Оценка оптимальных параметров работы печи пиролиза этана

• Автор: Андреева, Мария Михайловна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Современное состоянии вопроса получения этилена и моделирования процесса пиролиза

1.1. Современное состояние производства этилена.

1.2. Конструктивное оформление блока пиролиза.

1.3. Влияние технологических параметров и исследование закономерностей пиролиза в промышленных трубчатых печах

1.4. Кинетические модели пиролиза углеводородов

Физическая схематизация и математическое описание процесса пиролиза в трубчатой печи .

2.1. Основные уравнения математической модели.

2.2. Химические реакции процесса пиролиза этана.

2.3. Кинематические и тепловые характеристики газа при движении

по тракту печи пиролиза.

Экспериментальное оборудование, методика проведения опытов, измеряемые параметры, результаты эксперимента .
3.1. Характеристика объекта оптимизации.
3.2. Опытный участок
3.3. Система измерений
3.4. Методика проведения эксперимента.
3.5. Обработка результатов эксперимента.
Исследование процесса пиролиза с использованием разработанной
математической модели. Оценка параметров оптимизации.
4.1. Тестирование программы расчета. Сопоставление результатов с экспериментальными данными
4.2. Оценка влияния давления смеси на входе в реактор на концентрацию этилена в пирогазе
4.3. Оценка влияния соотношения сырьпар на концентрацию этилена в пирогазе.
4.4. Оценка влияния температурного режима в печи пиролиза на концентрацию этилена в пирогазе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ


Из множества проверенных катализаторов пиролиза лучшие результаты получены при использовании метаванадата калия, оксидов индия, кальция и магния, некоторых цеолитов. Так, например, применение ванадата калия на синтетическом корунде, оксидов индия и калия на пемзе позволяет почти на увеличить выход этилена по сравнению с результатами термического пиролиза высокой жесткости при сохранении выхода пропилена на прежнем уровне. Варьируя состав катализатора, возможно значительно изменять выход бутадиена. На отдельных катализаторах было исследовано влияние природы сырья, а при пиролизе индивидуальных олефинов высказаны предположения о возможных вариантах механизма каталитического пиролиза. Установлена специфическая роль водяного пара, взаимодействующего с поверхностью катализаторов . На опытных установках проведено исследование влияния коксообразования на каталитическую активность и отработаны условия регенерации катализатора, способного работать до 0 ч количество водяного пара около по массе. Расчеты показали высокую эффективность каталитического пиролиза, приводящего к снижению на себестоимости низших олефинов. В настоящее время центр исследований этого направления из России перемешается в Японию. В качестве гомогенных инициаторов первичных реакций пиролиза был исследован широкий круг соединений. Целью их применения являлось снижение жесткости процесса при сохранении увеличении селективности и выхода по этилену. По различным причинам одни из самых активных инициаторов пероксид водорода высокая стоимость добавки и хлороводородная кислота проблемы коррозии не получили практического применения. Отмечено положительное влияние некоторых кислородсодержащих органических соединений кислоты, спирты, отходы различных производств, содержащие смеси этих и других окисленных углеводородов на выход этилена, возрастающее с утяжелением исходного сырья. Эффективной добавкой к исходной нефтяной фракции пиролиза могут служить водород или вещества, образующие его в условиях процесса. Кроме положительного влияния на скорость первичных реакций присутствие М2 снижает степень коксообразования. Медостатки варианта гидропиролиза связаны с дополнительным расходом водорода и увеличением объема газообразных продуктов пиролиза, что приводит к ухудшению показателей стадии разделения пирогаза. С целыо их устранения был предложен вариант поведения пиролиза в условиях повышенного давления водорода 2,,5 МПа. В жестких условиях при пиролизе бензинов выход этилена составляет около , метана . Аналогичные результаты получены при подаче в зону пиролиза нафты или газойля водородсодержащих продуктов предварительно проведенного пиролиза этана. Термоконтактный пиролиз возможен с использованием жидких, газообразных и твердых теплоносителей. Применение для этой цели расплавов металлов, их солей и шлаков имеет достоинства высокоэффективная теплопередача, возможность переработки практически любых видов сырья, простота непрерывной эвакуации сажи и кокса из зоны реакции. Пиролиз в расплавах позволяет получать из широких нефтяных фракций этилен с высоким выходом до при пиролизе нефти. Значительный комплекс работ в этом направлении с изучением различных способов технологического оформления процесса выполнен советскими учеными. Исследованы различные способы контактирования углеводородов с теплоносителем барботаж через слой расплава, переработка в дисперсии или пленке расплава. Хотя, последние способы осуществления пиролиза и являются интересными разработками, по в виду сложности реализации конструктивного решения технологических узлов и последующего их обслуживания не всегда имеют возможности промышленного применения. Технология пиролиза углеводородного сырья в присутствии водяного пара, осуществляемая в трубчатых печах пиролиза, претерпела значительные изменения от ерденетемпературного 0 0 и времени контакта 0. За последние лет мощность установок пиролиза выросла десятикратно со тые. Изменялась сырьевая база пиролиза, а вместе с тем и выходы низших олефинов. В качестве примера в таблице 1. Таблица 1. Выход продуктов и селективность процесса пиролиза при переходе от среднетемпературного к высокотемпературному пиролизу прямогонного бензина.