Характеристика производимой продукции
В отделении пиролиза получается очищенный пирогаз, который представляет собой смесь углеводородов: водорода, метана, этана, этилена, пропана, пропилена, дивинила, углеводородов С4 и выше.
Пирогаз является полупродуктом для получения этилена и пропан-пропиленовой фракции.
Готовым продуктом отделения газоразделения является этилен.
Пропан-пропиленовая фракция является полупродуктом для получения пропилена на установке Э-200.
Имеется так же возможность выделения продуктового пропилена на установке ЭП-60(2) при неработающей установке Э-200.
2.1. Этилен (С2Н4)
2.1.1. Бесцветный горючий и взрывоопасный газ с характерным сладковатым запахом, обладающий слабо наркотическими свойствами.
Н Н
│ │
Структурная формула: С ═ С
│ │
Н Н
| Молекулярный вес | 28,05 |
| Удельный вес | 1,260 кг/м3 при 0°С и 760 ммрт.ст. |
| Газовая постоянная | 30,23 кгс.м/кг. град |
| Температура кипения | минус 103,8°С при 760 ммрт.ст. |
| Теплота испарения | 115 ккал/кг при температуре кипения и 760 ммрт.ст. |
| Температура плавления | минус 169,4°С |
| Теплоемкость при постоянном давлении (Ср) | 0,365 ккал/кг×град при 20°С и 760 ммрт.ст. |
| Теплоемкость при постоянном объеме (Су) | 0,292 ккал/кг×град при 20°С и 760 ммт.ст. |
| Удельный вес жидкого этилена | 567 кг/м3 при минус 102,4°С |
| Теплотворная способность | |
| высшая | 11920 ккал/кг |
| Удельный вес жидкого этилена | 567 кг/м3 при минус 102,4°С |
| Теплотворная способность | |
| высшая | 11920 ккал/кг |
| 14300 ккал/м3 | |
| низшая | 11145 ккал/кг |
| 13939 ккал/м3 | |
| Критическая температура | плюс 9,5°С |
| Критическое давление | 50,7 кгс/см2 |
2.2. Пропилен (С3Н6)
2.2.1. Бесцветный горючий и взрывоопасный сжиженный газ с сильным эфирным запахом, обладающий наркотическими свойствами.
Н Н
½ ½
Структурная формула: Н ¾ С ¾С=С
½½½
Н НН
| Молекулярный вес | 42,08 |
| Удельный вес | 1,937 кг/м3 при 0°С и 760 ммрт.ст. |
| Газовая постоянная | 20,19 кг.м/кг. град |
| Температура кипения | минус 47,7°С при 760 ммрт.ст. |
| Теплота испарения | 105 ккал/кг при 760 ммрт.ст. |
| Температура плавления | минус 185,25°С |
| Критическая температура | плюс 92,0°С |
| Критическое давление | 45,5 кгс/см2 |
| Теплоемкость при постоянном давлении (Ср) | 0,39 ккал/кг град. при 20°С и 760 ммрт.ст. |
| Теплоемкость при постоянном объеме (Сv) | 0,343 ккал/кг град. при 20°С и 760 ммрт.ст. |
| Удельный вес жидкого пропилена | 610,4 кг/м3 при температуре кипения |
| Теплотворная способность | |
| высшая | 11732 ккал/кг |
| 22400 ккал/м3 | |
| низшая | 11000 ккал/кг |
| 21000 ккал/м3 |
Пропан-пропиленовая фракция.
2.3.1. Пропан-пропиленовая фракция – бесцветный горючий газ. При нормальных условиях обладает слабо токсичными свойствами наркотического действия.
2.3.2. Пропан-пропиленовая фракция отправляется на установку Э-200 для получения товарного пропилена.
Технологической схемой предусматривается возможность выделения товарного пропилена в колонне С-116/117 при неработающей установке Э-200.
