CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 300
1977
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА ФРАКЦИЙ
САМОТЛОРСКОЙ НЕФТИ *
М. Д. МЕДВЕДЕВ i
(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр химико-технологического факультета)
В Западной Сибири открыты громадные потенциальные ресурсы нефти, газа и газоконденсата. Директивами XXV съезда КПСС предусмотрено строительство Томского и Тобольского нефтехймическйх комплексов. Одним из основных процессов переработки вышеуказанного сырья на этих нефтехимкомплексах будет пйролиз с целью получения моноолефинов.
Новизна сырья вызывает необходимость изучения как химического состава продукта и вариантов его переработки, так и оптимальных режимов ведения процесса.
В данной работе представлены результаты исследований процесса пиролиза бензиновых фракций 32—120, 32—180 и 120—180° С самот-лорской нефти. Исследования проводились на укрупнённой лабораторной установке с реактором проточного типа по методике, разработанной в НИИСС.
Физико-химические характеристики вышеуказанных фракций представлены в табл. 1.
Таблица 1
Физико-химические характеристики и групповой состав фракций 32—120, 32—180
и 120—180° С самотлорской нефти
Поеделы ки- Выход, % Молекул. Удельн. Групповой состав исследуемых ' фракций
пения, ° С вес. вес вес парафины, % вес ароматика, % вес. нафтены, % вес.
32—120 12,, 4 96 0,5937 66,8 6,6 27,6
3i2i—>180 23,8 114 0,7419 64,5 9,8 25,7
120—Л80 W ,4 118 0,7700 64,2 17,2 19,6
Результаты исследований показаны в табл. 2, 3, 4. При исследовании этих фракций применен симплексный метод планирования экспериментов.
В табл. 2 показаны результаты процесса пиролиза фракции 32—120°С самотлорской нефти. На шестом опыте выход этилена составил 40,1% вес на исходное сырье, дальнейшие эксперименты подтвер-
Таблица 2
Матрица симплексного планирования экспериментов для фракции 32—120° С самотлорской нефти
№ Исходный Отра- Выход эти-
жен- Темпера- Расход, Разбавле- лена в %
пп. симплекс ная тура, °С мл/мин ние, % вес. вес. на исх.
точка сырье
1 1> 2, 3, 4 — 785 7,7 54 30,3
2 1, 2, 3, 4 — 755 7,7 54 22,8
3 1,2, 3, 4 — 770 2,8 54 32,4
4 1, 2, 3, 4 — 770 6,0 38 23,0
5 1, 5, 3, 4 2 795 3,3 43 31,3
6 1, 5, 3, 6 4 805 3,2 63 40,1
7 7, 5, 3, 6 1 795 отр. — —
8 1, 8, 3, 6 . 5 780 5,8 71 29,2
9 1, 5, 9, 6 3 820 5,7 53 33,4
10 1, 5, 3, 10 6 760 6,0 38 22,6
11 1,5,3,6 — 790 3,8 60 29,5
12 1, 5, 3, 6 — 790 3,8 60 ( 29,1 ,
13 1, 5, 3, 6 - — 790 3,8 60 30,2
14 1, 5, 3, 6 — 790 3,8 " 60 29,6
Таблица 3
Матрица симплексного планирования экспериментов для фракции 32—180° С
самотлорской нефти
№ Исходный Отра- Выход эти-
жен- Темпера- Расход, Разбавле- лена в.%
пп. симплекс ная тура,, 0 С 'МЛ/мин ние, % вес. вес. на исх.
точка ' сырье
1 1, 2, 3, 4 — 755 5,9 54 20,1
2 1, 3, 4 — - 725 5,9 54 17,1
3 1,2,3,4 — 745 3,3 54 20,9
4 1, 2, 3, 4 — 740 5,0 39 18,2
5 1,5,3,4 2 765 3,5 44 20,8
6 1, 5, 3, 6 4 770 3,4 62 27,4
7 . 7, 5, 3, 6 1 830 1,1 53 26,2
8 7, 8, 3, 6 5 790 2,1 62 34,2
9 7, 8, 9, 6 3 860 Технологическое ограничение
10 10, 8, 3, 6 7 710 4,5 80 15,4
11 7, 8, 3, 11 6 805 2,1 44 27,6
12 7, 12, 3, 6 8 765 3,7 40 19,8
13 7, 8, 3, 6 780 .2,8 58 29,6
14 7,8,3,6 — 78 С 2,8 58 29,8
15 7, 8, 3, 6 780 2,8 58 29,7
16 7, 8, 3, 6 — 780 2,8 58 29,6
дили, что область оптимума достигнута и ей соответствуют следующие параметры:
температура на выходе из реактора, °С —805;
подача сырья в реактор, мл!мин х —3,2;
разбавление водяным паром, % вес. —63.
В табл. 3 сведены результаты пиролиза бензиновой фракции 32— 180°С. В данном случае область оптимума достигнута на восьмом опыте при следующих значениях параметров:
температура на выходе из реактора, °С —790;
подача сырья в реактор, мл/мин —2,1;
разбавление сырья водяным паром, % вес. —62.
При этом выход этилена составил 34,2% вес.
Из табл. 4 видно, что «этиленовый» режим для фракции 120— 180°С выявлен на седьмом эксперименте. Выход этилена при этом составил 29,4 % вес. на исходное сырье-и был получен при следующих значениях варьируемых переменных:
,, Таблица 4
Матрица симплексного планирования экспериментов для фракции 120—180° С самотлорской нефти
№ Отра- Выход эти-
Исходный жен- Темпера- Расход, Разбавле- лена в %
пп. симплекс ная тура, 0 С мл/мин ние, % вес. вес. на исх.
точка сырье
1 .1, 2f) 3, 4 — 755 5,9 54 20,2
2 ,1, 2„ 3, 4 — 725 5,9 54 , 16,4
3 1, 2, 3, 4 — 740 3,3 54 ; 17,6
4 : 1, 2, 3, 4 740 5,0 38 17,4 .
5 1, 5, 3, 4 2 765 3,5 44 21,5
'6 1, 5, 3, 6 4 765 4,4 63 26,7
7 il, 5, 7, 6 3 780 5,8 54 29,4
8 1, В, 7, 6 5 770 7,4 70 26,4
9 1, 5, 7, 9 6 770 5,7 38 24,0
10 10, 5, 7, 6 1 785 3,3 52 28,4
11 1, 5, 11, 6 7 745 3,3 54 17,8
12 1, 5, 7, 6 — 770 4,9 53 24,7
13 1, 5, 7, 6 —" 770 4,9 53 25,2
И 1, 5, 7, 6 — . 770 4,9. 53 24,4
15 1, 5, 7, 6 — 770 4,9 53 24,4
температура на выходе из реактора, °С —780;
подача сырья в реактор, мл/мин — 2,1;
разбавление сырья водяным паром, % вес. — 54.
Математическая обработка результатов исследований по всем вышеуказанным фракциям показала, что функции отклика имеют значительную кривизну поверхности, а это говорит о правильности найденных оптимальных режимов.
Выводы
1. Проведено исследование процесса пиролиза фракций 32—120, 32—180, 120—180°С самотлорской нефти.
2. Найдены оптимальные условия ведения процесса пиролиза на «этиленовом» режиме.
3. Показано, что исследованные фракции >южно использовать как хорошее сырье для получения моноолефинов.
