Файл: Закупра В.А. Современные методы производства и использования нефтехимических продуктов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2024
Просмотров: 82
Скачиваний: 2
И использования нефтехи мических
продуктов
\
Г А -
в: .V, 3’АКУПРА, Е. В. ЛЕБЕДЕВ
С о в р е м е н н ы е
МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА
И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ
Киев — 1965
В |
брошюре |
описаны |
современные |
методы |
произ- |
6П7.43 |
||
водства |
и |
переработки |
нефтехимического |
сырья— |
3—21 |
|||
олефиновых |
и |
ароматических углеводородов. |
Пред |
|
||||
ставлены удельные затраты сырья и энергии для ос |
|
|||||||
новных промышленных процессов, а также сравнитель |
|
|||||||
ные технико-экономические |
показатели |
производства |
|
|||||
одного и того же продукта различными методами. Рас |
|
|||||||
смотрены источники обеспечения сырьем нефтехимиче |
|
|||||||
ской промышленности УССР и пути развития нефтехи |
|
|||||||
мической |
промышленности |
республики. |
|
|
|
|||
Брошюра предназначена для химиков-технологов |
|
|||||||
предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимичес |
|
|||||||
кой промышленности, а также работников научно-ис |
|
|||||||
следовательских и проектных организаций, студентов |
665.5 |
|||||||
вузов |
и |
техникумов соответствующих |
специальное- |
|||||
тей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вадим Александрович Закупра, канд. техн. наук Евграф Венедиктович Лебедев, канд. хим. наук
Современные методы производства и использования нефтехимических продуктов
Редактор издательства инж. Н. Б. Булгакова Обложка художника Л. П. Бессараб Художественный редактор И. Т. Лагутин Технический редактор С. П. Савицкий
Корректор Л. Н. Седякина
Сдано |
в набор 5.IX. 1964 г. |
Подписано |
к |
печати 18.XII |
1964 г. Формат |
||
бумаги |
70Х108Уз2. Объем: |
3,375 |
физ. |
л., |
4,61 |
уел. л.. |
4,65 уч.-изд, л. |
Тираж |
700. Заказ 766. БФ 37534. |
Цена 23 коп. Т. |
п. 1965^поз. 76 |
Издательство „Техн1ка“, Киев, 4, Пушкинская, 28.
Киевская книжная типография № 3 Государственного комитета Совета Министров УССР по печати. Золотоворотская, 11.
ПРЕДИСЛОВИЕ
ОВРЕМЕННОЕ состояние химической нау ки и промышленности характеризуется очень высокими темпами развития. Непре рывный процесс улучшения свойств изве стных и открытие целого ряда новых син тетических материалов, обладающих заме чательными свойствами, в свою очередь
определяет возможности технического прогресса в це лом.
Успехи создания в нашей стране высокоразвитой про мышленности пластических масс, каучуков, синтетичес ких волокон и других продуктов в значительной степени зависят от правильного учета достижений и тенденций развития научных исследований у нас и за рубежом в области расширения ассортимента и совершенствования способов получения нефтехимического сырья.
К числу таких достижений последнего времени сле дует отнести: создание стереорегулярных полиэтилена и полипропилена, изопренового и бутадиенового каучу ков, получение на основе этилена первичных высокомо лекулярных спиртов и а-олефинов; создание новых процессов направленного окисления газообразных про-
панбутановых и жидких углеводородных фракций в уксусную кислоту; этилена и пропилена — в соответству
ющие окиси, ацетальдегид и ацетон, бутиленов — в
3
метилэтилкетон и малеиновый ангидрид; упрощение тех нологии и переход на более доступное и дешевое сырье, в частности, синтез акрилонитрила, хлорвинила, капро лактама, получение водорода, бензола, нафталина и др.; создание высокопроизводительных установок контакт ного пиролиза, высокотемпературных плазменных реак торов, новых установок выделения и очистки исходного сырья и полученных мономеров.
Сведения об этих достижениях, а также тенденциях научных исследований в этой области систематизирова ны в брошюре по данным отечественной и зарубежной литературы последних лет.
В брошюре отведена специальная глава, посвящен ная важным вопросам обеспечения сырьем промышлен ности нефтехимического синтеза Украинской ССР.
Представленная работа не претендует на подробное и полное освещение всего нового в области производ ства и использования нефтехимического сырья. Авторы стремились рассмотреть только наиболее значительные достижения и характерные тенденции развития хими ческой промышленности. Более подробные сведения можно получить на основании приведенной библиогра фии.
