Tài liệu CHƯƠNG VII: QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI VAPOCRAQUAGE pot

QUÁ TRÌNH CRACKING HƠI
VAPOCRAQUAGE
CHƯƠNG VII:

Mục đích quá trình
•
Sản xuất một lượng lớn nguyên liệu cho Công
nghiệp Hóa dầu
Ethylène và Propylène
•
Ngoài ra còn thu được Butadiène và Benzène

Đặc điểm quá trình
•
Là quá trình cracking nhiệt các hydrocacbon
paraffine với sự có mặt của hơi nước
•
Phản ứng thu nhiệt mạnh
•
Sản phẩm chính: hỗn hợp khí gồm các cấu tử
có hoạt tính cao (olefine), xăng và dầu nặng
•
Sản phẩm phụ: thơm đa vòng, diène
⇒ cần phải làm sạch đến ppm

Đặc điểm quá trình (tt)
•
Độ nghiêm ngặt: đặc trưng bởi tỷ lệ C
3
H

6
/C
2
H
4
–
Tỷ lệ C
3
H
6
/C
2
H
4
nhỏ : độ nghiêm ngặt cao (đòi hỏi
nhiệt lớn)
⇒ Ưu tiên sản xuất Ethylène

Lượng hơi nước
•
H = lượng hơi nước / lượng nguyên liệu (m/m)
•
H thay đổi theo phân tử lượng nguyên liệu:
–
Ethane: H = 0,25 ÷ 0,4
–
Naphta: H = 0,5 ÷ 0,8
–
Gasoil: H = 0,8 ÷ 1
⇒ Tương ứng với áp suất đầu ra ống phản ứng là 1,04 bar

(tránh không khí lọt vào)

Nguyên liệu
0.71
60
175
32
29
31
8
0.68
44
125
46
31
18
5
0.65
35
90
52
39
7
2
o
C
o
C
%m
%m

%m
%m
Tỷ trọng
Đường cong chưng cất
PI
PF
Thành phần
n-P
i-P
N
Ar
NặngTrung bìnhNhẹ
NAPHTA

Nguyên liệu (tt)
•
Một số nguồn nguyên liệu khác: Ethane,
Propane, Kérosène, Gasoil, dầu thô
2
58
27
13
%m
%m
%m
%m
C
3
n-Butane
i-Butane

∑Butène
BUTANE

Cơ chế tạo thành sản phẩm chính
•
Nguyên liệu là C
2
H
6
:
Khơi mào: CH
3
– CH
3
→ CH
3
•
+ CH
3
•
Lan truyền:
CH
3
•
+ CH
3
– CH
3
→ CH
4

+ CH
3
– CH
2
•

CH
3
– CH
2
•
→ CH
2
= CH
2
+ H
•
H
•
+ CH
3
– CH
3
→ H
2
+ CH
3
– CH
2
•

5 C
2
H
6
→ 2 CH
4
+ 4 C
2
H
4
+ 3 H
2

Đứt mạch:
H
•
+ H
•
→ H
2
H
•
+ CH
3
•
→ CH
4

H

•
+ C
2
H
5
•
→ C
2
H
6
CH
3
•
+ C
2
H
5
•
→ C
3
H
8
→ CH
3
– CH = CH
2

Cơ chế tạo thành sản phẩm phụ
Các dạng phản ứng phụ cơ bản:
•

Nhiệt phân các oléfine sinh ra
•
Hydro hóa và đề hydro hóa các olefine sinh
ra, tạo thành paraffine, dioléfine và các
acétylénique
•
Polyme hóa
•
Tạo vòng và ngưng tụ

Sự hình thành các
hydrocarbure
acétylénique và
allénique:

Sự hình thành các
hydrocarbure
aromatique:

Sự hình thành các hydrocarbure nặng:

