Химическая переработка нефти

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

газоходом и дымовой трубой. Каждая печь имеет свою систему утилизации тепла дымовых газов и пирогаза, состоящую из экономайзера, двух закалочно-испа-

рительных аппаратов 1 и двух паросборников 2. В ЗИА происходит закалка и охлаждение пирогаза до 350-450 °С. За счет утилизации тепла пирогаза в них вырабатывается водяной пар высокого давления (12 МПа).

Дальнейшее охлаждение пирогаза до 180 сС осуществляется в узле дозакалки при впрыске циркулирующего котельного продукта. Дозакалка проводится в смесителе непосредственно перед колонной фракционирования.

Питательная вода для ЗИА с установки химической подготовки поступает в конвекционную секцию пароперегревателя, где нагревается до 190 °С. Затем она подается в конвекционную секцию печей пиролиза и с температурой 330 °С

поступает в барабан-паросборник, откуда вода поступает в ЗИА, а водяной пар с давлением 12 МПа - в радиантную секцию пароперегревателя, обогреваемую

(облучаемую) непосредственно горелками, где перегревается до 540 °С, и далее -

в заводской коллектор. Вырабатываемый пар используется для привода паровых турбин компрессоров пирогаза.

Печи пиролиза бензина установок ЭП-300 - четырехпоточные с вертикальным однорядным расположением змеевика двухстороннего облучения.

Каждый змеевик состоит из восьми труб диаметром 125 и толщиной стенки 95

мм, обшая его длина 75 м. Материал труб - сталь Х25Н20, максимально допустимая температура стенки 1040 °С. Производительность печи по бензину -

10,5 т/ч, теплопроизводителыюсть печи 62,5 ГДж/ч, в том числе рашиантной секции - 29 ГДж/ч,

Экономичность этиленового производства в большой степени зависит от тепловой эффективности пиролизной установки, основными процессами в которой являются пиролиз и охлаждение пирогаза.

Тепловые затраты на пиролиз включают в себя: подогрев сырья и воды от температуры окружающей среды до кипения, испарение их, нагрев парогазовой смеси до конечной температуры (температура пиролиза) и эндотермическое расщепление углеводородов. Реакция разложения углеводородов имеет тепловой

21

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

эффект 1000-2500 кДж/кг сырья в зависимости от состава и глубины разложения.

Всего для процесса пиролиза затраты тепла составляют 3800-6300 кДж/кг сырья.

В процессе пиролиза полезным является только тепло, идущее на компенсацию эндотермического эффекта реакций разложения. Следовательно,

тепловой КПД процесса (η) можно выразить так:

η = QP /Q = QP /(QP + QC + QB)

где Q - общее количество тепла, поведенное в процессе; QP - теплота

Значение Q зависит от вида сырья, температуры процесса и разбавления паром.

С ростом температуры пиролиза и количества разбавительного пара увеличивается удельный расход тепла. Это приводит к снижению теплового КПД процесса, что подтверждают данные табл. 5.2.

Тепловая эффективность процесса пиролиза зависит от использования тепла

(регенерации) пирогаза после трубчатой печи. В данном случае тепло пирогаза представляет собой вторичные энергетические ресурсы установки.

Проанализируем тепловую эффективность пиролизной установки. В общем виде КПД установки η уст можно представить следующим образом:

η уст = (QР + QРЕГ)./QОБЩ

22

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где QРЕГ - регенерированное тепло; QОБЩ - суммарное тепло, затраченное на нагрев всех технологических потоков установки.

Значение QОБЩ определяется из уравнения;

QОБЩ = BQH + ∆hСGС + ∆hВПGВП + ∆hЗВGЗВ + ∆hОТПGОТП + QЭЛ,

где В - расход топлива на печи пиролиза, QН - низшая теплота сгорания топлива, ∆h - разность энтальпий, G - расходы соответствующего компонента; члены уравнения ∆hСGС , ∆hВПGВП , ∆hЗВGЗВ , ∆hОТПGОТП - представляют собой количество тепла, внесенного с сырьем, разбавительным водяным паром,

закалочной водой, паром, подаваемым в отпарные колонны и другие аппараты,

QЭЛ - расход электролитической энергии, преобразованной в тепловую и внесенной в технологические потоки насосами, газодувками, компрессорами

Определим тепловые потоки и экономичность типовой пиролизной установки. Пиролиз бензина производится при соотношении пар-сырье, равном

0,5:1, и температуре 850 °С (на выходе из змеевика печи). Для нагрева парогазовой смеси и термического разложения углеводородов требуется 4810

кДж/кг сырья. Принимаем, что топливом является метановодородная фракция с установки газоразделения с QH = 49700 кДж/кг, температура уходящих дымовых газов tyx = 400 °С и потери в печи на излучение - 5% от теплотворной способности топлива. При этих условиях КПД печи равен:

η = [QH + qВ + qТ + (qУХ + qИЗЛ )] / QОБЩ = 0,75

где qВ и qТ - теплота, подведенная в печь с воздухом и топливом; qУХ -

потери тепла с уходящими газами; qИЗЛ - потери тепла на излучение.

23

vk.com/club152685050Рис. 5.2. |Схемаvk.com/id446425943установки первичной перегонки

нефти (АВТ топливно-масляная):

•1 - теплообменник; 2 - трубчатая печь; 3 - холодильник, конденсаторхолодильник; 4 - атмосферная колонна; 5- отгонная колонна; 6- газосепаратор; 7- вакуумная колонна