Закономерности термоконтактного пиролиза углеводородного сырья

• Автор: Шеин, Вадим Петрович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 163 с. : ил

1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ПРОИЗВОДСТВА НИЗ 8 ШИХОЛЕФИНОВ

1.1 Высокотемпературный пиролиз с использованием газообразного теплоно 9 сителя

1.2 Пиролиз в присутствии инициирующих добавок

1.3 Пиролиз углеводородного сырья в расплавленных средах

1.4 Термоконтактные процессы пиролиза

1.5 Пиролиз в присутствии гетерогенных катализаторов

1.6 Схемы механизмов термического и каталитического разложения углсво дородов

1.7 Типы лабораторных реакторов для исследования пиролиза

Выводы

2 МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫ РЬЯ

2.1 Методика пиролиза углеводородного сырья в импульсном режиме

2.1.1 Импульсная лабораторная установка
2.1.2 Методика расчета выхода продуктов пиролиза при использовании им
пульсного режима
2.2 Методика пиролиза углеводородного сырья в проточном режиме
2.2.1 Проточная лабораторная установка
2.2.2 Методика расчета выхода продуктов пиролиза при использовании про
точного режима
2.3 Методика расчета равновесных концентраций продуктов пиролиза
2.5 Используемые катализаторы и реагенты
Выводы
3 КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ПИЮЛИЗА
3.1 Термодинамический анализ равновесного состава продуктов пиролиза
3.2 Исследование пиролиза нгептана в проточном реакторе
3.2.1 Пиролиз на кварце
3.2.2 Пиролиз на горелой породе
3.2.3 Пиролиз на горелой породе при частичном заполнении реактора
3.2.4 Пиролиз на катализаторах кислотною типа
3.3 Кинетическая модель и кинетические закономерности процесса пиролиза
3.4 Анализ данных, полученных с использованием кинетической модели
3.5 Пиролиз на кварце в импульсном режиме
Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПИРОЛИЗА ПРЯМОГОННОГО БЕНЗИНА
4.1 Сравнение каталитического, термоконтакгного и гомогенного пиролиза 8 прямогонного бензина
4.2 Анализ данных, полученных с использованием кинетической модели
Выводы
5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА ПРЯМОГОННОГО БЕН 1 ЗИНА
5.1 Математическая модель реакционного змеевика печи пиролиза
5.2 Алгоритм расчета реакционного гмеевика печи пиролиза
5.3 Моделирование реакционного змеевика печи пиролиза
5.4 Технологическое оформление установки термоконтакгного пиролиза на 3 базе комплекса ЭП
5.4.1 Технология гетерогенного пиролиза в трубчатых печах
5.4.2 Расчет затрат на выпуск 1 тонны продукции
5.4.3 Расчет прибыли
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Фирма переориентировала процесс на максимальное получение одефинов, и в связи с этим специалисты фирмы пришли к заключению о нецелесообразности использования в качестве сырья мазута и нефти в связи с их высокой коксуемостью и низким выходом этилена. В качестве теплоносителя в процессе используются продукты сгорания метаиоводородной фракции в смеси с водяным паром температура теплоносителя составляет С. При смешении сырья с теплоносителем температура потока понижает ся и составляет на входе в реактор С на выходе из реактора температура равна 0 С. Время контакта 0,,0 с. Фирмой разработан процесс РСС, который также можно отнести к высокотемпературному пиролизу в токе газообразного теплоностггеля . В качестве теплоносителя используются продукты сгорания части сырья или жидких продуктов пиролиза. Температура процесса регулируется подачей водяного пара. В результате сгорания образуется СО, который затем подвергается конверсии с водяным паром, в результате чего образуется СОг и водород. Таким образом, реактор процесса РСС имеет зри зоны зона сгорания углеводородного сырья зона конверсии СО с водяным паром зона пиролиза. Температура в первой зоне С, во второй зоне С, и в третьей зоне 0 С. Время ктггакта 0,1 с, давление 0,,8 МПа . В отличии от процесса фирмы i i процесс РСС ориентирован на пиролиз нефти и вакуумного газойля. Па пилотной установке выход этилена составил масс. На основании данных, полученных на пилотной установке фирмой была спроектирована установка мощностью но этилену ,6 тыс. В х годах па ПО Салавгнефтеоргситггез была пу щена в эксплуатацию пилотная установка высокотемперату рного пиролиза, где в качестве газообразною теплоносителя использовался водород в смеси с водяным паром. Таким образом, реактор имел две зоны зона сжигания водорода и зона пиролиза. Температура в первой зоне С температура во второй зоне температура пиролиза 0 С. Время реакции 0,,0 с. Установка проектировалась с целью использования в качестве сырья тяжелых нефтяных фракций вакуумного газойля и мазута. При пиролизе мазута выход этилена составил пропилена бутадиена пироконденсата тяжелой смолы пиролиза 2. Анализ накопленных данных показал перспективность высокотемпературного пиролиза, особенно при переработке тяжелых видов сырья. Зарубежными и отечественными специалистами разработана схема гидропиролиза, которая проводится в токе смеси водорода и оксида углерода или водорода и водяного пара при давлении порядка 4 I 1а, температуре около С при ультракоротком времени контакта 0,, с 2. Основным недостатком данного вила пиролиза является высокая сложность изготовления реакторов, в которых используются дорогостоящие материалы, способные выдержать высокие темпера1уры. Применение инициирующих добавок связано со стремлением повысить техникоэкономические показатели процесса ГП в печах минимальными затратами, так как применение добавок не требует серьезных изменений технологической схемы процесса. Значительные исследования в области пиролиза в присутствии инициирующих добавок проводились в МИХиГП в настоящее время ГАНГ. Никоновым В. И., Мельниковой С. А., Адельсон С. В. проведены исследования пиролиза в присутствии галогеноводородов. Ю и 0 С. Отмечено, что в присутствии галогеноводородов процесс ускоряется и идет более глубоко мо сравнению с процессом бел применения добавок. При этом значительно возрастают выходы этилена, количество ненасыщенных углеводородов и количество газообразных углеводородов. В присутствии всех испытанных добавок при температуре пиролиза 0 С выход бутадиена в процессе увеличивается, дальнейшее повышение температуры в присутствии Ш приводит к увеличению выхода бутадиена, а добавки НС1 и НВг снижают выход. Выходы пропилена и бутиленов при пиролизе бензина с добавками ниже, а выхода ацетилена, суммы мст илацетилена и аллена, водорода и метана выше по сравнению с результатами пиролиза этого же сырья без добавок. Также положительным моментом процесса пиролиза в присутствии галогеноводородов является значительное уменьшение в раза выхода кокса. Таблица Выходы продуктов пнроличя в присутствии талогеноводородов Температура 0 время контакта 0,4 с соотношение беншн, масс. Выход, масс. С4Нб 4,1 3.