Piroliza materiilor prime petroliere

Scopul procesului de piroliză - cel mai bine JCOMM forma de cracare termică - este de a furniza un gaz de hidrocarburi cu înaltă niem conținând etilenă nesaturat și în primul rând, de aceea adesea numită instalare piroliza etil setări noi. Procesul poate fi direcționat către randamentul maxim de propilenă sau butilenă și butadienă.







Etilena produsă prin piroliză se referă la producerea oxidului de etilenă, a materialelor plastice și a polimerilor. Propilena produsă în timpul procesului de piroliză este utilizată în principal pentru producția de polipropilenă, acrilopitril și butadienă.

Materiile prime pentru procesul de piroliză sunt gazele carbon-hidrogen, fracțiunile de benzină ușoară, condensul de gaz, rafinatele de reformare catalitică, fracțiunile de kerosen și de motorină; Studiile sunt în desfășurare privind piroliza uleiurilor și reziduurilor de ulei. Alegerea materiilor prime este determinată de scopul pirolizei, precum și de disponibilitatea materiilor prime, cantitatea, costul și indicatorii economici ai procesului. Randamentele produselor de piroliză depind de calitatea materiilor prime și de regimul tehnologic al instalației. Cea mai mare randament de etilenă se obține prin piroliza etanului. Diferite versiuni ale pirolizei sunt cunoscute: cu un purtător de căldură solid, în abur supraîncălzit, în tuburi de evacuare electrică, într-un arc de tip voltaic, într-un sistem cu un catalizator. Cea mai mare distribuție în industrie a fost piroliza în cuptoare tubulare.

Principalele produse ale plantelor de piroliză astăzi sunt: ​​etilenă 99,9% (în greutate.), Puritate propilenă de 99,9% (în greutate). Fracțiune -butan-butadienă care conține 30-40% (în greutate). Butadienă, 25-30% ( în greutate) de izobutilenă și 15-30% în greutate n-butilenă și o rășină de piroliză. Rășina de piroliză este dispersată în fracții conform diferitelor variante. De exemplu, în EP-300 a fost izolat apo-fracție dezagregate ca NK-150 ° C, cu punct de fierbere care conține 25-30% (în greutate). Benzen, 20-25% (în greutate). Toluen și 10-15% (în greutate .) xilene pentru extracția hidrocarburilor aromatice; fracțiunea 150-250 ° C servește drept combustibil distilat, iar fracțiunea 250-400 ° C este o componentă a combustibilului din cazan. La una dintre instalațiile străine (Germania), rășina este dispersată în benzină până la 200 ° C și un reziduu. În unele plante din fosta URSS, următoarea rășină coat-TION: NK-70 ° C, care este o componentă bin-zine; 70-130 ° C, utilizat pentru recuperarea hidrocarburilor aromatice; 130-160 ° C, pentru polimerizare pentru a obține polimeri de stiren; 160-190 ° C, polimerizabil în rășina inden-cumaronă; 190-230 ° C, utilizat pentru extracția naftalinei, iar reziduul a fost> 230 ° C - smoală de piroliză utilizată pentru obținerea de cocs, smoală de gudron sau negru de fum.

Condițiile procesului. Parametrii principali ai pirolizei sunt temperatura, timpul de contact, presiunea. Alegerea acestor sau a altor parametri depinde de ce materii prime sunt procesate la uzină și în ce proporție trebuie obținute produsele finale. Pentru fiecare tip de materie primă există o combinație optimă de temperatură și durata procesului. Astfel, la 900 ° C, randamentul maxim de etilenă corespunde unui timp de contact de 0,08 sec, și la 1000 ° C, 0,01 sec.

La același timp de contact, este necesară o temperatură mai ridicată pentru a obține randamentul maxim de etilenă decât pentru propilenă. La rândul său, modificând timpul de contact la aceeași temperatură de piroliză, este posibil să se obțină raportul necesar între produsele de piroliză.

Pentru a reduce rolul reacției de compactare, piroliza trebuie efectuată la cea mai mică presiune posibilă. În condiții reale în unități de piroliză, presiunea la ieșirea din cuptorul tubular este de 0,2-0,25 MPa. Pentru a lichefia efectul negativ al presiunii crescute, piroliza se efectuează în prezența aburului supraîncălzit, alimentarea căruia este reglată de presiunea parțială a alimentării cu hidrocarburi. Diluarea materiilor prime cu vapori de apă reduce probabilitatea de coliziune a moleculelor de alchenă între ele și, ca urmare, rolul reacțiilor de polimerizare și de compactare scade. Atunci când se pirolizează materii prime gazoase și gaze lichefiate, 10-20% din vaporii de apă sunt adăugați la materia primă, în timp ce piroliza benzinei - de la 25 la 60%, numărarea materiilor prime.

Reducerea formării cocsului este facilitată de utilizarea inhibitorilor de depunere de cocs. Adăugarea de inhibitori poate crește durata opririlor sunt cuptor de piroliză la 3000 de ore sau mai mult, pentru a crește temperatura de piroliză la 920 0 -950 0 C, pentru a reduce gradul de abur de diluție. Ca inhibitor al cocsului, se utilizează carbonat de potasiu.

