A kőolaj nyersanyagok pirolízise
A cél a pirolízis folyamat - a legtöbb jól JCOMM alkotnak termikus krakkolás - az, hogy egy szénhidrogén gáz nagy niem tartalmazó, telítetlen, és elsősorban az etilén, ezért gyakran nevezik a pirolízises berendezésre Etil új beállításokat. Az eljárás a propilén vagy butilének és butadién maximális hozamára irányítható.
A pirolízissel előállított etilén etilén-oxidot, műanyagot és polimert termel. A pirolízis során előállított propilént főként polipropilén, akril-trimer és butadién előállítására használják.
A nyersanyagot a pirolízis folyamat szén-hidrogén gázt, könnyű benzin, a gáz folyadékok, finomítvány katalitikus reformált, petróleum és a gázolaj frakció; Az olajok és olajmaradványok pirolízisével kapcsolatban tanulmányok folynak. Nyersanyagok kiválasztására határozza meg a célból, hogy a pirolízis, valamint a rendelkezésre álló nyersanyag, mennyisége, költség, és az eljárás költségeinek. A pirolízis termékek hozama a nyersanyagok minőségétől és a létesítmény technológiai rendjétől függ. Az etilén legmagasabb kitermelését etán pirolízisével nyerjük. Különböző pirolízis változatok: füst-szilárd ötvözetet hűtőfolyadék a túlhevített vízgőz, az elektromos kisülési csövek egy galván ív, egy olyan rendszerben, egy katalizátorral. Az iparág legnagyobb eloszlása a cső alakú kemencékben végzett pirolízis volt.
A fő termékek a pirolízis üzemekben napjainkban a következő: etilén 99,9% (. Súly), propilén-tisztasága 99,9% (. Súly) -bután-butadién frakció, amely 30-40% (. Súly) butadiént, 25-30% ( tömeg%) izobutilén és 15-30 tömeg% n-butilén és pirolízis gyanta. A pirolízis gyantát különböző változatok szerinti frakciókba diszpergáljuk. Például, az EP-300-t izoláltunk az apo-frakció bontásban NK-150 ° C, forráspont-tartalmú 25-30% (tömeg). Benzol, 20-25% (tömeg). Toluolt és 10-15% (tömeg .) xilolok aromás szénhidrogének kinyeréséhez; A 150-250 ° C frakció tüzelőanyagként működik, és a 250-400 ° C frakció a kazán tüzelőanyagának egy komponense. Az egyik külföldi létesítményben (Németországban) a gyantát benzinre 200 ° C-on diszpergálják, és egy maradékot. A korábbi SZSZKSZ-növények egy részében a következő frakciókat kapjuk a gyantából: nc-70 ° C, ami benzin komponens; 70-130 ° C, aromás szénhidrogének kinyerésére; 130-160 ° C, a polimerizációhoz sztirolpolimereket kapunk; 160-190 ° C, inden-kumaron gyantában polimerizálható; 190-230 ° C, az extraháláshoz használt naftalin, és a maradékot> 230 ° C - pirolízis pályán megszerzéséhez használt koksz, szurok vagy korom.
A folyamat feltételei. A pirolízis legfontosabb paraméterei a hőmérséklet, az érintkezési idő és a nyomás, ezeknek vagy más paramétereknek a megválasztása attól függ, hogy mely nyersanyagokat dolgoznak fel a növényen, és milyen arányban kell beszerezni a végtermékeket. Minden nyersanyag esetében optimális a hőmérséklet és a folyamat időtartamának kombinációja. Így 900 ° C-on az etilén maximális kitermelése 0,08 másodperces érintkezési időnek felel meg, 1000 ° C-on pedig 0,01 másodperc alatt.
Ugyanabban az érintkezési időben magasabb hőmérsékletre van szükség az etilén maximális kitermeléséhez, mint a propilénhez. Viszont az érintkezési idő megváltoztatása ugyanazon a pirolízis hőmérsékleten, lehetséges a kívánt arány elérése a pirolízis termékek között.
