Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
для пиролиза является высокоперегретый водяной пар. Он практически напело удаляется из его смеси с продуктами пиролиза при охлаждении до температур окружающей среды во всем интервале температур, используемых в процессах «гомогенного» пиролиза (до 2000° С), термически устойчив и практически не диссоциирует, обладает высокой теплоемкостью и т. д.
Возможны следующие методы приготовления высокоперегретых водяных паров как теплоносителя: а) перегрев водяного пара в вольтовой дуге; б) сжигание водорода в кислороде; в) перегрев водяного пара, полученного в паровом котле при сжигании водорода в кислороде; г) перегрев водяного пара сжиганием углеводородов в кислороде. В последнем случае продукты сгорания, кроме воды, содержат также двуокись углерода.
Опытная установка Истмен-Кодак
Фирма Истмен-Кодак на опытной установке провела пиролиз пропана на этилен и ацетилен [72}. Установка работала следующим образом. Предварительно подогречые в огневом подогревателе газообразное топливо и окислитель (O2, воздух) направляют в газогоре-лочное устройство 1. Для регулирования температуры сюда подают
Рлс. 54. Конструкция реактора установки гомогенного пиролиза.
также предварительно подогретый водяной пар. Сгорание и разбавление топлива водяным паром происходит в топочной камере 2; пиролиз предварительно подогретого пропана осуществляется в смесителе-реакторе 3. Закалка пирогаза и конденсация водяных паров осуществляются в закалочном устройстве 4. Материал реактора (рис. 54) должен противостоять действию температур, достигающих в топочной камере около 2500° С, и циклическому изменению режима при пуске и остановке. Внутренний слой футеровки топочной камеры, смесительной и реакционной зон выполнен из циркониевого огне-
упорного кирпича, внешний — из шамота. Наружный кожух печи ¦цельносварной из нержавеющей стали.
Состав продуктов пиролиза можно регулировать в широких пределах, изменяя температуру и количество газообразных продуктов, поступающих из топочной камеры реактора, и углеводородного сырья, подаваемого на пиролиз.
Опытные реакторы работали вполне удовлетворительно. При пиролизе пропана легко достигалась степень превращения в этилен и ацетилен, равная 56% вес. Топливо сжигалось как с воздухом, так и с кислородом. Побочных продуктов, особенно затрудняющих очистку и разделение целевых продуктов, не образовывалось. Типичный состав газов пиролиза различного сырья приведен в табл. 14.
Таблица 14 Типичный состав пирогаза на установке Истмен-Кодак
Сырье
Пропан
Пропан
Пропан
Пропан
Газовый бензин
Газовый бензин
Газовый бензин
Окислитель
Кислород
Воздух
Воздух
Воздух
Воздух
Воздух
Воздух
Состав отходящего
газа, % мол.:
—
0,6
0,6
0,7
0,5
0,7
0,6
двуокись угле-
рода .....
15,2
5,1
6,2
5,1
5,5
5,7
5,6
—
51,8
55,1
58,6
57,2
56,6
62,6
окись углерода
5,4
5,2
5,3
8,0
5,2
8,0
7,4
водород ....
32,4
16,2
16,2
18,3
12,0
14,3
15,2
17,3
8,0
5,8
3,7
6,4
4,6
2,9
ацетилен . . .
8,0
4,0
5,2
4,5
3,8
4,7
4,6
18,2
7,8
4,7
0,9
8,1
4.3
0,7
0,9
0,4
0,1
—
0,1
0,4
0,1
мотилацетплен
0,5
0,2
0,2
—
0,4
0,2
0,1
пропилен . . .
0,5
0,2
—
—
0,4
0,1
Следы
диацетилон . . .
0,1
Следы
0,1
0,1
Следы
0,1
0,1
винилацетилен
0,4
од
0,1
Следы
0,1
0,1
Следы
бутин + бутадиен
0,4
0,1
—
—
0,1
—
—
высшие диены
0,2
0,1
0,1
—•
0,1
—
—
бензол .....
0,5
0,2
0,1
0,1
0,1
0,2
0,1
толуол ....
Следы
-
—
-
'
-'
Всего . . .
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
В процессе образуются ароматические углеводороды и смолистые вещества. Эти примеси оказывают влияние на выбор схемы и аппаратуры для очистки газа и выделения целевых продуктов.
Количество углерода, отлагающегося в реакторе, изменялось в широких пределах в зависимости от режима процесса; иногда 80
это вызывалось образованием газа с высоким отношением ацетилен : этилен. В отходящем газе всегда содержалось некоторое количество смол и углерода в віще частиц размером 1,0—10,0 мк. С увеличением добавки водяного пара образование смол снижается. Количество жидких ароматических продуктов составляет 2— 3% вес. от сырья, поступившего на пиролиз.
Опытная установка ИГ
В институте газа АН УССР разработана схема пиролиза парафиновых углеводородов в этилен и ацетилен с одновременным получением азото-водородной смеси [73]. Отличительные особенности этой схемы:
1) подача в смеситель перегретого до 800° С в трубчатом огневом подогревателе водяного пара;
2) работа на обогащенном воздухе, в котором подбирается такая концентрация азота, чтобы отношение Ш : N2 в пирогазе было равно 3 : 1. Тогда азото-водородную фракцию пирогаза можно использовать в качестве сырья для синтеза аммиака;
