Разработка и внедрение технологий, способствующих увеличению выхода продуктов пиролиза
Введение
В промышленном органическом синтезе важнейшими прекурсорами являются этилен и пропилен. Постоянно наращивается темп производства этих олефинов. Этилен — самое производимое органическое соединение в мире. Основное направление использования этилена — в качестве мономера при получении полиэтилена (наиболее крупнотоннажный полимер в мировом производстве). На основе этилена осуществляется промышленное производство также и других продуктов: этанола, этилбензола, окиси этилена, дихлорэтана, ацетальдегида и многих других.
Пропилен в больших количествах используется для получения изопропилбензола, полипропилена, изопропилового спирта, окиси пропилена, глицерина и т. д.
Для производства низших олефинов могут быть использованы различные источники углеводородного сырья. В настоящее время большую часть низших олефинов получают на специальных установках путем пиролиза этана, пропана, бутанов, бензина, керосино-газойлевых фракций и сырой нефти. Пиролизу подвергают самое разнообразное
Содержание
Введение 5
1 Аналитический обзор 7
1.1. Виды сырья пиролиза 7
1.2. Химизм процесса 10
1.3. Технологическая схема получения этилена пиролизом ШФЛУ 17
2 Технологическая часть 21
2.1 Материальный баланс процесса 21
2.2 Тепловая нагрузка печи, КПД печи и расход топлива 25
2.3 Определение температуры дымовых газов, покидающих камеру радиации 32
2.4 Определение поверхности нагрева реакционного змеевика 32
2.5 Время пребывания парогазовой смеси в реакционном (радиантном) змеевике 33
2.6 Потеря напора в реакционном змеевике печи 36
3 Безопасность 40
3.1 Экологичность работы 47
3.2 Пожароопасность 48
Заключение 51
Перечень использованных информационных ресурсов 52
Перечень использованных информационных ресурсов
1. Пиролиз углеводородного сырья / Т.Н. Мухина [и др.] - М.: Химия, 1987. - 240 с.
2. Пиролиз углеводородного сырья в трубчатых печах / С.Х. Нуртдинов [и др.] - Казань: Казан.гос.технол. ун-т, 2004. - 80 с.
3. Гориславец С.Л. Пиролиз углеводородного сырья - К.:Наукова думка. -1977. -200 с
4. Хафизов, И. Ф. Современные тенденции развития процесса пиролиза / И. Ф. Хафизов, Р. Р. Мусин // Вестник Технологического университета. – 2015. – Т. 18, № 2. – С. 231-234.
5. Андреева, М. М. Исследование влияния соотношения сырьё-пар на выход этилена при пиролизе этана / М. М. Андреева, В. П. Архиреев // Вестник Казанского технологического университета. – 2008. – № 1. – С. 90-95.
6. Фафурин, А. В. Аналитическое исследование процесса пиролиза этана / А. В. Фафурин, М. М. Андреева, И. Р. Чигвинцева // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 8. – С. 319-322.
7. Управление процессом пиролиза этана в нестационарных условиях / А. М. Алиев, И. И. Османова, А. Р. Сафаров [и др.] // Азербайджанский химический журнал. – 2017. – № 2. – С. 10-15.
8. Хасанов, Р. Г. Влияние разбавления сырья на равновесные выходы продуктов пиролиза этана / Р. Г. Хасанов, В. В. Марфина // Наука. Технология. Производство - 2017. Экология и ресурсосбережение в нефтехимии и нефтепереработке : Материалы Международной научно-технической конференции, Салават, 22–25 декабря 2017 года. – Салават: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2017. – С. 68-69.
9. Золотов, А. М. Получение этилена из этана методом пиролиза / А. М. Золотов, Н. К. Растанина // Материалы секционных заседаний 62-й студенческой научно-практической конференции ТОГУ : Материалы конференции, Хабаровск, 01–31 мая 2022 года / Редколлегия: А.В. Казарбин (отв. редактор). – Хабаровск: Тихоокеанский государственный университет, 2022. – С. 119-122.
10. Учебно-методическое пособие «Технологические расчеты химических реакторов переработки углеводородного сырья»/ Евдокимова Н.Г [и др.]. – Уфа, Изд. Уфимского государственного технического университета, 2010. – 86 с.
11. Cassady, S. J., Choudhary
Основным компонентом жидких продуктов пиролиза являются ароматические и алкилароматические углеводороды. АУВ образуются на поздней стадии термического разложения, когда в зоне реакции имеются в достаточной концентрации низшие олефины – этилен и пропилен. В процессе пиролиза на ряду с первичными реакциями распада идут и реакции уплотнения, характеризующимися наличием стадии деградационной пе- редачи цепи, при которой обрываются реакции распада и инициируется цепная реакция уплотнения, заключающаяся в последовательном присоединении олефина к аллильному радикалу с последующей циклизацией и перераспределением водорода. Обрыв цепи уплотнения происходит за счет реакций поликонденсации. Деградационная передача цепи заключается в столкновении радикала с олефином, в частности с пропиленом. При этом радикал превращается в молекулу, а пропилен в аллильный радикал.
СН2=СН-СН-СН2 + СН2=СН →СН2=СНСНСН2СН=СН2→СН2СН=СНСН2СН=С