ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контактный пиролиз с твердыми теплоносителями из "Получение этилена из нефти и газа" Предельное значение температуры в трубчатых реакторах не может быть поднято выше 880—900° С главным образом из-за ограничений по оптимальному времени контакта. Поэтому при производстве этилена за последние годы получило развитие новое направление замена теплообмена через стенку контактным теплообменом с использованием в качестве теплоносителя газообразных, жидких и твердых тел. [c.66] Различают следующие методы пиролиза с твердыми теплоносителями 1) контактный в периодически действующем циклическом регенеративном реакторе 2) непрерывный контактный в движущемся слое твердого теплоносителя 3) непрерывный контактный во взвешенном слое теплоносителя. [c.66] На рис. 46 изображена принципиальная схема периодического регенеративного реактора Копперс-Хаше [65] там же приведено примерное распределение температур воздуха, продуктов сгорания и газов пиролиза и насадки в начале и конце каждого периода. [c.67] Реактор состоит из следующих элементов [66] двух регенераторов 1 ъ2, камеры сгорания 3, обмурованных огнеупором 4 и заключенных в стальной кожух 5 с изоляцией 6. Реактор оборудуется комплектом тягодутьевых устройств, трубопроводами, арматурой и КИП. [c.67] Как изображено на рис. 46, левый конец печи служит для впуска воздуха и выхода газов пиролиза с правой стороны попеременно выходят дымовые газы и поступает сырье. Топливный газ подается непосредственно в камеру сгорания. Реакционная зона 7 находится в наиболее горячей части регенератора. Процесс состоит из двух стадий нагрева и пиролиза. Воздух и топливный газ подают одновременно газ смешивается с подогретым воздухом в камере сгорания. Стадия нагрева продолжается около 30 сек. и за ней немедленно следует кратковременная (2—3 сек), продувка паром, после чего печь готова к приему сырья. Для осуществления рабочей стадии процесса в правый конец печи подается газообразное сырье этот газ подогревается по мере прохождения через все более нагретые зоны регенератора и пиролизуется в реакционной зоне. [c.67] Продукты реакции, выходящие из реакционного регенератора, достаточно быстро охлаждаются при прохождении через подогревательную секцию по направлению к выходу из печи. Тепло, отдаваемое пирогазом, воспринимается регенератором и используется для подогрева воздуха при сжигании на следующей стадии процесса. [c.67] Избыточный воздух, подаваемый во время подогрева, используется для выншгания кокса, который отлагается в процессе пиролиза. [c.68] Для обеспечения необходимой последовательности стадий процесса реактор оборудуют автоматическими переключателями, управляемыми электрочасовым устройством. [c.68] На полупромышленной установке были проведены эксперименты [66] по отработке оптимальных режимов пиролиза при использовании различного сырья (табл. 11). [c.68] Установлено, что пропан и этан-можно пиролизовать в регенеративном реакторе как в этилен, так и в этилен и ацетилене достаточно высокими выходами целевых продуктов. [c.68] Типичный опыт для пиролиза пропана в этилен приведен в табл. 11, а зависимость выхода от глубины превращения сырья на рис. 48. Следует отметить, что, несмотря на продувку реактора водяным паром, в нем после цикла нагрева всегда остается некоторое количество азота, двуокиси углерода, окиси углерода и свободного кислорода (см. табл. И). Это усложняет и удорожает процесс газоразделения. [c.68] Сравнивая циклический регенеративный реактор с другими, можно сделать следующие выводы. [c.68] Разновидностью периодического процесса на твердом теплоносителе можно считать пиролиз углеводородов в камерах коксовых батарей. Использование тепла коксового газа для пиролиза с целью обогащения коксового газа этиленом не вышло еще за пределы полупромышленных экспериментов. [c.70] Теплоноситель нагревается в результате прямого контакта в подогревателе продуктами сгорания природного газа, полученными в специальной круговой топке 8. [c.71] Одним из важных показателей работы установки является истирание теилоносителя. На указанной установке оно составляло около 70 КЗ в сутки при загрузке в 35 т, т. е. около 75% в год. [c.71] 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. [c.72] 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. [c.72] 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. [c.72] 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. [c.73] Вернуться к основной статье