Pirolízisüzem Az olefingyártás telített szénhidrogénelegyek (legjellemzőbben vegyipari benzin és kisebb mértékben gázolaj) nagyhőmérsékletű bontásával.

Az előadások a következő témára: "Pirolízisüzem Az olefingyártás telített szénhidrogénelegyek (legjellemzőbben vegyipari benzin és kisebb mértékben gázolaj) nagyhőmérsékletű bontásával."— Előadás másolata:

1

2 Pirolízisüzem Az olefingyártás telített szénhidrogénelegyek (legjellemzőbben vegyipari benzin és kisebb mértékben gázolaj) nagyhőmérsékletű bontásával ún. pirolízissel történik. Újabban a technológiát gőzkrakkolásnak is nevezik, mert a szénhidrogének mellé vízgőzt is adagolnak. Ez azonban helytelen elnevezés, mert nem a vízgőzt krakkolják, hanem a szénhidrogéneket. Egy széles forrásponthatárú benzin és egy könnyű gázolaj pirolízisekor kapott tipikus termékspektrumot mutat be a pirolízis termékhozamok táblázat.

3

4 A technológia lényege tehát a következő: a szénhidrogén- vízgőz elegyet (egy kg benzinhez kb. 0,5-0,6 kg vízgőzt adagolnak) csőkemencében kb. 820-850 o C-os kilépő hőmérsékletre melegítenek. A hőbontás a kemencékben függőlegesen elhelyezett, különleges minőségű, magas Cr/Ni ötvözésű acélcsövekben megy végbe. A csőkígyó hossza 100 m-t is elérhet, a cső belső átmérője általában néhány cm.

5 A csőkígyóban a tartózkodási idő rendkívül rövid, néhány tized másodperc. A szénhidrogén/vízgőz elegy tehát rendkívül nagy, több száz m/sec sebességgel áramlik a csőkígyóban.

6 A csövekben lejátszódó reakciók következtében koksz is képződik, ami helyi túlmelegedéseket, a csövek gyors elhasználódását eredményezheti. A koksz lerakódás ezen hatásának csökkentésére a kokszot gőz – levegő elegy átfúvatásával, kiégetéssel el kell távolítani. A kokszkiégetést korszerű típusú kemencéknél 30-40 napi üzemeltetés után kell elvégezni.

7 A csövek függőleges szerelése szemben a vízszintes elrendezésű kemencékkel azért előnyös, mert a függőleges csőfalon koksz-lerakódás lassú, a képződő koksz nagy részét a gázáram magával ragadja, másrészt a csőfelfüggesztő elemeket a kemencék felső részén a tűztér magas hőmérsékletének szilárdságcsökkentő hatásától védetten lehet elhelyezni.

8 A kokszlerakódás rontja a hőátadást, ezért a kívánt belső oldali gázhőmérséklet eléréséhez egyre nagyobb külső csőfal hőmérsékletet kell alkalmazni. Ez maximum 1050-1080 o C lehet. Ennek elérésekor a termelést le kell állítani, a kokszot le kell égetni. A vízgőz adagolás egyik oka is az, hogy ilyen nagy hőmérsékleten a vízgőz reagál a koksszal, amit egyszerűsítve a C + H 2 O = CO + H 2 reakcióval lehet leírni, és így lassítja a kokszréteg kialakulását.

9 A CO egy része továbbreagál a vízgőzzel CO 2 és H 2 keletkezése közben. A vízgőz adagolásának másik célja a szénhidrogének parciális nyomásának csökkentése, a nem kívánatos másodlagos reakciók (etilén és propilén továbbreagálása stb.) visszaszorítása érdekében.

10 A technológia további lényeges eleme a reakció befagyasztása, vagyis a kvencselés. A képződött etilént és propilént meg kívánjuk akadályozni abban, hogy további reakciókba lépjen, ezért a csőkemencéből kilépő 820-850 o C-os ún. pirogázt rendkívül gyorsan, 0,04-0,05 másodperc alatt le kell hűteni 380-450 o C-ra. A kvencshűtő lényegében egy nagynyomású kazán ill. hőcserélő, ahol a nagyhőmérsékletű pirogáz a kvencshűtő csőközti terében lévő tápvíz elpárologtatásával 100-110 bar nyomású gőzt állít elő. Pirolízis kemence rajza a következő ábrán:

11

12 A pirolizáló kemencékből kilépő 850 o C-os pirogáz tehát lényegében véve négy lépcsőben – előbb a kvencshűtőben 370 – 470 o C-ra, a csővezetékben kvencsolajjal hűtve 200 o C-ra, az olajos mosó kolonnában 115 o C-ra, a vizes mosóban pedig 35 o C-ra hűtik le, miközben a kvencshűtő másik oldalán nagynyomású gőz keletkezik, a két mosó kolonnában pedig előbb a fűtőolaj, majd pedig a pirobenzin (C 5 -C 9 ) és a vízgőz kondenzáltatására is sor kerül. A pirolízis üzemet végeredményben hidrogén, metán, etán, etilén, propán, propilén, C 4 szénhidrogének alkotta gázelegy hagyja el, amely a gondos elválasztás ellenére tartalmaz még – kis mennyiségben – C 5, C 6, C 7. C 8 stb. szénhidrogéneket is.

13 Gázszétválasztó üzem A gázszétválasztó üzem feladata a pirolízis üzemből érkező, az előbbiekben ismertetett összetételű pirogáz komponensek szerinti szétválasztása. A szétválasztást nyomás alatti rektifikáló kolonnákban hajtják végre.

14

15 Hideg desztilláció Emulzió

16

17 Pirolízis kemence részei

18 Olaj leválasztás, vízhűtés

19

20

21

22 Mangán és kobalt acetát katalizátor jelenlétében

23

24

25