3. Сущность процесса пиролиза нефтяного и газового сырья. Факторы процесса.

Пиролиз- высокотемпературный (750-800⁰С) термолиз газообразного, легкого или среднедистиллятного углеводородного сырья, проводимый при низком давлении и исключительно малой продолжительности.

Основным целевым назначением пиролиза является производство олефинсодержащих газов (этилен,пропилен)

В качестве побочного продукта получают высокоароматизированную жидкость широкого фракционного состава с большим содержанием непредельных углеводородов.

Сырье-легкие бензиновые фракции, газо-конденсаты, рафинаты, керосиновые и газойлевые фракции

Химизм: основные термические превращения углеводородов при пиролизе протекают по радикально-цепному механизму:

реакция инициирования

Н+СН2= СН - СН₃ t____ *СН2-СН2-СН3-----С2Н4+СН*

2 стадия

СН3*+RН----------СН4+R*

3стадия

С3Н6+ R*---------- СН₂ = С=СН₂+Н

Что происходит с С2Н5*

----------------С2Н4+Н

С2Н5*__+НR__________С2Н6+R*

Изопропильный радикал

__________С3Н6+Н

СН3-СН*-СН3___+НR________С3Н8+R*

Осн.факторы процесса:

1) Температура и время реакции. С повышением температуры уменьшается время достижения максимальных выходов этилена и пропилена. Максимальный выход при пиролизе бензина достигается при 800-820 ⁰С за 1 сек. И 880-900 ⁰С за 0,1 сек. При дальнейшем увеличении температуры сокращается оптимальное время выхода пиролиза, повышается выход этилена, снижается выход пропилена и жидких продуктов пиролиза. Процесс является эндотермичным

2) Давление. Увеличение давления процесса ведет к увел-ю выхода жидких продуктов, газообразных алканов и снижает выход этилена и пропилена. Обычно 0,7-2 атм, 0,35-1,05 атм.

3)Скорость потока. Необходимость малого времени реакции требует высоких скоростей потока, что приводит к перепаду давления между входом и выходом реактора. В связи с этим снижают парциальное давление углеводородов разбавлением сырья водяным паром, что приводит к значительному увеличению выхода этилена.

Реактор пиролиза-змеевик трубч.печи.

4. Принципиальная технологическая схема установки пиролиза бензина. Качество получаемых продуктов и их применение

Сырьем установки служит фракции выкипающие при 62-180⁰С (прямогонного бензина) , 62-140⁰С(бензина- рафината каталитического риформинга) Возможно использование этана и пропана, полученных на ГФУ.

Бензин после нагрева в теплообменнике подается в 9 параллельноработающих трубчатых печей., а этано- прорановая смесь подается в 10 печь.

На выходе из камеры конвекции в сырье вводится вод. Пар в кол-ве 50% массы на бензин и 30% массы по газу.

Температура на выходе из змеевиков печи 810-840⁰С, продолжительность реакции 0,3-0,6сек.

Продукты пиролиза поступают в трубы закалочных аппаратов ЗИА, где охлаждаются до 400⁰С. Пиропродукты затем направляются вниз промывочной колонны К-1, где в контакте с охлажденным квенчингом(фракцией 150-250⁰С) охлаждается до 180⁰С и отмываются от твердых частичек углерода. Тяжелый конденсат с низа К-1 подается на ректификационную колонну К-2.

Газы и пары поднимающиеся из нижней части К-1 проходят полуглухую тарелку и подвергаются ректификации на верхних тарелках колонны.

Конденсат с аккумулятора К-1 подается в К-2. Выходящие с верха К-1 пирогазы с парами легких фракций, пироконденсата охлаждаются в водяном холодильнике до 30⁰С и поступает в сепаратор С-1. Легкий конденсат поддается на орошение в К-2. С верха С-1 выходят пирогазы, которые идут на моноэтаноламиновую очистку и далее на ГФУ.

Из К-2 выводится с установки пиробензин(фр- 150⁰с), легкая смола(150-250⁰С), тяжелая смола, Часть легкой смолы циркулирует в качестве квенчинга через колонну К-1.

Мат. Баланс установки в %:

Водород- метановая фр-17,7%

Этилен- 25,5%

Пропилен-16,2%

Пропан-1%

Бутан, бутилены- 12,2%

Фр.150⁰С- 19,9%

150-250⁰С-1,5%

Остаток более 250⁰С- 3,3%

Потери- 2,7%