A tömörítési reakció szerepének csökkentése érdekében a pirolízist a lehető legalacsonyabb nyomáson kell elvégezni. A pirolízis egységek valós körülmények között a cső kemencéből való kimeneti nyomás 0,2-0,25 MPa. Cseppfolyósítása nyomás-negatív hatást pirolízist végezzük jelenlétében túlhevített gőzt vezetnek, ellenőrzött parciális nyomása a szénhidrogén nyersanyag. Hígítási gőzbetápláló csökkenti az ütközés valószínűsége közötti alkén molekulák, aminek következtében csökken a polimerizációs reakciók és szerepet tömörítésére. A pirolízis egy betáplált gáz és a cseppfolyósított gázt adunk a nyersanyag 10-20% vízgőz a pirolízis benzin - 25-60%, alapuló nyersanyag.
A kokszképződés csökkentését elősegíti a kokszoló lerakódás inhibitorainak alkalmazása. Az inhibitorok hozzáadása növeli a pirolízis kemencék nem-stop működésének időtartamát 3000 óráig vagy tovább, növeli a pirolízis hőmérsékletét 920 0 -950 0 ° -ra, és csökkenti a vízgőz hígításának mértékét. A koksz inhibitorként kálium-karbonátot használnak.
A termékek összetétele és tulajdonságai. Pirolízis gáz és folyékony termékek képződnek a pirolízis során.
A pirolízis gáz hidrogént tartalmaz, 1-4 szénatomos szénhidrogéneket, vízgőzt, CO, CO2 mikroimpulzusokat tartalmaz. H2 S. A gáz elválasztási és tisztítási egység eltávolítására káros szennyezéseket hajtjuk kiszáradás a pirolízis és a szétválasztás hidrogén, metán, etán, etilén, propilén, a propán, a butilén-butadién frakciót. A butadién-butadién frakció izolált butadién-1,3 - a szintetikus gumiipar nyersanyagai. Egyes létesítményekben a dedikált alkánok - az etán és a propán - visszakerülnek a nyersanyagokba, feltárva a pirolízist.
Folyékony pirolízis termékek. Ez a csoport magában foglalja a C5 és újabb pirolízisből származó szénhidrogéneket, amelyek normál körülmények között folyékony formában vannak. Néha a folyékony pirolízis termékeket pirolízis gyantanak nevezik. A folyékony pirolízis termékek mennyisége elsősorban a nyersanyag típusától függ.
A gyanta mennyisége is nő, ha a pirolízis hőmérséklete csökken. Így a benzin alacsony hőmérsékleten (750 ° C) történő pirolízisében a gyanta hozama 30-35%, és magas hőmérsékleten (850 ° C) 20-25% -ra csökken.
A folyékony pirolízis termékek - a felhasznált nyersanyagoktól és a pirolízis körülményektől függetlenül - megközelítőleg azonos szénhidrogén és frakcionált összetételűek. Ezek a következők: 10-15% alkén, 20-30% a benzol, toluol 10-15%, és a sztirol-típusú telítetlen vegyületek, indénből és cikloalkén -. Ciklopentadién, stb feldolgozása a pirolízis tar végezhetjük két változatban - a tüzelőanyag és a kémiai.
Az üzemanyag-változatban a gyanta két frakcióra oszlik: könnyű és nehéz. Bizonytalan szénhidrogéneket távolítanak el a könnyű frakcióból hidrogénezéssel; A tisztított termék, amelyet hidrosztatizált benzinnek neveznek, oktánszáma 78-80 pont, és a nagy oktánszámú benzin komponenseként használják. A nehéz frakció a kazán tüzelőanyagába kerül.
