Расчет установки пиролиза этанового сырья
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Актуальность работы. Поставленная Правительством РФ задача повышения энергоэффективности особенно актуальна для нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Основными показателями энергоэффективности являются – расход топлива для печей, хладагента в конденсаторе, греющего пара, электроэнергии. ООО «Западно-Сибирский комплекс глубокой переработки углеводородного сырья в полиолефины» – один из крупнейших нефтехимических предприятий в России. В состав данного комплекса входят следующие производства – производство мономеров, с общей производительностью – по этилену 1,5 млн тонн в год, по пропилену – 500 тыс. тонн в год и производство полимеров с производительностью по полиэтилену – 1,5 млн тонн в год, по полипропилену – 500 тыс. тонн в год [1-9]. Пиролиз углеводородов – наиболее распространенная форма получения низших олефинов. Этот процесс протекает при температурах 650-1200 оС и при давлениях близких к атмосферным [10]. Этилен и пропилен – одни из основных мономеров, которые являются сырьем для промышленного органического синтеза. Поэтому их масштабы потребления с каждым годом возрастают. В 2014 году средний объем производства составлял около 155 миллионов тонн, а к 2015 году уже 175 миллионов тонн [11]. Можно сказать, что производство этилена и пропилена имеет большое значение. Однако производство этилена, например, в России на настоящий момент составляет всего лишь 3,6 млн тонн в год, что в 5 раз ниже чем в США. Поэтому техническое совершенствование и увеличение мощностей предприятий нефтехимической области являются актуальной задачей [12].
История развития
Нефтехимическая промышленность на сегодняшний день напрямую зависит от количества получаемых низших олефинов. Основным компонентом для нефтехимического производства является этилен. Данный продукт в начале получали из таких видов сырья, как – коксовы...
Открыть главуОбзор способов производства низших олефинов
Система получения низших мономеров олефинового ряда обычно состоит из нескольких блоков: подготовка газа к разделению, которая состоит из трех стадий – сжатие, очистка и осушка исходного газа; проведение процесса пиролиза в печах; охлаждение в закал...
Открыть главуОписание технологической схемы
Сырьевые потоки, такие как сырьевая фракция С2 – С3, сырьевой пропан, сырьевой бутан, и рециклы этана и пропана подогреваются в теплообменниках (Т-1 и Т-2). Все сырьевые потоки и потоки рецикла объединяются в два сырьевых коллектора: коллектор С2 – С...
Открыть главуМатериальный баланс печи пиролиза
Для расчета материального баланса печи пиролиза имеем следующие исходные данные: -годовая производительность печи по этилену 115 000 т/год -годовой фонд рабочего времени 8016 часов или 334 суток в год (с учетом вычета времени на текущий и капитальный...
Заключение
В процессе работы произведен расчет узла пиролиза этана и водной промывки пирогаза: расчет материального баланса, расчет рабочих параметров печи пиролиза, подобрано дополнительное оборудование. Технологическая схема оборудования выполнена с использованием компьютерной графики в программе Microsoft Visio. Таблица - Значения основных параметров расчета Показатель Значение Низшая теплотворная способность 116633,46 кДж/кг Фактический расход воздуха 18,18 кг/кг Количество продуктов сгорания 24,51 кг/кг КПД 0,84 Полезная тепловая нагрузка 12622,87 кВт Часовой расход топлива 464 кг/ч Температура продуктов сгорания, покидающих топку 1118 К Температура продуктов сгорания, покидающих радиантную камеру 1745 К Поверхность нагрева реакционного змеевика 154 м2 Время пребывания парогазовой смеси в реакционном змеевике 0,74 с Потери напора на участке нагрева радиантных труб 0,1196 МПа Число печей для обеспечения заданной производительности установки 6 Тепловая нагрузка закалочно-испарительного аппарата 2070,25 кВт Коэффициент теплопередачи закалочно-испарительного аппарата 173,92 Вт/(м2·К) Площадь поверхности теплопередачи закалочно-испарительного аппарата 47,14 м2 Запас площади поверхности теплопередачи закалочно-испарительного аппарата 46 %
Список литературы
