Использование различного углерод содержащего сырья, для получения этилена.технологические особенности

Этот поток затем отправляется на сплиттер C3. Верхний поток из сплиттера С3 представляет собой продукт пропилена, а нижний поток представляет собой пропан, который отправляется обратно в печи для крекинга или используется в качестве топлива.Нижний поток из башни депропанизатора подается в башню дебутанизатора. Верхний поток из дебутанизатора представляет собой все C4, которые находились в потоке газообразного крекинга. Нижний поток из дебутанизатора (легкий пиролизный бензин) состоит из всего, что находится в газовом потоке с C5 или более тяжелыми фракциями. Поскольку производство этилена является энергоемким, много усилий было направлено на извлечение тепла из газа, выходящего из печей. Большая часть энергии, полученной из крекированного газа, используется для создания пара под высоким давлением (1200 фунтов на кв. дюйм). Этот пар, в свою очередь, используется для привода турбин для сжатия газа, компрессора охлаждения пропилена и компрессора для охлаждения этилена [5]. Производство этилена из природного газаПриродный газ является одним их основных сырьевых источников получения этилена для стран, богатых месторождениями данного ресурса. Это безусловно не относится к странам Западной Европы, но для Ближнего Востока очень актуально.В промышленности получили распространение следующие методы разделения этилен-содержащих газов: низкотемпературная ректификация (процесс разделения противоточным методом), абсорбция, адсорбция. Кроме того, для извлечения этилена из смесей углеводородных газов с другими компонентами нашла некоторое применение хемосорбция.Фракционирование (разделение на фракции) всегда проводят методом ректификации независимо от метода извлечения. Поэтому установки разделения углеводородных газов классифицируются по методам, которыми осуществляется процесс извлечения.Для получения чистого продукта необходимо многократное повторение операции разделения, потому что этилен ни при конденсации, ни при адсорбции или абсорбции не переходит один в жидкую фазу или адсорбент, а также не остается один в газовой фазе. Сначала всегда получают концентрированную смесь, которую в дальнейшем подвергают фракционированию.Переработке подвергают газы с содержанием этилена не мене 10%. При более низкой концентрации этилена (например, коксовый газ) применяют переработку газа без выделения этилена из смеси либо проводят предварительноеобогащение газа абсорбционным, адсорбционным или низкотемпературными методами.Следует отметить, что составы газов, являющихся сырьем для получения этилена, чрезвычайно разнообразны; правда, в большинстве случаев содержание компонентов в них одно и то же: углеводороды от С1 до С5,водород, возможен бензол, а также инертные газы N2, СО2, СО, но концентрация этих компонентов может изменяться в широких пределах.Общепринятой схемы процесса выделения этилена не существует. Для каждого состава исходного газа при заданной чистоте конечного продукта разрабатывается своя оптимальная схема и выбраны свои оптимальные параметры. Однако в последнее время исходное сырье, методы и технологические режимы получения этиленсодержащих газов более или менее нормализованы, и поэтому приходится иметь дело с близкими по составу газами [5].Разработан альтернативный традиционному способу получения алкенов пиролизом углеводородного сырьяметод получения этилена из природного газа каталитической окислительной димеризацией метана: 2СН4 + O2 → C2H4 + 2H2O. В данном случае процесс проводят при температуре 900 ° Cи давлении 0,3-0,6 МПа, окислителем служит технический кислород, катализаторы – оксиды тяжелых металловMn, Tl, Cd или Рb. В зависимости от условий превращение метана в этилен за проход может составлять 20-33 % при специфичности по углеводородам С2 – 55-70%. Экономическая эффективность процесса окислительной димеризации метана обусловлена низкой стоимостью природного газа (для стран с богатыми месторождениями по данному ресурсу) и большим потенциалом по выработке водяного пара с давлением 3-10 МПа. Рентабельность процесса определяется соотношением цен одной тонны этилена и 1000 м3 природного газа, которое должно быть больше 15. Практически же метод окислительной димеризации метана сегодня в промышленности не реализован. Связано это с рядом причин: в процессе реакции образуются продукты (этан, этилен, в малой степени пропан, пропилен), более реакционноспособные, чем исходный продукт метан; кислород газовой фазы гораздо легче реагирует с продуктами реакции, чем с метаном; для приготовления реакционных смесей требуется чистый кислород, что повышает себестоимость продукции, так как предполагается наличие криогенных заводов по получению сжиженного кислорода; в процессе реакции окислительной димеризации метана выделяется огромное количество тепла, которое необходимо утилизировать [1].Производство этилена из других видов сырьяКаталитическое гидрирование ацетилена,полученного из карбида кальция, в этиленОптимальная температура процесса 180-320° в зависимости от активности катализатора.