A folyékony pirolízis termékek feldolgozásának vegyi rendszere gazdaságilag előnyösebb. A gyantát n. - 70 ° C, 70-130 ° C, 130-190 ° C, 190-230 ° C, 230 ° C fölött. - 70 ° C-on, ciklopentadien és izoprén 70-130 ° C frakcióból benzolból, toluolból és xilolokból nyerjük ki. A 130-190 ° C-os frakciót polimerizációnak vetik alá, hogy szintetikus petróleum-polimer gyantát állítsanak elő, amelyet természetes olajok helyettesítenek. A 190-230 ° C-os frakció nyersanyagként alkalmazható naftalin előállítására, és 230 ° C feletti frakciót a korom előállítására. Bizonyos pirolízis egységekben a 70-190 ° C-os frakció mély hidrogénező kezelésen megy keresztül, ami a legértékesebb aromás szénhidrogén, benzol.
A pirolízis egység egy reaktoregységből, egy pirolízis elválasztó részből és egy gyantaelkülönítésből, egy kompressziós szakaszból, egy pirolízisgáz tisztító és szárító részből és egy gázelválasztó részből áll.
Technológiai rendszer. A nyersanyagot - egyenesen futó benzin frakció és raffinátum keverékét - az 1 szivattyú segítségével a 2 hőcserélőn több párhuzamosan működő 12 kemencébe táplálják (csak egy kemencét mutatunk be a rajzon). A gázelkülönítő egységből visszatért etán és propán keverékét az 5 hőcserélőben történő melegítés után a 15 szivattyúhoz a 15 kemencebe visszük. A kemencében a nyersanyagokat először konvekciós kamrában melegítik, majd sugárzó kamrákba táplálják. A konvekciós kamrából való kilépésnél gőz adódik a betápláláshoz.
A 12 és 15 kemencékből származó reakciótermékeket a 11 és 14 elszívó és elpárologtató egységekhez szállítjuk, amelyek hulladékhő-kazánok. A 10 és 13 szeparátorokból forró vizet vezetnek be ezen egységek gyűrűs térébe, amelyek a reakciótermékek hőjének köszönhetően nagynyomású vízgőzá alakulnak át. A 16 kemencében a túlmelegedés után keletkező gőzt különböző technológiai igényekhez használják, különösen a 24 turbófeltöltő számára, amely a pirolízisgázt összenyomja.
Gáz-gőz keverék elhagyja a kioltás-elpárologtató egység, belép az alsó része az előzetes frakcionáló oszlop 17. Itt ra hűtjük 180 0 C-on és mossuk a szén-dioxid-részecskék által kapcsolatot a hűtött áramot 150-250 0 C-os frakció közepébe táplálunk be az oszlop 17. Egy nehéz gyanta hagyja el a 17 oszlop fenekét, amelyet a 32 desztillációs oszlopba táplálnak be.
A 17. oszlopot két részre osztottuk egy siket lemezen. A 17 alsó részből származó gőzök és gázok átmennek egy vaklemezen, és a felső részen hidegen öntözéssel tovább mosnak. A 31 üres lemezes szivattyúval kondenzáltatunk a 21 oszlopba, és a 17 felső részből gázok és könnyű szénhidrogén gőzök levelei vannak. Ezt a keveréket, lehűlés után a hűtőszekrényben 18 következik egy elválasztó 22. A gázok a 22 szeparátorból készült a centrifugális kompresszor 24, és a kondenzvíz-szivattyú 26 táplálunk a 21 oszlop és az oszlop 17 öntözés.
A 17 egyenirányító oszlopban a folyékony pirolízis termékeket három frakcióra szétválasztjuk. A felső levélről az nk-150 0 C gázfrakciót, amelyet a gyanta feldolgozási szakaszba továbbítanak.
A középső oszlop 17 kimenete frakció 150-250 0 C, amelyet lehűtjük hőcserélők 6,5 és hűvösebb 7. Ezután használják részlegesen mosás terméket az oszlop 17, és a fennmaradó összeget a gyanta a kimeneti feldolgozási szakaszban. A frakciót a fenti 250 0 C venni oszlop aljáról 21, egy 8 szivattyú, a nyers anyagot szivattyúzunk át a fűtőtekercs a 2. és a hűtőszekrény 3 és kiadjuk a telepítést.
