Cea mai comună formă de proces industrial - piroliză în cuptoare tubulare. Îmbunătățirea design ale cuptorului permis să se extindă compoziția fracționată a materiilor prime. Simultan nu a primit înapoi la începutul termometrelor pe scara larga a materiei prime reziduale la procesul de piroliză și a pirolizei brut. Împreună cu randamente maxime de etilenă folosesc materie primă gazoasă permite recirculare, adică revenirea separare neconvertit gaz etan sau propan, după instalare, în zona de reacție. Pentru materii prime lichide nu se aplică, deoarece rășină de piroliză este vysokoaromatizirovannym produs de conversie profundă, care se suprapun pe compoziția fracționată a materiei prime și returnează-l la al doilea pirolizei ar cauza cocsare tuburilor ale cuptorului.
Fundamentele teoretice ale procesului. Inerenta conversie profundă a materiei prime pirolizate, rezultând în hidrocarburi gazoase ușoare la mono- aromatice și hidrocarburi policiclice, precum și a produselor derivate din focă profunda (cocs, negru de fum). Reacțiile de hidrocarburi aromatice în piroliza variat. Ca rezultat, copolimerizarea termică a cicloolefine nesaturate sunt formate care dehidrogenat în continuare la compuși aromatici. Rezultatele piroliza se obține produsul dorit, de exemplu, etilena. Deoarece factorii primari sunt temperatura de piroliză și durata reacției. fiecare corespunde unei temperaturi timp de contact optim la care randamentul maxim al produsului dorit. Pentru fiecare tip de materie primă este o combinație optimă a temperaturii și a duratei de piroliză. Randamentul maxim al etilenei de la etan corespunde unei temperaturi de 1000 0 C timp de contact 0,01 s; la 900 0 C corespunde unui timp de contact 0,08s. Cu toate acestea, alegerea temperaturii pe planta nu depinde numai de considerațiile de mai sus, dar, de asemenea, proiectarea hardware. Termometre de piroliză poate fi efectuată la temperaturi ridicate și în cazul utilizării cuptoarele tubulare de temperaturi ridicate (1000 0 C sau mai mare) este dificilă din cauza necesității de selecție a materialelor rezistente la foc și înfundarea cocs negru țevi de fum și conservarea timpului de contact foarte mici. În plus, contează concentrația componentelor nedorite din gazul produs. Astfel, piroliza unui gaz de hidrocarburi pentru a obține etilenă la 1000 0 C însoțit de o formă de acetilenă marcată; Acest lucru poate fi evitat cu un mod moale.
La piroliza bilanț material influențează în mod favorabil un diluant gazos lumina, sa sugerat să efectueze procesul în prezența hidrogenului. Acesta nu este doar un diluant - cu creșterea concentrației, el interacționează în mod activ cu componentele amestecului de reacție, datorită deplasării echilibrului spre compuși bogate în hidrogen. Virtutea hidrogenului ca diluant - randamentul în creștere de etilenă, acetilenă porțiunea de ieșire reducere a gudronului grele și cocs; Dezavantajele procesului - creșterea volumului de gaze și reducând randamentul propilenă.
Calitatea și utilizarea produselor lichide. Randamentul produselor lichide depinde de calitatea materiei prime. Produsele lichide de calitate depinde de materiile prime și de modul de rigiditate. compoziția fracționară a produselor lichide variază în funcție de materia primă de ponderare. După distilarea produselor lichide din instalație se patru fracții: C5 (70 0 C); 70-130 0 C (benzen-toluilic); 130-190 0 C. (C8 -S9) și> 190 0 C (rășină tare). C5 fracție cu mai mult de jumătate prezentate nesaturate; din care aproximativ 50% sunt ciclopentadienă și izoprenul. Ciclopentadienic - hidrocarbură foarte reactiv utilizat într-un număr de sinteze (preparare Plastifiant etc.). Izopren - materia primă pentru producția de cauciuc sintetic. fracția 70-130 0 C este supus hidrogenării pentru a satura hidrocarburile nesaturate; extracție sau adsorbție, pentru a separa benzen și toluen și separarea ulterioară prin rectificare. Nevoia de creștere asemănătoare în benzen, astfel încât să crească toluen de ieșire, uneori supuse degidroalkilirovaniyu. 130-190 0 C fracție conține o anumită cantitate de xileni și etilbenzen (10-12% gr.), Dar principalele sale componente sunt stiren (40%) și alte alchinil, hidrocarburi aromatice precum inden și diciclopentadiena. Datorită fracțiunii sale ridicate reactivitate poate fi utilizată pentru producerea de rășini polimerice utilizate în industria anvelopelor și vopsea. De la piese grele de rășină la unele plante fracție distilată 190-230 0 C pentru a separa naftalină. Partea cea mai grea a rășinii conține componente rășinos-asfalten; este utilizat ca materie primă pentru producerea de funingine sau cenușă fără cocs.
Design proces industrial: Principalele dificultăți asociate cu verificarea piroliza industrială, sunt: 1) necesitatea reglarea precisă a timpului de reacție, care la temperaturi ridicate este de obicei o fracțiune de secundă; 2) depunerea de cocs și negru de fum în zona de reacție și răcirea rapidă a gazului de piroliză ( „călirea“ unitate); 3) necesitatea unui material rezistent la foc; 4) restrângerea capacității instalației din cauza unui volum specific semnificativ al amestecului de reacție datorită temperaturii ridicate, presiune scăzută și diluarea materiei prime cu abur. Ultimele forțe au mai multe (uneori 8-10) cuptoare în plante de transfer mediu și ridicat. Proiecte îmbunătățite cuptoarelor din ultimii ani a permis reducerea timpului de contact de la 2 la 0,25-0,40 cu și crește temperatura la 840-870 0 C. Pentru a crește suprafața relativă face cuptor tubular filetat - 4-6 fluxuri paralele. Volumul bobinei de reacție trebuie să completeze reacția într-o perioadă scurtă de timp. este necesară eficiența procesului, așa cum sa arătat mai sus, combinația de temperatură ridicată, cu un timp de contact mic. În ceea ce privește cuptoarele tubulare de reacție, aceasta corespunde la 840-860 0 C și 0,3-0,5 secunde.
