Физико-химические основы пиролиза и технологические параметры процесса. Характеристика сырья и готовой продукции. Узел утилизации физического тепла пиролиза для получения пара. Расчет числа печей для обеспечения заданной производительности установки.
Курсовой проект содержит стр.,табл., рис., источников,приложений В процессе работы произведен технологический расчет печи пиролиза этановой фракции; рассчитан материальный и тепловой балансы.Первый - пиролиз углеводородов водяным паром в трубчатой печи (99%) и второй - метагезис, где пропан и бутан превращаются в этилен. В результате к 2000 году его выпуск возрос до 90 млн. т в год, а к 2005 году - возрос до 103 млн. т в год, что позволяет поддерживать коэффициент загрузки установок на уровне 90-95%. Для пропилена, на пиролиз, приходится больше 60% его мирового выпуска, остальное количество пропилена извлекают из газов каталитического крекинга. Идея повышения температуры в реакционной зоне печи, за счет резерва жаропрочности конструкционного материала, и соответственно, увеличения выхода этилена, была положена в основу проектирования настоящей установки. В качестве сырья используются не только первичные его виды - нефть, уголь и др., но и многочисленные химические полупродукты - этилен, пропилен, бутадиен, бутилен и изобутилен, для получения, которых необходимы большие производственные мощности.В реферате дано краткое описание химизма и технологии процесса, его роли в производстве базовых продуктов нефтехимии, отражены исторические аспекты появления и возможные перспективы развития. В индустриально развитых странах нефтехимическая промышленность, как правило, является ключевой отраслью, причем темпы ее развития превышают показатели роста экономики в целом. В США продукция нефтехимических и зависящих от них производств составляет четверть валового оборота страны, их экспорт превышает импорт на 12 млрд долларов, и это при общей численности работающих чуть больше миллиона человек [1,С.35]. Поскольку повышение качества бензина происходит в основном за счет реакций дегидрирования циклических парафинов (нафтенов) и дегидроциклизации линейных парафинов в арены, протекающих на платиновом катализаторе, этот процесс нефтепереработки также называют платформингом. Из полученного высокооктанового бензина с повышенным содержанием аренов на комплексах этого типа выделяют индивидуальные арены, в основном бензол, толуол, ксилолы, и производят продукты их последующей переработки.Чтобы сместить равновесие в сторону расщепления сырья и образования олефинов, необходимо увеличить температуру и снизить давление. Но если крекинг углеводородов происходит с заметной скоростью уже при температуре 700 ОС, то вклад реакции дегидрирования в образование продуктов пиролиза становится ощутимым лишь начиная с 800-850 ОС. По экономическим соображениям для снижения давления углеводородов применяют не вакуум, а разбавление исходной смеси водяным паром. Положительные связаны: 1) со снижением удельного количества тепла, необходимого для нагрева труб в реакторе за счет введения части калорий с водяным паром непосредственно в сырье; К отрицательным последствиям относятся затраты энергии на нагрев до температуры реакции, рост инвестиций, связанных с необходимостью увеличения размеров печи и усложнения системы разделения продуктов пиролиза.Термодинамика и кинетика диктуют следующие условия проведения пиролиза: 1) быстрый подвод значительного количества тепла, 2) снижение парциального давления углеводородов, 3) минимальное время контакта, 4) минимальное время охлаждения газов пиролиза, выходящих из реактора, для предотвращения нежелательной полимеризации олефинов. На практике для их осуществления применяют трубчатые печи, на выходе из которых продукты подвергают закалке. В трубки подают исходное сырье и пар, а в межтрубное пространство - теплоноситель. Исходное сырье подают в конвективную зону (секцию) печи, где оно смешивается с водяным паром и подогревается до необходимой температуры за счет тепла уходящих топочных газов. Затем полученная смесь углеводородов и пара поступает в радиантную зону печи, где теплопередача осуществляется за счет излучения раскаленных панелей, обеспечивая протекание процесса пиролиза.К настоящему времени единственным освоенным и широко распространенным промышленным методом является пиролиз в трубчатых печах. Однако, несмотря на достигнутый прогресс, связанный с изменением конструкции змеевика и конвекционной зоны печи, использованием современных закалочно-испарительных аппаратов (ЗИА), возможности этого процесса ограничены, особенно при использовании сырья, склонного к повышенному коксообразованию. Необходимость расширения сырьевой базы, сокращения удельного расхода сырья, а также энергетических и материальных затрат заставляет вести поиск новых модификаций процесса, в основном рассчитанных на пиролиз тяжелых видов углеводородного сырья (мазут, вакуумный газойль, нефть). В условиях гетерогенно-каталитического пиролиза, как было показано советскими исследователями [4, С.175] , происходит увеличение селективности процесса и степени превращения сырья (выхода этилена).
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Пиролиз - ключевой процесс нефтехимии
1.2 Физико-химические основы пиролиза
1.3 Технологические параметры процесса
1.4 Новые варианты осуществления пиролиза
2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
3. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
3.1 Узел подготовки этана и топливного газа
3.2 Узел пиролиза этановой фракции в трубчатых печах
3.3 Узел утилизации физического тепла пиролиза для получения пара
