И.Л. Кнунянц - Химическая энциклопедия, том 3 (1110089), страница 335
Текст из файла (страница 335)
проводят в обогреваемом реакторе (пирозмеевике) в неизотермич, режиме, обычно с моиотонньгм повышением т-ры по длине потока. Осы. фаиторы, влияющие иа результаты П.— т-ра реактора, время ыребываиия сырья в рсакц. зоне н коыцентрация разбавытеля — водяного пара. Поскольку выход продуктов П. в значит. степени определяется профилем т-ры по длине реактора, процесс обычно !062 2.8 14,6 Н,т 4,5 9,6 О,з 1,9 0,4 11,5 6! 92 20,5 26,2 4,0 последние порциями загружают древесину сверху, а уголь выводят снизу.
Лпм Гордан Л В, Скаорпае С О, Л сое В и, Технология н оборуловавне лссохнмвяескнх пронхаодств, 5 птх, '4, ~988 А // уаеьялос ПНРОЛНЗ НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ, процесс деструктивного превращ. углеводородов нефти при высоких т-рах (обычно выше 650 — 700 'С) в газообразные (пирогаз) и жидкие (смола пиролиза) продукты. Деструктивные процессы лри т-рах до 600'С имеют самостоят, значение (смо напр., Выгбреккнг, Крекинг, Кпксенаные).
Пиролиз (П.) впервые применен в коп. 19 в. для получения ыз керосиновой фракции нефти осветительного газа. С 50-х гг. 20 в. П.-осы. пром. процесс, обеспечивающий крупнотоынажное произ-во этилена, пропилсна, а также др. мономеров и полупродуктов для хпм. цром-сти (бутеыов, бугаднена, циклопеытадиена, бензола, толуола, ксилолов и др.). В 1980 на процессы П, направляли 6% ми.
роной добычи нефти и газа, а к 2000 эта доля составит 20%. Сырье П. Оси. иром. сырье-газы нефтепереработки, бензиновые и газойлевые фракции нефти. Сырьевая база П. определяется обычно структурой потребления нефтепродуктов. В США традиционно на П, направляют преим. этан и пропап-бутановые смеси, в Зап. Европе и СССР— ннзкооктановые бензиновые (прямогоиыые бсызиыы и рафиыаты платформинга) и газойлевые фракции (табл. 1).
табл. Ь-СГРУИЧУРА СЬП ЬЕВОЙ ВАЗЫ ПРОИЗВОДСПи ЭтИЛКПА МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА (ЗАП. ЕВРОПА) С целью расширения сырьевой базы ведутся также исследования по П. тяжелых нефтяных фракций сырых нефтей, мазутов. П. индивидуальных углеводородов разл, строения и мол, массы проводят с целью установления закономерностей процесса. Выход целевых продуктов П. существенно зависит от углеводородного состава подвергаемого деструкции сырья. При П. газов нефтепереработки состава С вЂ” С и нормальных парафинов, содержащихся в бензиновых фракциях, образуется гл. обр. пирогаз (табл. 2).
П. Высококипящнх Табл. г.-ВЫХОД ПИРОГАЗА В ЗАВИСИМОСтн От СОСТАВА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ с,н. с,н, с,н, с,н, нефтяных фракций (напро газойля) приводит к образоваишо большого кол-ва смолы П., содержащей ароматич. углеводороды (бсызол, толуол, копполы, нафталин и др.), а также олефиыы С, и выше, в т.
