Большая техническая энциклопедия
1 2 3 4 6
C J W Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ПА ПЕ ПИ ПЛ ПН ПО ПР ПС ПУ ПШ ПЬ ПЯ

Пиролиз - прямогонный бензин

 
Пиролиз прямогонного бензина, сжиженных газов и некоторых других нефтяных фракций осуществляют в большом масштабе с целью получения низших олефинов - этилена, пропилена и бути-ленов. В процессе пиролиза наряду с газом получаются жидкие продукты - смола пиролиза. Легкие фракции смолы пиролиза используются для получения компонента высокооктанового бензина, а также для получения бензола. Во фракциях смолы пиролиза, выкипающих до 180 С, содержатся ароматические углеводороды - бензол, толуол, ксилолы, непредельные и диеновые углеводороды.
Проведение пиролиза прямогонного бензина при 770 С, продолжительности контакта 0 7 - 0 8 сек, в присутствии 50 % водяного пара ( пропиленовый режим) обеспечивает следующий выход в расчете на сырье ( вес.
При пиролизе прямогонного бензина 45 - 140 С i [38] температура равна 820 С, продолжительность контакта 0 5 с, расход водяного пара 0 55 кг / кг сырья.
При пиролизе прямогонного бензина с пределами выкипания 45 - 140 С [38] температура равна 820 С, продолжительность контакта 0 5 сек, расход водяного пара 0 55 кг / кг сырья. Теплота процесса пиролиза на 1 кг сырья составляет для н-бутана 300 ккал, для бензина 350 - - [ - 500 ккал.
При пиролизе прямогонного бензина на установке производительностью 450 тыс. т / год этилена выход этилена, пропилена, бутенов и бутадиена в расчете на пропущенное сырье ( без учета рециркуляции этана) составляет 27 5; 13 0; 3 1 и 4 2 % ( масс.) соответственно.
Например, пиролизом прямогонного бензина на установке мощностью 300 тыс. т этилена в год наряду с этиленом получается 130 - 140 тыс. т пропилена, 110 - 120 тыс. т бензола, 40 - 45 тыс. т бутадиена, 45 - 50 тыс. т бутиленов, 8 - 10 тыс. т циклопентадиена, 45 тыс. т сырья для производства технического углерода. Ниже приводится примерный состав жидких продуктов пиролиза бензиновой фракции, % ( мае.
Содержание непревращенного сырья в [ IMAGE ] - Содержание этилена в продук-продуктах пиролиза при времени контакта 0 5с Тах пиролиза при времени контакта 0 5с. Установлено, что при пиролизе прямогонного бензина, происходит снижение концентрации этилена и рост концентрации пропилена и бутенов - при уменьшении степени газообразования.
В этих печах при пиролизе прямогонного бензина с НК - 30 С, КК - 180 С поддерживаются следующие условия: температура реакции 860 С; время контакта 0 4 - 0 5 с; добавка водяного пара 60 % по массе сырья.
Нами были проведены исследования по пиролизу прямогонного бензина с заполнением катализатором 10 % реакционного объема. Было установлено, что пиролиз с заполнением 10 % реакционного объема катализатором при температуре 850 С дает увеличение выхода олефинов Сг - Со, на 11 4 % масс, по сравнению с пиролизом без катализатора.
Сравнительный анализ полученных результатов при пиролизе прямогонного бензина показал, что наиболее активным и селективным по олефинам Сг - С4 является катализатор I. Суммарное содержание олефинов С2 - С4 в газе составляет 69 51 %масс., что также выше соответствующего показателя других катализаторов.
Зависимость константы скорости реакции н-пентана от температуры реакции. В табл. 11 сравниваются выходы продуктов пиролиза прямогонного бензина, достигнутые при различной жесткости технологического режима.
Пиролиз вакуумного газойля, подвергнутого обессериванию ( циф-оы - тыс. т в гол..| Пиролиз вакуумного газойля, подвергнутого гидроочистке в режиме средней жесткости ( цифры - тыс. т в год. В табл. 1.30 приводятся материальные балансы пиролиза прямогонного бензина и вакуумного газойля различной степени обессеривания.

