Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
С2Н4). Этан при давлении 160 мм вод. ст. поступает в вентилятор 4, сжимается в нем до давления 150 мм рт. ст., затем направляется в реактор 10, принципиальная схема которого приведена на рис. 57. Реактор состоит из смесительной камеры 1, распределительного устройства 2, выполненного в виде керамической насадки, и цилиндрической реакционной части 3. Реакционная смесь, пройдя снизу вверх через распределительное устройство, поступает в цилиндрическую часть, заполненную фарфоровыми шариками диаметром 40 мм. Частичное сгорание этана происходит при абсолютном давлении 410 мм рт. ст.; при этом давлении пределы взрываемости этана существенно уменьшаются. Кроме того, снижение давления благоприятно сказывается на протекании реакций дегидрирования, идущих с увеличением объема. К кислороду добавляют 10% объемн. азота, чтобы сгорание происходило без взрыва.
При нормальном протекании процесса температура газа за смесительной камерой поднимается от 600 до 850° С и после выхода из реактора снижается до 800° С, как показано на рис. 58. Нагретый до 800° С пирогаз подается в закалочный теплообменник 4. Газы пиролиза выходят из закалочного теплообменника с температурой 400° С и поступают в скруббер, в котором охлаждаются до 40° С. Для создания и поддержания в системе пиролиза абсолютного давления 410 мм рт. ст. после оросительного холодильника пирогаз поступает в вакуум-насос 6. В табл. 15 приведены данные, характеризующие нормальный режим работы установки. Следует отметить, что отклонения отдельных параметров от этого режима обычно незначительны.
Рис.
57. Схема реактора окислительного пиролиза.
Таблица 15
Нормальный режим работы установки окислительного пиролиза
Режим работы установки
Опыт 1
Подогреватель O2
Количество воздуха, ма/час.......;
» топливного газа, ма/час . . .
» азота, ма/час.........
» подогреваемого O2, мй/час . .
Давление кислорода, мм вод. ст......
Температура подогретого O2, °С .....
Подогреватель C2H6
Количество воздуха, ма/час........
» топливного газа, ма/час . . .
» подогреваемого C2He, мя/час
Давление этана, мм вод. ст........
Температура подогретого C2H6, °С . . . .
То же перед реактором, °С........
Температура в топке, °С.........
Реактор
Температура в смесителе.........
Температура на входе в реакционную зону Вакуум в смесптеле, мм рт. ст.......
Закалочное охладительное устройство
Температура после закалочного теплообменника, °С...................
Температура газа после скруббера 12 ... , Состав пирогаза, % объемн.:
CO2 ..................
O2 ...................
Высших олефинов ............,
Всего олефинов...............
СО .....................
80/60
18
20 197 1500 400
1400/600 262 700 1800 710 685 1025
630 875 360
415 33
1,0 1,0
1,0 30,6 8,2
Преимущества.окислительного пиролиза:
1) возможность создания агрегата большой производительности;
2) конструктивная простота установки;
3) возможность использования в качестве сырья газов с большим содержанием метана и водорода (до 50%).
Недостатки окислительного процесса:
1) повышенные энергозатраты (на производство кислорода);
2) необходимость работы под вакуумом либо при значительном рмбавлении водяным паром;
3) разбавление продуктов пиролиза продуктами сгорания и азотом и увеличение энергозатрат процесса газоразделения;
4) образование в процессе пиролиза органических кислот, выделение которых усложняет процессы подготовки газа к газоразделениго;
5) пониженный выход целевых продуктов по сравнению с пиролизом в трубчатых печах (если процесс осуществляется при той же температуре).
ЗАКАЛОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Закалка при испарении жидкостей
В качестве охлаждающего агента в закалочных устройствах применяют холодную воду и воду, подогретую до температуры кипения.
Рассматривались предложения об использовании в процессах совместного получения этилена и ацетилена в качестве охлаждающей жидкости смеси тяжелых углеводородов — мазута. По идее одновременно с охлаждением пиролиза должны происходить нагрев и испарение легких компонентов зтой закалочной жидкости и их пиролиз. Экспериментально в промышленном масштабе эта схема не проверена. При использовании холодной воды теплопередача происходит в основном в результате конвективного теплообмена между частицами жидкости и газа. Применение в качестве закалочного хладагента воды, нагретой до температуры кипения, обусловливает ее немедленное испарение с отводом тепла парообразования. В качестве закалочных аппаратов используют полые скрубберы. Применению насадочных скрубберов препятствует:
а) необходимость использования высоких скоростей газового потока в связи с малым временем контакта в системе газоохлаждающий агент; при такой скорости гидравлическое сопротивление насадочного скруббера может быть весьма значительным;
б) возможность осаждения смол и сажи на насадке скруббера; доохлаждение потока после выпадения смол может осуществляться и в колонном аппарате с насадкой.