1 СИБУР запустит «ЗапСибНефтехим раньше срока // Полимерные трубы – ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК», Т.55, №1. 2017. С. 10. 2 Колесников М.А. Оценка стоимости инвестиционного проекта на разных стадиях его жизненного цикла. Задачи оптимизации // Управление экономическими системами: Электронный научный журнал. 2013. Т. 58, № 10. С. 37. 3 Никонова И.А., Колесников М.А. Развитие методов анализа и оценки инвестиционных проектов // Вестник финансового университета. 2013. Т. 78, № 6. С. 89-97. 4 Левин В.О., Потехин В.М., Кудимова М.В. Производство низших олефинов как базис развития газонефтехимии в России // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2017. № 4. С. 28-36. 5 Михаил К.К., «СИБУР сегодня – это бизнес, обладающий значительными возможностями роста // Нефтегазохимия. 2015. № 3. С. 16-20. 6 Голубева И.А., Родина Е.В. Газоперерабатывающие предприятия ОАО «СИБУР Тюмень Газ» (ПАО «СИБУР Холдинг») // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2015. № 7. С. 30-37. 7 Конференция «Полиолефины 2017» // Полимерные трубы – Омск, 2017. С. 44–46. 8 Круглов И.В. Оценка эффективности деятельности Российских и мировых нефтехимических компаний // Научный альманах. 2016. Т. 24, № 10-1. С. 172-174. 9 Мусорина В. \ Большой разговор \ Нефтегазовая независимость// Прямые инвенстиции. 2012. № 8. С. 32-37. 10 М.М. Андреева, Вестник Казанского технологического университета, т. 17, №2, 279-280 (2014). 11 Tallman Michael J. The Advanced Catalytic Olefyns (ACOTM) Process // Süd-Chemie «Defining the Future». Beijing, China. 23–25 May 2011. 12 Брагинский О.Б., Шлихтер Э.Б. Оценка экономической эффективности использования природного газа как химического и микробиологического сырья // Хим. промышленность. 1988. № 5. С. 303–306. 13 Процессы нефтепереработки // Нефтегазовые технологии. 2009. № 2. С. 61–70. 14 Chikamatsu N., Honda K., Okita A. et al. Dominant Technology for the Propylene Production（DTP Process) // 7th Asian DME Conference Nov. 2011 Niigata, Japan. 15 John N. Bonarius. Strategic Issues In Ethylene & Propylene // Süd-Chemie «Defining the Future». Beijing, China. 23–25 May 2011. 16 Трофимова А.С., Бушков В.В. Изучение каталитической активности оксидов магния различной морфологии в процессе пиролиза низших алканов // Тезисы докладов XII научно-практической конференции «Химия XXI век: новые технологии, новые продукты». Кемерово, 2009. 17 Литвинцев И.Ю. Пиролиз // The Chemical Journal. 2006. C. 42-47. 18 Хатмуллина Д.Д., Гайсина Л.М. История развития нефтехимической промышленности // 64-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ – Уфа, 2013. С. 408–409. 19 Вечкасова М.В. Отечественный и зарубежный опыт инновационного развития нефтехимического развития нефтехимических предприятий // Экономика и предпринимательство. 2015. № 12-4. С. 560-564. 20 Музафарова А.Р., Шайхутдинова Ф.Н., Котова Н.В. Некоторые аспекты развития этиленового комплекса в России // Вестник технологического университета. 2016. Т.19, № 13. С. 77-81. 21 Викуленко А.Е., Курбанов Д.М. Анализ современного состояния и стратегии развития отрасли нефтехимического комплекса (НХК) России // Экономика и управление. 2016. Т.5, № 127. С. 34-40. 22 Жуков С.В. Перестройка мировых энергетических рынков: возможности и вызовы для России // Институт мировой экономики и международных отношений РАН – Москва, 2015. С. 152. 23 Рахманкулов Д.Л., Вильданов Ф.Ш., Удалова Е.А. История создания и развития химической и нефтехимической промышленности Республики Башкортостан : моногр. М.: Интер., 2006. С.200. 24 B. Nowowiejski, R. Oriss, Retr. et techn. 2006, P. 30-37. 25 Кирьянова Т.А., Савченков А.Л. Оптимизация технологии разделения газа пиролиза ООО «Томскнефтехим» // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе – Тюмень, 2006. С. 152–154. 26 Патент РФ № C 07 C 9 08, 14.02.2007. Блок разделения и очистки пропан-пропиленовой фракции углеводородного сырья // Патент России № 2007105410/22. 2007. / Ганиев Е.В., Зеленцова Н.И., Мячин С.И., и др. 27 Патент РФ № 6B 01J 23/755 A, 6B 01J 37/08 B, 1999. Способ получения катализатора селективного гидрирования // Патент России № 2131770. 1999. / Галикеев А.Р. 28 Орехин П. Зафиксируем это. Разбор основных положений и выводов «Плана-2030» // Нефтехимия в России. 