Отзывы и пожелания просим направить по адресу:
Киев, 4, Пушкинская, 28, издательство «Техшка».
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОИЗВОДСТВА И ХИМИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИРОДНОГО И ПОПУТНЫХ НЕФТЯНЫХ ГАЗОВ
ОТЛИЧИЕ от природных газов, содержа щих метана до 90% и более, попутные га зы нефтедобычи помимо метана содержат значительные количества этана, пропана, бутанов и пентанов.
В результате эксплуатации нефтяного месторождения состав попутного газа ме няется. В частности, это определяется такими фактора
ми, как продолжительность и режим работы скважины, время года, условия отделения газа от нефти и т. д.
Непостоянство состава попутного газа является, по жалуй, единственным недостатком его как сырья для переработки.
Обычно по сборным коллекторам из промыслов газ подается на газобензиновые заводы (ГБЗ), где проис ходит его отбензинивание, дополнительная осушка и разделение на отдельные фракции. Применение наибо лее передовых технологических схем ГБЗ (низкотемпе ратурная ректификация, конденсация и двухступенчатая адсорбция) дает возможность извлекать этан на 50— 60% и пропан на 90—95% от потенциального содержа ния их в попутных газах [30] *. В результате на ГБЗ
* За счет включения установки непрерывной угольной адсорб ции (гиперсорбции) в схему ГБЗ, можно уже сейчас обеспечить полное извлечение пропана и на 60—70% этана [33].
5
поручают следующую товарную продукцию: пропановая фракция (97% С3Н8), бутановая фракция (97,6%С4Ню), изобутановая фракция (97% «-С4Ню), пентановая
фракция |
(96% |
С5Н 12), |
стабильный газовый бензин |
|
(около 96% фракции ¿ 5) |
и сухой |
газ. |
||
Кроме |
того, |
в технологической |
схеме ГБЗ в отдель |
ных случаях предусматривается выделение этановой фракции.
Себестоимость продукции на современном ГБЗ неве лика и характеризуется такими показателями (на 1 т ): пропан — 7,6 руб., «-бутан 9,2 руб., «-бутан — 9,1 руб., сжиженный газ* — 7,5—10 руб., стабильный газовый бензин — 8,2 руб., м-пентан — 15—20 руб. (с учетом за трат на выделение пентанов и изомеризацию «-пента на) [57].
Использование сухого (отбензиненного) газа в ка честве топлива в быту и промышленности также эффек тивно. как и природного газа.
Перспективным представляется закачивание части попутных газов обратно в пласт с целью поддержания давления, что обеспечивает улучшение условий добычи нефти из обводненных пластов, малопроницаемых структур и разработанных месторождений.
Важным для народного хозяйства является примене ние попутных (сжиженных) газов в качестве автомо бильного горючего, для резки и сварки черных и цвет ных металлов, в качестве охлаждающей жидкости (при термической обработке металлов), для нужд стеколь
ных и других |
предприятий, для |
отопления, бытовых |
|
нужд и т. д. |
|
|
|
* |
Проектная |
себестоимость сжиженных газов 5-й и 6-й оче |
|
реди |
Маннибаевского ГБЗ, выделенных |
по схеме низкотемпера |
турной конденсации, составит 6,0—7,0 руб. за 1 т [33.]
6
Однако наиболее эффективным для попутных йефтяных газов (особенно для мощных по запасам источ ников) является их химическое использование. Одним из основных источников сырья для нефтехимии в США служат сжиженные газы, получаемые из попутных га зов нефтедобычи на ГБЗ (на долю ГБЗ приходится до 75% сжиженных газов, производимых вообще в этой стране). В 1961 г. для бытовых нужд там было израс ходовано около 44% общего количества сжиженных га зов и этана (включая сжиженный газ нефтепереработ ки), в химической промышленности — 31%, в качестве автомобильного горючего — 9%, в производстве синте тического каучука — 5%, на вторичных методах добы
чи нефти — 0,5%, остальное — на различных |
предприя |
||
тиях и для обогащения |
коммунального газа |
[52]. |
|
В Европе в связи с |
отсутствием |
собственных круп |
|
ных месторождений нефти и газа |
капиталистические |
страны импортируют нефтепродукты и на месте произ водят сырье для нефтехимии. Для этого обычно под вергаются пиролизу некондиционные легкие жидкие продукты — бензины и остаточные нефтепродукты — мазут, каталитические газойли, гудроны. Сжиженные газы производятся в малых количествах и используют ся, в основном, для бытовых нужд и в качестве автомо бильного топлива. И только ФРГ по структуре потреб ления составляет исключение: на долю химических предприятий приходится около 45% общего потребле ния сжиженных газов, для бытовых нужд — 25% и в качестве автомобильного топлива используется 20%.
