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