Получение этилена из нефти и газа - Клименко А.П.
Скачать (прямая ссылка):
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. 11). Это усложняет и удорожает процесс газоразделения .
Сравнивая циклический регенеративный реактор с другими, можно сделать следующие выводы.
1. На реакторах такого типа можно работать при высоких температурах, не достижимых для трубчатых реакторов.
Таблица И
Условия и результаты работы циклического регенеративного реактора
Сырье
Пропан
Пропан
Этан
Этан
Этилен
Этилен и
Ацетилен
Этилен
ацетилен
и этилен
1010
1240
1343
954
1,05
1,05
0,63
1,05
0,0
4,4
6,2
0,0
Состав пирогаза, % объемн.:
CO2
0,3
1,4
2,0
0,5
СО
0,3
3,6
6,8
0,3
H2
25,8
40,0
44,8
42,5
Азот
1,8
2,3
11,5
1,4
CH4
30,6
26,0
15,6
10,8
C2He
1,9
—
—
8,9
C2H4
25,6
16,8
5,2
30,0
C2H2
1,7
8,9
11,7
2,6
C3H8
5,8
—
—
—
C3He
4,2
—
—
—
C3
—
—
0,9
3,0
C4
1,1
1,0
1,5
—
C5 +
0,9
—
—
87,8
99—100
98-100
83,9
Выход от сырья, % вес:
C2H4
34,3
32,6
13,4
50,7
C2H2
2,1
16,1
28,3
4,1
C3He
8,4
—
—
—
50
-о— о о о
5^Jrr
илен
о/
-п-\
Рцет
иле»
0 10 ZO 30 UQ 50 60 70 80 30 Превращение, о/в
Рис. 48. Выходы этилена и ацетилена при пиролизе
этана в регенеративном реакторе. Условия: давление — атмосферное; температура 899—982° С; подача сырья 0,28—1,13 мя/мин.; без подачи водяного пара.
2. Выход целевых продуктов на пропущенное сырье не ниже, чем при других методах высокотемпературного пиролиза.
3. Концентрация целевых продуктов в пирогазе ниже, чем в реакторах непрерывного действия, вследствие разбавления пирогаза продуктами сгорания.
4. Тепловая эффективность реактора высокая благодаря развитой системе регенерации тепла.
5. Для регенеративного реактора необходимо применять огнеупоры высокой термической и механической прочности, а также сложную систему автоматики.
6. Для непрерывной работы блока пиролиз — газоразделение необходимо, чтобы в системе пиролиза одновременно работало не меньше двух реакторов.
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.
Топливный газ
Непрерывный пиролиз в движущемся слое твердого теплоносителя
Перечисленные недостатки периодически действующего регенеративного реактора обусловили разработку аппарата, в котором
непрерывно, противотоком к потоку газа, движется теплоноситель, используемый для подогрева и пиролиза углеводородов. Как показали расчеты и эксперименты в промышленном масштабе, при такой схеме можно увеличить выход целевых продуктов (этилена и ацетилена) путем применения более высоких температур, меньшего времени контакта и более низких средних давлений по сравнению с используемыми в трубчатых печах. Схема промышленной установки с твердым движущимся теплоносителем [68] изображена на рис. 49. Основными элементами установки являются два аппарата: подогреватель 1, в котором теплоноситель, двигаясь сверху вниз, нагревается до 950° С при непосредственном контакте с топочными газами,
Продукты реакции
Топливный, газ
Рис. 49. Схема установки пиролиза с движущимся твердым теплоносителем.
Воздух для газлифта
и реактор 2, в котором при температуре около 900° С происходит пиролиз поднимающегося углеводородного сырья при соприкосновении с опускающимся теплоносителем. Подогреватель соединен с реактором изолированной перепускной трубой. Охлажденный в реакторе теплоноситель подается через дозатор 3 в газлифт 4; воздух в газлифт нагнетается вентилятором 5 и через воздухоподогреватель 6. Дозатор регулирует скорость перемещения теплоносителя в системе. Из газлифта теплоноситель поступает в основной сепаратор 7 для отделения пыли, откуда самотеком направляется в подогреватель. В промышленной установке тепловой мощностью около 7,5 млн. ккал/час с загрузкой теплоносителя 35 т, длительность цикла циркуляции теплоносителя составляет около 2 час. Теплоноситель нагревается в результате прямого контакта в подогревателе продуктами сгорания природного газа, полученными в специальной круговой топке 8. Топка работает под давлением до 0,35 ати, поддерживаемым вентиляторами 9 и 10. Мелочь теплоносителя отделяется в сепараторе 11. Подлежащие нагреву и крекингу пары сырья вводятся в нижнюю часть реактора через круговой распределитель, обеспечивающий равномерное распределение сырья по сечению. Продукты пиролиза на выходе из реактора попадают в аппарат первичной закалки 12, где температура их снижается до 250—400° С. В дальнейшем пирогаз охлаждается до 50—60° С в оросительном скруббере. На перепускной трубе, связывающей подогреватель с реактором, для предупреждения смешения продуктов сгорания с пирогазом создается затвор подачей водяного пара. Аналогичный затвор создается на трубопроводе между реактором и дозатором для того, чтобы не допустить смешения сырья с газлифг-ным воздухом.