2011. № 2. С. 14–16 29 Вечкасова М.В., Дебердиева Е.М., Штербова Ж.В. Современное состояние российской нефтегазохимии: результаты swot-анализа // В сборнике: Нефть и газ Западной Сибири Материалы Международной научно-технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Косухина Анатолия Николаевича. Тюмень, 2015г. С. 25-28. 30 Салимгареев Р.Р., Рачковская С.В. Характеристика производства этилена // Вестник КТУ, 2014г., №11 – С.178-179. 31 Слизкий Ю.А., Заббаров Р.Р. Модернизация установки получения этилена // Вестник КТУ, 2014г., №17 – С.158-159. 32 Музафарова А.Р., Котова Н.В. Развитие нефтехимии в Ямало-Ненецком автономном округе // Вестник КТУ, 2016г., №2 – С.34-37. 33 Приймак Е.В., Биктагиров Р.И. Производство полимеров этилена и стирола в Республике Татарстан в условиях конкуренции со стороны иностранных производителей // Вестник КТУ, 2013, №9 – С.279-281 34 Галявов Р.А. Современные тенденции развития нефтегазохимического кластера республики Татарстан // Альманах современной науки и образования, 2011 г., № 2 (45) – С. 141-145 35 Бабаш С.Е., Амеличкина Г.Е., Ермизин К.В. и др. Повышение эффективности печей пиролиза производства «Мономеры» при использовании бензинов и сжиженных углеводородных газов // Химическая промышленность. 2009. № 6. С. 297–303. 36 Брагинский О.Б., Шлихтер Э.Б. Оценка экономической эффективности использования природного газа как химического и микробиологического сырья // Хим. промышленность. 1988. № 5. С. 303–306. 37 Клименко А.П. Получение этилена из нефти и газа / А.П. Клименко.- М.: Техника, 1962.- 236с. 38 Petrochemical Processes 2003 (Ethylene - Phenol).” March 1, 2003. Hydrocarbon Processing. 39 World’s Largest Steam-Cracking Furnace Modules Have Arrived at ExxonMobil’s Singapore Petrochemical.” Ordons News Team. 40 Лицензионная торговля в области нефтехимии в 2004 г. Информационно-аналитической материал. – М.: ЦНИТЭнефтехим, 2005. – 97 с. 41 Газы – нефтехимическое сырье XXI века. Новое в технологиях переработки метана, этана, пропана и бутанов. Информационно-аналитический материал. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2006. – 259 с. 42 Пат. 2325425, МПК C10G9/0. Способ пиролиза пропан-бутановой углеводородной смеси с повышенным выходом этилена и без образования кокса./ Ю.А. Александров,. И.И. Диденкулова, В.М. Шекунова, № 2005133318/04; заявл. 28.10.2005; опубл. 27.05.2008 43 Пат. 2326929, МПК C10G9/14. Способ получения низших олефинов из легкого углеводородного сырья. / В.И. Ерофеев, К.В. Ермизин, Н.Н. Кузнецов, Г.П. Маскаев Л.М. Коваль. № 2007108599/04; заявл. 07.03.2007; опубл. 20.06.2008. 44 Пат. 2318860, МПК C10G9/14,C07C4/04 Способ получения низших олефинов./В.И. Ерофеев, К.В. Ермизин, Г.П. Маскаев М.С. Жаров, Л.М. Коваль. № 2006115553/15; заявл. 05.05.2006; опубл. 10.03.2008. 45 Пат. 2369431, МПК B01J7/00, С07С11/00. Реактор для получения непредельных углеводородов, преимущественно этилена. / Г.А. Протосеня, С.В. Осипов, Ю.В. Четаев, Ю.В. Анискевич, Ю.Н. Филимонов, Ю. И. Швейко, Ю.И. Сенатов. № 2007136118/15; заявл. 28.09.2007; опубл. 10.10.2009 46 Пат. 2358960, МПК С07С11/04, C10G15/12. Способ получения этилена из природного газа. / Г.Г. Гарифзянова, Р.Н. Яруллин, Г.Г. Гарифзянов, Х.З. Гиниятов. № 2006144676/04; заявл. 14.12.2006; опубл. 20.06.2009. 47 Пат. 2009115871, МПК С07С4/02. Способ абсорбционного извлечения легких олефинов, не содержащих диоксида углерода. / М. Э. Шульц, Г.П. Таулер, Д.А. Веджерер, Д.П. Брейди, У.Д. Лечник. № 2009115871/04; заявл. 20.09.2007; опубл. 10.11.2010. 48 Пат. 2393144, МПК С07С11/04, С07С5/333, B01J23/64, B01J23/40. Способ получения этилена. / Л.М. Кустов, А.В. Кучеров, Т.Н. Кучерова, Е.Д.Финашина. № 2008143411/04; заявл. 01.11.2008; опубл. 27.06.2010. 49 Пиролиз углеводородного сырья в трубчатых печах / С.Х. Нуртдинов [и др.] – Казань: Казан.гос.технол. ун-т, 2004. – 80 с. 50 Гутник С.П. Расчеты по технологии органического синтеза / С.П. Гутник, В.Е. Сосонко, В.Д. Гутман. – М: Химия, 1988. – 272 с. 51 Кузнецов Т.Н. Расчёты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности / Т.Н. Кузнецов, С.М. Кагерманов, Е.Н. Судаков – М.:Химия, 1974. – 341 с.
