foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Уважаемые посетители, понимаю Ваше недовольство по поводу рекламы на ресурсе, но только так мы можем поддерживать развитие проекта. Спасибо за понимание!

Технологические основы пиролиза

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

При пиролизе образуется сложная смесь газообразных, жидких и твердых продуктов, относительный выход которых зависит, в основном, от следующих факторов:

— вид и состав исходного сырья;

— температура;

— время контакта;

— давление.

Сырье. Сырье может быть разнообразным: жидким или газообразным, легким или тяжелым в зависимости от соотношения в нем углерода и водорода. Чем легче сырье, тем меньше в нем содержание углерода (углеводородные газы, бензин), и оно дает при расщеплении больше газа и мало кокса. Тяжелые нефтепродукты дают значительное количество кокса и меньше газа (табл. 8).
При пиролизе этана основным продуктом является этилен. При этом не образуется бутадиен-1,3 и очень мало жидких продуктов пиролиза. При пиролизе n-бутана в продуктах появляется БД и образуется достаточное количество жидких продуктов (легкая и тяжелая пиролизные смолы). При пиролизе прямогонного бензина (нафты) и газойля выход этилена снижается и увеличивается выход жидких продуктов.

 Температура. Термическое расщепление высших углеводородов начинается при 400 °С, достигает значительной скорости при 480-550 °С и ускоряется при дальнейшем повышении температуры, при этом возрастает выход газа и кокса и снижается выход жидких продуктов.

Температура оказывает влияние на состав и выход продуктов. При ее повышении жидкие продукты обогащаются ароматическими углеводородами, а газообразные - водородом и низшими углеводородами.
При 500-550 °С жидкие продукты отличаются от исходной фракции появлением в них олефинов, получаемый газ состоит преимущественно из углеводородов С3-С4.
При 750-850 °С жидкие продукты ароматизируются на 85-95%, газообразные обогащаются пропиленом и особенно этиленом, в нем появляются диены и ацетиленовые углеводороды. При дальнейшем повышении температуры выход олефинов начинает падать, и образуется все больше водорода и ацетилена.
Время контакта. Увеличение времени контакта ведет к усилению развития вторичных процессов — образованию водорода, метана, ароматических соединений, кокса и снижению выхода олефинов.
Давление. При повышении давления увеличивается
содержание н-парафиновых и ароматических углеводородов, а содержание олефинов уменьшается. Обычно давление на выходе из змеевика печи составляет 0,03-0,12 МПа.
Чтобы снизить парциальное давление углеводородов, их разбавляют водяным паром и используют в печи змеевики специальной конструкции. При разбавлении сырья водяным паром значительно растет выход этилена.

t8

Водяной пар играет тройную функцию:
— снижает парциальное давление углеводородов, увеличивая выход целевых продуктов;
— препятствует образованию и отложению кокса и сажи на стенках оборудования;
— обеспечивает высокую скорость движения паро-сырьевой смеси в печи.
Однако слишком большое разбавление требует дополнительных расходов тепла, охлаждающей воды на конденсацию пара и увеличивает количество сточных вод.
Оптимальная степень разбавления сырья водяным паром составляет для этана 15-20%, бензина 50-70%, газойля 100% мас.
Таким образом, термодинамика и кинетика диктуют следующие условия проведения процесса пиролиза:

— максимально быстрое достижение оптимальной для данного вида сырья температуры за счет подвода большого количества тепла;
— снижение парциального давления углеводородов за счет разбавления их водяным паром;
— минимально возможное время контакта;
— быстрое охлаждение продуктов пиролиза, выходящих из реактора.
Для достижения этих условий на практике применяют специальные печи и закалочно-испарительные аппараты, конструкции которых постоянно совершенствуются. В общем случае установка пиролиза включает две основные секции:
— «горячую», где осуществляется пиролиз исходного сырья и рецикла;
— «холодную», отвечающую за разделение и очистку получаемых продуктов.
Производство этилена и других олефинов из углеводородного сырья включает следующие основные стадии:
— пиролиз углеводородов;
— закалка газов, выходящих из печи (температура падает от
— 800 °С и выше до 370-420 °С за сотые доли секунды);
— первичное или предварительное фракционирование с выделением легкой пиролизной смолы с температурой кипения до 150 °С, тяжелой пиролизной смолы с температурой кипения до 250 °С и пиролизного газа;
— компримирование газа пиролиза;
— удаление тяжелых С5 и выше углеводородов;
— очистка от сероводорода и С02;
— осушка на цеолитах;
— охлаждение;
— разделение газа с получением этилена с чистотой 99,9%, пропилена с чистотой 95-99,5%, фракции С4 углеводородов, содержащей от 25 до 50% БД и т.д.
На рисунке 14 приведена схема производства этилена из бензина.

i14
Единственным промышленным методом пиролиза является пиролиз в трубчатых печах - змеевиковых реакторах с внешним обогревом. В настоящее время печи пиролиза работают в жестких режимах: температура 840-870 °С, время контакта 0,2 -0,5 сек. Это позволяет достичь выход этилена 27,5-29% мас.

Современные пиролизные печи имеют вертикально расположенные змеевики с многопоточным движением сырья. Увеличение производительности достигается за счет объединения в одном корпусе нескольких топочных камер, в которых размещают более десяти параллельно работающих змеевиков, иногда изготовленных из труб разного диаметра (рис. 15).

i15

Oilloot - Рекомендует

Статистика



Яндекс.Метрика