Н.Л. Солодова, А.И. Абдуллин
ПИРОЛИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Учебное пособие
Казань 2008
УДК 661.715.332
Пиролиз углеводородного сырья: Учебное пособие/Н. <...> Х.Э. Харлампиди
2
Введение
Этилен и пропилен являются важнейшими мономерами
промышленного органического синтеза. <...> Поэтому производство низших олефинов осуществляется
в крупных масштабах и непрерывно растет. <...> Для производства низших олефинов могут быть использованы различные источники углеводородного сырья. <...> Поэтому
настоящее время большую часть низших олефинов получают на
специальных установках путем пиролиза этана, пропана, бутанов, бензина, керосино-газойлевых фракций и сырой нефти. <...> Теоретические основы процесса пиролиза
1.1 Этапы развития процесса пиролиза
Сырьевая база промышленности органического синтеза
тесно связана со структурой топливно-энергетического баланса
отдельных регионов и стран. <...> Сроки и темпы перехода промышленного органического
синтеза с угольного сырья на нефтегазовое и с ацетилена на
низшие олефин в разных странах были не одинаковы. <...> В Запад4
ной Европе и Японии пиролиз получил заметное развитие лишь
после окончания второй мировой войны, хотя еще в 1942 году
"British Celanese" соорудила первую западноевропейскую установку пиролиза газойля мощностью 6000 т этилена в год. <...> В 1946
году "Shell Chemical" закончила строительство первого нефтехимического комбината в Станлоу, где в качестве сырья пиролиза использовали газы стабилизации нефти. <...> К 1950 году средняя
мощность строящихся установок пиролиза возросла от 10 до 50
тысяч тонн этилена в год, а к 1982 году - до 450 тысяч тонн. <...> В
США этилен и пропилен, полученные из газов крекинга, применяли наряду с ацетиленом в химической промышленности уже в
20-30-е годы, а современный процесс производства низших олефинов - термический пиролиз углеводородов с водяным паром –
выделился из процессов нефтепереработки и превратился в основной промышленный метод получения этилена и пропилена в
период 1920-1940 годов. <...> В настоящее <...>
Пиролиз_углеводородного_сырья._Учебное_пособие.pdf
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
«Казанский государственный технологический университет»
Н.Л. Солодова, А.И. Абдуллин
ПИРОЛИЗ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Учебное пособие
Казань 2008
Стр.1
УДК 661.715.332
Пиролиз углеводородного сырья: Учебное пособие/Н.Л.Солодова,
А.И.Абдуллин. Казан.гос.технол.ун-т; Казань,2007.-с.
239
ISBN 978-5-7882-0518-2
Написано в соответствии с действующей программой
дисциплины «Химическая технология нефти и природных газов».
Содержит
теоретические основы пиролиза. Приведена
методика и дан пример расчета основного оборудования.
Предназначено для самостоятельной работы студентов,
обучающихся по специальности 240403 «Химическая технология
природных энергоносителей и углеродных материалов».
Подготовлено на кафедре химической технологии переработки
нефти и газа.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Казанского государственного технологического университета.
Рецензенты:
Заведующий
кафедры ОХТ
Х.Э. Харлампиди
2
Стр.2
Содержание
Введение
1. Теоретические основы процесса пиролиза
1.1.Этапы развития процесса пиролиза
1.2 Сырьевая база производства низших олефинов
1.3 Химизм и механизм процесса пиролиза
1.4 Термодинамика пиролиза углеводородов
3
4
4
9
14
26
1.5 Влияние параметров пиролиза на жесткость процесса 31
1.6 Параметры, влияющие на селективность пиролиза
1.7 Влияние параметров на коксообразование и
коксоотложение при пиролизе углеводородного сырья 46
1.8 Способы снижения коксообразования
и коксоотложения
67
39
55
1.9 Пиролиз в присутствии гетерогенных катализаторов 60
1.10 Пиролиз в присутствии гомогенных инициаторов
1.11 Пиролиз углеводородного сырья в
расплавленных средах
1.12 Высокотемпературный пиролиз
с газообразным теплоносителем
1.13 Термоконтактные процессы пиролиза
1.14 Продукты пиролиза и их применение
2. Технологическое оформление процесса пиролиза
2.1 Компремирование и первичная обработка
пирогаза.
237
71
74
80
83
87
94
Стр.237
2.2 Фракционирование пирогаза
2.3 Очистка этилена
3 Аппаратурное оформление процесса пиролиза
3.1 Трубчатые печи
3.2 Закалочно-испарительные аппараты (ЗИА)
98
104
105
105
120
4 Последовательность предварительного расчета реакционного змеевика
трубчатой печи
5. Пример расчета установки пиролиза
5.1 Материальный баланс производства
5.2 Расчет необходимого числа печей для обеспечения
заданной производительности установки
5.3 Расчет печи пиролиза этана
5.3.1 Расчет процесса горения
5.3.2 Состав сырья и пирогаза
5.3.3 Конечная температура реакции
5.3.4 Расчет тепловой нагрузки печи, её К.П.Д. и
расхода топлива
5.3.5 Определение температуры дымовых газов,
покидающих радиантную камеру
125
129
129
142
142
144
151
157
160
167
5.3.6 Расчет поверхности нагрева реакционного змеевика 167
5.3.7 Время пребывания парогазовой смеси
в реакционном змеевике
5.3.8 Потери напора в реакционном
(радиантном) змеевике печи
238
172
169
Стр.238
5.4 Технологический расчет
закалочно-испарительного аппарата
5.4.1 Тепловой расчет аппарата
5.4.2 Расчет аппарата
5.5 Расчет колонны водной промывки
5.5.1 Тепловой расчет аппарата
5.5.2 Расчет материальных балансов
5.5.3 Расчет диаметра и высоты колонны
5.6 Расчет отпарной колонны
Библиографический список
176
177
183
191
192
297
224
226
235
239
Стр.239