Compoziția și proprietățile produselor. Se formează în timpul pirolizei gazul de piroliză și produsele lichide.

gaz Piroliza conține hidrogen, hidrocarburi cu număr de carbon de la 1 la 4, abur, urme de CO, CO2. H2 S. In separarea gazului și unitatea de purificare pentru a îndepărta impuritățile dăunătoare transportate piroliză deshidratarea și separarea în hidrogen, metan, etan, etilenă, propilenă, propan, fracția butilenă-butadienă. Fracțiunea butadienă-butadienă este izolată butadienă -1,3 - materii prime din industria cauciucului sintetic. În unele instalații, alcani speciali - etan și propan - sunt returnate materiilor prime, expunând piroliza.

Produse de piroliză lichidă. Această grupă include hidrocarburile obținute prin piroliză de la C5 și mai sus, care în condiții normale sunt în formă lichidă. Uneori, produsele de piroliză lichide sunt numite rășini de piroliză. Cantitatea de produse de piroliză lichidă depinde în principal de tipul materiei prime.







Randamentul rășinii crește, de asemenea, atunci când temperatura pirolizei scade. Astfel, la piroliza la temperaturi scăzute (750 ° C) a benzinei, randamentul rășinii este de 30-35%, iar la temperatură ridicată (850 ° C) scade la 20-25%.

Produsele de piroliză lichidă, indiferent de materiile prime utilizate și de condițiile de piroliză, au aproximativ aceeași compoziție hidrocarbonată și fracționată. Acestea cuprind 10-15% alchene, 20-30% din benzen, toluen, 10-15% și un tip stiren compuși nesaturați, inden și cicloalchene -. Ciclopentadienic etc. Prelucrarea gudronul de piroliză poate fi efectuată prin două variante - combustibil și chimice.

În versiunea cu combustibil, rășina este împărțită în două fracții - ușoare și grele. Hidrocarburile inestetice sunt îndepărtate din fracțiunea ușoară prin hidrogenare; Produsul purificat, numit benzină hidrostabilizată, are un număr octanic de 78-80 de puncte și este utilizat ca component al benzinei cu cifră octanică ridicată. Fracția greu este trimisă la combustibilul cazanului.

Schema chimică pentru prelucrarea produselor de piroliză lichidă este mai avantajoasă din punct de vedere economic. Rășina este împărțită în fracțiuni de n. - 70 ° C, 70-130 ° C, 130-190 ° C, 190-230 ° C, peste 230 ° C. Din fracția н.к. - 70 ° C, ciclopentadienă și izopren sunt recuperate, din fracțiunea 70-130 ° C - benzen, toluen și xilen. Fracțiunea 130-190 ° C este supusă polimerizării pentru a produce o rășină polimerică din polimer sintetic utilizată ca înlocuitor pentru uleiurile naturale. 190-230 fracție 0 C poate fi utilizată ca materie primă pentru naftalină și fracția de mai sus 230 0 C - pentru producerea de negru de fum. În unele unități de piroliză, fracția de 70-190 ° C suferă un tratament profund de hidrogenare, obținându-se cea mai valoroasă hidrocarbură aromatică, benzen.

Unitatea de piroliză constă dintr-o unitate de reactor, o secțiune de separare a pirolizei și o separare a rășinii, o secțiune de comprimare, o secțiune de curățare și uscare a gazului de piroliză și o secțiune de separare a gazului.

Schema tehnologică. Materia primă - un amestec de fracțiune de benzină și rafinat - prin pompa 1 prin schimbătorul de căldură 2 este alimentată în mai multe cuptoare cu funcționare paralelă 12 (în schemă este prezentat un singur cuptor). Amestecul de etan și propan, returnat din unitatea de separare a gazului, este trimis în cuptorul 15 prin pompa 4 după încălzirea în schimbătorul de căldură 5. În cuptoare, materiile prime sunt mai întâi încălzite într-o cameră de convecție și apoi alimentate în camere radiante. La ieșirea din camera de convecție, aburul este adăugat la furaj.

Produsele de reacție din cuptoarele 12 și 15 sunt trimise la unitățile de răcire și evaporare 11 și 14, care sunt cazane de căldură reziduală. Apa caldă este furnizată de separatoarele 10 și 13 în spațiul inelar al acestor unități, care, datorită căldurii produselor de reacție, este transformată în vapori de apă de înaltă presiune. Aburul rezultat în urma supraîncălzirii în cuptorul 16 este utilizat pentru diferite nevoi tehnologice și în special pentru turbocompresorul 24, care comprimă gazul de piroliză.

amestec de gaz vapori părăsesc unitățile de stingere-vaporizator, intră în partea inferioară a coloanei de fracționare preliminară 17. Aici se răcește la 180 0 C și se spală din particule de carbon, prin contact cu fluxul răcit de 150-250 fracției 0 C alimentat în mijlocul coloanei 17. O rășină puternică părăsește fundul coloanei 17, care este alimentată în coloana de distilare 21 prin pompa 32.