Обычно с целью получения максимального выхода этилена пиролиз прямогонного бензина ( фракция 30 - 180 С), а также рафинатов и газового бензина проводят при 750 - 780 С; длительность пребывания в зоне реакции 1 сек, добавка водяного пара 50 % отвеса сырья.
В четвертой главе представлены результаты исследований по пиролизу прямогонного бензина на проточной установке.
Рассмотрены три варианта переработки самотлорской нефти с пиролизом прямогонного бензина, гидроочищенных керосино-газойле-вой фракции и вакуумного газойля в составе нефтехимического комплекса.
Аналогичные результаты в оптимальных условиях получены при пиролизе прямогонного бензина Ромашкинской нефти. Оптимальным этиленовым режимом пиролиза прямогонного бензина Ромашкинской нефти с подачей 50 % пара является: температура - 775 С и время контакта - 1 0 сек. Выход газа при этом составляет 77 5 %, концентрация этилена в пирогазе - 35 3 % объемн.
Нафталин, который можно получить из жидких продуктов пиролиза прямогонных бензинов несмотря на высокое содержание основного компонента, требует дополнительной химической очистки от примесей ненасыщеиного характера.
На рис. 2 показано изменение выхода этилена при пиролизе прямогонного бензина в зависимости от жесткости процесса пои различных температурах.
Выход ( в вес. % на сырье продуктов пиролиза различной жесткости. В табл. 111.14 приводятся данные о выходе основных продуктов при пиролизе прямогонных бензинов и при дополнительном пиролизе пропилена в сочетании с процессом триолефин.
Выход углеводородов С4 при разных режимах пиролиза прямогонного бензина. В табл. III.13 приводятся данные по выходу углеводородов С4 при разных режимах пиролиза прямогонного бензина.
Зависимость выхода некоторых углеводородов от фактора жесткости при пиролизе прямогонного бензина. В качестве примера на рисунке 3 представлены зависимости выходов углеводородов от фактора жесткости при пиролизе прямогонного бензина на проточной установке. На рисунках точки соответствуют экспериментальным данным, а сплошные ли-1150 нии - рассчитанным по кинетической модели.
Необходимо, однако, отметить, что пиролиз газойлей в технологическом отношении сложнее, чем пиролиз прямогонных бензинов.
Разновидностью этого метода является комбинированный процесс получения винилхлорида из смеси ацетилена и этилена, полученной пиролизом прямогонного бензина. Исходным сырьем является фракция 30 - 180 С бензина, который подвергается термоокислительному пиролизу при 1000 С в аппарате специальной конструкции.

По схеме производства изопрена диоксановым методом ( рис. 79) в качестве сырья применяются Gj-фракции дегидрирования изо-бутана или пиролиза прямогонных бензинов, а также технический формалин. Последний до подачи на синтез поступает на ректификационную колонну /, где в качестве погона отбирают 90 % метанол, возвращаемый в производство изопрена. Погон колонны 2, содержащий 10 - 15 % формальдегида, подается на колонну 3, работающую под давлением 0 5 МПа. Из куба колонны 3 выводится вода с содержанием формальдегида не более 0 05 - 0 1 %, представляющая собой водный сток.
О высокой эффективности комбинированного процесса пиролиза свидетельствует и то, что по уровню затрат этот процесс не уступает показателям пиролиза прямогонных бензинов в трубчатых печах. Так, себестоимость 1 г этилена, получаемого на типовой установке пиролиза бензина в трубчатых печах, составляет 75 - 80 руб., что даже несколько выше расчетной себестоимости комбинированного процесса.
На рис. 3 и 4 для примера даны некоторые результаты моделирования трубчатой печя с реакционный змеевиком 0 125x9 мм при пиролизе прямогонного бензина с жесткостью 5 3 и различном отношении пар: сырье.
На рис. 1 ( вариант I) приведена схема производства олефинов, дистиллятного топлива и электродного кокса из самотлорской нефти с пиролизом прямогонного бензина.
