ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство низших олефинов пиролизом углеводородов из "Общая химическая технология и основы промышленной экологии" Низшие олефины (этилен и пропилен) занимают ведущее место по потреблению в нефтехимическом синтезе. Наиболее многотоннажным является производство этилена, за ним следуют пропилен, бутилены. [c.388] Производство этилена достигает 30 млн т в год и постоянно растет. На основе этилена производят этиловый спирт, полиэтилен, стирол, винилхлорид, этиленхлорид и др. [c.388] Пропилен служит исходным сырьем в производстве изопропилового спирта, акрилонитрила, полипропилена, глицерина, изопропилбензола, и-бутилового спирта. [c.388] В настоящее время основным процессом получения низших олефинов является пиролиз углеводородного сырья, проводимый с целью производства этилена. Одновременно при пиролизе получают другие олефины - пропилен, бутилены и бутадиен. В этом процессе образуются жидкие продукты (смола пиролиза), которые содержат такие ценные углеводороды, как изопрен, циклопентадиен, бензол, толуол, ксилолы, стирол и нафталин. [c.388] СНз—СН —СНз - СНз—СН=СН2 + Н2-Первое направление реакций термодинамически более вероятно, поскольку энергия разрыва связи С—С меньше, чем связи С-Н. [c.389] Реакции по обоим направлениям протекают с поглощением тепла и увеличением объема. Следовательно им благоприятствуют высокие температуры и низкие давления. Понижение парциального давления углеводородов в процессе пиролиза достигается разбавлением исходного сырья водяным паром. [c.389] Вторичные реакции, протекающие при пиролизе, весьма многочисленны изомеризация парафиновых цепей, нафтеновых циклов и алкильных групп алкилароматических углеводородов циклизация и дегидроциклизация олефинов с шестью и более атомами углерода циклизация диенов полимеризация олефинов и диенов конденсация ароматических углеводородов. В результате всех этих реакций образуются многочисленные ценные вещества, входящие в состав пиролизной смолы. Вторичные реакции в противоположность реакциям расщепления идут с вьшелением тепла и уменьшением объема, поэтому их протеканию благоприятствуют повышение давления и сравнительно невысокие температуры. Кроме указанных продуктов при пиролизе образуются продукты уплотнения - кокс. Для снижения коксобразования пиролиз проводят с добавлением водяного пара. [c.389] В настоящее время в качестве сырья пиролиза наиболее часто используют прямогонный бензин и бензин-рафинат. Условия проведения процесса и выходы продуктов пиролиза бензинов при наиболее благоприятных режимах приведены в табл. 5.1. [c.389] Химико-технологическая система получения этилена включает следующие подсистемы (установки) пиролиз углеводородов компримирование газа пиролиза удаление тяжелых углеводородов осушка газа пиролиза на цеолитах разделение газа пиролиза (фракционирование) удаление сероводорода, диоксида углерода и ацетилена из газа пиролиза. [c.389] Пропан-пропиленовая фракция подвергается разделению на пропан и пропилен. Пропан направляется на пиролиз или на получение сжиженного бытового газа, а пропилен с концентрацией 99,9% поступает на производство полипропилена или других нефтехимических продуктов. [c.390] Фракция С4 направляется на специальные установки для выделения бутиленов и бутадиена. [c.390] В легкой смоле пиролиза бензинов образуется бензола - до 6-7%, толуола - до 4-5%, ксилолов - до 2%, стирола - около 1% от количества исходного сырья. [c.391] Схема переработки бензина на установке ЭП-300 приведена на рис. 5.6. [c.392] Бензин из сырьевых емкостей подается в теплообменник 3, где подогревается потоком циркулирующего котельного топлива до 120 °С. Подогретое сырье поступает в змеевики верхней низкотемпературной зоны конвекции печи 4, где оно нагревается до 157 °С и частично испаряется. На выходе из верхней конвекционной зоны бензин смещивается с водяным паром (паром разбавления), смесь с температурой 185 °С поступает в зону высокотемпературной конвекции, где нагревается до 545 °С и затем направляется в зону радиации, где осуществляется пиролиз при 830-850 °С. [c.393] Этановая фракция, выделяемая из продуктов пиролиза в отделении газоразделения, подогреваЛ-ся в теплообменнике 3 водяным паром до 60 °С и поступает на пиролиз в печь 5, где смещивается с водяным паром разбавления. Количество пара разбавления составляет 50-60% от расхода бензина и 30-40% от расхода этана. [c.393] Питательная вода для ЗИА с установки химической подготовки поступает в конвекционную секцию пароперегревателя, где нагревается до 190 °С. Затем она подается в конвекционную секцию печей пиролиза и с температурой 330 °С поступает в барабан-паросборник, откуда вода поступает в ЗИА, а водяной пар с давлением 12 МПа - в радиантную секцию пароперегревателя, обогреваемую (облучаемую) непосредственно горелками, где перегревается до 540 °С, и далее - в заводской коллектор. Вырабатываемый пар используется для привода паровых турбин компрессоров пирогаза. [c.394] Печи пиролиза бензина установок ЭП-300 - четырехпоточные с вертикальным однорядным расположением змеевика двухстороннего облучения. Каждый змеевик состоит из восьми труб диаметром 125 и толщиной стенки 95 мм, общая его длина 75 м. Материал труб - сталь Х25Н20, максимально допустимая температура стенки 1040 °С. Производительность печи по бензину - 10,5 т/ч, теплопроизводительность печи 62,5 ГДж/ч, в том числе радиантной секции - 29 ГДж/ч. [c.394] Экономичность этиленового производства в большой степени зависит от тепловой эффективности пиролизной установки, основными процессами в которой являются пиролиз и охлаждение пирогаза. [c.394] Тепловые затраты на пиролиз включают в себя подогрев сырья и воды от температуры окружающей среды до кипения, испарение их, нагрев парогазовой смеси до конечной температуры (температура пиролиза) и эндотермическое расщепление углеводородов. Реакция разложения углеводородов имеет тепловой эффект 1000-2500 кДж/кг сырья в зависимости от состава и глубины разложения. Всего для процесса пиролиза затраты тепла составляют 3800-6300 кДж/кг сырья. [c.394] Вернуться к основной статье