Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Пиролиз углеводородов




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Предложен ряд конструкций реакторов для пиролиза, в которых углеводородные пары и газы нагреваются при смешении с горячими продуктами сгорания топливного газа.

Рис. 3. Печь для пиролиза углеводородов с гомогенным теплоносителем:

1-горелка, 2-топочная камера, 3-смесительный канал, 4-реакционная камера, 5-смотровое окно, 6-камера для "закалки".

 

Рассмотрим схему печи Истмена, представленную на рис.3. Предварительно подогретое топливо при 300—500°С направляют в горелку 1 и в топочной камере 2 сжигают его в струе кислорода. Вместе с топливным газом подают водяной пар. Температуру продуктов сгорания регулируют, изменяя температуру предварительного подогрева топлива и кислорода, количество и температуру добавляемого водяного пара, и соотношение количества кислорода и топлива. При подаче в топочную камеру 45 м3/ч кислорода, 9,5 м3/ч топливного газа (пропана) и 195 м3/ч водяного пара температура продуктов сгорания достигает 2000—2500°С. Из топочной камеры продукты сгорания попадают в узкий смесительный канал 3, где они смешиваются с предварительно подогретым углеводородным сырьем и дополнительным количеством водяного пара. Пиролиз углеводородного сырья начинается в канале 3 и завершается в реакционной камере 4 Продукты реакции по выходе из печи быстро охлаждаются водой.

Получаемый газ пиролиза имеет следующий состав в % о6ъем

 

Таблица 1 Состав газов пиролиза.

 

Наименование аааание % объем
С2Н2 С2 Н4 С3Н6 СН4 Н2 СО СО2 N2 9,1 16,6 0,9 18,1 33,7 5,9 14,7 0,4

При сжигании топливного газа в воздухе, а не в техническом кислороде, выходы целевых продуктов примерно те же, но получаемый газ сильно разбавлен азотом, поэтому концентрация ацетилена снижается до 38 обемн.%, этилена — до 5—4,5 объемн %. При сжигании топливного газа, обогащенного водородом, образуется водяной пар, который при охлаждении конденсируется, благодаря этому несколько повышается концентрация ацетилена и этилена.

Соотношение целевых продуктов (этилен и ацетилен) в газе пиролиза зависит от вида применяемого сырья, а при одном и том же сырье температуры. При повышении температуры относительное количество ацетилена в смеси ацетилена и этилена возрастает.

В настоящее время при конструировании реакционных агрегатов для пиролиза стремятся избежать применения огнеупоров, которые быстро изнашиваются при температурах процесса (>2000°С).

Карбидный способ больших энергетических затрат на производство карбида кальция. Этот метод сохранился до настоящего времени, хотя доля ацетилена получаемого этим способом год от года уменьшается. /4/

Так же для получения ацетилена применяется способ с частичным сжиганием углеводородов.

Промышленный процесс частичного сжигания углеводородов в многоканальных печах проводится следующим образом. Раздельно нагретые до 600 0С метан (800 м3/ч) и кислород (400-500 м3/ч) поступают в реакционную печь, футированную в верхней и средней частях кирпичом. В верхней части печи находится цилиндрическая смесительная камера 7 диаметром 250 мм, в центр которой по трубе 1 из жароупорной стали вводится кислород; метан поступает с боку и равномерно распределяется по сечению аппарата, проходя через решетку 2 из жароупорной стали, расположенную над устьем кислородной трубы. Многоканальная реакционная печь для получения ацетилена окислительным пиролизом метана представлена на рис. 2.

В камере 7 оба газа полностью смешиваются. Мольное отношение кислорода к метану составляет 0,6-0,65. Температура в реакционной печи около 1500 0С, время пребывания газов 0,003 сек. В нижней камере смешения расположены одна над другой на расстоянии 50 мм две колосниковые решетки 3 и 6 из высокоогнеупорного силикатного материала (силлиманита). Колосниковая решетка 6 толщиной 25 мм является распределительной, а нижняя решетка 3 служит огнепреградителем. Для безопасной работы печи скорость движения метано-кислородной смеси должна значительно превышать скорость распределения фронта пламени в газе.

Рис. 2. Многоканальная реакционная печь для получения ацетилена окислительным пиролизом метана (печь Заксе):

1—труба для ввода кислорода; 2—распределительная решетка; 3— нижняя колосниковая решетка; 4— форсунки для разбрызгивания охлаждающей воды; 5—реакционная камера; 6—верхняя колосниковая решетка; 7— смесительная камера.

Благодаря небольшим размерам отверстий (8—10 мм) газовая смесь проходит через решетку 3 со скоростью 30 м/сек, причем вследствие значительной ее толщины (200 мм,) газ между колосниками не воспламеняется и пламя образуется только по выходе газовой смеси из каналов решетки 3. В пусковой период в пространство под нижней решеткой


вводят небольшое количество нагретого кислорода для стабилизации горения. Количество последнего не превышает 6% от общего количества кислорода, требуемого для процесса. Продукты по выходе из реакционной камеры 5 быстро охлаждаются до 80°С в водяной завесе, создаваемой двумя рядами форсунок.

Для повышения экономических показателей процесса получения ацетилена из углеводородов в присутствии кислорода разработана новая конструкция реакционной печи, отличающейся тем, что для «закалки» ацетилена используют вместо воды бензиновые фракции. Метан (или другие углеводороды, а также бензиновые фракции) и кислород раздельно нагреваются, насыщаются водяными парами и смешиваются в камере. Пройдя через верхнюю колосниковую решетку, смесь поступает в реакционную камеру, где образуется ацетилен. В нижнюю часть камеры через специальные распределительные устройства подают пары бензиновой фракции, которая, понижая температуру ацетилена, сама разогревается до 800 0С, в результате чего происходит пиролиз бензиновых углеводородов с образованием этилена и других олефинов. Далее реакционная смесь дополнительно охлаждается водой; газы пиролиза и конденсат выводятся из печи.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

  1. Платэ Н.А., Сливинский Е.В. Основы химии и технологии мономеров.-М: Наука: МАИК «Наука/Интерпериодика,» 2002.-696с.
  2. Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. - М., Химия, 1988. – 592с.

 

Пиролиз углеводородов







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 457. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.017 сек.) русская версия | украинская версия