2.3.3.Средний состав пропан-пропиленовая фракция (в зависимости от режимов, нагрузок, типа, качества сырья), содержание в % об:
| Пропилен | 70÷80 |
| Этилен, не более | |
| Этан | |
| Пропан | 10÷20 |
| Сумма бутиленов, не более | 0,8 |
2.4. Пирогаз.
| Средний состав пирогаза (в зависимости от режимов, нагрузок, состава сырья), %вес.: | Из К-1 | Из К-501 |
| Водород | 1,24 | 3,36 |
| Метан | 19,36 | 7,22 |
| Этан | 4,01 | 30,67 |
| Ацетилен | 0,51 | 0,38 |
| Этилен | 33,1 | 49,01 |
| Метилацетилен | 0,74 | 0,03 |
| Пропилен | 16,38 | 1,37 |
| Пропан | 6,27 | 0,32 |
| Бутадиен | 3,00 | 1,37 |
| Бутены | 3,55 | 0,17 |
| Бутаны | 2.49 | 0,28 |
| Сумма С5 | 1,87 | 0,45 |
| Сумма С6 | 2,93 | 1,04 |
| Сумма С7 и выше | 1,35 | 0,3 |
| Окись углерода | 0,2 | 0,11 |
| Двуокись углерода | 0,04 | 0,01 |
| Вода | 2,96 | 3,89 |
| Сероводород | - | 0,01 |
| Удельный вес, г/л | 1,1 | 0,8 |
Физико-химические свойства компонентов пирогаза:
2.4.1. Водород - бесцветный, взрывоопасный газ почти без запаха.
| Химическая формула | Н2 |
| Молекулярная масса | 2,016 |
| Удельный вес | 0,09 кг/м3 при 0°С и 760 мм рт. ст. |
| Газовая постоянная | 420,6 кгм/кг × град |
| Теплоемкость при постоянном давлении /Ср/ | 3,408 ккал/кг × град при 0°С и 760 мм рт. ст. |
| Теплоемкость при постоянном объеме /Су/ | 2,42 ккал/кг × град |
| Температура кипения | минус 252,7°С |
| Температура плавления | минус 259,4°С |
| Теплота испарения при температуре кипения | 108,5 ккал/кг при 760 мм рт. ст. |
| Теплота плавления | 108,5 ккал/кг |
| Удельный вес жидкого водорода при минус 252°С | 70,9 кг/м3 |
| Критическая температура | минус 239,9°С |
| Критическое давление | 12,8 кг/см2 |
| Критическая плотность | 31 кг/м3 |
| Теплотворная способность высшая низшая | 33936 ккал/кг,3050 ккал/м3 28557 ккал/кг, 2570 ккал/м3 |
3.Описание технологической схемы.
Установка водной промывки пирогаза.
Этановая фракция из цеха 0771-0776, пропан-рецикл из цеха 65-76 и пропан-рецикл с куба колонны С-116 поступают в теплообменник Т-519 давлением 6,0-7,0 кгс/см2 (0,6-0,7 МПа), где подогревается закалочной водой до 45÷60ºС, далее газообразное сырье поступает в печи пиролиза П-510/515. В случае необходимости предусмотрена подача этановой фракции из цеха 0771-0776 и пропана-рецикла из цеха 65-76 без предварительного подогрева помимо аппарата Т-519 в печи пиролиза П-510/515.
Пирогаз после печей П-510/515 из третичных закалочно-испарительных аппаратов Т-512(Т-517) с давлением 0,06 МПа и температурой (180÷190)ºС поступает в колонну водной промывки пирогаза К-501. Перед входом в колонну К-501 пирогаз смешивается с выпаром из колонны К-502 и водяным конденсатом поступаемым из сепаратора Е-521 цеха 0771-0776. В период простоя одной из камер печи пиролиза П-510/515 имеется линия приёма пирогаза из третичных закалочно-испарительных аппаратов Т-112 и Т-117 печей пиролиза П-110/115 цеха 0771-0776 в колонну водной промывки пирогаза К-501. Пирогаз поступает в среднюю часть колонны К-501, оснащенную десятью уголковыми распределительными тарелками, где отмывается от кокса, смол и охлаждается до температуры (70÷80)ºС закалочной водой, подаваемой в среднюю часть из воздушных холодильников Т-501A/F через фильтры SPM- 501. Затем пирогаз проходит верхнюю часть колонны, оснащенную насадкой, где охлаждается до температуры (30÷35)ºС закалочной водой, поступающей из водяного холодильника Т-502А/В. Очищенный и охлажденный пирогаз с верха колонны К-501 направляется на компримирование в цех 0771-0776. Температура пирогаза с верха К-501 регулируется расходом закалочной воды поз.FC-1002, подаваемой в верхнюю часть колонны К-501.
