Производства ацетилена

3. При подлинно революционном преобразовании структуры потребления конечной энергии структура производства первичных энергоресурсов на этом этапе менялась значительно меньше. Как видно из рис. 1.2, доля высококачественных видов топлива — нефти и газа — на этом этапе оставалась в пределах 15—21%, несмотря набольшие усилия по увеличению абсолютных уровней их добычи за 30 лет в 6,6 раза. Базой энергоснабжения народного хозяйства в этот период был уголь, добыча которого с 1928 по 1955 г. увеличилась почти десятикратно, а доля в общем производстве энергоресурсов возросла от 29 до 59 %. Вместе с быстрым ростом доли гидроэнергии (от 0,1 до 2%) это позволило осуществить основную перестройку структуры производства энергоресурсов в этот период — вытеснить из энергетического баланса местные виды топлива (торф, дрова и т. д.), доля которых сократилась от 56% в 1928 г. до 18% в 1955 г. (см. рис. 1.2).

Как видно из табл. 1.2, преимущественное развитие добычи нефти и газа позволило обеспечить ими 87% общего прироста производства энергоресурсов в СССР за период 1960 -=- 1980 годов. Высокие качественные характеристики нефти и газа как энергоносителей сочетались на этом этапе со сравнительно низкими народнохозяйственными затратами на их добычу и доставку потребителям. Это обеспечило, во-первых, огромный общий народнохозяйственный эффект от перестройки производственной структуры ЭК, который оценивается за двадцатилетие в 200 млрд руб. и превышает общие капиталовложения в энергетические отрасли за тот же период. Во-вторых,, значительное удешевление энергии оказало благотворное влияние на все отрасли народного хозяйства, позволило за счет эффективного насыщения их энергией существенно повысить производительность общественного труда.

Наряду с коренным улучшением структуры производства энергоресурсов в направлении роста их потенциала главными принципами технической политики в области энергетики в минувшем двадцатилетии оставались концентрация производства и централизация энергоснабжения. Развитие энергетики велось преимущественно за счет крупнейших топливных баз: Донбасс и Кузбасс в сумме давали более 50% добываемого в стране угля. Урало-Поволжская и Западно-Сибирская нефтеносные провинции — более 70% добычи нефти, три газоносные провинции, чередуясь составом, обеспечивали 75 — 85% добычи природного газа. В стране действуют крупные угольные разрезы, газовые промыслы, нефте- и газопроводы, нефтеперерабатывающие заводы, электростанции. Концентрация производства обеспечивала сжатые сроки создания крупнейших энергетических комплексов, повышенную эффективность, рост производительности труда. В свою очередь, она определялась быстрой централизацией топливо- и энергоснабжения, уровень которой поднялся в электроэнергетике от 88% в 1979 г. до 97,3% в 1980 г., в газовой промышленности— примерно до 98%; полностью централизовано нефте-снабжение народного хозяйства

В новых условиях обычную деятельность по планированию производства энергоресурсов надо существенно усовершенствовать саму по себе и, главное, дополнить не менее ответственной деятельностью по планированию энергопотребления вообще и энергосбережения в особенности. С этой целью необходимо прежде всего обеспечить адресность планирования энергосберегающих мероприятий с одновременным определением размеров капиталовложений, материальных и трудовых ресурсов на цели энергосбережения.

Известно, что сложившееся в настоящее время размещение потребителей топлива и энергии по территории страны не соответствует размещению запасов энергетических ресурсов. В европейской части страны (включая Урал), где в 1985 г. было сосредоточено свыше 3/4 энергопотребления, добыча органического топлива имеет тенденцию к снижению, особенно явную во 2-й фазе переходного периода. Поэтому весь прирост производства энергоресурсов, включая компенсацию выбытия действующих мощностей, требуется обеспечивать в восточных районах страны, преимущественно в Сибири.

Наиболее динамичным в рассматриваемой перспективе будет энергетический баланс Сибири и Дальнего Востока. Быстрому росту энергопотребления в этой зоне сопутствует еще более стремительный рост производства энергоресурсов. Только при этом условии удастся обеспечить необходимые размеры вывоза энергетических ресурсов из Сибири в европейскую часть страны, а затем и в районы Средней Азии, Казахстана. Быстро меняется и структура производства энергетических ресурсов в этом регионе. Если в 1975 г. добыча нефти и газа составляла примерно 55% в общем объеме производства собственных энергетических ресурсов, то к 1985 г. она уже возросла до 73 % ив последующем стабилизируется в интервале 75—80%. Отражением этой тенденции служит изменение структуры вывоза энергетических ресурсов из Сибири. На уровне 1975 г. вывоз нефти и газа составлял 72% от общего объема вывоза энергетических ресурсов, к 1985 г. он возрос до 88% ив дальнейшем сохранится примерно на том же уровне.

Основные исходные положения. Определение рациональных масштабов вовлечения энергетических ресурсов в энергетический баланс страны — сложная многоэтапная задача, решаемая практически на всех стадиях расчетов по выбору оптимальных направлений развития ЭК [5]. Одним из важнейших в исследовании этих вопросов является этап прогнозирования эффективных уровней добычи (использования) энергоресурсов. Данные прогнозные расчеты нацелены на оценку предельных экономически обоснованных масштабов производства энергоресурсов и проводятся при обосновании (или уточнении) концепции развития энергетики. При этом они охватывают более далекую перспективу, чем та, которая принята для основной части предплановых расчетов. Последнее делает эти исследования особо важными, поскольку они позволяют проанализировать долгосрочные последствия, связанные с той или иной интенсивностью использования энергоресурсов в ближайшие пятилетки, и правильно учитывать их при выборе оптимальной производственной структуры ЭК.

