Основные узлы технологической схемы

Олефины при высокой температуре склонны к реакциям полимеризации, поэтому продукты пиролиза на выходе из зоны реакции подвергаются охлаждению за возможно более короткое время, так называемой «закалке». Вторая задача узла «закалки» и охлаждения — максимальная утилизация тепла получаемого газа; его используют в первую очередь для получения водяного пара. Схема узла «закалки» и охлаждения зависит от типа перерабатываемого сырья.

На современных установках «закалочное» охлаждение газа пиролиза осуществляют в две ступени.

На первой ступени газ, выходящий из печи, отдает свое тепло воде в заклочно — испарительном аппарате, где образуется значительное количество водяного пара высокого давления.

На второй ступени газ направляют в аппарат «закалки» маслом, где он охлаждается за счет непосредственного контакта с «закалочным» маслом.

При использовании закалочно-испарительных аппаратов требуется соблюдать ряд основных условий:

• — продолжительность пребывания газа пиролиза в аппарате не должна превышать сотых долей секунды;
• — падение давления в аппарате не должно превышать десятых долей атмосферы;
• — температура поверхности труб в аппарате должна быть такой, чтобы исключить возможность конденсации на их поверхности тяжелых продуктов пиролиза.

В таблице 1.10 приводятся основные параметры работы закалочно — испарительных аппаратов при пиролизе различного сырья [6].

Таблица 10 — Параметры работы закалочно — испарительных аппаратов

Время пребывания продуктов пиролиза в закалочно-испарительных аппаратах составляет обычно 0,015−0,03с. По конструктивному оформлению они представляют собой трубчатые аппараты, по трубам которых движется газ пиролиза, а в межтрубном пространстве испаряется вода. Для облегчения чистки аппараты делают одноходовыми. Кокс выжигают или снимают механическим способом — струей воды высокого давления или пескоструйными аппаратами. Конструкция аппарата ЗИА представлена на рис. 10. Он представляет собой трубчатый теплообменный аппарат. Продукты пиролиза поступают в трубное пространство, а химически очищенная вода циркулирует между трубами. Это диктуется следующими обстоятельствами. В процессе работы на стенках ЗИА накапливается кокс, который не может быть полностью удален путем выжигания, и периодически трубки аппарата очищают от кокса механическим способом — специальными порошками при высоком давлении.

Осуществить очистку от кокса в межтрубном пространстве пока не представляется возможным. Кроме того, в трубном пространстве можно создать более высокие линейные скорости и соответственно высокий коэффициент теплопередачи и уменьшить время закалки. Благодаря этому образуется меньше кокса и увеличивается межремонтный пробег, который зависит не только от закоксовывания труб печи, но также и от режима закалки ЗИА.

В «закалочном» узле вырабатывают водяной пар давлением от 7 до 15,5 МПа, причем экономичнее получать пар более высокого давления.

После второй ступени («закалка маслом») газ поступает в узел первичного фракционирования. Схема этого узла на современных установках целиком зависит от характера перерабатываемого сырья.

При переработке бензина на крупных установках узел первичного фракционирования состоит из двух ступеней: колонны масляной промывки (из которой выводят тяжелые компоненты, содержащиеся в газе) и колонны водной промывки.

Газ пиролиза после смешения (в трубопроводе) с циркулирующим закалочным маслом при 200 °C поступает в колонну первичного фракционирования, где охлаждается до 110 °C за счет орошения бензином пиролиза. После этого газ поступает на окончательное охлаждение в колонну с циркулирующим водным конденсатом. Промывка газа конденсатом обеспечивает хорошее отделение смолистых примесей. Тепло, получаемое в результате охлаждения циркулирующего тяжелого масла, используют для испарения очищенного конденсата, направляемого на смешение с сырьем и для подогрева сырья, подаваемого в печь.

Характерная особенность современных колонн первичного фракционирования — высокая температура куба, что позволяет получать пар — разбавитель за счет тепла тяжелого масла.

Продукции конденсации из последней колонны направляются в отстойник для разделения. Тепло горячей воды, выходящей из отстойника, используют для обогрева ректификационных колонн, после чего воду возвращают на промывку. Избыток конденсата, водяного пара выводят из цикла, отпаривают, очищают от смолистых примесей, после чего направляют на пиролиз. Этим достигается отсутствие сброса сточных вод.

Рисунок 10 -Закалочноиспарительный аппарат.

I и II — вход и выход пирогаза; III — котлова вода;

IV — паро-водяная смесь.

• 1 — входная камера, 2 — коллектор овальный, 3 — теплообменная труба,
• 4 — выходная камера, 5 — коллектор выхода паро-водяной смеси.

Рисунок 11 — Колонна фракционирования

1 — тарелка, 2,6 — днища, 3,4,5 — царги, А — вход продукта, Б — выход тяжелого остатка, В — выход газа, Г — выход бокового продукта, Д — подача тепла Таким образом, технологическая схема установки пиролиза состоит из следующих узлов:

• — узла процесса пиролиза прямогонного бензина в трубчатой печи;
• — отделения «закалки» продуктов пиролиза в закалочно-испарительном аппарате (ЗИА);
• — узла разделения продуктов реакции в колоннах;
• — узла компримирования и газоразделения газообразной части продуктов пиролиза;
• — узла промывки тяжелых продуктов пиролиза.