Производство олефинов пиролизом

ЛЕКЦИЯ № 2

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

1.2 Производство низших олефинов.................................................................................... 3

1.2.1 Производство олефинов пиролизом.................................................................. 3

1.2.1.1 Химизм процесса....................................................................................... 4

1.2.1.2 Влияние различных факторов на процесс пиролиза. Особенности пиролиза низших парафиновых углеводородов............................... 6

1.2.1.3 Технологическое оформление процесса пиролиза....................... 12

1.2.2 Поточная схема очистки и разделения газа пиролиза............................. 21

1.2.2.1 Компримирование и осушка газа пиролиза..................................... 24

1.2.2.2 Разделение газа пиролиза................................................................... 27

1.2.2.3 Концентрирование этилена............................................................... 30

1.2.2.4 Очистка этилена от ацетилена..................................................... 32

1.2.2.5 Выделение и концентрирование пропилена.................................. 32

1.2.2.6 Жидкие продукты пиролиза................................................................ 33

1.2.3 Новые виды пиролиза........................................................................................... 34

1.2.3.1 Каталитический пиролиз.................................................................... 34

1.2.3.2 Пиролиз в присутствии гомогенных инициаторов.................... 36

1.2.3.3 Гидропиролиз........................................................................................... 37

1.2.3.4 Пиролиз в расплавленных средах...................................................... 38

Производство низших олефинов

Производство олефинов пиролизом

Пиролиз – это процесс глубокого разложения углеводородного сырья (жидкого и газообразного), протекающий при высоких температурах. В настоящее время пиролиз является основным процессом нефте- и газохимии, обеспечивающим потребности промышленности в низших олефинах. Основным сырьем для процесса пиролиза с целью получения этилена являются этан, пропан и бутаны, содержащиеся в природном, попутном нефтяном газе (ПНГ), широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ), газовый бензин, бензин прямой перегонки нефти. В странах с недостаточными ресурсами газообразных и легких жидких углеводородов в качестве сырья для пиролиза применяют также средние и тяжелые нефтяные фракции и даже сырую нефть. Необходимо отметить, что на основе продуктов пиролиза получают при дальнейшей переработке около 75 % нефтехимической продукции.

В настоящее время на территории России установки пиролиза действуют на 10 предприятиях, суммарная мощность по этилену составляет около 3 млн т/год, по пропилену – порядка 1,5 млн т/год. Крупнейшие единичные мощности в России составляют 600-640 тыс. т/год по этилену (Нижнекамскнефтехим, Казаньоргсинтез) [1]. Однако, ключевой особенностью нефтегазохимии в России является нехватка мощностей по производству базовых мономеров в процессе пиролиза. В мировой практике существенно увеличился размер вводимых единичных мощностей установок пиролиза до 1 млн т/год против 0,3-0,5 млн т/год по этилену в 90-х годах [2].

Состав продуктов пиролиза различных видов сырья приведен в табл. 1.1.

Как следует из данных табл.1.1, продукты пиролиза представляют собой сложную смесь, в состав которой кроме газообразных продуктов входят и жидкие углеводороды. Выход отдельных компонентов зависит от среднего молекулярного веса сырья и от строения содержащихся в нем углеводородов. Наибольший выход этилена (около 50 %) за проход получается при пиролизе этана. В случае рециркуляции непревращенного этана выход этилена может достигать 70-76 % мас. С увеличением среднего молекулярного веса сырья выход этилена уменьшается.

Процесс пиролиза всех видов сырья является источником не только этилена, но и пропилена, бутиленов, бутадиена. При пиролизе бензина образуется 20-
30 % мас. смолы, содержащей до 15-20 % ценных низших ароматических углеводородов.

Таблица 1.1. Состав продуктов пиролиза различного углеводородного сырья [3]

Наименование показателя

Этан

Пропан

Н-бутан

Прямогонный бензин

Мягкий режим

Жесткий режим

Температура пиролиза, °С

Массовое отношение водяной пар/сырье

0,3/1

0,4/1

0,5/1

0,6/1

0,7/1

Конверсия сырья, %

64,1

80,3

95,0

Выход за проход, % мас.

Водород Метан Ацетилен Этилен Этан Пропилен Пропан Бутилены+бутадиены Углеводороды С_5+выше Окись углерода

4,1 7,1 0,3 49,6 - 1,9 0,3

0,2

1,3 22,8 0,4 32,8 4,0 21,0 -

5,4

0,4

0,6 21,1 0,4 31,0 7,7 18,1 0,5 8,9 11,7 -

0,8 13,7 0,3 26,1 4,0 16,0 0,5 12,4 25,6 0,1

1,1 14,6 1,0 29,5 3,0 13,5 0,3 9,5 28,0 -