Технологические основы процесса термоконтактного пиролиза легкого углеводородного сырья на железооксидном огарке

• Автор: Хасанов, Рамиль Гарифуллович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Салават
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Направления и тенденции развития процесса пиролиза

1.1 Основные и нетрадиционные виды сырья процесса пиролиза

1.2 Модификации процесса пиролиза

1.3 Механизм и кинетика гомогенного и гетерогенного пиролиза

1.4 Коксобразование в процессе пиролиза углеводородного сырья

1.5 Модификации процессов термоконтактного пиролиза

1.6 Выводы

2 Объекты и методы исследования

2.1 Выбор сырья и контакта

2.2 Выбор типа лабораторных установок для исследования про
цесса пиролиза
2.3 Методика исследования пиролиза в микропроточном интегральном реакторе
2.3.1 Методика эксперимента
2.3.2 Методика расчета состава продуктов пиролиза
2.4 Методика исследования пиролиза в импульсном микрореакто
2.5 Методика исследования пиролиза в реакторе с движущимся контактом
2.6 Выбор условий проведения экспериментальных исследований
2.7 Выводы
3 Термодинамика пиролиза налканов
3.1 Исследование равновесного состава продуктов пиролиза угле
водородов СС
3.2 Прогнозирование выхода олефинов при пиролизе налканов
3.3 Выводы
4 Исследование процесса термоконтактного пиролиза пропана и бутана
4.1 Пиролиз пропана на кварцевом контакте
4.1.1 Закономерности пиролиза пропана при невысоких температурах
4.2 Гомогенный пиролиз пропана
4.3 Пиролиз пропана на различных контактах
4.4 Влияние типа реактора на процесс пиролиза
4.5 Исследование процесса пиролиза на железооксидном огарке
4.6 Исследование гидродинамики слоя огарка
4.7 Исследование процесса регенерации закоксованного огарка
4.8 Выводы
5 Технологическое оформление установки термоконтактного пиролиза
5.1 Основания к разработке технологии процесса термоконтактного пиролиза
5.2 Принципиальная технологическая схема термоконтактного пиролиза широкой фракции легких углеводородов ШФЛУ
5.3 Моделирование работы реакторнорегенераторного блока установки термоконтактного пиролиза углеводородного сырья
5.4 Расчет производственной мощности установки
5.5 Расчет себестоимости производства
5.6 Основные техникоэкономические показатели
5.7 Выводы
Основные выводы
Литература


В результате проведенных лабораторных опытов [] были сделаны выводы, что глубокий гидрокрекинг может позволить увеличить выход этилена с ,6 до ,5 % масс, на сырье, а выход пропилена с ,9 до ,2 % масс. Результаты пиролиза широкой газойлевой фракции мангышлакской нефти парафинистого основания [], показали, что максимальный выход низших оле-финов С2-Сл достигается в более мягких условиях по сравнению с пиролизом бензиновых фракций, что доказывает состоятельность применения газойлей с малым содержание ароматики для сырья пиролиза. Таким образом, пиролиз газойлевых фракций следует рассматривать как процесс, позволяющий получить ценную нефтехимическую продукцию при относительном снижении расхода нефти. За счет сэкономленного объема нефти можно восполнить значительную часть ресурсов бензиновых и газойлевых фракций для моторного парка страны []. В работе [] исследован пиролиз вакуумных остатков тяжелой иранской нефти и нефти острова Тайвань. Показана возможность использования процесса двухступенчатого пиролиза для переработки тяжелых нефтяных остатков с довольно высоким выходом этилена и пропилена. Фирмами “Доу” [] и “Юнион карбайд” [] разрабатывался процесс получения этилена пиролизом сырой нефти. Установки отличаются возможностью использования в качестве сырья пиролиза атмосферного и вакуумного газойлей. Некоторые исследователи предлагают использовать в качестве сырья метанол [6,]. Однако при селективности процесса % он неконкурентоспособен и может найти применение только в особых случаях: при наличии избытка газа или при нехватке жидкого сырья. Остается актуальной проблема получения олефинов на базе углехимического сырья. Возможны следующие варианты: 1) пиролиз предварительно облагороженных жидких продуктов ожижения угля (например: угольное масло []); 2) пиролиз продуктов классического синтеза по Фишеру-Троишу [1]. Также возможно использование в качестве сырья пиролиза продуктов коксования угля [-]. Также в различных работах изучались процессы пиролиза с применением следующего сырья: пека [], битуминозные пески [], горючие сланцы []. Необходимость расширения сырьевой базы, сокращения удельного расхода сырья, а также удельных энергетических и материальных затрат привела к разработке новых модификаций процесса. Разрабатываются не только процессы пиролиза утяжеленного сырья, но и принципиально новые методы со значительным повышением выхода этилена. Предлагается использовать в качестве инициаторов процесса пиролиза углеводородного сырья НС1 и Н2О2 [,]. В присутствии этих добавок процесс пиролиза атмосферного газойля заметно ускоряется и углубляется по сравнению с термическим пиролизом. Для снижения расхода галогеноводородов, предлагается проводить пиролиз в присутствии кислорода в количестве 1-2 % масс, на сырье, при этом расход галогеноводородов можно снизить в раз []. Ряд исследователей предлагает использовать в качестве инициатора аллеи [-] и метилацетилен []. Установлено [], что аллен эффективно инициирует термический распад парафиновых, олефиновых, циклопарафиновых и нафте-ноароматических углеводородов. Пиролиз с алленом значительно увеличивает выход этилена и пропилена. Инициатором процесса пиролиза может являться фурфурол [, ]. Установлено, что аллен образуется при термическом распаде фурфурола, однако распад фурфурола с образованием аллена возможен только при температурах выше К []. Также встречаются предложения использовать в качестве инициатора ацетон и ацетальдегид []. Показано, что конверсия пропана возрастает с увеличением концентрации ацетона. В присутствии ацетона выходе метана и этана увеличиваются, тогда как выходы водорода и пропилена несколько снижаются; выход этилена остается неизменным. Предлагается сочетание использования катализатора с инициатором. Например, предлагается использовать в качестве катализатора хлористый калий на пемзе [-], а в качестве инициатора - ацетон [], уксусную кислоту [], уксусный альдегид [], аммиак []. Возможно следующее сочетание: катализатор - ванадаг калия на корунде, инициатор - хинолин [] или железохромкалиевый катализатор с добавкой 4,4-диметил-1,3-диоксана [].