ч. и циклические (напр., циклопентадиен). Этап, образующийся при По обычно выделяют из пирогаза и снова подвергают П. Поскольку при переработке 1061 СхН, м 2СНх СНе + СхНе и СНе + СхНг С„Н, хс Н + СхНе Н + С,Н,*с Н,е- СхНе С Н СН егСхН + Н с,н,Сн,ш С,н.т Снх С Н СН ес СхН 4 СхНхСНх С,Н,СНСН,се С,Н, с С,Н, 1-8, м 5-Е пршпш обратнак пряма» обратная р-пнк р-шг» р-шш р.ния 5308 ПИРОЛИЗ 857 'С 888'С 888 С 2 ха массе 25 20 15 1О о 770 780 800 820 С,"С а пе массе Рис 1 Выход продуктов паролиза легкой бензиновой фраклии в прем пс*ю при рвз -рв Г(е) и временах «опте тв т(б), % по массе от сырья 1 — этилен, 2- пропилея, 3— метан, 4-бутепы, 5-фракши Сз 58 20 004 О,! 0,2 04 1,0 г,с характеризуют т-рой на выходе из пирозмеевика с (т. наз. макс.
т-рой) или эквивалентной т-рой с, (т-рой изотермич. реактора, в к-ром получают те же результаты, что и в неизотермическом). Иногда используют и т. Ваз. фактор профиля т-ры по длине реактора (ф) — отношение перепада т-ры в последней трети длины реактора к ее перепаду по всей длине реактора. Время пребывания сырья в реакц. зоне (время контакта) т обычно характеризует производительность процесса П. В пром условиях его определяют как отношение среднего объема потока к объему реакц.
зоны пирозмеевика, прн этом приходится учитывать и изменение объема при протекании р-ций. С увеличением т выход Нэ, СН, бензола и кокса возрастает, выход пирогаза и низших олефинов проходит через максимум Для обеспечения высоких выходов низших олефинов необходимо определенное сочетание с, т и яг (рис 1 и табл 4) В пром-сти обычно используют ряд факторов, характеризующих режим нос!одесса («жесткость»), напр фактор линдена, равный (с.т) об, или соотношения кол-в (Н, + СН ))'С,Н„и С,П С'СзН4.
Рост т-ры и соответствующее снижение временй контакта способствуют повышению скорости протекания целевых р-пий и улучшают конечные результаты П. б Вблизи внутр стенки пирозмеевика вследствие более высокой т-ры стенки и более низкой скорости потока вдоль нее значения с и т обычно больше, чем в осн, объеме, что способствует протеканию в пристенном слое вторичных процессов и образованию коксовых отлозкений, снижающих выход целевых продуктов. Подачу водяного пара в пирозмеевик осуществляют для снижения парциального давления углеводородов и уменьшения скорости вторичных процессов.
Увеличение концентрации водяного пара в потоке приводит к увеличению выхода !063 табл 4 -ВЫХОД ПРОДРКЗОВ ПИРОЛИЗА БЕНЗИНОВОЙ ФРАКЦИИ В МВИСИМОСти От е» р Обший Выход Оютношеняа «ол.в выход иепредель- нек-рых газов пирогаза, иых утлс- % по массе водородов (Н, Ч- СН„) С,Н, С,-С„ % Сзн. Сзн, по мессе 0,05 71,5 44,4 О,б7 0 37 О,бб 75,0 54,2 0,54 0 53 0,33 74,2 51,7 0,59 0,48 т О 25 с, кол-во воданого пара 50% по массе этилена, бутеиов, бутадиена и снижению выхода ароматич. углеволородов. Введение иара требует дополнит.
энергетич. затрат и поэтому ограничивается определенными оптим. интервалами. Схемы првмышленвых уставевен, Производительность совр. )становок П. по этилену доствгает 300, 450 и 600тыс. тс'год Принципиальная технол, схема установки производительностью 300 тыс. т с'год вюпочает узлы собственно По а также узлы подготовки, компримирования, очистки, осушки и разделения пирогаза (рис. 2). Рис 2 Пранпвпиальнаа технол скема пиролнза бензиновых фракивй 1 — тепло.