С целью уменьшения коррозийного действия пирогаза в шлемовую трубу колонны К-501 насосом Н-508А/В с узла дозирования реагентов подается ингибитор коррозии СН 1236 фирмы «Chemic».
При охлаждении из пирогаза конденсируется вода и тяжелые углеводороды, которые с бокового отвода колонны К-501 самотеком выводятся в отстойник закалочной воды Е-501, где вода отделяется от кокса, тяжелой и легкой смолы. В емкости Е-501 предусмотрены четыре отсека для отделения воды от углеводородов и пакет пластин для ускорения этого процесса.
Закалочная вода с бокового отвода К-501, легкая пиролизная смола с верха коагуляторов Е-502, Е-512 и водяной конденсата из сепаратора Е-521 цеха 0771-0776 поступает в первый отсек емкости Е-501, а также легкая пиролизная смола с емкости Е-505 насосом Н-505 А/В подается в этот же отсек емкости Е-501, отделенный от остальных пакетом пластин. С нижней образующей второго отсека вода с осевшей тяжелой смолой самотеком поступает в отстойник смолы Е-505. Кислая вода из третьего отсека насосом Н-503А/В откачивается в коагулятор кислой воды Е-502. Балансовое качество воды с нагнетания Н-503А/В возвращается в первый отсек емкости Е-501. Насос Н-503 оснащен системой автоматического включения резервного насоса при падении давления на линии нагнетания рабочего насоса ниже допустимого.
Легкая смола из четвертого отсека Е-501 подается насосом Н-506А/В в емкость-сборник жидких продуктов пиролиза Е-17. В емкость Е-17 также периодически поступают жидкие продукты пиролиза из емкости Е-568 цеха 0771-0776. При накоплении уровня жидких продуктов пиролиза в емкости Е-17 производится их откачка насосом Н-33 в цеха 401 или 0204-0205. Уровень жидкости в третьем отсеке Е-501 и связанной с ней по уровню в К-501 регулируется клапаном уровня, установленном на трубопроводе подачи кислой воды от Т-503 в К-502.
Циркуляционная закалочная вода с низа колонны К-501 откачивается насосом Н-501А/В и подается в циклон F-501, в котором вода отделяется от частиц кокса и поступает в аппарат воздушного охлаждения Т-501А/F, где охлаждается до (45÷55)ºС и разветвляется на два потока. Первый поток направляется на распределительное устройство в средней части колонны К-501. Температура циркуляционной закалочной воды с низа К-501 и на первом потоке регулируется расходом закалочной воды первого потока клапаном, установленным на байпасе Т-501А/F и клапаном установленным на самом потоке. Второй поток закалочной воды предварительно охлаждается в водяном холодильнике Т-502А/В до температуры 32 ºС и направляется на распределительное устройство в верхней части колонны К-501. Расход потока регулируется клапаном регулятора с коррекцией по температуре пирогаза с верха колонны К-501.
Насос Н-501А/В оснащен системой автоматического включения резервного насоса при падении давления на линии нагнетания рабочего насоса ниже допустимого.
4.Характеристика оборудования.
5.4.1. К-501 – колонна водной промывки предназначена для промывки водой от сажи и кокса и охлаждения пирогаза. Нижняя часть колонны снабжена уголковыми тарелками, верхняя укомплектована насадкой «Инжехим».