Sản phẩm
(với độ nghiêm ngặt = 0.52)
18
31.5
17.5
11
4.5
20
7

2
17
29
15
9
4.5
26
10
4
17
32
17
9
4.5
22.5
8
2.5
20
34
18
9.5
4.5
17
6
1.5
C
2
-
C
2

H
4
C
3
H
6
Coupe C
4
Butadiène
Coupe C
5
+
Benzène
Huile
NặngTrung bìnhNhẹ%m
Naphta trung
bình + Butane
(75:25) (%m)
NAPHTA

Sơ đồ khối

Tiêu thụ năng lượng
(Nguyên liệu : Naphta trung bình)
Ty le C3=/C2=
-1 950
6 200
0.88
6 100
1 900

-2050
6400
0.94
6 325
1 850
-2 200
6 700
1
6 600
1 760
Th/T C
2
Th/T C
2
MW/T C
2
Th/T
Th/T
Hơi nước
Fuel gas
Điện
Chỉ số năng lượng
tiêu thụ
/T C
2
H
4
/T nguyên liệu
Cao Trung bìnhThấp

Tiêu chuẩn kỹ thuật sản phẩm
≥94
≤5
≤5
≤100
≤1500
≤50
≤10
≤120
≤0.1
≤5
≤10
≤1
≤5
≤2
%M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm M
ppm V
ppm M
ppm M
ppm M
C

3
H
6
Propyne+ C
3
H
8
Propadiène
C
2
H
4
C
2
H
6
và nhẹ hơn
C
4
H
8
Butadiène
C
4
và nặng hơn
CO
CO
2
O
2

S
H
2
O
CH
3
OH
≥99.9
≤5
≤10
≤500
≤500
≤10
≤2
≤5
≤5
≤2
≤10
% V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm V
ppm M
ppm V
C

2
H
4
C
2
H
2
H
2
CH
4
C
2
H
6
C
3
+C
4
CO
CO
2
O
2
S
H
2
O
PROPYLÈNEETHYLÈNE

Sơ đồ của ELF ATOCHEM

Sơ đồ vùng: Lò phản ứng – Sản suất hơi nước

•
Kích thước lò:
Vùng bức xạ đối lưu
–
Dài (m) 8.5 8.5
–
Rộng (m) 1.3 2.6
–
Cao (m) 4.5 9.5
•
Thermosiphon:
–
Cao (m) 7.5
–
Đường kính (m) 6.4
•
Ballon hơi nước
–
Dài (m) 5.7
–
Đường kính 1.0
Lò phản ứng

Lò phản ứng (tt)

Vùng phân tách sơ cấp: Sơ đồ

Vùng phân tách sơ cấp
•
Các thiết bị khác đi kèm tháp tách sơ cấp:
–
Một stripper xăng để tách các cấu tử nhẹ
–
Một stripper dầu nhiệt phân để tách các cấu tử nhẹ
–
Một thiết bị sinh hơi nước pha loãng đồng thời tách khí nhẹ
•
Các tham số điều chỉnh:
–
Áp suất: bởi máy nén khí cracking
–
Nhiệt độ đáy tháp tách: bởi lượng nhiệt thu hồi tại các accepteur
–
PF của xăng: bởi nhiệt độ đỉnh tháp và lưu lượng hồi
lưu. Spec: 205
o
C max
–
Nhiệt độ khí cracking: 25÷30
o
C

Vùng nén khí cracking và Rửa – Sơ đồ

Vùng nén khí cracking (tt)
Điều kiện vận hành:

•
Áp suât hút : 0.1 ÷ 0.2 bar
•
Áp suất đẩy : 35 ÷ 37bar (cho déméthaniseur)
•
Nhiệt độ hút : 25 ÷ 30
o
C
•
Nhiệt độ đẩy : tối đa 110
o
C (giảm sự đóng cặn
ở máy nén và các thiết bị TĐN
trung gian)
•
Hàm lượng nước ra khỏi thiết bị sấy: 1 ppm

Vùng déméthaniseur và sản xuất H
2
- Sơ đồ