Полученный газ селективного гидрокрекинга н-парафинов содержим в основном пропан, и-бутан и является ценным сырьем пиролиза, при переработке которого увеличивается выход олефинов в 1.5 раза по сравнению с пиролизом прямогонного бензина, то есть повышается селективность процесса.
Технологическая схема узла гидрирования ацетилена в этан-этиленовой фракции. При производстве низших олефинов термическим пиролизом углеводородного сырья в значительных количествах образуются жидкие продукты с температурой выкипания 28 - 450 С и выше. При пиролизе прямогонного бензина ( основного сырья этиленовых комплексов в СССР и за рубежом) на 1 т этилена получают 1 0 - 1 1 т жидких продуктов.
Экспериментальная зависимость суммарной выработки товарной продукции в денежном выражении на 1 т перерабатываемого прямогонного бензина ( фракция 85 - 180 С от температуры на выходе из печи при т 1 0 с, FulF 0 5 кг / кг. Экспериментальные статические характеристики канала Тв - выход продуктов, полученные на физических моделях и промышленных печах, имеют вид, аналогичный полученным при математическом моделировании, но характеризуют процесс в более узком интервале изменения температуры. Примером подобных характеристик пиролиза прямогонного бензина, снятых на промышленной печи, может служить график, представленный на рис. IV-4. В зависимости от состава сырья, конструкции печи и значений других параметров характеристики смещаются, деформируются, но их вид остается без изменения.
Аналогичные результаты в оптимальных условиях получены при пиролизе прямогонного бензина Ромашкинской нефти. Оптимальным этиленовым режимом пиролиза прямогонного бензина Ромашкинской нефти с подачей 50 % пара является: температура - 775 С и время контакта - 1 0 сек. Выход газа при этом составляет 77 5 %, концентрация этилена в пирогазе - 35 3 % объемн.
В зависимости от условий ведения процесса соотношение пропилен-этилен может в значительной степени меняться. Так, при пиролизе прямогонного бензина, имеющего температуру кипения 105 - 180 по пропиленовому режиму, выход пропилена повышается более чем на 40 - 50 % по сравнению с этиленовым режимом.
Пиролизом фракции бензина 30 - 100 С с добавкой 25 - 30 % водяного пара и последующим низкотемпературным разделением образующихся газов получают углеводороды, из которых вырабатывают следующие химические продукты: из этилена, выработка которого составляет около 130 тыс. т в год, производят этилбензол, стирол, полиэтилен ( мощность производства 14 тыс. т в год), этиловый спирт ( мощность производства 60 тыс. т в год) и дихлорэтан; из пропилена, выработка которого составляет 110 тыс. т в год, получают изопропиловый спирт, ацетон, тетрамер пропилена и на его основе додецилбензол; из фракции С4 выделяют бутадиен, а на соседнем заводе из н-бутиленов вырабатывают вторичный бутиловый спирт и затем метил этил кетон. Получаемый в качестве отхода при пиролизе прямогонного бензина вы-сокоароматизированный бензин после гидростабилизации используется как высокооктановая добавка к автобензину. Кроме того, на заводе организовано производство метанола.
Экономический эффект пиролиза мазута формируется с учетом компенсационных процессов в нефтепереработке, связанных дизелизацией автопарка. Сравнению подлежат два варианта: первый - включает затраты на пиролиз прямогонного бензина ( ЭП-300) плюс затраты на установку КТ-1, компенсирующую лотери моторного топлива; второй - включает сумму затрат на установку гидрокрекинга вакуумного газойля с производством водорода и на высокотемпературный пиролиз мазута. Понятно, что и во втором варианте учитываются компенсационные затраты на потерю ресурсов моторных топлив, в данном случае дизельного топлива.
Влияние степени разбавления пропана водяным паром на выход этилена и кокса ( температура 800 С. время контакта.
Количество образующегося кокса при пиролизе рафи-патов больше, чем при пиролизе прямогонного бензина ( в тех же условиях), поэтому добавку водяного пара увеличивают до 70 - 100 % от веса сырья.