Ацетилен, полученный из карбида кальция (чистота 98-99%), сжимается в компрессоре до 2 атм, охлаждается и очищается на твердом адсорбенте (алюмогеле) в адсорбере от паров масла, так как последнее является каталитическим ядом. Параллельно водород, полученный из установки газоразделения (чистота 96-98%), сжимаетсятакже в компрессоре, охлаждается в холодильнике, осушается и очищается от паров масла в адсорбере. Предварительный подогрев водорода и ацетилена осуществляется за счет тепла реакций либо в реакторе,либо в выносных теплообменниках. Оптимальная температура в реакторе поддерживается автоматически непрерывной подачей охлаждающей воды в трубчатый теплообменник реактора.Процесс гидрирования ведут при значительном избытке водорода. Гидрирование ацетилена осуществляется практически полностью. В качестве катализатора используют палладий, нанесенный на силикагель. Содержание палладия в катализаторе не превышает0,01% вес. Продолжительность непрерывной работы катализатора около одного года.Дегидратация этилового спиртаВ качестве катализатора используется активированная окись алюминия и алюмокремниевые соединения. Процесс осуществляется при 300-500° C.Этиловый спирт из емкости насосом через теплообменник подают в реактор. Необходимое тепло подводится через стенку реактора теплоносителем (даутермом или дымовыми газами). Продукты реакции, состоящие из этилена, этанола,диэтилового эфира и воды, проходят чрез теплообменник и конденсатор, в котором конденсируется вода, этанол и диэтиловый эфир.В колонне смесь делится на газовую и жидкую фазы; газовая фаза, состоящая в основном из этилена, направляется, пройдя системы осушки иочистки твердыми сорбентами, к потребителю. Жидкость подается в колоннус конденсатором орошения, в которой она разделяется на верхний продукт (смесь этанола и диэтилового эфира) и нижний (воду). Верхний продукт подается в реактор, а нижний насосом– в абсорбер. При этом достигается практически полное превращение этанола в этилен.Экспериментально исследован процесс получения этилена дегидратацией этанола под давлением. В опытную установку этанол подавался насосом под давлением 33 атм через реактор, заполненный активированной окисью алюминия. Повышенное давление обусловлено необходимостью увеличения температуры до 425 °C. Выход этилена достигал 95% при чистоте полученного продукта 99%.Получение этилена из синтез-газаТехнологический процесс производства синтез-газа был соединен с производством этилена и таким образом, был разработан метод для эффективного получения веществ из природного газа. Используя всего лишь один катализатор, который позволяет превращать одно вещество в другое, и объединяет два производственных процесса. Производство этилена генерирует тепло, необходимое для производства синтез-газа, - которые должны проводиться при температуре около 800 ° C- и синтез-газ поглощает тепло от производства этилена, что позволяет избежать необходимости охлаждения этого процесса [5].Экология производства этиленаПроизводство этилена в связи с его большим практическим значением, а значит и потреблением огромно, следовательно велики и отходы производства. Основным загрязняющим компонентом производства этилена является фенол в сточных водах. Однако, применяя системы обесфеноливания можно возвратить 36 % стоков в цикл производственного водопотребления. Для очистки применяются ректификация и специфические экстрагенты фенола [6].В настоящее время уже разработан самый экологически чистый способ производства этилена из этана с помощью высокотемпературной мембраны путем извлечения водорода. Мембрана пропускает только водород, поэтому поток этана не вступает в контакт с кислородом и азотомиз атмосферы, что препятствует созданию вредных испарений от газов, способствующих созданию парникового эффекта – оксида азота, двуокиси углерода и монооксида углерода, - которое обычно связано с традиционным производством этилена с помощью пиролиза, при котором этан подвергается воздействию струй горячего воздуха [7]. Список литературыОбзор рынка этилена в СНГ и прогноз его развития в условиях финансового кризиса / ИнфоМайн, Москва, 2009, 125 с.Ethylene.Site Essentialchemicalindustryhttp://www.essentialchemicalindustry.org/chemicals/ethene.htmlВысшие олефины. Производство этилена и пропилена. Сайт Э –Хим http://e-him.ru/?article=505&page=dynamic§ion=47Тюрин А. А. Особенности современного состояния производства и перспективы использования бензола и этилена в качестве основного сырья для промышленного органического синтеза / А.А.Тюрин, Б. А. Еременко, Е. А. Удалова // Башкирский химический журнал. 2013. Том 20. № 1, C. 149-153Zimmermann, H. Ethylene /H.Zimmermann, R. Walzl // Ullmans Encyclopedia of industrial chemistry. - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2012 - P.465-529Плотникова А. В. Минимизация антропогенного воздействия производства этилена-пропилена на объекты окружающей среды. Автореферат диссертации. Пермь, 2009Революционная технология производства этилена http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=3500