Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
Одним из важных показателей работы установки является истирание теплоносителя. На указанной установке оно составлял» около 70 кг в сутки при загрузке в 35 т, т. е. около 75% в год.
При высоких температурах и малом времени контакта (близкие к оптимальным) обеспечивается повышенный выход целевых продуктов. На рис. 50 приведен выход этилена и пропилена при пиролизе
I
і Я?
Сэ го
г
S зо
C4J
«і
Ca
20
10
S о
-,-_,
ВО 85 90 95 /00 Превращение н-бутана, %
Рис. 50. Выходы этилена и пропилена из н-бутана в реакторе с движущимся теплоносителем (t= 885° С) и в трубчатой печи (t = 830° С).
J — выход этилена в реакторе; 2 — выход этилена в трубчатой печи; S — выход пропилена в трубчатой печи; 4 — выход пропилена в реакторе.
го
1 Jo
>.а 60 §•§
M
па Э
II»
§
з н
20
10
к-бутана в реакторе с движущимся теплоносителем при 885° С. Для сравнения на рис. 50 дан также выход этилена и пропилена в трубчатой печи при 830° С. С уменьшением времени контакта увеличивается выход этилена и уменьшается выход пропилена по сравнению с пиролизом в трубчатой печи. Такой пирогаз (17% Н2, 31% СШ, 37,5 C2H4, 7% QH6) практически не содержит компонентов, которые могли бы послужить сырьем для получения этилена. Поэтому между блоками пиролиза и газоразделения отсутствует рециркуляция
потоков, что должно снизить капиталовложения и эксплуатационные расходы обоих блоков.
Оптимальный режим пиролиза бутана достигается при глубине превращения 91 %. На этиленовом режиме за проход получают до 44,1 кг этилена и 12,5 кг пропилена на 100 кг пропущенного сырья.
Пиролизу подвергалась также этан-пропановая смесь, разбавленная 33—35% мол. метаном. Результаты пиролиза этой смеси на этилен и ацетилен при температуре до 1370° С приведены на рис. 51. Для сравнения на этом же рисунке приведены результаты пиролиза такой же смеси в трубчатом реакторе при 830° С. Максимальное превращение этана и пропана, достигнутое в трубчатой печи в связи С ограничениями по температуре стенки трубы и времени контакта, не может превысить 80%. При пиролизе этана в реакторе с движущимся теплоносителем за проход получают этилена на 15% больше, чем в трубчатой печи, а этилена и ацетилена на 25% больше.
При сравнении реактора с движущимся теплоносителем с трубчатой печью видно, что при пиролизе на этилен в реакторе можно поддерживать более высокую температуру и меньшее время контакта, чем в трубчатой печи; выход целевых продуктов — этилена, либо этилена и ацетилена, за проход больше на 20—45% в зависимости от сырья; реактор работает при небольших перепадах давления и без рециркуляции в системе пиролиз — газоразделение.
С другой стороны, на реактор требуются большие капитальные затраты, расход технологического пара больший, необходима периодическая очистка системы от кокса, износ твердого теплоносителя повышенный и в связи с этим увеличенные эксплуатационные расходы. 72
1
во
70
80 90 !00 Превращение зтан-првпанодой смеси,°/о
Рис. 51. Выходы продуктов при пиролизе этан-пропановой смеси в реакторе с движущимся теплоносителем.
1 — выход ацетилена в реакторе; 2 — выход этилена в трубчатой печи (830° С); S — выход этилена в реакторе; 4 — суммарные выходы этилена и ацетилена в реакторе (1370° С).
Сравнение описанных здесь двух систем пиролиза в трубчатой печи и в реакторе с твердым теплоносителем для реальных условий может быть произведено только в результате проектной проработки систем пиролиза и газоразделения с определением капитальных затрат и эксплуатационных расходов.
Использование кокса в качестве твердого теплоносителя. Пиролиз смесей высокомолекулярных углеводородов сопровождается повышенным выходом кокса. Кокс может быть использован в качестве движущегося теплоносителя, если в системе не будет прямого контакта между коксом и продуктами сгорания. Кокс, используемый как теплоноситель, будет непрерывно образовываться в системе и может выводиться из нее в качестве товарного продукта. Такая система одновременного получения легких олефинов (главным образом этилена) и нефтяного кокса разработана и испытана в последние годы [62].
Схема установки пиролиза с использованием кокса в качестве теплоносителя приведена на рис. 52. Установка состоит из тех же элементов, что и установка, приведенная на рис. 49, и работает следующим образом. Частицы кокса нагреваются в трубчатом подогревателе 1, изготовленном из жаропрочной стали. Сырье подогревается и вводится в смеситель 2, где начинается процесс разложения с образованием кокса, который отлагается тонкими слоями на коксовом теплоносителе. «Созревание» кокса происходит в реакторе 3. Горячие газы и пары, содержащие продукты реакции, двигаются прямотоком с коксом и выходят из нижней части реактора, а затем охлаждаются в закалочной колонне 4 фракциями сильно крекированной нефти и направляются на установку для разделения газов. Полученные в процессе пиролиза смолы и тяжелые углеводороды отбирают с низа закалочной колонны 4. Коксовый теплоноситель до выхода из реактора отпаривается водяным паром для предохранения его гранул от слипания друг с другом.
