ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология процессов пиролиза и крекинга из "Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза" Пиролиз. Процесс пиролиза является эндотермическим и относится к числу очень энергоемких производств, в котором важное значение имеет утилизация тепла горячих газов. Существующие схемы реакционных узлов различаются способом подвода тепла внешний обогрев топочными газами, при помощи высокоперегретого водяного пара (гомогенный или адиабатический пиролиз), частичное сгорание сырья при подаче кислорода (окислительный пиролиз) и нагревание неподвижным или перемещающимся твердым теплоносителем (регенеративный пиролиз). [c.40] Наиболее распространенным методом является пиролиз с внешним обогревом. Основным реакционным аппаратом является трубчатая печь, используемая и в других процессах нефтепереработки и нефтехимии. Сырье перемещается в печи по трубам, которые обогреваются за счет тепла, получаемого при сгорании газообразного или жидкого топлива. Во избежание чрезмерного образования продуктов уплотнения сырье разбавляют водяным паром до 50% (масс.). Несмотря на это в трубах постепенно накапливается кокс, и для его удаления печи периодически останавливают и очищают. [c.40] Схема одной из современных трубчатых печей пиролиза представлена на рис. 9. Газообразное или жидкое топливо сгорает в панельных горелках 2, расположенных в системе каналов в керамической кладке (панели) печи. В топочных камерах находится радиантная секция 3, состоящая из вертикальных труб 4, обогреваемых за счет наиболее эффективной теплопередачи излучением от раскаленной панели печи и топочных газов. В этой части труб и протекает непосредственно пиролиз, здесь поддерживается наиболее жесткий температурный режим. Частично охлажденные топочные газы поступают затем в конвекционную камеру 5, где теплопередача осуществляется за счет менее эффективной конвекции тепла. В расположенной здесь секции труб сырье и пар-разбавитель нагреваются до необходимой температуры, после чего они поступают в радиантную секцию труб и продукты пиролиза уходят из печи на дальнейшую переработку. Топочный газ направляется на утилизацию его тепла и затем выводится в атмосферу. [c.41] Современные установки пиролиза отличаются большой мощностью и высокой степенью утилизации тепла дымовых газов и продуктов пиролиза. Технологическая схема одной из них изображена на рис. 10. Пиролиз осуществляется в трубчатой печи 1, в горелки которой подают топливо и воздух. Тепло топочных газов после их выхода из конвекционной секции используется в теплообменниках 2, 3 и 4 соответственно для перегрева водяного пара, идущего на пиролиз, испарения и перегрева углеводородного сырья и нагревания водного конденсата, используемого для получения пара. После этого топочные газы через дымовую трубу выводятся в атмосферу. [c.41] Частично охлажденные продукты пиролиза направляются в колонну первичного фракционирования 7, которая орошается легким маслом и тяжелым циркулирующим маслом. За счет испарения первого масла и нагревания второго продукты пиролиза охлаждаются до 100—120 °С из них конденсируется тяжелое масло, которое в,нижней части колонны 7 улавливает сажу и кокс. Из этой смеси отделяется кокс в фильтре 10, а тепло тяжелого масла (фильтрата) используется в теплообменнике 11 для подогрева оборотной воды. Циркулирующее тяжелое масло отводят с одной из нижних тарелок колонны 7, и его тепло утилизируют для получения пара в котле-утилизаторе 8 с паросборником 6. Полученный пар перегревают в теплообменнике 2, и он служит для разбавления углеводородного сырья при пиролизе. Циркулирующее масло после котла-утилизатора 8 закачивают на орошение колонны 7. [c.42] Горячая вода из сепаратора 13 проходит узел очистки 14, после чего часть ее через теплообменник И возвращается в котел-утилизатор 8 и затем в виде пара идет на пиролиз. Другая часть воды направляется в системы утилизации ее тепла 15 (например, отопление помещений, подогрев технологических потоков), дополнительно охлал дается в холодильнике 16 и возвращается на орошение в аппарат 12. [c.43] Термический крекинг. Термический крекинг твердого или мягкого парафина применяют в промышленности для целевого получения жидких олефинов с прямой цепью из 5—20 атомов углерода. По технологии это производство во многом аналогично пиролизу и термическому крекингу нефтепродуктов. Расщепление также осуществляется в трубчатой печи, но при температуре 550°С, когда еще не протекают глубокие процессы конденсации и ароматизации. Для повышения выхода олефинов рекомендуется применять водяной пар. Во избежание вторичных реакций крекинг проводят до небольшой степени превращения парафина (20—25 %), возвращая его после отделения легких фракций снова в процесс. [c.43] Содержание олефинов в этих фракциях составляет 70—80 %. Из них 90—95 % приходится на долю олефинов с двойной связью на конце цепи — а-олефинов, которые представляют особый интерес для синтеза поверхностно-активных веществ. [c.43] Каталитический крекинг. Основной особенностью каталитического крекинга, определяющей его технологическое оформление, является быстрое закоксовывание алюмосиликатного катализатора, ведущее к потере его активности. Вследствие этого при периодической работе катализатор приходится каждые 10 мин регенерировать, пропуская через него для выжига кокса горячий воздух, температуру которого строго регулируют во избежание оплавления поверхности. При этом катализатор нагревается до 550—600 °С и может служить теплоносителем при эндотермических реакциях крекинга углеводородов. [c.43] Совершенствование процесса каталитического крекинга пошло по линии создания непрерывных систем. Крекинг и регенерация осуществляются в двух отдельных аппаратах, через которые циркулирует катализатор. Более широкое применение нашла система каталитического крекинга в псевдоожиженном слое катализатора (флюид-процесс). В процессе используют микросферический катализатор, способный находиться в потоке воздуха или паров во взвешенном состоянии. [c.44] Схема реакционного узла каталитического крекинга в псевдоожиженном слое микросферического катализатора изображена рис. И. В этом случае реактор I и регенератор II располагают друг над другом в одном агрегате, представляющем собой колонну высотой до 60—70 м. Закоксованный катализатор поднимается горячим воздухом по центральному подъемнику 6 в регенератор П. Туда же через распределительную решетку 3 поступает подогретый воздух для выжига кокса. Во избежание перегревов регенератор в нескольких местах охлаждают водой, а полученный пар используют для технологических целей в этом же производстве. Дымовые газы отделяются в циклонах 1 от захваченных ими частиц катализатора, которые ссыпаются по трубам 2 обратно в псевдоожиженный слой. Регенерированный катализатор по трубе 4 стекает в реактор /, куда через распределительную решетку 7 поступают пары углеводородного сырья. Продукты крекинга проходят циклоны 5, где они отделяются от захваченных частиц катализатора, и направляются на дальнейшую переработку. Отработанный катализатор отпаривают водяным паром от захваченных углеводородов, и он снова идет на регенерацию. [c.44] При любой системе крекинга продукты после их охлаждения разделяют на жидкость и газ. Дополнительное количество газа выделяется при стабилизации крекинг-бензина, т. е. при отгонке из него летучих веществ. Эти газы являются источником олефинов для органического синтеза. [c.44] Вернуться к основной статье