Рост энергопотребления в Средней Азии и Казахстане, хотя и не такой быстрый, как в Сибири, все же будет опережать по темпам динамику собственного производства энергоресурсов. Как результат в течение расчетного периода ожидается превращение энергетического баланса этой зоны из избыточного в дефицитный.

Таблица 9.5. Структура производства энергоресурсов в Сибири, %

При формировании ЭК Сибири на длительную перспективу в принципе имеется время для совершенствования его структуры. При осуществлении ряда мероприятий по развитию смежных отраслей в XII и XIII пятилетках в рассматриваемый период задача выявления рациональной структуры ЭК Сибири, т. е. определения наилучших соотношений и способов развития его отраслей и условий топливо-и энергоснабжения районов и основных категорий потребителей, имеет реальный смысл. Соответствующие исследования достаточно широкого плана проведены в СЭИ СО АН СССР. Результирущая из них перспективная структура производства энергоресурсов в Сибири приведена в табл. 9.5.

Принципиальной особенностью предстоящего периода развития энергетики Сибири является постепенное снижение доли углеводородного топлива в структуре производства энергоресурсов. Интенсивное развитие нефте- и газодобывающей промышленности Сибири

До последних лет производство карбида кальция производилось электротермическим путем в электропечах, мощность которых достигала 40 MB • А. В связи с тем, что карбид кальция применяется в автогенной сварке и резке (в виде ацетилена) и в еще большем количестве при производстве синтетического каучука, потребность в нем быстро растет и, следовательно, на его производство расходуется все большее количество электроэнергии. Электротермический процесс получения карбида кальция экономически менее выгоден по сравнению с процессом электрокрекинга природного газа, при котором непосредственно получается ацетилен. Мощная газовая промышленность и энергетика в Советском Союзе обеспечивают прочную базу для развития производства ацетилена методом электрокрекинга.

В — резины на хлорированном каучуке. И — гуммирование аппаратов для производства ацетилена.

В последнем случае необходимо определенное конструктивное оформление топочной камеры котельного агрегата с учетом состава и физико-технических характеристик газообразных отходов. Схемы обезвреживания Отходов в печах сжигания разработаны для многих химических производств. В перспективе эти схемы будут находить все большее применение. К одной из таких схем относится разработанная Техэнергохимпромом схема огневого обезвреживания отходов производства ацетилена. В этой схеме обезвоженная сажа пневмотранс* портом подается в печи циклонного типа, которые благодаря своим аэродинамическим качествам и большим тепловым напряжениям обеспечивают полное выгорание сажи. Уходящие газы печей используются в котлах-утилизаторах для выработки насыщенного пара давлением 2,8 МПа в количестве 19 т/ч, включая собственные нужды. Полученный утилизационный пар используется непосредственно в технологическом процессе производства ацетилена. Аналогично для обезвреживания токсичных составляющих отходов производства изопрена все большее распространение будет находить установка циклонных реакторов. По данным Техэнергохимпрома, экономический эффект при внедрении этих установок по сравнению с сжиганием отходов на установках без утилизации тепла может составить более 0,5 млн. руб.

Наиболее распространенными в машиностроительной промышленности являются генераторы для производства ацетилена из карбида кальция, работающие по принципу „вода на карбид".

Ацетиленовые генераторы — это аппараты, предназначенные для производства ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой и применяемые для питания ацетиленом аппаратуры для газопламенной обработки металлов.

Ацетиленовые генераторы. Для питания ацетиленом аппаратуры при газопламенной обработке ацетилен получают в ацетиленовых генераторах из карбида кальция и воды. Крупные ацетиленовые генераторы используют для производства ацетилена на химических заводах, где он служит сырьем для получения многих химических продуктов.

Для производства ацетилена применяют различные конструкции генераторов. В основу их классификации положены следующие признаки: способ установки, производительность, давление вырабатываемого ацетилена, система регулирования взаимодействия карбида кальция с водой.

Ацетиленовые установки включают технологическое и вспомогательное оборудование, необходимое для производства ацетилена из карбида кальция. Различают установки для получения газообразного или растворенного ацетилена.

Отечественные установки для производства ацетилена построены на базе унифицированных технологических узлов низкого, среднего и высокого давления. Узел низкого давления служит

Ацетиленовые генераторы — это аппараты, предназначенные для производства ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой и применяемые для питания ацетиленом аппаратуры для газопламенной обработки металлов.

Реакторы для производства ацетилена путем парциального окисления метана кислородом. Ацетилен образуется из метана в результате эндотермической реакции с одновременным разложением метана. Процесс получения ацетилена должен быть скоротечен, в противном случае может начаться реакция горения ацетилена, поэтому его проводят в реакторах горелочного типа. Углеводороды, смешанные с кислородом, проходят с большой скоростью через горелки определенных размеров и зажигаются в камере сгорания. Часть метана, сгорая со всем введенным кислородом, дает значительное количество теплоты, необходимой для быстрого повышения температуры оставшихся углеводородов до 1300... 1500 °С, при которой степень превращения будет оптимальной. Затем с помощью орошения холодной водой создается, так называемое, «замороженное» равновесие, благодаря чему достигается требуемая производительность.