![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. 1
.pdf8 0 2 |
Новый справочник химика и технолога |
||
заполнения первого реактора на 80 % емкости происхо |
ми, на этих установках получаются: фракция С5, со |
||
дит переключение сырья на второй реактор, который к |
держащая изопрен, циклопентадиен, пироконденсат, в |
||
этому моменту полностью разгружен и подготовлен к |
том числе, бензол, толуол и др. ароматические углево |
||
приему сырья. После отключения подачи сырья первый |
дороды, а также тяжелые жидкие продукты. |
||
реактор охлаждают сначала водяным паром до темпе |
Указанные выше продукты получаются в процессе |
||
ратуры 200 °С, а затем водой до окончания ее испаре |
пиролиза углеводородного сырья в трубчатых печах и |
||
ния. Об этом судят по появлению воды в сливной трубе |
после их выделения в системе низкотемпературного |
||
емкости приема паров охлаждения. После охлаждения |
газоразделения. |
||
кокса открываются верхний и нижний люки реактора. |
Мощность этиленовых производств определяется |
||
Над каждым реактором имеется буровая вышка, снаб |
выработкой этилена и характеризуется величиной от 60 |
||
женная гидрорезаком. С его помощью (водой под дав |
до 1 млн т в год. В последние годы строятся установки |
||
лением в 15 МПа) происходит разгрузка кокса. Послед |
мощностью от 600 тыс. т в год, т. к. технико-экономи |
||
ний вместе с водой с низа реактора поступает на дроб |
ческие показатели, достигаемые на установках высокой |
||
ление кусков больше 250 мм, затем отделяется от воды |
мощности, лучше. |
||
и направляется на сортировку. |
Пиролиз — процесс высокотемпературного терми |
||
Разгруженный реактор опрессовывется и прогрева |
ческого разложения углеводородного сырья. Термиче |
||
ется сначала водяным паром, потом — летучими про |
ское разложение углеводородов можно представить как |
||
дуктами из загружаемого реактора до температуры |
ряд последовательно и параллельно протекающих хи |
||
360 °С. |
|
мических реакций, в результате которых образуется |
|
Летучие продукты коксования подвергаются ректи |
большое число продуктов. На первой стадии идут пер |
||
фикации в колонне 3 и отпарных колоннах с получени |
вичные реакции расщепления алканов и циклоалканов, |
||
ем жирного газа, бензина, легкого и тяжелого газойля, |
на второй — образовавшиеся алкены и диены подвер |
||
которые направляются на дальнейшую переработку. |
гаются реакциям дегидрирования, дальнейшего расще |
||
Существуют установки |
производительностью 300, |
пления и конденсации с образованием циклических |
|
600 и 1500 тыс. т в год. Аналогичные установки произ |
ненасыщенных и ароматических углеводородов. При |
||
водятся в США фирмами «АББ Луммус Крест» и «Фос |
этом первичные реакции термического разложения ис |
||
тер Уиллер». |
|
ходных веществ можно рассматривать как реакции пер |
|
Литература |
|
вого порядка. В условиях пиролиза реакции разложения |
|
|
углеводородов осуществляются в газовой фазе через |
||
1. Справочник нефтехимика / Под ред С.К. Огород |
|||
образование свободных радикалов по моно- и бимоле |
|||
никова. Л.: Химия, 1978. Т. 1. 496 с. |
кулярному механизмам. С участием радикалов имеют |
||
2. Справочник нефтепереработчика / Под ред. |
место реакции замещения, присоединения, распада, изо |
||
Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко, М.Г. Рудина. Л.: Хи |
меризации, рекомбинации и диспропорционирования. |
||
мия, 1986. 648 с. |
|
К основным параметрам, влияющим на процесс пи |
|
3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и га |
ролиза, относятся температура, время пребывания сы |
||
за. М.: Химия, 1978. Ч. 1. Общие свойства и первичные |
рья в реакторе и парциальное давление взаимодейст |
||
методы переработки нефти и газа. 358 с. |