Сравнение значений кинетических параметров этилена на различных катализаторах показало, что, как и при пиролизе н-гептана, для пустого реактора, кварца и горелой породы параметры о, % 1 и % 2 близки, что указывает на одинаковый механизм протекания реакций пиролиза. Оценка полученных результатов также показала: значения о для этилена, как при пиролизе н-гептана, так и при пиролизе прямогонного бензина, являются близкими, что указывает на слабовыраженную зависимость данного параметра от состава сырья.
Состав бензина пиролиза зависит от исходного сырья и условий проведения реакции. При переработке углеводородных газов получаемый бензин пиролиза характеризуется высокой концентрацией ароматических углеводородов [ 721; в бензине пиролиза, получаемом при пиролизе прямогонного бензина, содержится значительное-количество неароматических углеводородов.
Состав бензина пиролиза зависит от исходного сырья и условий проведения реакции. При переработке углеводородных газов получаемый бензин пиролиза характеризуется высокой концентрацией ароматических углеводородов [ 721; в бензине пиролиза, получаемом при пиролизе прямогонного бензина, содержится значительное количество неароматических углеводородов.
Результаты, представленные в таблице, показывают, что качественный состав газообразных продуктов пиролиза всех рассмотренных нефтяных фракций одинаков. Наибольшее содержание олефинов С2 - С4 в газах пиролиза, газообразование, а, следовательно, и выход олефинов достигнут при пиролизе прямогонного бензина. Составы газов пиролиза керосина и дизельного топлива отличаются ненамного, что связано с тем, что данные фракции достаточно близки по пределам выкипания и групповому углеводородному составу. Для пиролиза вакуумного газойля характерно следующее: содержание этилена и пропилена в газе ниже, а содержание бутенов - выше, чем при пиролизе других фракций.
Примерно до 1960 г. большая часть потребности в бензоле удовлетворялась за счет извлечения его из бензинов каталитического риформинга и крекинга, а также небольших количеств бензола, извлекаемых из побочных продуктов получения этилена пиролизом прямогонного бензина.
Обработка углеводородными растворителями направлена на изменение свойств или состояния насыщающих пласт флюидов и отложений и основана на способности растворителей удалять отложения типа парафинов, асфальтосмолистых, парафиносмо-листых и асфальтосмолопарафинистых; на породу растворители практически не воздействуют. В качестве растворителей можно использовать дизельное топливо, керосин, газоконденсат, сжиженный газ, а также продукты и отходы химических и нефтехимических производств: бутилбензольную фракцию - побочный продукт производства изопропилбензола, альфаметилстироль-ную фракцию - побочный продукт производства фенола и ацетона, этилбензольную фракцию - отход производства алкили-рования бензола, побочный продукт производства мономеров для синтетического каучука и пиролиза прямогонного бензина, кубовые остатки ректификации высших спиртов, дистиллат - смесь предельных углеводородов С7 - Сю, жидкие продукты пиролиза, реагент ХТ-54 - смесь поверхностно-активного вещества с ароматическим растворителем.
Важнейшим фактором при выборе сырья пиролиза является доступность, что в разных странах определяется сложившимися способами переработки нефти и газа. В США до 70 % общего объема этилена вырабатывают из газообразных углеводородов, преимущественно из этана, природного и попутного газов. В СНГ, странах Западной Европы и Японии, напротив, основную часть этилена получают пиролизом прямогонных бензинов и газойлей. При пиролизе бензинов наряду с алкенами Cz - С4 и бутадиеном образуется метановодородная фракция, значительное количество жидких продуктов, содержащих алкены, циклоалкены, алкадиены, арены и другие компоненты.
Важнейшим фактором при выборе сырья пиролиза является доступность, что в разных странах определяется сложившимися способами переработки нефти и газа. В США до 70 % общего объема этилена вырабатывают из газообразных углеводородов, преимущественно из этана, природного и попутного газов. В СССР, странах Западной Европы и Японии, напротив, основную часть этилена получают пиролизом прямогонных бензинов и газойлей. При пиролизе бензинов, наряду с алкенами С2 - С4 и бутадиеном, образуется метановодородная фракция, значительное количество жидких продуктов, содержащих алкены, циклоалкены, алкадиены, арены и другие компоненты.