Все основные направления химической переработки углеводородных газов основаны на использовании их
производных — непредельных |
углеводородов |
(этилена, |
пропилена, ацетилена, бутиленов, бутадиена, |
изопрена) |
|
и водорода. В значительно |
меньших масштабах осу |
7
ществляются процессы прямого окисления и хлориро вания компонентов углеводородных газов.
Производство и переработка олефиновых углеводородов и водорода
Этилен. По масштабам и по разносторонности ис пользования химической промышленностью этилен яв ляется в настоящее время наиболее важным из непре дельных углеводородов.
Только в США в 1964 г. суммарные мощности по производству этилена (с учетом строящихся и намечен ных к строительству) будут составлять около 4,2 млн.т
[137].
Исходное сырье в значительной степени определяет технико-экономические показатели различных способов получения этилена, из которых наиболее эффективным является пиролиз углеводородных газов и жидких неф тяных продуктов.
Согласно ряду технико-экономических расчетов [29, 69], наиболее выгодным сырьем для производства эти лена является бутановая фракция, затем пропановая, этановая фракции, бензины, сухие газы крекинга и от бензиненные попутные газы (табл. 1).
Для получения чистого этилена (при условии одина ковой стоимости пропана и н-бутана), пиролиз пропа на более выгоден, так как в этом случае получающая ся фракция Сг пирогаза практически состоит лишь из этилена, а фракция С3 — из смеси пропана и пропиле на [2]. А чем выше соотношение этилен—этан, тем мень ше энергозатраты в системе газоразделения. Кроме того, на эффективность использования последней и, в ко нечном счете, на технико-экономические показатели все го процесса решающее влияние оказывает расход сырья и общее количество получающихся газов пиролиза.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' « ¡ V |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица I |
|
Технико-экономические показатели производства этилена |
|
||||||||
из различных видов сырья [69] |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Сухой |
ПопутПропаБутаЭтано- |
Бензи- |
|||
Показатели |
на 1 |
т продукции |
газ |
ный |
новая |
новая |
вая |
новые |
|
кре- |
сухой |
фрак- |
фрак- |
фрак- |
фрак- |
||||
|
|
|
|
книга |
газ |
ция |
ция |
ЦИЯ |
ции |
Расход сырья, т |
|
3,5 |
5 |
1,85 |
2,25 |
1,9 |
2,6 |
||
Расход |
электроэнер- |
9360 |
7920 |
4320 |
3960 |
5400 |
4500 |
||
гии, Мдж |
пара, т |
|
|||||||
Расход |
|
5,0 |
5,7 |
3,3 |
3,0 |
2,8 |
3,0 |
||
Расход топлива (ма- |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,25 |
0,4 |
0,35 |
|||
зута), т |
|
|
|
||||||
Расход воды, м 3 |
и |
800 |
700 |
500 |
400 |
500 |
500 |
||
Стоимость |
сырья |
100 |
90 |
73 |
85 |
70 |
75—80 |
||
энергозатраты, |
% |
|
|||||||
Удельные капитальные |
|
|
|
|
|
|
|||
затраты на основные про- |
100 |
|
50 |
45 |
61 |
54 |
|||
изводственные |
цехи, |
% |
88 |
||||||
Удельные капитальные |
|
|
|
|
|
|
|||
затраты на основные про- |
100 |
152 |
85 |
|
95 |
90 |
|||
изводственные |
цехи и под |
86 |
|||||||
готовку сырья, |
°/0 |
|
|
|
|
|
|
|
Ниже приведен удельный выход газов (в нж3 на 1 г получаемого этилена), идущих на разделение, из раз личного исходного сырья [9]:
Э т а п ...............................
Пропан .
«-Б у тан
Бе н зи н ...........................................................
«Сухие» газы крекинга
2900—3000
3200—4000
3000—3700 3200-3600 4700—5500
Как видно из вышеприведенных данных, экономичес ки оправданным наряду с компонентами попутных га зов является также применение бензиновых фракций.
9