Пиролиз углеводородов жидких углеводородных фракций
Крупнейшие российские компании – производители этилена и пропилена
Таблица 4
Компания |
Мощность по этилену, тыс. т/год |
Мощность по пропилену, тыс. т/год |
ОАО «Нижнекам скнефтехим» |
450 |
280 |
ОАО «Казаньоргсинтез» |
375 |
60 |
ООО «Ставролен» |
350 |
140 |
ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» |
300 |
140 |
ОАО «Ангарская НХК» |
300 |
140 |
ЗАО «Сибур-Нефтехим» |
300 |
140 |
ОАО «Томский НХЗ» |
300 |
140 |
ОАО «Уфаоргсинтез» |
210 |
185 |
ООО «Нефтехимия» (Самарская обл.) |
180 |
40 |
ЗАО «Сибур-Химпром» |
45 |
46 |
ОАО «Московский НПЗ» |
- |
100 |
ОАО «Омский каучук» |
- |
52 |
Всего |
2810 |
1403 |
Как видно из таблиц, уровень развития пиролиза в России крайне низок, что явилось следствием неправильной стратегии развития нефтехимии в СССР. В настоящий момент ситуация с показателями выпуска этилена в РФ начинает медленно улучшаться только за счет реконструкции существующих установок пиролиза, например, реконструкции этиленового комплекса «ЭП-450» ОАО «Нижнекамскнефтехим» с наращиванием мощности с 450 тыс. т/год до 600 тыс. т/год. Но на фоне прогресса Китая, Индии, Ближнего востока эти улучшения практически не заметны. Однако, стоит упомянуть о решении ОАО «Нижнекамскнефтехим» (г.Нижнекамск, респ. Татарстан) строительства новой этиленовой установки мощностью 700 тыс. т/год с дальнейшим наращиванием мощности до 1 млн. т/год, что составит треть производимого этилена в стране. Кроме того, предприятиями ОАО «Казаньоргсинтез» (г.Казань р.Татарстан) и ООО «Ставролен» (г.Буденовск, Ставропольский край) в планах модернизации своих этиленовых производств, с увеличением мощности на 600 тыс. т/год.
Главная цель отрасли органического синтеза заключается в получении большого ассортимента мономеров, растворителей, исходных продуктов для синтеза лекарственных препаратов, средств защиты растений и других продуктов наиболее простыми, дешевыми способами из доступного сырья.
Главными предпосылками ускоренного развития промышленности органического синтеза являются :
Необходимость обеспечения основным сырьём практически всех отраслей химической промышленности, выпускающих синтетические материалы;
Возможность использования многочисленных источников сырья (нефти, газа, угля, древесины, отходов многих нехимических производств и т.д.);
Возможность получения одних и тех же конечных продуктов из различных исходных соединений, что обусловливает гибкость всей отрасли и её приспособляемость к меняющимся источникам сырья.
Все вышеперечисленные предпосылки применимы для процесса пиролиза углеводородов. В данном дипломном проекте представлен процесс пиролиза мощностью 110 тыс. тонн/год жидкого углеводородного сырья (фракция гексановая) для получения пирогаза, содержащего в своем составе этилен, пропилен и другие мономеры для нефтехимических синтезов.
1. Аналитический обзор методов получения продукта
Пиролиз углеводородов жидких углеводородных фракций или природного газа, выделенных из нефти, протекает при температурах свыше 700°С.
В ходе технологического процесса пиролиза в основном осуществляются следующие реакции:
а) дегидрогенизация, характеризующаяся разрывом химической связи С - Н;
б) деструкция, характеризующаяся разрывом связи С - С;
в) реакции изомеризации;
г) реакции типа синтезов - полимеризация, циклизация, реакции конденсации и т. п.
Процессы дегидрогенизации и деструкции являются эндотермическими первичными, а все остальные - экзотермическими вторичными реакциями.
Сырьем для процесса пиролиза могут быть:
попутные газы нефтедобычи и газы стабилизации сырой нефти содержащей большое количество этана, пропана, бутана;
предельные газы, образующиеся при переработке нефти в топливные продукты;
газовый бензин, получаемый на газобензиновых заводах;
прямогонные бензины или их отдельные фракции;
тяжелые нефтяные остатки;
нефть.
Наиболее благоприятным видом сырья для получения олефинов являются парафиновые углеводороды (УВ) и олефиновые УВ. Нормальные парафины более предпочтительны, чем их изомеры, которые при термическом пиролизе образуют больше газообразных парафиновых УВ и, в первую очередь, метана и несколько меньше олефинов. Есть также изомеры, которые обладают более высокой устойчивостью, чем нормальные парафины; такие УВ применять нежелательно, т.к. для их расщепления требуется более высокие температуры. Использование ароматических УВ также нежелательно, т.к. при повышенных температурах они склонны к конденсации с образованием полициклических ароматических УВ, смолы и кокса. При средних температурах пиролиза и малых временах контакта ароматические УВ не подвергаются какому-либо превращению. Нафтеновые УВ по термической устойчивости занимают промежуточное положение между парафинами и ароматическими УВ. Под воздействием температуры преобладают реакции дегидрирования кольца и отщепления длинных боковых цепей, сопровождающиеся образованием олефинов.
По мере утяжеления фракционного состава любого сырья происходит его обеднение водородом. Поэтому с утяжелением фракционного состава сырья выход олефинов в процессе пиролиза должен уменьшаться. [7,143]
Выход продуктов пиролиза при переработке различного вида сырья с учетом вторичного пиролиза непрореагировавших этана и пропана.
Таблица 5
Показатели | Сырье | ||||||
Этановая фракция | Пропановая фракция | Бутановая фракция | Газовый бензин | Бензино-лигроиновая фракция | Керосино-газойллева | Тяжелые нефтяные продукты | |
Температура, °С | 830 | 800 | 800 | 810 | 785 | 750 | 680 |
Расход водяного пара, вес.% | 15 | 20 | 20 | 20 | 75 | 60 | 60 |
Конверсия за один проход | 60 | 85 | 90 | 85 | - | - | - |
Выход газообразных УВ, вес.% В том числе: этилена пропилена бутиленов бутадиенов | 97 78 2 1.7 - | 94 40 21 1.8 - | 91 42 17 5.8 - | 78 35 12 3 1.6 | 62 27 13 5.5 4 | 60 23 12 4.8 2.7 | 48 18 5 2.2 0.8 |
Выход фракции С5- 180°С | 2 | 4 | 4.2 | 17.8 | 32 | 27 | 20 |