Coloana 17 este împărțită în două părți printr-o placă surdă. Vaporii și gazele din partea inferioară 17 trec printr-o placă orb și în partea superioară se spală suplimentar cu irigare rece. Condensul cu o pompă de plăci goale 31 este trimis în coloana 21, iar din partea superioară 17 se lasă un amestec de gaze și vapori de hidrocarburi ușoare. Acest amestec, după răcire în frigider 18 urmează un separator 22. Gazele din separatorul 22 este aspirat de compresor centrifugal 24, iar pompa de condens 26 este alimentat la irigarea coloanei 21 și coloana 17.

În coloana de rectificare 17, produsele de piroliză lichidă sunt separate în 3 fracții. Din partea superioară se lasă fracțiunea de gaz nk-150 0 C, care este trimisă la secția de prelucrare a rășinii.

De la mijlocul coloanei 17 este fracția de ieșire de 150-250 0 C, care este răcit în schimbătoarele de căldură 6,5 și mai reci 7. Apoi este utilizat parțial ca produs de spălare în coloana 17, iar valoarea soldului rășinii în secțiunea de prelucrare de ieșire. Fracția peste 250 0 C este preluată din partea inferioară a coloanei 21, o pompă 8, materia primă este pompat prin bobina de încălzire 2 și frigiderul 3 și este scoasă din instalație.

Un compresor centrifugal cu cinci trepte 24 echipat cu un dispozitiv de antrenare cu abur comprimă gazul de piroliză la 6,5 ​​MPa. După fiecare etapă, gazul este răcit în frigidere intermediare și separat de condens. Condensul este returnat în separatorul 22. Ca urmare a gazului de compresie etapa IV este curatata de hidrogen sulfurat, cu o soluție de monoetanolamină și dioxid de carbon (nu în unitatea de purificare schema prezentată).

Skomprimirovanny gaz de uscare trece zeoliți în coloana 23 este răcit în schimbătoarele de căldură 30,29,28 din cauza fluxului rece de propilenă, etilenă și metan, iar apoi intră în coloana de distilare - 34. Emiterea amestec coloană demetanare deasupra metan-hidrogen a fost răcit într-un propan frigider 35 și se separă de condens în separator 36. condensatul 37 este returnat la nasosm coloanei de reflux 34 și amestecul de metan-hidrogen prin schimbătorul de căldură 28 este scos din planta.

Reziduu din coloana 3 se deplasează prin gravitație spre o deetanare 39. superioară Produsul coloanei 39 este fracția etan-etilenă, care este amestecat cu hidrogen și, după încălzire în schimbătorul de căldură 40 se extinde prin purificarea selectivă a acetilenei în reactorul 41. purificată Fracțiunea Etilen etan se răcește în frigider 42 și în separatorul 43 este separat de hidrogen. Apoi, etilen-etan pompă fracția 44 este furnizat deetanare 39 și irigare la o fracțiune de etan-etilenă coloană de separare în etilenă și etan.

Produsul de fund al coloanei 39 este alimentat pentru fracționare ulterioară, propan în care în colonii independente au fost izolate, propilenă, butilenă, fracție butadienă, fracție C5 și mai sus.

Bilanțul material al unității de piroliză a benzinei primare (I) și a fracției de etan (II):

I - materii prime pe benzină; II - amestec de etan și propan; III - apă purificată chimic; IV - fracțiune n.c. - 150 ° C; V - fracție 150-250 ° C; VI - fracție> 250 ° C; VII - fracțiunea metan-hidrogen; VIII - fracțiunea etan-etilenă; IX - condensat de dietanolat; X este hidrogen; XI - vapori de apă; XII - apă circulantă; XIII este etilenă; XIV este propilenă; XV - gaze de ardere.

1, 4, 8, 9, 26, 31-33, 37, 44 - pompe; 2, 5, 6, 28-30, 40 - schimbătoare de căldură; 3, 7, 25, 42 - frigidere; 10, 13, 20, 22, 27, 36, 43 - separatoare; 11, 14 - agregate de stingere și evaporare; 12, 15, 16 - cuptoare; 17, 21, 23, 34, 39 - coloane; 18, 19, 35 - condensatoare-frigidere; 24 - compresorul; 38 - boiler; 41 - reactor de curățare selectivă;

Figura 1.6 - Schema tehnologică a unității de piroliză

1. La ce temperatură este procesul de piroliză a materiilor prime petroliere?

2. Care sunt hidrocarburile numite rășină de piroliză?

3. Ce produse pot fi obținute prin piroliză și unde pot fi utilizate?

4. Ce se face pentru a crește randamentul produsului finit și a reduce formarea cocsului în instalațiile de piroliză a materiilor prime petroliere?

5. Care sunt principalii factori ai procesului?

6. Ce determină cantitatea de cocsificare?

7. Unde folosesc cocsul?

8. Cum afectează temperatura și presiunea producția de cocs?

9. Principalul scop al procesului de cocsificare în pat fluidizat?

10. Care este avantajul cocsificării întârziate?







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: