Разработка технологии выделения этилена из сухого газа каталитического крекинга тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.04, кандидат наук Чурилин, Андрей Сергеевич

• Чурилин, Андрей Сергеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Чурилин, Андрей Сергеевич

Содержание

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Этилен как продукт основного органического синтеза

1.2 Перспективы использования сухого газа каталитического крекинга

1.3 Выделение этилена из побочных продуктов каталитического крекинга

1.4 Удаление примесей из сухого газа

1.5 Постановка задач исследования. Выбор объектов и методов исследования

2 Разработка технологии выделения этилена абсорбционным методом

2.1 Системный подход к разработке технологии

2.2 Выбор термодинамической модели фазового равновесия

2.3 Исследование физико-химических закономерностей абсорбции сухого газа

2.4 Структурная оптимизация схемы разделения

2.5 Параметрическая оптимизация ректификационных колонн

2.6 Исследование колебания состава сырья на режим работы установки

2.7 Оценка капитальных затрат

3 Сравнение абсорбционной технологии с процессом низкотемпературного разделения97

4 Практическое применение абсорбционной технологии

4.1 Использование технологии на отдельной установке получения этилена

4.2 Интеграция установки выделения этилена в существующие нефтехимические производства

5 Выводы

6 Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии выделения этилена из сухого газа каталитического крекинга»

Введение

Актуальность работы

В процессе каталитического крекинга нефтяных фракций, помимо основных продуктов, вырабатывается от 3 до 5%мас. сухого газа. В указанном газе содержится до 25 % мае. этилена, который может быть выделен и эффективно использован, особенно с учетом постоянно растущего спроса на этилен в качестве сырья в производстве органических продуктов. Несмотря на это, ни одно из химических производств в России не реализует потенциал сухого газа как дополнительного дешевого сырья, используя газ в качестве топлива, а при его избытке - сжигая на факеле.

За рубежом установки выделения этилена из сухого газа эксплуатируются уже около 30 лет, при этом в качестве технологии в основном применяют низкотемпературное разделение. Этот метод обладает рядом недостатков, среди которых сложная технология очистки от примесей, использование оборудования из специальных сталей, чувствительность к изменению состава сырья. Указанные недостатки обусловливают высокие капитальные затраты, поэтому низкотемпературное разделение газа становится рентабельным только при высоких производительностях по этилену. Вместе с этим к* ряде предприятий, выпускающих полимеры, возникает потребность в незначительном количестве этилена в качестве добавки к основному мономеру. Таким образом, актуальным является создание малотоннажных установок для получения этилена вблизи источников сухого газа по технологии с минимальными капитальными затратами.

Целью работы является разработка новой технологии выделения этилена, которая будет экономически эффективна при невысоких производительностях по сырью и продукту. Для достижения указанной цели необходимо:

1. Разработать систему очистки и разделения сухого газа, позволяющую получать товарный продукт заданной степени чистоты в зависимости от требований потребителя;

2. Сопоставить разработанную технологию с известными процессами на основе приведенных затрат.

3. Исследовать возможность интеграции новой технологии в действующие производства органических продуктов. . , ,

Научная новизна

1. Разработана перспективная технология разделения сухого газа каталитического крекинга, базирующаяся на абсорбционном методе выделения этилена.

2. Исследованы физико-химические закономерности абсорбции сухого газа в присутствии различных абсорбентов (внутренних и внешних) в технологически приемлемом диапазоне варьирования параметров процесса (температура, давление, расход абсорбента). Предложен критерий выбора эффективного абсорбента, основанный на комплексной оценке физико-химических и экономических показателей.

3. Предложен новый подход к организации системы очистки сухого газа от примесей, который позволил: минимизировать число стадий очистки; максимально удалить примеси с потоками, выводимыми из системы; повысить безопасность процесса по сравнению с низкотемпературным методом разделения газа.

Практическая значимость

1. Впервые в России сухой газ предложен в качестве сырья для получения этилена с чистотой не менее 99,9% мае., что позволит повысить глубину переработки нефти и удовлетворить потребность производств в небольших количествах этилена.

2. Приведенные затраты для абсорбционной технологии на 36% ниже по сравнению с затратами при низкотемпературном разделении, что доказывает преимущество разработанной технологии для малотоннажных установок.

3. Определены режимные параметры работы аппаратов, обеспечивающие максимальное извлечение этилена при минимуме энергозатрат,

4. Произведен подбор и оценка основного технологического оборудования и КИП и А для установки производительностью 1,5 т/час по этилену.

5. Разработанная технология передана в ООО «НПП «Нефтехимия» для проектирования установки выделения этилена как сомономера в производстве полипропилена.

6. Показана возможность интеграции абсорбционной технологии разделения сухого газа в действующее этиленовое производство, что позволит увеличить выработку этилена на 8,7%.

Апробация работы. Основные материалы, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на IV Молодежной научно-технической конференции

«Наукоемкие химические технологии» (Москва, 2011); Конференции по работе производств этилена и бензола (Москва, 2010, 2012г.); Научно-практической конференции ОАО «Казаньоргсинтез» (Казань, 2013г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и тезисы 4 докладов на конференциях. Получено положительное решение о выдаче патента РФ по заявке №2012148609.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет 123 страницы, включая 52 рисунка, 49 таблиц, список литературы из 110 наименований.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава представляет собой литературный обзор и состоит из четырех разделов. В первом разделе содержится информация о физико-химических свойствах этилена, объемах получения и структуре потребления в России и мире. Описаны используемые в промышленности и перспективные технологии получения этилена. Второй раздел посвящен перспективам использования побочного газообразного продукта процесса каталитического крекинга (сухого газа) в качестве сырья для выделения этилена. В третьем разделе описаны этапы подготовки и разделения сухого газа. Подробно рассмотрен вопрос очистки от примесей. Описаны различные технологии выделения этилена, в том числе абсорбция и низкотемпературное разделение. По материалам литературного обзора сформулированы цели и основные задачи работы.

