УСТАНОВКА ПИРОЛИЗА

Полезная модель относится к области нефтехимической промышленности и предназначена для получения низших олефинов пиролизом углеводородного сырья в трубчатых печах.
Известны установки пиролиза ЭП-450 (Пиролиз углеводородного сырья. Авторы: Т.Н.Мухина, Н.Л.Барабанов, С.Е.Бабаш, В.А.Меньщиков, Г.Л.Аврех. М.: Химия, 1987, стр.147-148) включающие девять печей пиролиза бензина и две для пиролиза этана. Сырьем установки является бензиновая фракция.
Известна установка пиролиза ЭП-300 - прототип (Пиролиз углеводородного сырья. Авторы: Т.Н.Мухина, Н.Л.Барабанов, С.Е.Бабаш, В.А.Меньщиков, Г.Л.Аврех. М.: Химия, 1987, стр.145-147). Установка оснащена 16-ю печами для пиролиза бензина и двумя печами пиролиза этана. Тип используемых печей - SRT-I. Производительность печи по сырью (мощность) - бензину прямой перегонки (н.к. - 180°С) - 10,5 т/ч. Производительность печи по этану - 11 т/ч. Итоговая производительность (мощность) по бензину составляет 168 т/ч, по этану 22 т/ч. Установка включает блок газоразделения, на котором выделяется этан, возвращаемый на пиролиз. Недостатком печи ЭП-300 является невозможность переработки стороннего этана. В имеющиеся этановые печи направляется этан, возвращаемый на пиролиз с блока газоразделения. Большим минусом печей пиролиза типа SRT-1 при пиролизе этана является низкая конверсия, которая составляет в самом жестком режиме 48% (в этом режиме резко увеличивается коксуемость и сокращается пробег печи), поэтому рецикловый этан, проходя через змеевики радиации и не прореагировав, после газоразделения возвращается обратно, постепенно увеличивая общий поток рецикла, что приводило либо к временной разгрузке производства, либо к вынужденному сбросу избытка этана на факел. Также, постепенно вырастала нагрузка и энергозатраты на оборудование газоразделения.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является:
- расширение арсенала технических средств для осуществления пиролиза углеводородов;
- повышение гибкости установки пиролиза по сырью, расширение сырьевой базы за счет переработки стороннего этана, повышение выхода этилена на перерабатываемое сырье.
Установка пиролиза включает, по крайне мере, одну печь пиролиза бензина и, по крайне мере, одну печь пиролиза этана, блок газоразделения, установленный после печей пиролиза, линию подачи этана, возвращаемого с блока газоразделения, на, по крайне мере, одну печь пиролиза этана.
Отличием заявляемой установки пиролиза является:
- отношение суммарной проектной мощности по сырью печей пиролиза бензина к суммарной проектной мощности по сырью печей пиролиза этана находится в пределах от 4:1 до 1:1 включительно. В частном случае отношение составляет 2,04:1. В прототипе данное соотношение составляет 7,64:1.
- по крайне мере одна печь пиролиза этана подключена к линии подачи стороннего этана;
- в частном случае в блоке газоразделения колонна деметанизации и колонна разделения этан-этиленовой фракции на этилен и этан снабжены тарелками с неподвижными клапанами.
- в частном случае печь пиролиза этана обеспечивает степень конверсии более 60%.
Полезная модель поясняется фигурой чертежа, где изображена схема установки пиролиза.
Установка включает:
1 - печь/печи пиролиза бензина;
2 - печь/печи пиролиза этана;
3 - закалочно-испарительные аппараты;
4 - узел подготовки пирогаза;
5 - колонна первичного фракционирования;
6 - сепаратор;
7 - компрессор;
8 - колонна щелочной очистки;
9 - цеолитный осушитель;
10 - колонна деметанизации;
11 - колонна выделения этан-этиленовой фракции;
12 - колонна разделения этан-этиленовой фракции;
13 - линия подачи этана, возвращаемого с блока газоразделения;
14 - блок газоразделения.
Установка работает следующим образом: Бензин поступает на печь пиролиза (1) (или несколько печей пиролиза работающих параллельно). Сторонний этан и этан-рецикл (возвращаемый с блока газоразделения) поступают на печь пиролиза (2) (или несколько печей пиролиза работающих параллельно). Использование печей (2) со степенью конверсии более 60% способствует снижению объема рециркулирующего этана и увеличению объема переработки стороннего этана на соответствующую величину.
Сырье пиролиза разбавляется водяным паром.
Полученный пирогаз подвергается закалке в закалочно-испарительных аппаратах (3). Далее на узле подготовки пирогаза (4) от пирогаза отделяют тяжелую смолу пиролиза в колонне первичного фракционирования (5), водяной конденсат и пироконденсат в сепараторе (6), осуществляют компримирование пирогаза компрессором (7), очистку от сернистых соединений в колонне щелочной очистки (8), осушку в цеолитном осушителе (9). Далее пирогаз охлаждается и на блоке газоразделения (14) поступает в колонну деметанизации (10). Кубовый продукт колонны (10) поступает в колонну (11) выделения головным погоном этан-этиленовой фракции. Далее этан-этиленовая фракция разделяется в колонне (12) на этановую фракцию, возвращаемую по линии (13) в печь пиролиза (2), и целевую этиленовую фракцию. Колонна деметанизации (10) и колонна разделения этан-этиленовой фракции (12) снабжены тарелками с неподвижными клапанами, например типа MVG фирмы «Зульцер Хемтех». Фиксированные или неподвижные клапаны представляют собой элементы, выштампованные в полотне тарелки и расположенные в шахматном порядке. Клапаны имеют трапециевидную форму и ориентированы параллельно потоку жидкости. Такие клапаны обладают следующими преимуществами:
- Пониженный унос жидкости благодаря горизонтальному направлению истечения пара на полотно через боковые отверстия.
- Более высокая производительность, чем у тарелки с подвижными круглыми клапанами.
Использование таких тарелок позволяет обеспечить работоспособность колонн 10, 12 в условиях повышенной нагрузки (по сравнению с прототипом) по парам в результате подачи стороннего этана на пиролиз.
Параметры работы установки представлены в таблице
ПримерПоказатель
1
2
3
отношение суммарной проектной мощности по сырью печей пиролиза бензина к суммарной проектной мощности по сырью печей пиролиза этана
4:1
2,04:1
1:1
Материальный баланс
Сырье % масс.
бензин
80
67,11
50
этан
9,52
17,76
32
этан-рецикл
10,48
15,13
18
Получено % масс.
водород+метан
17,09
17,13
17,18
этилен
34,00
38,68
45,54
С<sub>3</sub>+и потери
48,91
44,19
37,28
Таким образом, установка позволяет:
- расширить арсенал технических средств для осуществления пиролиза углеводородов;
- повысить гибкость установки пиролиза по сырью, расширить сырьевую базу за счет переработки стороннего этана (в количестве не менее 10% масс. от общего количества сырья подаваемого на пиролиз), повысить выход этилена на перерабатываемое сырье.