����� ��=>�������

�� ��� ���$��$��8!���������� ����)+��

8

#(

������ !)

?;/�������� ����:���� ������ ��

�7�������� #+�� �� (�# &8'8�;!��� ��,������������� � ������� ���� �� �� �$��

�������

���� & �����B����������������� ��������� ����� ��� � �� ������ ����������������

�� �� �������.%?$

3������ 2��������7.

3�%�?$

3��������7.

3�%?$

3����� ������ ��������*����������

7.,����������������� �.

%?$

3�

7

!

������ ��J����������������������������7�$.�

����2��������.%?$

3��� ��������7.

,��%��G� �+� ��G�� �����7��@� ����7�

7��"��� !!�����7��.%?$

3�≡� ����7.

,�≡� 3���7�

∴ �����7��.%?$

3�@�

3

!!!��7�@�!�! 3��7

/��� �!�! 3���7������ ��������� ��� � �������

?�"�6����7�� ���������������@�!�! 3

× !! �@� �36�

������������������������ ����������������� �����$������

!)�)/�1�!

/��(�1�

)!

"�##�

�)!

/�/�+�1�

/!

4�)�+�1�;�"�1�;

)�4�1

;)�)� ��� 8

)�#)��

������� �&�'��� ������� �����&��'$���������������� ��������� �������/(�

�7��������

����0����5� ��,����������������

�������� �������������� �

������ ���� -��� ��� ��������;)�

��������� ���

����&��' ����������&�

�'

.%�@�!�%3 .%�(�

%$% �@�.%$ !�%3�G�

%�@�!� % +

#.3�@�!�,! #.3�(�%$%�@�#$%�(�%.%$ !�,�G�%�@�!�-! #$%�@�!�,

#%.

-�@�!� #

%.

-�(�,�

%$% �@�%#$%

�(�,.%$ !� �G�

%�@�!�,4� #$

%�@�!� �G�%�@�!�%%

#%.3�@�!�!3� #%.3�(�,$%�@�%#$%�(�%.%$ !�!3��G�,�@�!� ,� #$%�@�!�!3��G�%�@�!�!)

#3.

4�@�!�!%� #

3.

4�(�-$

%�@�3#$

%�(�3.

%$ !�!%��G�-�@�!� � #$

%�@�!�!%��G�3�@�!�

#$�@�!�!- #$�(�

%�$

%�@�#$

%!�!-�G�

%�@�!�!, #$

%�@�!�!-�G� �@�!�!-

�����@� �3%��, �����@�!�����,

H����@�!�!%��, #$%�� �����@�!�!4��,

7��� ��� 7���#$%�@�!�4���,

@� �3��,��$%�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 407

����������� ������ ��/

D��������������1���������� �3!6��������

�3�G� !!

% �G�

3!

!!�@�)�,,,��,

∴ ����5�����@�)�,,,5 ������

�����2���������������������@�#$%�(�7

%�����������(������(�$

%���������

@�!�4��(� ! %� (�) )�,,

!!

���

���

�� �(� ) ,,

%

!! 3� �× −�

������,

�@�4��4%��,

#��������� ����������������������� �� ����������

�#$%�@�

! 4% !!

4 �4%) ,,�6

��

× =

7%�@�

� ,�, !!

4 �4%4, )�6

��

× =

$%�@�

��

��) !!

4 �4%- ,-�6

× = �

����������������� � ��$������������,�������������� ������� �����#�����

������������$�� ��������� ���

�;�/"� �!/�#(�1!

)�/(�

�)!

)�)�18

)�#���� ���������������;

)�

����0����5� ��,��������������������

������ ��������

�� ������&��'

-��� ��� ��������;)

��,�����&��'

#$�@�!�3- #$�(�

%�$

%�@�#$

%!�3-�G�

%�@�!�%,

#.3�@�!� ! #.

3�(�%$

%�@�#$

%�(�%.

%$ !� �G�%�@�!�%!

.%�@�!�3 .%�(�

%�$%�@�.%$ !�3�G�

%�@�!�%!

#%.

%�@�!�!% #

%.

%�(�%�

%�$

%�@�%#$

%�(�.

%$ !�!%�G�

%�@�!�!�

�����$%�@�!�-4��,

��1�����

/�������� ��� ��% 6����$%���2����

∴ D��������������1������@� !�-4 !!