обмениихн, З-паросборюгк, 3-пиалочпо-нспарительные аппараты, 4-печи, 4е — печь пиротиза э ана, 5-пароперегреааюль, б-колоняа фракоионнроваина, 7 с ара ор, 8 — о стойиик, 9-отоарнаа коловй», Ю-сепараторы, 11-компрессоры 1-5 И ступеней,!2-катюш!а шелочной очвегкя, 15-осушителн, 14-демеанпзатор, 15-блок охлапзеияя, 1б-этая-эпзленовая «олонна, 17-реакторы гнлрирование, 18 — детгавизатор, 19 — пропав.пропыанова» колойна, 20-депропаюпатор, 21 дебугаивзатор, 22-депеятавнзатор Собственно П. проводят в специально сноиструированных пиролизных печах трубчатого типа (см. Печи).
До 1960-х !т. применяли нечи с горизонтальным расположением змеевиков в радиантной сехции с производительностью по этилену до 20 тыс. 7)'год. В совр. печах применяют вертикальное расположение змеевиков раднантиой секции, а конвекционную помещают в верх. части печи. Такие печи П.
характеризуются высокой поверхностпой плотностью теплового потока (до 185 КВтгтм ), высоким тепловым кпд (до 94%) и производителъностью (до 113 тыс. тс'год), имеют змеевик неболыпой длины (25 — 35 м). На совр. произ-вах обычно используют параллельно работающие установхи для П. нефтяной фракции и этана (иа 8 — 9 установок для нефтяной фракции 1-2 установки для этапа). Продукты П. сначала охлаждают до 400'С в закалочпо-испарит. аппаратах (в них получают иасьпц. водяной пар с давлением 12 МПа, к-рый после нагрева в пароперегревателе до 540 'С применяют для энергопривода компрессоров и насосов). В узле подготовки полученный газовый поток охлаждают до 180'С смешением с циркулирующей твжелой смолой и 1064 фракционируют с выделением собственно пирогаза, ниро- конденсата и воды.
В узле компримирования, очистки и осушки пирогаз сжимают до 1,9-4 МПа пятиступенчатым компрессором с охлаждением и выделяют жидкие углеводороды после каждой ступени сжатия. После 4-й ступени пирогаз подвергают очястке от Изб и СО, (при 1,9 МПа), а после 5-й-осушке цеолитом (при 4 МПа). В узле газоразделения происходит низкотечшературная ректификация с выделением иш(ивидуальных продуктов. Этан-этиленовую и пропан-прониленовую фракции подвергают селективному гилрированию для удачения ацетилена, аллена, метилацетилена (источником водорода является водородная фракция пирогаза). При комплексном хим.
использовании продуктов П. выделяют также ацетилен и его проюводные. Выход и состав газообразных и жидких продуктов П. зависит от св-в сырья и режима процесса (табл. 5). Материальна(й баланс П, бензиновой фракции (! 109 тыс.т) с получением 300 тыс. т этилена представлен в табл. 6. Модификации процесса. Помимо традиц. схемы П. в иром-сти разработаны неск. вариантов процесса. Окислительный П.
проводят, контактируя сырье со смесью водяного пара и кислорода. При р-ции О, с углеводородамн выделяется тепло, к-рое позволяет компенсировать потребление тепла р-циями П. Процесс проводят в реакторе адиабатич. типа при 600 'С. Однако выход этилена нри этом на 5 — 15% ниже, чем при П. в трубчатой печи. Термоконтактный П. осуществляют с помощью циркулирующих газообразных, жидких или твердых теплоносителей. В качестве первых обычно используют продукты сгорания углеводородов в кислороде с добавлением водяного пара.
В такой теплоноситсль вводят затем нефть нли нефтяные фракции. При 700 — 1000'С из нефти получают до 32% этилена. Теплоносителем м.б. также перегретый до 1600 — 2000'С водяной пар. При 900 — 1200'С (на выходе из реактора) и т 0,005 с из нефти получают пирогаз с высоким содерхсанием этилена (до 21%) и ацетилена (до 13%), а также жидкое сырье для твердых углеграфитовых материалов. В качестве жидких теплоносителей применяет расплавы солей и металлов. П, в расплавах позволяет получать из широких нефтяных фракций этилсн с высоким выходом (до 25% при П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