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина цилиндрической части, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С, 10Г2 2400/3200 0,02-0,05 0,35 230/30 пирогаз, закалочная вода |
5.4.2. К-503 – колонна-сепаратор, предназначенная для отделения газовой фазы пропана от жидкой.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда | 09Г2С-15 0,8 1,6 минус 32/35 пропан |
5.4.3. Е-501 – отстойник закалочной воды предназначен для разделения водной и углеводородной фаз. Горизонтальный, цилиндрический аппарат, снабженный внутренними перегородками и пакетами пластин.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина цилиндрической части, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-12 0,02-0,05 0,35 75-85 закалочная вода, легкая и тяжелая смола пиролиза |
5.4.4. Е-502 – коагулятор кислой воды предназначен для разделения водной и углеводородной фаз. Горизонтальный цилиндрический аппарат, снабженный специальной насадкой.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина цилиндрической части, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-14 0,45 0,4-0,65 1,9 75-85 кислая вода, легкая и тяжелая смола пиролиза |
5.4.5. Е-505 – сборник смолы пиролиза предназначен для отстоя от воды тяжелой смолы пиролиза. Горизонтальный цилиндрический аппарат.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина цилиндрической части, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-12 0,02-0,05 0,5/полный вакуум 75-85 кислая вода, тяжелая смола пиролиза |
5.4.6. Е-512 – коагулятор кислой воды предназначен для разделения водной и углеводородной фаз. Горизонтальный цилиндрический аппарат, снабженный специальной насадкой.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина цилиндрической части, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-14 0,45 0,5-0,7 1,9 75-85 кислая вода, легкая и тяжелая смола пиролиза |
5.4.7. Е-513 – емкость дозирования 1-5%-ого раствора NaOH или нейтрализующего амина CH1837M
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 12Х18Н10Т 1,0 атмосферное 0,6 20-40 1-5% раствор NaOH, нейтрализующий амин CH1837M |
5.4.8. Е-514 – емкость дозирования ингибиторов коррозии СН1345 или СН1236 фирмы «Chimec»
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 12Х18Н10Т 1,0 0,1 1,0 20-40 ингибиторы коррозии СН1345 или СН1236 |
5.4.9. Е-515 – емкость дозирования антизагрязнителя СН 5630 фирмы «Chemic»
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 08Х18Н10Т 1,0 0,1 1,0 20-40 антизагрязнитель СН 5630 фирмы «Chemic» |
5.4.10. Е-516 – емкость дозирования поглотителя кислорода фирм «Chimec» CH1932.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 12Х18Н10Т 1,0 атмосферное 0,6 20-40 поглотитель кислорода фирмы «Chimec» CH1932 |
5.4.11. Е-577 – горизонтальная заглубленная дренажная емкость предназначена для сбора дренажных стоков.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота/высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-12 16,0 5550/3800 0,1 0,9 40-85 жидкие углеводороды, вода |
5.4.12. Е-593 – факельная емкость предназначена для отделения конденсата от факельных газов.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С 6,3 0,1 0,92 жидкие углеводороды, вода, факельный газ |
5.4.13. Е-596, Е-597 – ресиверы воздуха КИПиА предназначены для хранения запаса воздуха КИПиА на случай прекращения его подачи от цеха азота и кислорода
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Высота, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Вес, кг | 09Г2С-8 0,5-0,6 0,9 окружающая среда воздух КИПиА |
5.4.14. Е-17 – емкость для сбора жидких продуктов пиролиза.
| Количество Материал Объем, м³ 11 Диаметр, мм Длина, мм Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Среда Вес, кг | углеродистая сталь ВСт3сп5 0,01-0,02 2,5 окружающая среда жидкие продукты пиролиза |
5.4.15. Т-501 А÷F – аппарат воздушного охлаждения закалочной воды.
| Количество Материал Поверхность теплообмена, м2 11 Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Длина Ширина Высота Среда Вес, кг В комплекте привод с электродвигателем Мощность, кВт Число оборотов, об/мин Напряжение, В | трубы Ст. 20, решетки09Г2С 0,8-1,4 2,36 85/45 закалочная вода ВАСО4-37-24 УХЛ1 |
5.4.16. Т-502 А/В – холодильник закалочной воды предназначен для охлаждения закалочной воды перед подачей в верхнюю часть колонны К-501.
| Количество Материал Трубное пространство: Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Межтрубное пространство: Рабочее давление, МПа Расчетное давление, МПа Рабочая температура, ºС Расчетная температура, ºС Среда Длина Диаметр Вес, кг | трубы 09Г2С-12, корпус 09Г2С-12 0,3-0,4 1,6 25/35 оборотная вода 0,25-0,4 0,8 55/20 закалочная вода |
Список используемой литературы
1. «Этилен» Технические условия ГОСТ 25070-87.
2. «Пропилен» Технические условия ГОСТ 25043-87.
3. «Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей», Варгафтик Н.Б., Москва, Изд-во физико-математической литературы, 1963г.
4. «Краткий химический справочник», Рабинович В.А., Хавин З.Я., Ленинград, «Химия», 1977г.
5. «Примеры и задачи по процессам и аппаратам», Павлов К.Ф., Романков П.Г., «Химия», Ленинградское отделение, 1970г.
6. Справочник «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения» Баратов А.Н., Корольченко А.Я., Москва, «Химия», 1990г.