% �,�

�����

�@�,�%,4��,�

)0*�1�23-)1(*4)� 4%� 4)�-�)

#���$�����������%�&

���� &�� ��� �� ���� ������� �������� ���� ��� ����� �������������2����������� � ��� ���"

���������� �����������������8����������������*������ ������*� �������������������� �������

�����*����������8����������*��������������������������*���� ��������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 408

��� ������� ����!����� "

#�!�$���������'��� ��� �(� &

����9� �����2����� ������ ����� ���� � �����2� ������ ��� �1�������2�� �*�� �� �����

#�������� ������������������������������������*� ��

#� �$����������)�����&

���� &�� ��� �� ������ ��������������� ��� ������� ��"� ����������� ��� � ������ ���� � �

��������� ������ �������� ������� ���7"�$� � �� ��� ����� ����� ��� ?� � �� ��� ���� ��� ����

� ������� ��

#�"�$�������*������&

����&����������� ��������������������)!6���������������������%3!'#�� �� !6�������

���� ��'#��&��������� ���������*� ��������������� ����� ������������� ����������� ��

� ��2�� ������

#����$�������'����������&

����&����������������������������������������2�����������2�������1����������������

�� ��������������������� ��������� �����*����� �����)!'9�

#���$��������������+%���%���������&

����������������� �������������� ��������� ��������������� �� ������������� �

��� �������� ��������� ������������I��������� �����JH�������������������������� �� ������

�������� �� ������2��� !!6�

#���$�����)��������*��(�)��� �,������*��(�)&

����?�������������,)-�

#���$��������-���������������&

����&�������2��������������� ����2� ����������� �� ����� ���� � !!�� �������2�������

� ���� ����������������������������� ������ � �������2����� ������ ������ ���������� ��� �

������JH�

#�.�$���������)������)�����������&

����K���� ������ ��������������������� ������������������������ ���������� 2�����

�����������*������*� �����* �� ��������������� ������ ���&������� �� �����������

#��/�0�1�$�������234&�0(1�$�������2*4&

��������H8K����H�1��������������������������� ��������L:���7���������L������� ����

���� �"�������� ������������������ ��������� ��� ������������������� �

���H7K����H�1�������7����������

#����$�������)�'�)����&

����?�������������,)��

#��!�$����������� �''�)�����(��5�����)������ ���������)�'���-�����&

����?�������������,�4�

#�� �6�����������(�����)����������)����-�)������)��������'�)����)���������

�� ���)7

����8������������������������������������������ ��� ������������������������������ �

������������������������������������� �������������� ��

• ����*��

C H .C H .C H7 15 15 30 7 15�

C H + C H = CH + C H = CH7 16 6 12 2 14 28 2gasoline antiknock gasoline

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 409

����������� ������ ��5

• @��������� ���

�C C = C + C C = C� � � � �

C

�C C C C = C� � � �

C C

C

�or cat.

82%

• ��*��� ���

�C = C C C + C C C� � � � � � �

� �C

1-Butene Isobutane

�C C C C C� � � � �

C C

C

Isooctane

• <�������� ���

�C C C C� � � � 300°C

Anh. AlCl3�C C C� � �

C

Straight chain Branched chain

• !����������������� ��� ���

� CH3 CH3+ 3H2( )i

CH3+ 4H2CH3(CH ) CH2 5 3

�cat

n-heptane

( )ii

#��"�$�������8�����&

����0� ������������������������� �������� �������!� �!'#���� ��� � ���!6�� �� �"

46����� ��� ��-6���� ����&������ ����������������&���������� ������ ��4��)!������� ���

��������������������������

#����$���������5�)��������&

����J������������� �� ��������������������������������������� ��� ����������

� �� �"����* �� ����������������

#����$��������������&

����&����������������������� ��� ��������

������� ��(�������@��������

��������������� ������������� �� ����� �������������������� ���2������������� ����

������ ������� � �� ����� ������� !6� ������ �� ������� � ��� ������ ��������� � �

����� ����� ������*��������� ��������� �������� ��� ������������I����2��"� ���������� ������

�)�6����������� ��������������� �� �"�))��6�����������������������������������*�����

������������������������� ������������� ���������������������������

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 410

��� ������� ����!����� "

#����$��������������&

����$������������ ������ ���������*� �����*����� ������0��������������*��������� �

���2������� �������������������������������*� ���/���2������������������������������������

������������������� ��������������������������� �����������������������������*����������

����������������� ��

# %�.

%-�→�#.

3�(�#

%.

-�(�#

%.

3�(�#

%.

%�(������(����

���������� ��������������������� ��������������������������� �� ����������� ��

��������������������� �����������

�������������� �������������

#.3�@�%��,!6"�.

%�@��!���6"�#$�@� !� %6"�#$

%�@�,6"

#��������2����@��3!!!�*��;�,�

�������������� ���� ������������������������

#����$�����)������� -���������'�����������'���&

���

• #� ���������������2���������������������� ��

• ?��������������� �������������*��� ������

• ������������������������ ���� ����� ���������� ���� ����������������������� ���

• .���������������2�����

#��.�6����������� ��� -���������'�����������'���

���

• >� ��������������

• H�������������������*�

#�!/�$��������������+%���%���������&

������������ �������������� ����*���JH�����IH"�������� ����������� �� �������

������

#�!��$�����������-���������������&

��������2��������������� ��������������������������������2� ������ �� �������

�2��� !!�

#�!!�$�7����������)�������������)���� �(���5�/�9&

����?������� ��������������� ������������������������2� ��������JH����� ������

�������� �� ��������������

#�! �$�������������)�����������&

����/��������������� �"��� �� �"�� ������ ������ �������� ����������

#�!"�$�������:;���)�����&

���� K���� ����������"� ���� ������ ��������� ��� ���� �"� �������������� ���* �� ���

�������������� ������������� �� ������ ������� ������������ �� ����.�����>�/*�����

�.>/����������

#.,�#.

%�4#.

,��→

�!! B�#

4.

4�(�#.

%�@�#.

%������ � ���� �

#4.

4�→

.>/�#

-.

-

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 411

����������� ������ ���

#�!��$�������5�������������&

����&������ ����������� ����������������������

#�!��$�7��������)�'���-������'���������������)������������'��)� ���)����&

���� #��� ���� �� ��� ���� ���� ��������� ������ �*��#.3"�#

%.

3"�#

%.

%"�#$�� ��.

%"

����������������������� ��� ��#$"�.%�� ��7

%��7

%���������� �������� ��

?�����������2���������������������������� ����������������������

#�!��3)� ���)���������� ��(7�����������)��� ���������)�����������%�(� ��'

�����$�7&

���������������������������������������������������������2���������� ������������

������� ��������� ��$%�������������� ��� �����������������������������

#�!��$�7����*,<��)����)������4,<&

����K��������������2����K#D�� ������������� ����������������� ���������� �����

���"����7������������2����7#D���������������� ����������������

#�!.�$�7������ ����� �'�����������-����5������������&

����/������� ���� ���� � �������?������������� �� �������������������������2��������

����

#� /�$�������,*4&

����#7K��������������� ���������������� �������� �� ��� ����������� �������������� �

��������� ������������ �

#� ��$��������7�������������)��7�����&

���� I���� ����������������������������� ���#$�� ��.%� ����� ���� � �� ����������

������� ������ ������������������� ����������������� ��������2������������������������ ��5

����3����� �������A�������� ���H�������������� ��� ���!6�7%������������������* ��

����� ������������ ��������������������� ������ ��� ���������5�����9���������������� J ���� ��

���

-��� �����

��� #�(�.%$�@�#$�(�.

%

���� #$�(�.%$�@�#$

%�(�.

%

����� #�(�#$%�@�%#$

#� !�$��������*4�0��(��������*���)���4��1&

���� ����>��� �� ������������� � ��� �� � ���"� ��� �������� ����������������� ����"� ���� �

���������������� �.%����������� 2��������� ����#.

3�

#�(�%.%�@�#.

3"�#$�(�,.

%�→

���

�#.3�(�.

%$

���������������������* �� ������ ������� �����������0��������� ����������������� ��

��* �� ���� �����<����� ������������������������ �����������?7K�������������� ����������

������������������ ��� ��I8/�� �� ������������4!!'#� -�!'#� ���� ����������� ������������

���������� �������������������������� ������������� �������������� �����?7K�

C-8\N-ENGCHE\ECH18-2.PM5 412

��� ������� ����!����� "

Coal

Distillationzone

Coal = C + ash+ tar + H O2

Gas120°

Pyrolysiszone

C H = CH+ C + H + Tar

n m 4

Gas600°

C + 2H = CH2 4

C + CO = 2CO2

C + 2H =2O 2H CO2 2

CO + H =2O H + CO2 2

C + H =2O H + CO2

C + =O CO2 2

2C + = 2O CO2

Ash bed

Gasificationzone

Combustionzone

Air and steamblast

1100°

��������/��&�%��������#��������������������'�('������������#����

-.-��()-)

� :������������� � ����������M

! :��������������M�.���������� �����M

>���������������������������*� ����������������� ��� � ��������������������

" >������������� ������������������������M�:����������������M

� :������� �����������M

� :���������������� �������� ������������ ����������� ������

� >������������� ��������������������������������������

� .�������������������2�������������������� ��M

. :����� ������ 5

��� 0��� �����������

���� $��� �� ����

����� #�������� ����*� �

��$� 8���������� ������

�/ :����������� ������ M�:�����������2� ������������������������������ ������ �

�� :������������������M

�! :������������ ����� 5

��� ?� ������������

���� 0�������������

top related