Thiết kế phân xưởng sản xuất etylen

Thiết kế phân xưởng sản xuất etylen (104 trang)
Đề cương đề tài mã số: LV1072
LỜI MỞ ĐẦU
Etylen là chất có nhiều ứng dụng trong đời sống và trong công nghiệp hoá
học, etylen được dùng làm nguyên liệu tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
Qua các thời kỳ phát triển, đã có nhiều công nghệ sản xuất etylen được áp
dụng với nhiều nguyên liệu khác nhau và với mục đích khác nhau. Tuy nhiên
phương pháp sản xuất etylen từ etan là hiệu quả nhất, việc sử dụng etan cho
phép giảm đầu tư cho sản xuất etylen. Phương pháp nhiệt phân từ etan cho hiệu
suất sản phẩm cao, ít tiêu tốn nguyên liệu, ít tạo cốc trên bề mặt của thiết bị…
Công nghệ sản xuất etylen từ dầu khí chủ yếu là khí thiên nhiên đã được
biết từ lâu, đây là nguồn nguyên liệu có sẳn. Công nghệ này có tính kinh tế cao,
không gây ô nhiễm môi trường và rất hợp cho xu thế hiện nay. Etylen được sản
xuất bằng cracking hơi nước từ các hợp chất hydrocacbon bao gồm: etan,
propan, butan, Naphtan khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) và dầu gasoil…
Sự phát triển gần đây tập trung chủ yếu vào việc điều khiển vi tính thiết kế
lò phản ứng, sản lượng Etylen bằng phương pháp cracking nhiệt độ cao, số lần
phản ứng phụ ít, hệ thống làm nguội nhanh.
PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
Chương I. Giới thiệu chung vế khí tự nhiên và ứng dụng của nó...........2
I. Giới thiệu chung.........................................................................................2
II. Chế biến sử dụng khí thiên nhiên trên thế giới.........................................4
III. Chế biến sử dụng khí thiên nhiên ở Việt Nam........................................4
Chương II. Giới thiệu chung về Etylen.....................................................6
I. Sơ lược về lịch sử phát triển etylen trên thế giới.......................................6
II. Tính chất lý hoá của etylen.......................................................................7
1. Tính cất vật lý của etylen........................................................................7
2. Tính chất hóa học của etylen...................................................................8
3. Ứng dụng của etylen..............................................................................13
Chương III. Nguyên liệu để sản xuất eytlen...........................................15
I. Sản xuất eytlen từ metan..........................................................................16

II. Sản xuất eytlen từ etan............................................................................18
III. Sản xuất etylen từ propan......................................................................21
IV. Sản xuất etylen từ butan........................................................................22
V. Sản xuất etylen từ naphtha.....................................................................23
VI. Sản xuất eytlen từ xăng trưng cất trực tiếp...........................................25
VII. Sản xuất etylen bằng cách cracking hơi nước từ các hydrocabon.......26
VIII. Sản xuất etylen bằng phương pháp dehydo hoá từ rượu etylic..........28
IX. Các sản phẩm phụ khi sản xuất etylen..................................................29
Chương IV. Cơ sở lý thuyết của quá trình sản xuất etylen...................30
I. Cơ sở lý hoá của quá trình Cracking và nhiệt phân.................................30
I.1. Tính ổn định nhiệt của hydrocacbon...........................................30
I.2. Cơ chế phản ứng của quá trình nhiệt phân.................................31
II. Động học của quá trình nhiệt phân.........................................................32
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Cracking nhiệt.............................33
1. Nguyên liệu.............................................................................................34
2. Nhiệt độ...................................................................................................35
3. Áp suất.....................................................................................................36
4. Thời gian lưu...........................................................................................37
Chương V. Công nghệ sản xuất etylen....................................................38
I. Sơ đồ nguyên lý chung của quá trình sản xuất.........................................38
II. Một số dây chuyền công nghệ sản xuất etylen hiện đại.........................44
II.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất etylen do hãng ABB Lummus Global
.....................................................................................................44
II.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất etylen do hãng Linde AG
.....................................................................................................47
II.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ do hãng Stone, Wesster Engineering
Corp sản xuất...............................................................................48
II.4. Sơ đồ công nghệ do hãng Technip, Kti, Technipetrol.................50
II.5. Sơ đồ công nghệ của hãng M.W.Kellogg [20]............................52
III. Một số quá trình và thiết bị chính trong công nghệ sản xuất etylen......54

III.1. Lò Cracking nhiệt.......................................................................54
III.1.1. Phân loại.................................................................................54
III.1.2. Các lò Cracking nhiệt được sử dụng hiện nay.........................56
III.2. Thiết bị tôi luyện sản phẩm và quá trình tôi khí Cracking nóng59
III.2.1. Các yêu cầu của thiết bị tôi luyện............................................60
III.2.2. Một số thiết bị tôi luyện hiện đại..............................................60
IV. Quá trình tách và tinh chế etylen...........................................................62
PHẦN II. TÍNH TOÁN
I. Tính cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng......................................65
I.1. Cân bằng vật chất của lò nhiệt phân.............................................65
I.2. Tính cân bằng nhiệt lượng của lò nhiệt phân................................68
II. Tính toán một số kích thước cơ bản của lò ống nhiệt phân...................79
II.1. Xác định bề mặt đun nóng và một số kích thước cơ bản của
buồng bức xạ...............................................................................79
II.2. Tính bề mặt đối lưu đun nóng của lò và kích thước một số buồng
đốt đối lưu...................................................................................83
PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XÂY DỰNG
I. Chọn địa điểm xây dựng..........................................................................86
II. Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy.............................................................86
III. Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng...........................................87
III.1. Ưu điểm......................................................................................87
III.2. Nhược điểm................................................................................87
PHẦN IV. TÍNH TOÁN KINH TẾ
I. Các loại chi phí........................................................................................90
II. Xác định hiệu quả kinh tế.......................................................................94
PHẦN V. AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
I. An toàn lao động trong phân xưởng sản xuất etylen................................95
II. Những yêu cầu về phòng chống cháy nổ................................................96
III. Những biện pháp tổ chức để đảm bảo an toàn cháy nổ.........................96
IV. Yêu cầu đối với bảo vệ môi trường.......................................................97

KẾT LUẬN...........................................................................................................98
Tài liệu tham khảo.....................................................................................100