Вторая глава посвящена разработке абсорбционной технологии выделения этилена из сухого газа каталитического крекинга. Рассмотрены такие подсистемы технологии, как физико-химические основы абсорбции, процессы разделения, аппараты, экономика, управление и экология.

В третьей главе проводится сравнение разработанного абсорбционной технологии разделения СГ и низкотемпературной технологии, реализованной на одном из дейст-

вующих предприятий за рубежом. Показано преимущество абсорбционной технологии на основе сопоставления приведенных затрат.

В четвертой главе обсуждается возможность промышленной реализации разработанной технологии выделения этилена: в качестве отдельной установки и в качестве модуля, интегрированного в производство этилена пиролизным методом.

1 Литературный обзор

1.1 Этилен как продукт основного органического синтеза

Этилен является наиболее крупнотоннажным продуктом нефтехимии, при этом напрямую практически не применяется, а служит «строительным блоком» для многих других продуктов основного органического синтеза. Промышленное получение этилена началось в Европе в 1930-х годах на установках разделения газов коксования и крекинга. К 1950-м годам за счет активного развития процесса пиролиза этана, а также разделения отходящих газов нефтепереработки на нефтеперерабатывающих заводах в Америке, этилен стал самым производимым полупродуктом и заменил ацетилен в синтезе таких соединений, как винил ацетат, винилхлорид и других [1].

Этилен является бесцветным взрывоопасным газом со слабым запахом, нсино/о легче воздуха [2, 3]. Химические свойства этилена обусловлены наличием двойной углерод-углеродной связи, благодаря которой он вступает во все реакции, типичные для олефинов: насыщение, олигомеризация, полимеризация. На рис. 1.1 проиллюстрированы наиболее важные в промышленности способы применения этилена.

Транспорт этилена осуществляется в большинстве случаев по трубопроводу в газообразном состоянии. Возможно применение железнодорожных цистерн для перевозки этилена в сжиженном состоянии, но такой способ связан с потерями от 10 до 15% из-за необходимости поддерживать низкое давление и температуру в цистерне и в настоящее время в России не применяется. В качестве буферных емкостей между поставщиками и потребителями этилена используют изотермические хранилища, в которых углеводород находится в жидком состоянии за счет постоянного охлаждения пропиленом.

По данным на 2012 г., объем производства этилена во всем мире составляет 156 млн. т/год. Постоянный рост спроса на полимерную продукцию обуславливает увеличение производства этилена на 3,7-4,6 % в год, поэтому к 2015 г. мировые мощности, по прогнозам, составят 170 млн. т/год [4].

Доля этилена, производимого в нашей стране, составляет менее 1,5% (2,3 млн. т/год) от общего мирового производства [5]. По мнению экспертов, потребление этилена на душу населения является важным показателем развития экономики и промышленности страны, однако по этому показателю Россия находится позади некоторых развивающихся стран. Для сравнения, в США потребление этилена в год составляет 40 кг/чел, в Японии - 24 кг/чел, в Турции - 18, в Бразилии и России по 11 [6]. Полученный этилен распределяется по потребителям следующим образом [1,7] ().

окись этилена 12%

этилбензол 5%

винилхлори д 15%

этанол

другое 7%

полиэтилен 58%

Рис. 1.2. Потребление этилена в мире

полиэтилен

17%

66%

Рис. 1.3. Потребление этилена в России

В мире на сегодняшний момент главным промышленным способом получения этилена является пиролиз углеводородного сырья различных типов, а также некоторые разновидности каталитического крекинга [8]. В России этилен получают исключительно пиролизом.

Пиролиз (термический крекинг в присутствии пара) углеводородного сырья

как способ получения этилена впервые был запатентован Exxon в 1913 г., а первая установка построена в 1941г. [8]. Средняя мощность современного производства составляет 0,8-1,0 млн. т/год этилена, а максимальная - 1,4 млн. т/год (построено в Иране по лицензии Technip) [9, 10]. В России на сегодня средняя мощность установки не превышает 300 тыс. т/год, при этом все мощности введены в эксплуатацию в 1980-е годы и за последние 20 лет не построено ни одной новой установки.

В качестве сырья пиролиза используется прямогонный бензин (нафта), ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов, преимущественно СЗ-С5), а также индивидуальные компоненты - этан, пропан, бутаны [1, 7]. Сырье поступает в печь, где разлагается с образованием смеси газов (пирогаза), состоящей из водорода, метана, этана, этилена, пропана, пропилена и более тяжелых компонентов. Далее пирогаз проходит стадии компримирования, щелочной очистки и поступает в низкотемпературную секцию, где охлаждается и отделяется от водорода. Деметанизация газа осуществляется с применением низкотемпературной абсорбции либо ректификации. Первый способ проще с точки зрения аппаратурного оформления (более низкие капитальные затраты) и эксплуатации, менее чувствителен к изменению состава сырья, но за счет циркуляции абсорбента и его регенерации связан с высоким потреблением пара [11, 12]. При высоких мощности: эксплуатационные затраты вносят больший вклад в экономическую эффективность произ-

водства по сравнению с капитальными затратами, поэтому практически все современные крупнотоннажные установки используют низкотемпературную ректификацию. В зависимости от давления деметанизации различают схемы высокого (30-40 кг/см2), среднего (10-30 кг/см2) и низкого (1,5-10 кг/см2) давления1. В деэтанизаторе отделяется этан-этиленовая фракции от более тяжелых компонентов СЗ+. Разделение этана « этилена ввиду близких температур кипения требует высоких энергозатрат, поэтому применяются колонны с тепловым насосом в различных модификациях [13-17].

Кубовый продукт деэтанизатора поступает на дальнейшее разделение с получением пропилена, пропана, бутан-бутиленовой фракции, углеводородов С 5 и пироконден-сата. Источником холода на этиленовой установке являются замкнутые и полуоткрытые холодильные циклы, а также обратные потоки метана и водорода, дросселирование которых позволяет охладить прямой поток пирогаза в низкотемпературной секци,д- [Iй]. Наиболее распространены схемы с первой по ходу стадией деметанизации, однако в промышленности наравне с такой схемой используется размещение первым деэтанизатора (процесс Linde). Такой вариант характеризуется большей энергоэффективностью благодаря высокой рекуперации тепловых потоков, но требует постоянства состава пирогаза [19, 20].

Вторым, гораздо менее распространенным, но все же применяемым в промышленности способом получения этилена является разделение обогащенных оленинами побочных продуктов каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (КК) - разложения вакуумных и атмосферных газойлей прямой перегонки с получением бензина, легких дистиллятных топлив и газообразных продуктов. Особенностями установки являются сравнительно низкие капитальные затраты, надежная работа в течение длительного периода и эксплуатационная гибкость, позволяющая производителю переходить на другую структуру продуктов путем изменения рабочих параметров.

Первые установки КК были введены в эксплуатацию в конце 1930-х годов Kellog&Brown и UOP. На первом этапе использовался аморфный алюмосиликатный катализатора, однако в 1960-е годы был внедрен более эффективный цеолитсодержащий катализатор, позволивший увеличить глубину превращения сырья на 15-20 %, а выход бензина - на 10-15%. В настоящее время КК является одним из самых распространенных процессов нефтепереработки. По всему миру насчитывается свыше 400 нефтеперераба-

1 Здесь и далее в работе давление указывается в избыточных единицах.

тывающих заводов, на которых эксплуатируются подобные установки. Объем переработанного сырья на установках КК составляет 600 млн. т/год, т.е. около трети всего сырья, перерабатываемого на НПЗ [21]. В СССР технология КК также развивалась, но с задержкой по сравнению с США и Европой на 15-20 лет. Самой удачной является установка Г-43-107, разработанная коллективом ученых из Москвы, Грозного и Баку с мощностью по сырью - вакуумному газойлю - 2 млн. т/год.

Реакторный блок установки КК состоит собственно из реактора, где в движущемся слое катализатора происходит разложение сырья, и регенератора, в котором осуществляется непрерывная регенерация катализатора путем паровоздушного выжига кокса [22]. Использование воздуха приводит к образованию оксидов азота, которые вместе с азотом и кислородом концентрируются в газообразных продуктах крекинга, усложняя их дальнейшую переработку.

Принципиальная схема разделения газообразных продуктов современного комплекса КК представлена на рис. 1.4. После конденсации и разделения на «жирный» газ и нестабильный бензин первый сжимается компрессором 1 и поступает в сепаратс- смешения 2, откуда газовая фаза направляется в нижнюю часть абсорбера 3 [23] . Нестабильный бензин подается в верхнюю часть абсорбера 3. Жидкая фаза из сепаратора 2, предварительно охладившись, поступает в десорбер 4. Испарившиеся газы с верха де-сорбера проходят холодильник и возвращаются в сепаратор смешения. Нестабильный бензин из куба десорбера 4 подается в стабилизатор 5, с верха которого отводится смесь пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракций. Стабильный бензин из кубовой части стабилизатора охлаждается и в качестве абсорбента подается на верх абсспберд. Углеводородная фракция СЗ-С4 поступает в дебутанизатор 6 для отделения тяжелых компонентов, затем в депропанизатор 7 для отделения легких компонентов (водород, метан, этан), после чего подается в узел выделения пропилена. Легкие газы с верха абсорбера 3 и депропанизатора 7 объединяются и выводятся на узел этаноламиновой очистки 8, где происходит удаление большего количества примесей серосодержащих соединений и диоксида углерода. Затем СГ направляется на фракционирование либо при отсутствии соответствующих узлов сбрасывается в топливную сеть или на факел. ^

Рис. 1.4. Принципиальная схема разделения продуктов установки КК

/ - газообразные продукты КК, II - ББФ, III - ППФ, IV - СГ, V - этаноламин, VI - этаноламиновый раствор на регенерацию. 1 - компрессор, 2 - сепаратор смешения, 3 - абсорбер, 4 - десорбер, 5 - стабилизатор, 6 - де-

бутанизатор, 7 - депропанизатор Следует отметить выделение пропилена из газов КК, так как этим методом в настоящее время получают 35% всего пропилена [24]. Для объяснения этого факта вернемся к пиролизной установке. За последнее время в условиях увеличенного спроса на этилен и продукты его переработки производители этилена постепенно перешли ча резким максимально «жесткого» пиролиза в печном блоке, т.е. путем повышения температуры и снижения времени пребывания сырья увеличили выход этилена с одновременным снижением выхода пропилена. Чтобы компенсировать это снижение, значительная часть установок КК стала эксплуатироваться в режиме максимальной выработки легких олефинов [25, 26]. Вместе с этим увеличился выход сухих газов.