вующих углеводородов. Применяемые на практике зна |
||
4. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и |
чения этих параметров устанавливают в соответствии с |
||
газа. М.: Химия, 1980. Ч. 2. Крекинг нефтяного сырья и |
известными зависимостями термодинамики и кинетики |
||
переработка углеводородных газов. 328 с. |
реакций углеводородов при пиролизе. |
||
5. Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и тех |
Скорости первичных реакций линейно изменяются с |
||
нология нефти и газа. Л.: Химия, 1977. 424 с. |
концентрацией исходных веществ, а степень их разло |
||
6. Капустин В.М., Кукес С.Г., Бертолусини Р.Г. |
жения зависит от температуры. От температуры зави |
||
Нефтеперерабатывающая |
промышленность США и |
сит также и доля (от общего количества) образовав |
|
бывшего СССР. М.: Химия, 1995. 304 с. |
шихся на первой стадии различных радикалов, подле |
||
7. Баннов П.Г. Процессы переработки нефти. М.: |
жащих распаду, и, следовательно, — выходы низших |
||
ЦНИИТЭнефтехим, 2000. Ч. 1. 224 с. |
алкенов. |
||
12.6.3. П рои зводст во ни зш их олеф инов. П иролиз |
В условиях пиролиза, когда глубина разложения ис |
||
ходных веществ велика, с большой скоростью проте |
|||
(к.т.н. С.Е. Бабаш, к.т.н. Т.Н. Мухина |
кают и вторичные реакции, например разложение алке |
||
|
к.т.н. Н.И. Зеленцова) |
нов и диенов, образовавшихся на первой стадии. При |
|
Газоразделение |
|
этом наиболее стабильным соединением из первичных |
|
(к.т.н. Зеленцова Н.И.) |
алкенов является этилен. Пропилен и бутены на второй |
||
|
|||
|
стадии реакции в присутствии атомарного водорода |
||
Основные мономеры для нефтехимического синте |
|||
разлагаются; при этом дополнительно получается эти |
|||
за — этилен, пропилен, бутадиен и бутилены — произ |
лен, который, в свою очередь, при повышении темпера |
||
водятся на этиленовых установках. Наряду с указанны |
туры увеличивает скорость реакций присоединения с |
806 |
Новый справочник химика и технолога |
|
|
|
|
|
||||||
Скорость отложения кокса зависит от многих фак |
Использование газообразного сырья — этана, про |
|||||||||||
торов, в частности: от состава сырья, основных пара |
пана, н-бутана и их смесей — позволяет получать мак |
|||||||||||
метров процесса и, в некоторой степени, материала сте |
симальные выходы этилена и пропилена. В промыш |
|||||||||||
нок реактора. С увеличением температуры реакции, |
ленности степень превращения этана колеблется от 53 |
|||||||||||
парциального давления реагирующей смеси и пленоч |
до 63 %. Непревращенный этан возвращается в качест |
|||||||||||
ного эффекта, а также с ростом молекулярной массы |
ве рецикла на пиролиз. Степень превращения пропана |
|||||||||||
углеводородного сырья скорость коксообразования воз |
достигает 85-90 %. Выход этилена при пиролизе про |
|||||||||||
растает. Основные способы уменьшения коксообразо |
пана в два раза ниже (в расчете на полную конверсию |
|||||||||||
вания в реакторах пиролиза следующие: |
|
сырья), чем при пиролизе этана. |
|
|
||||||||
- уменьшение парциального давления сырья за счет |
В последние годы в мировом производстве этилена |
|||||||||||
разбавления водяным паром; |
|
|
наблюдается тенденция перерабатывать в качестве сы |
|||||||||
- механическая обработка внутренней поверхности |
рья широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ) |
|||||||||||
центробежнолитых труб змеевика печи и создание на |
нефтяного и газоконденсатного происхождения. Для |
|||||||||||
поверхности защитных пленок; |
|
|
нефтей Западной Сибири ШФЛУ характеризуется сле |
|||||||||
- применение различных добавок — ингибиторов |
дующим составом, масс. %: |
|
|
|||||||||
коксообразования; |
|
|
|
|
|
С2Н6 |
|
1,5-3,0 |
|
|
||
- применение различных покрытий внутренней по |
|
|
|
|
|
|
||||||
