Введение к работе
Актуальность работы
В процессе каталитического крекинга нефтяных фракций, помимо основных продуктов, вырабатывается от 3 до 5 %мас. сухого газа. В указанном газе содержится до 25 %мас. этилена, который может быть выделен и эффективно использован, особенно с учетом постоянно растущего спроса на этилен в качестве сырья в производстве органических продуктов. Несмотря на это, ни одно из химических производств в России не реализует потенциал сухого газа как дополнительного дешевого сырья, используя газ в качестве топлива, а при его избытке - сжигая на факеле.
За рубежом установки выделения этилена из сухого газа эксплуатируются уже около 30 лет, при этом в качестве технологии в основном применяют низкотемпературное разделение. Этот метод обладает рядом недостатков, среди которых сложная технология очистки от примесей, использование оборудования из специальных сталей, чувствительность к изменению состава сырья. Указанные недостатки обусловливают высокие капитальные затраты, поэтому низкотемпературное разделение газа становится рентабельным только при высоких производительностях по этилену. Вместе с этим на ряде предприятий, выпускающих полимеры, возникает потребность в незначительном количестве этилена в качестве добавки к основному мономеру. Таким образом, актуальным является создание малотоннажных установок для получения этилена вблизи источников сухого газа по технологии с минимальными капитальными затратами.
Целью работы является разработка новой технологии выделения этилена, которая будет экономически эффективна при невысоких производительностях по сырью и продукту. Для достижения указанной цели необходимо:
-
Разработать систему очистки и разделения сухого газа, позволяющую получать товарный продукт заданной степени чистоты в зависимости от требований потребителя.
-
Сопоставить разработанную технологию с известными процессами на основе приведенных затрат.
-
Исследовать возможность интеграции новой технологии в действующие производства органических продуктов.
Научная новизна
1. Разработана перспективная технология разделения сухого газа каталитическо
го крекинга, базирующаяся на абсорбционном методе выделения этилена.
2. Исследованы физико-химические закономерности абсорбции сухого газа в
присутствии различных абсорбентов (внутренних и внешних) в технологически прием
лемом диапазоне варьирования параметров процесса (температура, давление, расход
абсорбента). Предложен критерий выбора эффективного абсорбента, основанный на комплексной оценке физико-химических и экономических показателей.
3. Предложен новый подход к организации системы очистки сухого газа от примесей, который позволил: минимизировать число стадий очистки; максимально удалить примеси с потоками, выводимыми из системы; повысить безопасность процесса по сравнению с низкотемпературным методом разделения газа.
Практическая значимость
-
Впервые в России сухой газ предложен в качестве сырья для получения этилена с чистотой не менее 99,9 %мас, что позволит повысить глубину переработки нефти и удовлетворить потребность производств в небольших количествах этилена.
-
Приведенные затраты для абсорбционной технологии на 36% ниже по сравнению с затратами при низкотемпературном разделении, что доказывает преимущество разработанной технологии для малотоннажных установок.
-
Определены режимные параметры работы аппаратов, обеспечивающие максимальное извлечение этилена при минимуме энергозатрат.
-
Произведен подбор и оценка стоимости основного технологического оборудования и КИП и А для установки производительностью 1,5 т/час по этилену.
-
Разработанная технология передана в ООО «НПП «Нефтехимия» для проектирования установки выделения этилена как сомономера в производстве полипропилена.
-
Показана возможность интеграции абсорбционной технологии разделения сухого газа в действующее этиленовое производство, что позволит увеличить выработку этилена на 8,7%.
Апробация работы. Основные материалы, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на IV Молодежной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии-2011» (Москва, 2011); 9-й, 11-й Конференциях по работе производств этилена и бензола (Москва, 2010, 2012г.); Юбилейной научно-практической конференции «Актуальные вопросы и перспективы развития ОАО «Ка-заньоргсинтез» (Казань, 2013г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, и тезисы 4 докладов на конференциях. Получено положительное решение о выдаче патента РФ по заявке №2012148609.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 123 страницы, включая 52 рисунка, 49 таблиц, список литературы из 110 наименований.