Таким образом, сдвиг соотношения продуктов КК в сторону легких углеводородов и увеличение объема СГ создал предпосылки для развития технологий выделения ценных продуктов из этих газов, в том числе, и этилена.

Существует ряд технологий, предполагающих использование тяжелых углеводородов в качестве сырья, среди которых глубокий каталитический крекинг. Процесс разработан в 1980-90 годы совместно Stone & Webster, Sinopec International и RIPP и направлен на получение легких олефинов от СЗ до С5 [27]. Технологическая схема реакционного блока и секции разделения газов во многом схожа с установкой КК, однако за счет увеличенного соотношения пар-сырье при более высоких температурах процесса количество производимого СГ достигает значительных объемов, а избирательный глу-

бокий крекинг сырья обеспечивает высокое содержание в нем этилена. На настоящее время действует около 20 подобных установок, расположенных преимущественно в странах азиатско-тихоокеанского региона [28-31].

Описанные установки КК могут работать в двух режимах: максимальной выработки бензинов и олефинов (пропилена). Второй режим характеризуется большими температурами и отношением пар-сырье, но меньшим давлением в реакторе и регенераторе, при этом выход этилена на 40-50% больше. В табл. 1.1 приведены выходы продуктов с установок КК при работе на схожем сырье в режиме максимальной выработки пропилена.

Таблица 1.1. Выход продуктов с установок КК

Фракция, % масс. Процесс

Глубокий КК КК

Сухой газ, в т.ч.: 12,9 3,9

- водород 0,3 0,1

- этилен 5,7 0,9

СЗ-С4, в т.ч.: 42,3 27,5

- пропилен 20,4 8,2

Бензин + газойль 44,8 68,6

В продуктах ГКК наибольшее содержание этилена выше, а фракция СЗ-С4 значительно богаче пропиленом и изобутиленом, что увеличивает эффективность интеграции ГКК с производствами полипропилена и метилтретбутилового эфира. Однако, учитывая отсутствие подобных установок в России, в дальнейшем будем рассматривать в качестве источника СГ традиционный каталитический крекинг в режиме максимальной выработки олефинов.

Среди способов получения этилена, не реализованных в промышленности, но имеющих большой потенциал в будущем, каталитическая дегидратация низших спиртов, метатезис пропилена, синтезы на основе реакции Фишера-Тропша. Уровень проработки этих технологий находится на различных стадиях от полупромышленных установок до коммерциализации [32-45]. Особое внимание заслуживает разработанная в конце 1990-х годов в Техасском университете технология конверсия природного газа Вгяце^ч-лен с последующим гидрированием до этилена. В данном процессе разложение метана происходит без образования синтез-газа, что делает технологию более экономичной, чем синтез Фишера-Тропша, однако рентабельность достигается при переработке не менее 300 тыс. нм3/час природного газа [15].

1.2 Перспективы использования сухого газа каталитического крекинга

На сегодняшний день в России эксплуатируются^ нефтеперерабатывающих заводов, в структуре которых присутствуют установки КК различной мощности и технического оснащения. Наиболее крупные и современные установки - на ООО «Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез», ООО «Газпромнефть-ОНПЗ», ООО «Газпромнефть-МНПЗ» с мощностью по сырью 2 млн. т/год каждая. Суммарная производительность российских установок КК составляет порядка 18 млн. т/год, или в пересчете на СГ -540 тыс. т/год.

Для определения направлений использования СГ как сырья для получения нефтехимических продуктов рассмотрим усредненный состав этого газа (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Состав СГ

Компонент Содержание, % мол.

Водород 10-50

Азот 2-10

Метан 30-55

Этилен 5-18

Этан 15-20

Пропан 1-6

Пропилен 1-6

Бутадиен-1,3 0-0,15

Бутилен 0,1-0,5

Бутаны 0,5-1

С5+ 0,2-2

Как уже было сказано в литературном обзоре, газ является смесью потоков из абсорбера стабильного бензина и колонны отделения легких углеводородов в узле выделения пропан-пропиленовой фракции. Нечеткость разделения в абсорбере бензина объясняет наличие значительного количества углеводородов С4+. Легкие компоненты имеют различную природу. Метан и водород являются продуктами крекинга, в то время как азот попадает в СГ из воздуха, который подается в регенератор катализатора крекинга. Этот же азот окисляется кислородом до оксидов, которые впоследствии существенно усложняют технологию разделения газа.

Как видно из таблицы 1.2, в газе содержится до 18% мол. (20% масс.) этилена. Для установки КК мощностью 2 млн. т/год при выходе СГ 3% и последующем 95%-м извлечении можно выделять до 11,5 тыс. т/год этилена. Весь объем вырабатываемого СГ в пересчете на этилен составляет около 110 тыс. тонн, что соответствует 1/3 от мощно-

сти типовой этиленовой установки ЭП-300. Безусловно, выделение даже всего этилена из газов КК существенно не повлияет на общее объем производства этилена в России, но в масштабах отдельной установки КК позволит увеличить глубину переработки сырья на 3-4 %.

В несколько больших количествах, чем этилен, в газе содержится этан. Как известно, этан является лучшим сырьем для пиролизной установки с точки зрения максимального выхода этилена. Ввиду этого представляет интерес интеграция установок разделения СГ и пиролизных производств, когда выделенная из СГ этан-этиленовая фракция будет являться дополнительным источником этилена, а также метана и водорода.

Высокое содержание водорода создает предпосылки для использования СГ как источника этого газа на НПЗ. Выделение осуществляется абсорбционными и низкотемпературными методами [47, 48], либо с использованием мембран [49].

Применение цеолитных катализаторов в производстве этилбензола позволило использовать этиленсодержащие фракции, в том числе, отходящие газы нефтепереработки, в качестве алкилирующего агента. Технология процесса не отличается от классического метода, в котором используется чистый этилен, за исключением дополнительной колонны для удаления из алкилата легких газов, не вступивших в реакцию, и секции предварительной подготовки газа, состоящей из удаления тяжелых компонентов СЗ+ и очистки сухого газа от примесей [50-52]. Введение промоторов в состав катали-атсра позволяет снизить чувствительность к примесям, входящим в состав СГ, и свести предварительную очистку только к удалению сероводорода [53].

1.3 Выделение этилена из побочных продуктов каталитического крекинга

Ключевой стадией при выделении этиленсодержащего потока из СГ является де-метанизация, т.е. отделение легких газов (водород, азот, метан) от более тяжелых компонентов. В зависимости от выбранного способа деметанизации разделение СГ осуществляют несколькими способами:

- низкотемпературной ректификацией;

- низкотемпературной абсорбцией;

- адсорбцией;

- с использованием мембран.

Наиболее распространенным способом, применяемым на большинстве установок выделения этиленсодержащей фракции или непосредственно этилена из сухих газов, является низкотемпературная ректификация (НТР), заключающаяся в охлаждении газовой смеси до определенной температуры с последующем ее разделением ректификацией [54]. Схема разделения газов, включая деметанизацию, аналогична технологии разделения газов пиролиза и состоит из узла компримирования газа, щелочной очистки, осушки, низкотемпературного охлаждения, деметанизации, деэтанизации и выделения этилена. Дополнительно перед поступлением в «холодный блок» газ проходит реакторный узел, где удаляются примеси оксидов азота, кислорода и ацетиленистых соединений. Примерный срок окупаемости такой установки с мощностью по сырью 30 т/час и выработкой этилена и пропилена 7 т/час и 2 т/час, соответственно, менее 2 лет [55]. В случае интеграции с находящимся рядом этиленовым производством срок окупаемости значительно снизится из-за уменьшения числа оборудования (например, за счет использования уже имеющихся хладагентов), а также путем передачи этана и пропана, содержащихся в СГ, на печи пиролиза и выработки дополнительных количеств этилена и пропилена.

Существует ряд технологических приемов, позволяющих снизить затраты на охлаждение и деметанизацию, среди которых установка пластинчатого теплообменника «дефлегматор» перед деметанизатором [56-60]. Восходящий поток газа, проходяг: 1Й .:ю трубному пространству аппарата, конденсируется при переменных температурах, при этом тяжелые углеводороды стекают в виде пленки вниз, а несконденсированные - удаляются в виде паров (рис. 1.5).

в деметанизатор

Рис. 1.5. Использование системы «дефлегматор» в узле деметанизации

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чурилин, Андрей Сергеевич, 2013 год

Список литературы

1. John Wiley & Sons.Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2007.

2. Ласточкин Г.А., Радченко Е.Д., Рудин М.Г. Справочник нефтепереработчика // Л.: Химия, 1986. - 648с.

3. Kirk-Othmerencyclopedia. - N.Y., 1980. - Vol. 3.

4. ICIS Ethylene continious expansion in 2012. [Электронный ресурс].URL: http://www.icis.com/Articles/2012/11/22/9617145/gpca+ethylene+continues+expansion+in +2012.html. (дата обращения: 10.04.2013).

5. Обзор по работе этиленовых производств в России и СНГ за 2011г. / ООО "ВНИИОС-наука". - 2011.

6. Вахрамеев С. Борисов Д. Нефтехимия: Перед началом роста // Рупек. [Электронный ресурс].URL: http://www.rupec.ru/analytics/26067. (дата обращения: 10.04.2013).

7. Мельникова С. А. Сырьевая база: пиролизные установки, состояние и проблемы // Доклад на конференции «Сырьевой вектор развития полимерного бизнеса». 12.04.2011.

8. М. Picciotti. Novel Ethylene Technologies developing, but steam cracking remains king // Oil and Gas Journal, 1997. - June.

9. M. H. Buffenoir. Mega Crackers Mean Mega Challenges by Technip-Coflexip. Доклад на 5-й нефтехимической конференции ЕМЕА, 22-26 июня 2003, Париж.

10. Т. Ren, М. Patel, К. Blok. Olefins from conventional and heavy feedstocks: Energy use in steam cracking and alternative processes // Energy, 2006. - Vol. 31. - p. 425-451.

11. Клименко А.П. Получение этилена из нефти и газа // М.: Гостоптехиздат, 1962. -235 с.

12. Чурилин А.С., Зеленцова Н.И., Ковешников А.В. Вопросы потребления топливно-энергетических ресурсов на этиленовых установках // Тез. докл. 9-й конференции по работе производств этилена и бензола, Звенигород, 20-21 октября 2010г. - с. 83-87.

13. Iwakabe К., Nakaiwa М., Yamamoto Т. Energy saving in multi-component separation using an internally heat-integrated distillation column (HIDiC) // Applied Thermal Engineering, 2006. - Vol. 26. - p. 1362-1368.

14. Huang K., Iwakabe K., Nakaiwa M. Heat Integration to Improve Separation Performance // Hydrocarbon Processing, 2008. - March. - p. 101-108.

15. Olujic, Z. Internal Heat Integration - The Key to an Energy-Conserving Distillation Column // Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2003. - Vol. 78. - p.241-248.

16. Takamatsu Т., Namakaiwa M., Huang K. Simulation Oriented Development of a New Heat Integrated Distillation Column (HIDiC) and Its Characteristics for Energy Saving // Vol.21. - 1997.-p.243-247.

17. Gadalla M., Olujic Z., Sun L. Pinch Analysis- Based Approve to Conceptual Design of Internally Heat-Integrated Distillation Columns // Chem. Engineering Research Design, 2005. -Vol.83. - p. 987-993.

18. Чурилин A.C., Фролкова A.K., Зеленцова Н.И. Снижение энергопотребления этиленового производства за счет использования открытого холодильного цикла // Химическая промышленность сегодня, 2011. - №12. - С. 42-47.

19. К.М. van Geem, G.B. Marin, N. Hedebouw. Energy efficiency of the cold train of an ethylene cracker // Oil and Gas Magazine, 2008. - v.2. - pp. 95-99.

20. K. Hirata. Energy saving for ehtylene process by advanced process integration // Chemical engeneering transaction; 2011- Vol. 25. - pp.81-86.

21. David S.J. Jones, Peter P. Pujado. Handbook of Petroleum Processing (First ed.). Springer. 2006.

22. Хаджиев C.H., Суворов Ю.П., Зиновьев B.P. Крекинг нефтяных фракций на цеолитсодержащих катализаторах // М.: Химия, 1982. - 280с.

23. Е. С. Haun, D. A. Lomas, С. P. Tagamolila. Direct dry gas recovery from FCC reactor. Патент США № 5360533A. 1994.

24. M. J. Tallman, C. Eng. Naphtha cracking for light olefins production, Digital refining, 2010, June. [Электронный ресурс] URL:

http://www.digitalrefining.com/article/1000494,Naphtha_cracking_for_light_olefins_produ ction.html#.Uerr4m3zEWI (дата обращения 21.07.2013).

25. M.A. Bari Siddiqui, A.M. Aitani, M.R.Saeed. Enhancing the production of light olefins by catalytic cracking of FCC naphtha // Top Catalysis, 2010. - Vol.53. - pp.1387-1393.

26. A.W. Chester, K.Liu, R.A. Ware. Catalytic production of light olefins from naphtha feed. Патент США №6835863. 2004.

27. Майерс P.A. Основные процессы нефтепереработки. Справочник. Пер. с англ. под ред. Глаголевой О.Ф. 2011г.

28. X. Ge, Z. Li, S. Liu. Production of gaseous olefins by catalytic conversion of hydrocarbons. Патент США № 4980053 A, 1990.

29. W. Yamin, H. Yongqing, L. Yukang, W. Zeyu. Process for the production of LPG rich in olefins and high quality gasoline. Патент США № 5326465A, 1993.

30. X. Chaogang. Cracking catalyst for the production of light olefins. Патент США № 5380690A.

31. M. Rama Rao, D. Soni. Convert bottom-of-the-barrel into diesel and light olefins // Hydrocarbon processing - February 2011 - pp.45-49.

32. Y.C. Hu. Review // Hydrocarbon process, 1983. - May. - Vol. 62. - p.88-95.

33. M. Heathcote. Review // Asian Chemical News, 1996, - June. - Vol. 3. - p. 19.

34. Astruc D. The metathesis reactions: from a histirical perspective to recent developments // New J. Chem., 2005. - Vol. 29 (1).

35. J.M. Col. Industrial applications of olefin metathesis // Journal of Molecular Catalysis, 2004. - Vol. 213 - p. 39-45.

36. О. М. Singh. Methathesis catalists: hystorical perspective, recent developments and practical applications // Journal of scientific & industrial research, 2006. - December -Vol. 65.-p. 957-965.

37. R. Kempf. Advances in Commercialization of the UOP Advanced MTO Technology // Доклад на конференции Middle East Chemical Week Conference - 16-19 Октября, 2011 - Абу-Даби.

38. R.J. Gartside, M.I. Green Catalyst and process for the metathesis of ethylene and butene •to produce propylene // Патент США № 2006/052688,2006.

39. P.T. Barger, B.V. Vora, P.R. Pujado. Converting natural gas to ehylene and propylene using the UOP/Hydro MTO process // Science and technology in catalysis, 2002- Vol. 145. - p. 109-115.

40. G. Qi, H. Wang, Y. Yang. Method for increasing yields of ethylene and propylene in MTO process // Патент США № 20100016648, 2010.

41. J.Q. Chen, A. Bozzano, B. Glover. Recent advancements in ethylene and propylene production using the UOP/Hydro MTO process // Catalysis Today, 2005. - October. -Volume 106-p. 103-107.

42. A. A. Adesina. Hydrocarbon synthesis via Fischer-Tropsch reaction: travails and triumphs // Applied Catalysis A, 1996.- Vol. 138 - p. 345-367.

43. С. H. Murchison, R. L. Weiss, R. A. Stowe. The production and recovery of C2-C4 olefins from syngas // J. Chem. Educ, 1986. - March. - Vol. 63 - p.213.

44. J.F. Knifton. Syngas reactions: V. Ethylene from synthesis gas // Journal of catslisys, 1983.-January.-Vol. 79.-p.147-155.

45. T. Wurzel. Olefins from syngas - potential for bio-based applications // Доклад на международной конференции New Biofuels 2010 - Берлин - 23-24 июня, 2010.

46. K.R. Hall. A new gas to liquid (GTL) or gas to ethylene (GTE) technology // Catalysis today, 2005. - vol. 106 - p. 243-246.

47. Absorbtion process for hydrogen and ethylene recovery. Y.R. Mehra, W.K. Lam, D.W. Mullins // Патент США № 5326929, 1994.

48. Absorbtion process for recovering ethylene and hyrdogen from refinery and petrochemical plant off-gases. Y.R. Mehra // Патент США № 5546764, 1996.

49. Air Products and Chemicals. Novel SSF membranes for the recovery of hydrogen from waste gas streams // Отчет по работе, 1995.

50. L. Xu, J. Liu, Q. Wang. Cocking kinetics on the catalyst during alkylation of FCC offgas with benzene to ethylbenzene // Applied catalysis, 2004. - Vol.258. - pp. 47-53.

51. M. A. Schultz. Integrated production off FCC-produced C2 and ethylbenzene. Патент США № 20090112028, 2009.

52. S.L. Wayne. Process for producing of alkilbenzene. Европейский патент № 1606234, 2004.

53. X. Zhu, F. Chen. Development and industrialization of the ethylbenzene technologies from dilute ethylene in FCC dry gas // Advanced Materials Research, 2011. - Vols. 233-235.-pp. 1708-1713.

54. Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. Технология переработки природного газа и газового конденсата // Оренбург, ИПК "Газпромпечать", 2002,432 с.

55. Hoffmann К., Kaufmann D. Recovery of valuable olefin products from refinery off-gas streams // Chemical news, 2012. - P. 14-19.

56. D. Chen. Advanced heat integrated rectifier system. Патент США № 6343487. 2002.

57. D. P. Bernard. Process for recovery and purification of ethylene. Европейский патент № A1288912, 1988.

58. R.H. Cue, J.L. Pickering. Cryogenic separation of gaseous mixtures. Патент США № 4900347, 1900.

59. Lucadamo G.A., Bernard D.P., Rowles H.C. Improved ethylene and LPG recovery dephlegmator technology // Gas separation and purification, 1987. - December. - Vol. 1. -pp.94-102.

60. Shaw Stone&Webster. Технология получения этилена // Тез. докл. Семинара по нефтехимии и нефтепереработке, Москва, 21 апреля 2008г.

61. L.J. Howard, H.C. Rowles. Nitrogen refrigerated process for the recovery of C2+ hydrocarbons // Патент США №626977, 2001.

62. MJ. Roberts, C.F. Harris. Separation of hydrogen-hydrocarbon gas mixtures using closed-loop gas expander refrigeration// Патент США №6560989, 2003.

63. Д. Ефремов. Извлечение олефинов из отходящих газов нефтепереработки // Тез. докл. 11-й конференции по работе производств этилена и бензола, Звенигород, 16-18 октября 2012.-с. 78-83.

64. S.J. Stanley, S. de Haan, P.D. Kuzma. Absorber demethaniser for FCC process // Патент США № 2011/0071332, 2011.

65. F.D. McCarthy, S.J. Stanley, D.M. Wadsworth. Low pressure recovery of olefins from refinery off-gases // Патент США № 5502971, 1995.

66. D. Grenoble, R.T. Halle, W.D. Thomson. Process for recovering olefins from cat-cracked gas without accumulating undesirable oxides of nitrogen // Патент США №5444176, 1995.

67. David J. Duhon, John E. Asplin. Process and apparatus for recovering olefins // Патент США №7714180, 2010.

68. Cong X. Dinh, Peterson W.S. Olefin recovery method // Патент США №5452581, 1995.

69. Vijender К. Verma. Enhanced Olefin recovery method // Патент США № 5421167, 1995.

70. J. J. Crawford, R. J. McNab, S.J. Stanley. Ethylene plant refrigeration system // Патент США №5979177, 1999.

71. H. Haddad, D. Manley. Mixed refrigerants in ethylene recovery // Патент США № 5626034, 1997.

72. G.C. Wood, Y.R. Mehra. Absorbtion process without external solvent // Патент США №5462583, 1995.

73. H. Hirai, М. Komiama, S. Нага. Process for recovery or ethylene from gaseous mixture // Патент США № 4525180, 1985.

74. R. Barchas, R. McCue, C. Wallsgrove. Chemical absorbtion process for recovering olefins from cracked gases // Патент США № 5859304, 1999.

75. H. R. Mortaheb, M. Mafi, A. Zolfaghari. Absorption of ethylene from ethylene-ethane gaseous mixture by AgN03 solution in a semi-continuous process // The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2009. - December. - vol. 87. - p.957-964.

76. M. Hengky. Ethylene recovery from off-gases. Патент США № 2012087557. 2012.

77. P.J. Ho, K.J. Nam, B.H. Tae. Method and apparatus for recovering ethylene from FCC off-gas. Патент Канады № 2810855, 2010.

78. Stiglmayr U. Introduction to refinery off-gas upgrading // Conference «Olefin Academy». Munich, 2012. - p. 917-939.

79. N. Patel, B. Baade, V. Khurana. Creating value through refinery hydrogen management // ARTC, Singapore, 2006.

80. J.M.S. Henis, M.K. Tripodi. Multicomponent Membranes for Cas Separations. Патент США №4230436, 1980.

81. D.R. Paul, Y.P. Yampolski. Polymeric Gas Separaion Membranes. CRC Press., 1394.

82. S.A. Stern. Polymers for Gas Separation: The Next Decade // J. Membr. Sci, 1994. -Vol. 1.

83. Чурилнн A.C., Зеленцова Н.И. Методы очистки и выделения этилена из сухих газов каталитического крекинга // Экспозиция Нефть Газ, 2013. - №1. - С. 49-53.

84. Malik Z., Slack J. Valuable liquids from refinery gases, Digital refining (2012) [Электронный ресурс] URL:

http://www.digitalrefining.com/data/articles/file/2023769797.pdf (дата обращения: 10.04.2013).

85. Spaenther W. Catalytic valorization of FCC light off gas to yield polymer grade c^fn:s // Meedle East Chemical Week, Abu Dhabi, 2011.

86. Rudolf P., Bender M., Koch M. Method for the elimination of oxigen, nitrogen oxides, acetylenes, and/or dienes from hydrogen-rich olefin-containing gas mixtures // U.S. Patent - 2010/0000911 Al - Jan. 7, 2010.

87. Shreehan M. Recovery of olefin from refinery offgases, Digital refining, 1998, October [Электронный ресурс] URL:

http://www.digitalref1ning.c0m/article/l000215#.UMYGqawZZyU. (дата обращения 10.04.2013).

88. Ануфриев И.Е., Смирнов А.Б., Смирнова Е.Н. MATLAB 7. - СПб.: БХВ -Петербург, 2005. - с. 1104.

89. Чурилин А.С., Фролкова А.К., Зеленцова Н.И. Разработка подхода к оптимизации этиленовых производств на примере узла гидрирования // Тез. докл. IV Молодежной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии - 2011», Москва, 9-10 ноября 2011г. - с. 8.

90. Чурилин A.C., Фролкова А.К., Зеленцова Н.И. К вопросу выбора оптимальной схемы получения этилена // Химическая технология, 2013. - №4. - с. 50-58.

91. Серафимов Л.А., Фролкова А.К. Термодинамико-топологический анализ как основа синтеза схем разделения: учебное пособие. М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2004. - 90 с.

92. В.Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие. Книга первая // М.: Наука, 1966. - 646 с.

93. Хартманн К. Синтез оптимальных химико-технологических систем // Журнал прикладной химии, 1986. - №9. - т. 59. - с. 1920-1927.

94. Мухленов И.П. (под ред.). Химико-технологические системы - синтез, оптимизация и управление // Л.: Химия, 1985. - 220 с.

95. Тимофеев B.C., Серафимов Л.А., Тимошенко A.B. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза. // М.: Высшая школа, 2010. -408 с.

96. Кафаров В.В., Мешалкин В.П, Перов В.Л. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств // М.: Химия, 1979. -320 с.

97. В.В. Кафаров, В.П. Мешалкин. Анализ и синтез химико-технологических систем //М.: Химия, 1991.-432 с.

98. Смит Р., Клемеш И., Товажнянский Л.Л. Основы интеграции тепловых потоков // Харьков. НТУ ХПИ, 2000. - 458 с.

99. R. Smith. Chemical process design and integration // John Wiley and Sons, 2005.

100. L. Zhang. Experimental study on ethylene recovery using the solvent absorbtion method // Chem. Eng. Technol., 2011. - 34. - vol.8. - p. 1353-1358.

101. Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров A.M. Процессы и аппраты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов // М.: "Недра-Бизнес центр", 2000. - 677с.

102. Бюллетень «Нефтехимический комплекс России» // Декабрь, 2012.

103. Лощев А.Г. Оптимизация технологических комплексов на основе методов планирования эксперимента : автореф. дис.... канд. техн. наук. - М: МИХТ, 2010.

104. Артемов А.Е., Зеленцова Н.И., Чурилин A.C. и др. Способ выделения этилена полимеризационной чистоты из газов каталитического крекинга // Положительное решение о выдаче патента РФ по заявке № 2012148609 от 16.11.2012.

105. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов // Л.: Химия, 1987. -576 с.

106. Дытнерский Ю.И. (под ред.). Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию // М.: Химия, 1991. - 496с.

107. Тимонин A.C. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: Справочник. В 3-х томах // Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002.

108. Письмо Министерства регионального развития РФ от 01.08.2012 № 19899 -ИП/08.

109. Артемов А.Е., Зеленцова Н.И., Чурилин A.C. и др. Выделение этилена полимеризационной чистоты из сухих газов каталитического крекинга // Тез. докл. 11-й Конференции по работе производств этилена и бензола, Звенигород, 16-18 октября 2012. - с. 74-77.

110. Чурилин A.C., Фролкова А.К., Зеленцова Н.И. Разработка технологии выделения этилена из сухих газов каталитического крекига // Тез. докл. Юбилейной научно-практической конференции «Актуальные вопросы и перспективы развития

ОАО «Казаньоргсинтез», Казань, 18 октября 2013г. - с. 71-73.