Например, в США и странах Западной Европы в структуре пиролизного сырья присутствуют газойли. Иначе говоря, по экономическим показателям пиролиз сырого газойля в трубчатых печах не может конкурировать с пиролизом прямогонного бензина. Необходимо предварительно повысить качество газойлей по содержанию серы и углеводородному составу, приблизив их к соответствующим характеристикам прямогонного бензина. Достигается это с помощью процессов каталитического гидро-обессеривания и деароматизации атмосферного и вакуумного газойлей, которые позволяют снизить концентрацию серосодержащих соединений с 1 5 до 0 1 - 0 2 %, а ароматические углеводороды частично превратить в нафтеновые, дающие высокие выходы целевых продуктов при пиролизе.
При проведении процесса пиролиза о трубчатых печах сырье обычно разбавляют водяным паром для снижения в зоне реакции парциального давления паров сырья и целевых продуктов. Снижение парциального давления способствует увеличению выхода целевых продуктов и уменьшению количества образующихся тяжелых смол и кокса. Бензиновые фракции, подвергающиеся пиролизу, разбавляют значительным количеством водяного пара ( 50 % от веса сырья и более); при этом максимальный выход этилена сдвигается в область более высоких температур. Иногда при пиролизе прямогонного бензина в промышленных печах количество добавляемого водяного пара в обычных температурных условиях снижают до 40 и даже до 25 % от веса сырья. Это позволяет увеличить часовую производительность печи по перерабатываемому сырью и уменьшить расход водяного пара.
Использованию их в качестве сырья для получения этилена препятствовало большое содержание в них изопарафинов, что вызывало при пиролизе этих фракций ( основном методе получения олефи-нов) усиленное коксообразование. В связи с этим выход целевых из рафинатов был ниже, чем из прямогонных бензинов, впоследствии было установлено, что разница в выходах продуктов ( олефинов) при пиролизе рафинатов и прямо-гонного бензина может быть уменьшена за счет подбора соответствующих оптимальных условий проведения процесса. Коксообразование при пиролизе рафинатов может быть значительно уменьшено при добавлении к сырью большего количества водяного пара, чем при пиролизе прямогонного бензина; кроме того, необходимо следить, чтобы содержание ароматических углеводородов в сырье было постоянным.
Из анализа данных таблицы 5 видно, что каталитическим превращениям во всем диапазоне температур в первую очередь подвергаются предельные углеводороды, о чем свидетельствует их отсутствие в составе полученных пироконден-сатов. Вследствие реакций расщепления, изомеризации, дегидрирования и циклизации, присущих крекингу и пиролизу, из них получаются предельные углеводороды Ci-Cs, непредельные углеводороды - преимущественно Сг-С, нафтеновые и ароматические углеводороды. Нафтеновые углеводороды, по числу атомов углерода равные молекулам соответствующих алканов, более стабильны. Ароматические углеводороды распадаются только по месту боковых цепей в любом месте их углеродного скелета. Таким образом, вследствие применения цеолитсодержа-щего катализатора, обладающего высокой ароматизирующей способностью, в пи-роконденсате, полученном при пиролизе прямогонного бензина, преобладают нафтеновые и ароматические углеводороды, а содержание непредельных углеводородов невелико. В пироконденсате, полученном из вакуумного газойля, содержатся в основном ароматические углеводороды и небольшое количество непредельных углеводородов.
Использованию их в качестве сырья для получения этилена препятствовало большое содержание в них изопарафинов, что вызывало при пиролизе этих фракций ( основном методе получения олефинов) усиленное коксообразование. Однако впоследствии было установлено, что разница в выходах целевых продуктов ( олефинов) при пиролизе рафинатов и прямо-гонного бензина может быть уменьшена за счет подбора соответствующих оптимальных условий проведения процесса. Коксообразование при пиролизе рафинатов может быть значительно уменьшено при добавлении к сырью большего количества водяного пара, чем при пиролизе прямогонного бензина; кроме того, необходимо следить, чтобы содержание ароматических углеводородов в сырье было постоянным.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11