Furajul dorit de conversie poate fi realizată numai la tuburi radiante cu suprafață mare putere calorică. Intensitatea transferului de căldură de la suprafața interioară a peretelui tubului la hrana determinată de viteza fluxului de alimentare, bobine de piroliză ale cuptorului, astfel multithread sunt realizate din țevi cu diametru redus pentru a crește raportul dintre suprafața și volumul fluxului de alimentare.
Schema de piroliză alimentare gazos este caracterizat prin aceea că spălarea apoasă înlocuită ulei de piroliză și are o rectificare primară.
Aparat pentru benzina de piroliză: Materia primă este alimentat la 1-1,2 MPa într-un încălzitor de abur, în cazul în care acesta este încălzit la 100 0 C; atunci hrana este amestecat cu abur și cele două fluxuri alimentat la colectorii, unde fluxul este ramificată în patru în fiecare distribuitor. Tuburi partway de convecție a cuptorului, amestecul de vapori de benzină și vapori de apă intră în reacție bobina tub. Gaze retrase de la un cuptor la 840-850 0 C și pentru a evita pirolitic de etanșare hidrocarburile nesaturate supuse răcirea rapidă în aparatul „stingere“. Este un condensator de amestecare, unde este furnizat apa de condens. Datorită căldurii evaporarea de condensare a temperaturii gazelor de piroliză este redusă la 700 0 C. Răcirea la 140-150 0 C este de ajuns pentru doar secunde reședință puține gaze în zona de „stingere“ a mașinii la cazanul de recuperare pentru a opri reacția de piroliză. scădere a temperaturii ulterioară are loc în unitatea de răcire bruscă evaporare (cazan recuperator), unde căldura gazelor de piroliză este utilizat pentru producerea de abur de înaltă presiune. Gazul răcit la aproximativ 400 0 C, a avut loc o etapă de răcire în aparat, care servește ulei de spălare grea. Sistemul de răcire descris mai include un ansamblu cuptor, care cuprinde suplimentar un schimbător de căldură și cuptorul. După unitate toate fluxurile de gaz care sunt combinate într-un antet comun, și apoi separat de sistemul de rășină de gaz de răcire este comună tuturor unităților. amestec de abur-gaz este direcționat către două coloane de rulare paralele. Fluxul de jos a coloanei se spală de funingine și de ulei de spălare tresă grele; ulei de spălare de lumină irigată deasupra. În partea inferioară a coloanei condensează cea mai grea parte a rășinii, care este evacuat printr-un filtru de pompă și după răcire în frigider, este trimis la o unitate de răcire și o coloană de fund ca un ulei de spălare grea, iar valoarea soldului este de ieșire. amestec gazos de vapori ușoare trece din partea superioară a răcitorului coloanei condensator și răcit la 30-35 0 C, se separă într-un separator în gaz de piroliză direcționat la compresiune și separarea ulterioară a gazului, și adăpate condensat de ulei ușor este parțial alimentat în partea superioară a coloanelor, iar valoarea soldului după stripare în coloana a doua este evacuat din instalație. Pentru prelucrarea de materii prime distilate grele (VGO) necesită un tratament mai piroliza moi și măsuri speciale pentru a crește rula cuptor. În practică, exploatarea instalațiilor industriale introduse unul la o decocsare una sau mai multe bobine ale cuptorului: de la ei timp de câteva ore și se îndepărtează materiile prime gazeificat cu abur format cocs. În același timp, acesta a atins durata de rulare a 6 luni.
Adâncimea de conversie materiei prime în piroliza și randamentului produselor dorite este determinată nu numai de temperatura și presiunea parțială a vaporilor de hidrocarburi care părăsesc bobina de reacție a cuptorului, dar, de asemenea, profilul de temperatură pe lungimea bobinei, la o temperatură fixată la ieșire.
În plus față de unitățile de cuptor de piroliză folosite în pat fluidizat purtător inert solid de căldură, de obicei granule de cocs și agent de răcire un pat mobil krupnogranulirovannogo. Acest design hardware este destinat materiei prime reziduale grele, ceea ce este imposibil de piroliza în cuptoare tubulare datorită randamentului ridicat de cocs. Specificitatea de piroliză este necesitatea de a menține timp de contact redus al materiei prime cu lichidul de răcire. Acest lucru se poate realiza scăderea înălțimea patului și a particulelor extinderea dimensiunii a lichidului de răcire, crescând astfel viteza de amestec gazos deasupra stratului. În utilizarea cocsului ca purtător de căldură pentru particulele de 0,1-1,5 mm; temperatura în zona de reacție este 720-770 0 C, timpul de reacție este de la 1,2-3,1, 60-260% a consumului de abur de materii prime.
Scop - furnizarea de înaltă valoare olefină de hidrocarburi, care sunt materii prime de sinteză petrochimice.
Instalație pentru producerea hidrocarburilor nesaturate în cuptoare tubulare de piroliză este format din mai multe secțiuni: 1) separarea efectivă a pirolizei; 2) separarea comprimarea și purificarea gazului de piroliză; 3) separarea de separare a gazului.