A centrifugális, ötfokozatú 24 kompresszor, amely gőzhajtással van felszerelve, a pirolízisgázt 6,5 MPa-ra tömöríti. Minden egyes szakasz után a gáz hűtőberendezésekben lehűtik, és a kondenzátumtól elválasztják. A kondenzátum visszatér a 22 elválasztóba. A sűrítés negyedik szakasza után a gázt monoetanol-amin hidrogén-szulfiddal és széndioxiddal tisztítjuk (a tisztító egységet nem ábrázoltuk).
Skomprimirovanny szárító gáz halad zeolitok az oszlopban 23 lehűl a hőcserélők 30,29,28 miatt hidegfolyás propilén, etilén és metán, majd belép a desztillációs oszlop - 34. kiadása metánmentesítő oszlop felső metán-hidrogén elegyet hűtőszekrényben lehűtjük propán 35 és elválasztjuk a kondenzátum leválasztó 36. a kondenzátum 37 visszavezetjük nasosm reflux oszlopra a 34 és a metán-hidrogén keverék a hőcserélőn keresztül 28 kimenet a növény.
A maradékot a 3. oszlopról mozog a gravitáció által, hogy egy deethanizer 39. A felső oszlop 39 termék etán-etilén frakciót összekeverjük a hidrogénnel és melegítés után a hőcserélőben 40 kiterjeszti szelektív tisztítása, az acetilént a reaktorban 41. A tisztított etilén-etán frakciót hűtőszekrényben lehűtjük 42 és elválasztó 43 elválasztjuk a hidrogén. Ezután az etilén-etán frakciót 44 szivattyú juttatunk deethanizer 39. és öntözés egy szeparációs kolonna etán-etilén frakció etilén és etán.
A fenékterméket oszlop 39 tápláljuk további frakcionálás, ahol a független telepeket izoláltunk propán, propilén, butilén, butadién frakciót, C5 frakciót és a fenti.
Közvetlen benzin (I) és etán frakció (II) pirolízis egységének anyagi egyensúlya:
I - benzin alapanyagok; II - etán és propán keveréke; III - kémiailag tisztított víz; IV - frakció n.c. - 150 ° C; V-frakció 150-250 ° C; VI - frakció> 250 ° С; VII - metán-hidrogén frakció; VIII - etán-etilén frakció; IX - dietanolát-kondenzátum; X jelentése hidrogénatom; XI - vízgőz; XII - keringtető víz; XIII jelentése etilén; XIV jelentése propiléncsoport; XV - füstgázok.
1, 4, 8, 9, 26, 31-33, 37, 44 - szivattyúk; 2, 5, 6, 28-30, 40 - hőcserélők; 3, 7, 25, 42 - hűtőszekrények; 10, 13, 20, 22, 27, 36, 43 - elválasztók; 11, 14 - kipárolgás és párolgásaggregátumok; 12, 15, 16 - kemencék; 17., 21., 23., 34., 39. oszlopok; 18, 19, 35 - kondenzátor-hűtőgépek; 24 - a kompresszor; 38 - kazán; 41 - szelektív tisztítóreaktor;
1.6. Ábra - A pirolízis egység technológiai terve
1. Mekkora hőmérsékleten a kőolaj nyersanyagok pirolízisének folyamata?
2. Melyek a pirolízis gyantának nevezett szénhidrogének?
3. Milyen termékeket nyerhet a pirolízissel és hol használhatók fel?
4. Mit tesznek a késztermék hozamának növelése és a kokszképződés csökkentése az olaj alapanyagainak pirolízisében?
5. Mik a folyamat fő tényezői?
6. Mi határozza meg a kokszképződés mennyiségét?
7. Hol használják a kokszot?
8. Hogyan befolyásolja a hőmérséklet és a nyomás a koksz kimenetét?
9. A kokszolási folyamat fő célja a fluid ágyban?
10. Mi az előnye a késleltetett kokszolásnak?