Моделирование и оптимизация процесса получения бензола методом пиролиза сланцевого и нефтяного сырья

• Автор: Чекрыжов, Сергей Григорьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР .

1.1. Характеристика объекта управления

1.2. Обзор методов математического моделирования процессов пиролиза

ГЛАВА П. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ

БЕНЗОЛА .

2.1. Постановка задачи управления параметрами качества бензола ..

2.2. Математическая модель пиролиза насыщенных углеводородов в трубчатом неизотермическом реакторе
ГЛАВА Ш. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Постановка задачи идентификации параметров модели пиролиза

3.2. Идентификация параметров математической модели пиролиза .
3.3. Математическая модель пиролиза насыщенных углеводородов в терминах относительных скоростей разложения .
3.4. Исследование влияния параметров технологического режима пиролиза на степень превращения насыщенных углеводородов
ГЛАВА 1У. АЛГОРИТМ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ БЕНЗОЛА
4.1. Разработка алгоритма управления процессом пиро
лиза .
4.2. Рекомендации по выбору технических средств для реализации системы управления .
4.3. Результаты промышленных испытаний режимов пиролиза . Ю
4.4. Экономическая эффективность оптимизации и управления качеством сланцевого бензола 2.
ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время существенно изменилась структура сырья для получения ароматических углеводородов за счет вовлечения в переработку низкокипящей фракции (до 0°С) нефтяной пиролизной смолы, являющейся побочным продуктом производства низших олефинов. Так, при пиролизе углеводородных газов при получении олефинов, выход жидких продуктов составляет 5- %, а при пиролизе бензиновых и керосино-газойлевых фракций их выход возрастает до - % вес. Пироконденсат, образующийся при жестком пиролизе (температура - 0°С), представляет собой смесь ароматических (,8 %) и непредельных углеводородов (,2 %), при мягком (температура 0°С) содержит ,5 % - ароматических, ,5 % - непредельных и около % нафтеновых и парафиновых углеводородов [в] . При изучении основных ароматических фракций пироконденсата установлено, что ароматические углеводороды, в основном, сосредоточены во фракции - 0 °С, выход которой на исходный пироконденсат составляет - %. Жидкие продукты пиролиза олефиновых производств в настоящее время являются крупными промышленными источниками для получения весьма ценных для химической промышленности ароматических углеводородов. По данным [э] тенденция увеличения выпуска бензола из легкой смолы пиролиза особенно ярко проявляется в США. В году доля пиролизного бензола была на уровне %, а в - по прогнозу на - на - %. Следует отметить, что на сланцеперерабатывающих предприятиях осуществляется комплексная переработка пиролизной смолы с получением ароматических углеводородов, сольвента, светлых и темных нефтеполимерных смол. Принятая технологическая схема переработки пиролизной смолы существенно углубляет степень использования ценных компонентов и увеличивает ассортимент получаемых продуктов по сравнению с практикой использования продуктов пиролиза на других отечественных производствах, что служит устойчивой сырьевой базой для получения ароматических углеводородов. В комплексной технологической схеме переработки пиролизных смол центральное место занимает процесс получения ароматических углеводородов. Производство бензола и толуола имеет разветвленную структуру и включает: пиролиз углеводородного сырья, первичную ректификацию пиролизата на продуктовые фракции, реаген-тную (сернокислотную) очистку бензола и толуола, и вторичную ректификацию очищенных фракций. Наряду с целевыми выделяются побочные продукты - тяжелый остаток (гидравличная смола), газ пиролиза, сольвент (ксилольно-хвостовая фракция), кислый гудрон. В отделении пиролиза (Рис. Рис. С) и сланцевый газовый бензин из емкости сырья (I) через конвекционную зону трубчатой печи (2) подается в эвапоратор (3), где отделяется неиспарившаяся часть сырья. Паровая фаза с верха эвапоратора поступает в радиантную зону трубчатой печи (2), где при температуре б-7Ю°С происходит пиролиз. Далее продукты пиролиза из пирозыеевика направляются в реакционную камеру (5), которая предназначена для увеличения времени контакта, компенсации колебаний давления и улавливания частиц кокса. Из реакционной камеры пары поступают в гидравлик (б), который состоит из сажепромывной, сажеуловительной колонн и горизонтальной части. Здесь происходит отмывка паров от частиц кокса, охлаждение и выделение тяжелого конденсата - гидравличной смолы, которая вместе с остатком эвапоратора собирается в емкости (4). Б сепараторе (7) происходит отделение газа от пиролизата (легкого масла), часть которого поступает на орошение сажеуловительной колонны, а основная часть в емкость (8) и далее на ректификацию. В абсорбере (9) легким маслом улавливается часть бензола, уносимого пирогазом, которая потом подается на орошение сажепромывной колонны, а очищенный пирогаз отправляется на установку компремирования. II, ), установленных последовательно, в которых выделяется до-бензольная фракция, возвращаемая на пиролиз, фракции сырого бензола и толуола. Кубовый продукт толуольной колонны () - кси-лольно-хвостовая фракция подается на установку подготовки пиролизной смолы. Фракции сырого бензола и толуола направляются на сер-нонокислотную очистку в реакторах-смесителях (, ) от непре -дельных и сернистых соединений.