Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Контакта, при котором достигается максимальный выход этилена




(данные Р.З. Магарила)

 

 

 

 

Темпера­тура пиролиза, "С Фракция, "С Групповой состав, % т • от С Выход, % масс, на сырье  
алка-ны цик-ланы арены сн4 сгн4 СД с,н6 СД С,и> ушерод
  30*60       0,5             0,05
  60*85 85,1 11,6 3,3 0,5             0,12
  85+120 46,1 46,2 7,7 0,55             0,3
  120+150 39,7 46,6 13.7 0,6         следы   0,6
  150+200 11,8 66,8 21,4 0,8             0,77
    Деароматизированные фракции    
  60+85       0.5             0,1
  85+120       0,5             ОД
  120+150       0,5             0,38
  150+200       0,5             0,46
Пироли зсразбаал ением водяным паром при мольном соотношето ш разбавитель/сыры i 7:1
  100+180 65 | 20 | 15 | 0,13 | 16,4 | 42,4 | 3,1 19,5 | 9,9 | 35,3 0,14
Пира; шзсразба] алением водородом при мольном соотношении р азбавитель/сырье 6, i:l
  110+180 65 | 20 | 15 | 0,11 | 23 | 45,1 | 7 15,4 | 4,6 | 29,1 0,04

Как известно из химической кинетики, наличие экстремума в кинетической кривой «концентрация - время контакта» свидетель­ствует о протекании в данном процессе последовательных реакций. Газофазный высокотемпературный пиролиз можно рассматривать как химический процесс, в котором протекают (используя метод объе­динения химических групповых компонентов) следующие последо­вательные реакции:

Р— > О— > А,

где Р - парафиновые углеводороды сырья (дающие максимальный выход олефинов);

О - олефины (в частности, этилен), являющиеся основными про­дуктами первичных реакций крекинга сырья;

А - ароматические углеводороды - продукты вторичных реак­ций синтеза из олефинов (сначала через диеновый синтез, затем де-гидроконденсацией моноароматики с образованием полицикличес­ких углеводородов).

Если формально принять первый порядок как для первичных, так и для вторичных реакций, то процесс пиролиза углеводородного сырья можно качественно описать кинетическими уравнениями типа, приведенными в табл. 7.3.

Как показали кинетические исследования, энергия активации (следовательно и температурный коэффициент скорости реакции) в реакциях крекинга значительно больше, чем в реакциях уплотне­ния. Применительно к последовательным реакциям пиролиза это означает, что с повышением температуры должно расти отношение скоростей образования олефинов в первичных реакциях крекинга и образования жидких ароматизированных продуктов по вторичным реакциям уплотнения. Отсюда следует вывод о том, что пиролиз уг­леводородного сырья с максимальным выходом целевого олефина следует проводить при технически возможных высоких температу­рах и оптимальном времени контакта. Необходимо однако иметь в виду, что при чрезмерно высоких температурах пиролиза увеличи­вается выход таких нежелательных продуктов глубокого дегидри­рования сырья, как ацетилен и пироуглерод.

Как видно из табл. 7.8, разбавление сырья пиролиза водяным паром и особенно водородом приводит не только к увеличению вы­хода этилена, но и, что исключительно важно, эффективно замедля-


Рис. 7.9. Схема печи пиролиза: 1 - корпус; 2 - панельные горелки; 3 - радиантные камеры; 4 - вертикальные трубы; 5 - конвекционная камера

ет скорость вторичных реакций синтеза, приводящих к образо­ванию пироуглерода. Этот факт легко объясняется, если допустить, что вторичные реак­ции синтеза имеют кинетичес­кий порядок реакции выше еди­ницы (например, как бимолеку­лярные реакции - второй поря­док). Водород в условиях пиро­лиза является не только разба­вителем, но и гидрирующим компонентом, тормозящим об­разование тяжелых продуктов конденсации, в том числе пиро­углерода.

