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

Влияние давления на процесс пиролиза.




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

Повышение давления в системе, в соответствии с принципом Ле Шателье - Брауна, смещает равновесие в сторону вторичных реакций (полимеризации, конденсации), протекающих с уменьшением объема.

Разбавление углеводородов водяным паром понижает их парциальное давление и тем самым способствует протеканию реакция инициирования и β - распада за счет подавления остальных реакций. На практике степень разбавления подбирается исходя из жесткости условий пиролиза и типа сырья. Дополнительное действие пара заключается в снижении точки росы тяжелых продуктов, предотвращении образования смолистых продуктов, подавлении коксообразования за счет пассивирования поверхности змеевиков, облегчении переноса тепла к реагентам и окислении кокса по реакции: С+Н2О>СО+Н2.

При этом значительно уменьшается коррозия труб сернистыми соединениями, обычно присутствующими в исходном сырье. В некоторых случаях сырье разбавляют метаном и водородом. При использовании водорода выход олефинов возрастает на 20% и уменьшается коксобразование, а выход метана увеличивается.

 

Время контакта.

Процесс пиролиза в промышленных условиях реализуется в ректорах, работающих в режимах близких к режиму идеального вытеснения. Реактором идеального вытеснения называется канал, у которого длина много больше его диаметра, а среда движется в «поршневом» режиме, то есть в любом поперечном сечении, нормальном к направлению движения потока среды, скорость и все параметры процесса (давление, концентрация реагентов, температура и др.) распределены равномерно, а продольные диффузионные потоки отсутствуют.

Таким образом, в реакторе идеального вытеснения все элементы среды проходят через реактор за одинаковое время, и претерпевают одинаковую последовательность изменения свойств для всех элементов. Поскольку диффузия из одного «поперечного» элемента в другой отсутствует, степень превращения в каждом элементе остается одной и той же.

Время пребывания сырья в зоне реакции определяет не только степень превращения сырья, но и состав продуктов реакции. Продолжительное пребывание сырья в зоне реакции вызывает протекание вторичных реакций (полимеризации, циклизации, дегидрирования и др.), в которых расходуются уже обрадовавшиеся олефины, в результате чего коксобразование возрастает, а выход олефиновых углеводородов уменьшается. (рис.2)

 

 

Рисунок 2 - Кинетика образования основных продуктов пиролиза углеводородной фракции 85 – 120° С при 810° С и атмосферном давлении: 1 – жидкие продукты пиролиза; 2 – этилен; 3 – метан; 4 – пропилен; 5 – этан; 6 – бутадиен; 7 – бутен

 

Кроме того, увеличение времени пребывания может сопровождающегося разложением первичных и вторичных продуктов на кокс и водород. Поэтому при пиролизе конверсию сырья ограничивают (жесткость до 50-70%). Для того чтобы сохранить высокий выход олефиновых углеводородов, целесообразно сокращать время пребывания сырья в реакционной зоне. Однако время реакции для высокотемпературных процессов связано со скоростью нагрева сырья до температуры реакции. Чем быстрее нагревается сырье в зоне подогрева реактора, тем меньшее время требуется для проведения процесса.

 

Аппаратурное оформление процесса.

К конструкциям с внешним обогревом относятся широко распространённые трубчатые печи. Их используют для переработки лёгкого дистиллятного сырья. Внутренний подвод тепла можно осуществлять несколькими способами:

1. За счёт контакта сырья с нагретым теплоносителем (циркулирующим или стационарным). В качестве твердого теплоносителя можно применять кокс или огнеупорный инертный материал. Процесс может быть непрерывным или циклическим. Некоторое развитие получил пиролиз в движущемся теплоносителе. Пиролиз на стационарном теплоносителе -насадке в случае одновременного производства ацетилена и этилена из углеводородного сырья применяют ограниченно.

2. За счёт окисления части сырья кислородом воздуха, вводимым в зону реакции (окислительный или автотермический пиролиз). В отдельных случаях пиролиз нефти в псевдоожиженном слое кокса или огнеупорного материала сочетают с вводом кислорода в зону реакции. Этот процесс по оформлению ближе к процессу с твёрдым теплоносителем, но по характеру относится к окислительному пиролизу.

3. За счёт контакта сырья с перегретыми газами или водяным паром (гомогенный пиролиз). Перегретые газы могут образовываться за счёт сжигания отопительного газа с кислородом воздуха.

Разрабатываются установки пиролиза с внутренним подводом тепла (с целью расширения ассортимента сырья, вовлекаемого в процесс), однако ни одна такая установка не работает в крупнотоннажных производствах.

Основное условие для высокого выхода олефинов при пиролизе - надежное регулирование температуры в сочетании с сочетанием оптимального времени контакта. Такие условия лучше всего выдерживаются в трубчатых печах.

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 659. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.018 сек.) русская версия | украинская версия