верхности труб пирозмеевика для защиты от каталити |
|
|
|
С3Н8 |
|
35-38 |
|
|
||||
ческого влияния на коксоотложение железа и никеля, |
|
|
|
изо-С4Ню |
13-14 |
|
|
|||||
содержащихся в трубах. |
|
|
|
|
|
н-С4Н10 |
23-25 |
|
|
|||
Сырье этиленовых производств отличается много |
|
|
|
изо-С5Н12 |
6-8 |
|
|
|||||
образием: это этан, пропановая фракция (ПФ), пропан- |
|
|
|
н-С5Н12 |
6-9 |
|
|
|||||
бутановая (ПБФ), пропан-бутан-пентановая (ПБПФ), |
|
|
|
С6 и выше |
7-8 |
|
|
|||||
бутановая, пентановая и гексановая фракции, широкая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
фракция легких углеводородов (ШФЛУ), бензин пря |
Выход основных продуктов разложения индивиду |
|||||||||||
мой гонки (БПГ), бензины рафинаты (БР), узкие фрак |
альных углеводородов и широкой фракции легких уг |
|||||||||||
ции этих бензинов и атмосферный газойль. |
|
леводородов (ШФЛУ) за проход в % показан ниже: |
||||||||||
В США раньше, чем в других странах, сложилась |
Продукт |
Этан |
Пропан |
н-Бутан Изобутан ШФЛУ |
||||||||
развитая газоперерабатывающая |
промышленность, |
|||||||||||
которая обеспечивает потребности нефтехимии лег |
с 2н 4 |
46,5 |
36,0 |
38,6 |
17,5 |
30,5 |
||||||
ким углеводородным сырьем — этаном, сжиженными |
с3н6 |
1,6 |
|
15,0 |
16,5 |
18,0 |
16,4 |
|||||
газами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В странах Западной Европы длительное время в ка |
В качестве сырья широко используют бензиновые |
|||||||||||
честве сырья нефтехимической промышленности пре |
фракции, получаемые при переработке нефтей и газо |
|||||||||||
обладал бензин прямой гонки, в настоящее время |
конденсатов различных месторождений. Типичная ха |
|||||||||||
структура сырья значительно расширяется за счет более |
рактеристика бензина Западно-Сибирских нефтей сле |
|||||||||||
широкого использования фракций С2-С4, а также атмо |
дующая: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
сферных и вакуумных газойлей. |
|
|
Плотность — 700 кг/м3 |
|
|
|
|
|||||
Структура пиролизного сырья в РФ и СНГ в 2000 г. |
|
|
|
|
||||||||
Фракционный состав: |
|
|
|
|
||||||||
приведена в табл. 12.66. |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
% от |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Таблица 12.66 |
н.к. |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 60 |
70 80 |
90 к.к. |
|||
Структура сырья (масс. %) этиленовых |
гона |
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|||
°С |
42 |
81 |
89 |
96 |
109 115 127 139 167 170 |
|||||||
производств РФ и СНГ (2000 г.) |
|
|||||||||||
Углеводородное сырье |
РФ |
СНГ |
Химический состав, масс. %: |
|
|
|||||||
|
«-пара |
изопа |
|
нафте- |
арома |
|
||||||
Этановая фракция |
7,92 |
7,14 |
С* |
|
I |
|||||||
фины |
рафины |
|
ны |
тика |
||||||||
Пропановая фракция |
2,63 |
2,37 |
|
|
|
|||||||
4 |
0,38 |
|
|
— |
|
|
|
0,38 |
||||
Пропан-пропиленовая фракция |
1,35 |
1,22 |
|
|
|
— |
— |
|||||
5 |
3,74 |
|
2,59 |
|
0,48 |
— |
6,81 |
|||||
Пропан-бутановая фракция |
6,81 |
6,14 |
|
|
||||||||
6 |
7,26 |
|
6,87 |
|
6,98 |
0,56 |
21,67 |
|||||
Бутановая фракция |
9,02 |
8,12 |
|
|
||||||||
7 |
7,62 |
|
6,38 |
|
12,46 |
2,10 |
28,56 |
|||||
Широкая фракция легких угле |
17,16 |
17,38 |
|
|
||||||||
8 |
6,37 |
|
5,75 |
|
8,89 |
2,44 |
23,45 |
|||||
водородов (ШФЛУ) |
|
|
||||||||||
|
|
9 |
4,68 |
|
3,47 |
|
4,90 |
0,80 |
13,85 |
|||
Бензин прямогонный |
38,78 |
42,90 |
|
|
||||||||
10 |
1,92 |
|
2,31 |
|
0,45 |
0,04 |
4,76 |
|||||
Газовый бензин |
1,28 |
1,15 |
|
|
||||||||
11 |
0,50 |
|
0,02 |
|
— |
— |
0,52 |
|||||
Бензин рафинат |
1,24 |
1,12 |
|
|
||||||||
I |
32,47 |
27,39 |
|
34,16 |
5,98 |
100,00 |
||||||
Бензин газового конденсата |
13,81 |
12,46 |
|
|||||||||
* Число углеродных атомов. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|