Промышленное оформле­ние процесса. На современных высокопроизводительных эти­леновых установках (ЭП-300 и ЭП-450 производительностью соответ­ственно 300 и 450 тыс. т этилена в год)'применяют мощные пиролиз^ ные печи, специально сконструированные для условий интенсивного высокотемпературного нагрева (до 870-920 °С) с временем пребыва­ния сырья в реакционных змеевиках в пределах 0,01-0,1 с. Они харак­теризуются вертикальным расположением труб радиантных змееви­ков в виде однорядного экрана с двухсторонним облучением панель­ными горелками беспламенного горения (или с факельными горелка­ми с настильным пламенем). Проход по трубам радиантного змеевика организован в виде нескольких (от 4 до 12) параллельных потоков (сек­ций). Каждая секция состоит из нескольких жаропрочных труб (от 3 до 12) длиной от 6 до 16 м и диаметром 75-150 мм. Мощность одной пиролизной печи достигает до 50 тыс. т этилена в год. Схема одной из современных пиролизных печей представлена на рис. 7.9.

Следующий по значимости аппарат пиролиза - закалочный ап­парат, предназначенный для осуществления быстрого охлаждения продуктов процесса. Ранее для этой цели применяли закалочные аппараты, в которых быстрое охлаждение достигалось за счет впрыс­кивания водного конденсата. На современных пиролизных установ­ках применяют закалочно-испарительные аппараты (ЗИА), представ-



Рис. 7.10. Принципиальная схема установки пиролиза бензина: I - сырье; II - конденсат; III -газы пиролиза; IV - бензиновая фракция (н.к. - 150 °С); V - легкая смола; VI - тяжелая смола; VII -водяной пар

ляющие собой газо­трубные котлы- ути­лизаторы. В резуль­тате высокой линей­ной скорости про­дуктов пиролиза, движущихся по тру­бам, предотвращает­ся оседание твердых частиц на их стен­ках, увеличивается коэффициент тепло­передачи и достига­ется быстрое (за 0,015-0,03 с) охлаж­дение до 350-400 °С. За счет этого тепла из водяного конденсата, поступающего в ЗИА, генерируется пар вы­сокого давления (11-13 МПа), который отделяется в паросборнике, перегревается до 450 °С в одной из секций пиролизной печи и затем используется для привода турбокомпрессоров.

Принципиальная технологическая схема установки пиролиза ЭГТ-300 приведена на рис.7.10. Сырьем установки служит фракция 62 - 180°С прямогонного бензина и фракция 62-140 °С бензина-ра-фината каталитического риформинга. Предусмотрен также пиролиз этана и пропана, получаемых в процессе и с заводских ГФУ.

Бензин после нагрева в теплообменниках подается в девять па­раллельно работающих трубчатых печей (на схеме показана одна), а этан-пропановая фракция подается в десятую печь. На выходе из камеры конвекции в сырье вводится водяной пар в количестве 50 % масс, по бензину и 30 % масс, по этан-пропану. Температура на вы­ходе из змеевиков печей 810 - 840 °С, продолжительность реакции 0,3 - 0,6 с. Продукты пиролиза далее поступают в трубы закалочных аппаратов ЗИА. Охлажденные до 400 °С пиропродукты затем на­правляются в низ промывочной колонны К-1, где при контакте с ох­лажденным квенчингом (фракцией 150 - 250 °С) охлаждаются до 180 °С и отмываются от твердых частиц углерода. Тяжелый конден­сат с низа К-1 подается на ректификацию в колонну К-2.


Газы и пары, поднимающиеся из нижней части К-1, проходят по­луглухую тарелку и подвергаются ректификации на верхних тарел­ках колонны. Конденсат с аккумулятора К-1 подается также в ко­лонну К-2. Выходящий с верха колонны К-1 пирогаз с парами лег­ких фракций пироконденсата охлаждается в водяном холодильнике до 30 °С и поступает в газосепаратор С-1. Легкий конденсат подает­ся на орошение верха К-1 и на ректификацию в К-2. Выводимый с верха С -1 пирогаз подается на моноэтаноламиновую очистку и да­лее на ГФУ.

Из К-2 выводятся с установки пиробензин (фракция н.к. - 150°С), легкая смола (150-250 °С) и тяжелая смола (> 250 °С). Часть легкой смолы циркулирует в качестве квенчинга через колонну К-1.

Материальный баЛанс установки ЭП-300, % масс.

Продукты

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных