Дипломная работа: Система управления узлом дегидрирования этилбензола
Стирол несколько снижает конверсию этилбензола. В процессе дегидрирования стирол разлагается, поэтому увеличение количества стирола нежелательно, во избежание излишней закоксованности катализатора. Изопропилбензол дегидрируется в - метилстирол. Наличие последнего ухудшает качество товарного стирола.
Диэтилбензол в сырье совершенно нежелателен, так как присутствие даже небольших количеств диэтилбензола в стироле приводит к получению нерастворимого полимера. Также нежелательно содержание в сырье растворенного хлорида, катализатора этилирования, который является ядом катализатора дегидрирования. Наличие ксилолов в сырье также нежелательно так как они ухудшают качество товарного стирола.
6. Разбавление водяным паром. Реакция дегидрирования этилбензола протекает с увеличением объема полученного газа. Процесс дегидрирования проводится при пониженных парциальных давлениях компонентов сырья, что осуществляется подачей перегретого водяного пара в реактор. При высоких температурах водяной пар взаимодействует с коксом, образующимся на поверхности катализатора.
Пар - является теплоносителем. Наиболее интенсивно реакция дегидрирования идет при температуре 600÷630 0 С. Нагрев этилбензола до такой температуры приводит к его термическому разложению. Поэтому нагрев сырья до такой температуры производится непосредственно на вводе в реактор путем смешения с водяным паром.
При уменьшении количества пара по сравнению с режимным повышаются парциальные давления компонентов сырья, что уменьшает выход стирола. Кроме того, это приводит к увеличению закоксованности катализатора.
Увеличение количества водяного пара на разбавление также нежелательно, так как при этом возрастает давление в реакторах, увеличиваются энергозатраты.
Оптимальным считается разбавление сырья водяным паром в соотношении 1:2,4÷3,5 в том числе 10:15% пара от веса шихты смешивается в испарителе поз.Т-204 для улучшения процесса испарения.
7. Влияние температуры на выход стирола. Максимальный выход стирола получается при температуре контактирования 600÷630 0 С. Поддерживание той или иной температуры зависит от следующих факторов:
- от активности катализатора;
- от срока работы;
- от качества загрузки катализатора и т.д.
Во всех случаях необходимо строго выдерживать температурный режим.
При понижении температуры ниже заданного уменьшается выход стирола.
Повышение температуры увеличивает термическое разложение сырья и повышает закоксованность катализатора.
Описание технологического процесса. Этилбензольная шихта, представляющая смесь этилбензола ректификата и возвратного этилбензола, поступает на дегидрирование со склада промежуточных продуктов (корпус 304) из емкости поз. Е-409 в теплообменник поз.Т-229 [8]. Постоянство подачи этилбензольной шихты поддерживается регулятором расхода (поз.48).
Этилбензольная шихта подогревается в теплообменнике поз.Т-229 до температуры 95 0 С за счет тепла водного конденсата, подаваемого насосом поз.Н-224 из емкости поз.Е-223. Схемой предусмотрена подача этилбензольной шихты в испаритель поз.Т-204 помимо теплообменника поз.Т-229 при чистке последнего. В испарителе поз.Т-204 производится подогрев, испарение и частичный перегрев паров шихты до температуры не менее 160 0 С за счет тепла конденсации пара 1600 кПа (16кгс/см2 ).
Для снижения температуры кипения этилбензола в трубное пространство испарителя поз.Т-204 подается водяной пар 600 кПа (6 кгс/см2 ), количество которого составляет 10-15% от веса этилбензола и поддерживается постоянным регулятором расхода (поз.49).
Давление пара 1600 кПа (16 кгс/см2 ), подаваемого в межтрубное пространство испарителя поз.Т-204, поддерживается регулятором давления (поз.51).
Конденсат пара 1600 кПа (16 кгс/см2 ) собирается в сборнике поз.Е-206, откуда самотеком поступает в сборник поз.Е-240.
Из испарителя поз.Т-204 пары этилбензольной шихты поступают в межтрубное пространство перегревателя поз.Т-203, где перегреваются до температуры 530 0 С за счет тепла перегретого водяного пара, выходящего из межступенчатого подогревателя реактора поз.Р-202/2.
Перегретые пары этилбензольной шихты из перегревателя поз.Т-203 поступают в смесительную камеру реактора поз.Р-202/1, где смешиваются с перегретым водяным паром, поступающим из пароперегревательной печи поз.П-201/2 с температурой не более 750 0 С.
Количество перегреваемого пара, поступающего на смешение с парами этилбензольной шихты в смесительную камеру реактора поз.Р-202/1, автоматически регулируются клапанами (поз.3-6,3-7), установленными на линии подачи пара с ТЭЦ, исходя из того, что конечное соотношение этилбензольной шихты и водяного пара на входе в реактор должно составлять 1:(2,4÷3,5) по весу. Давление пара, поступающего в ТЭЦ, автоматически регулируется клапаном (поз.2-5).
Водяной пар давления 200÷600 кПа (2÷6 кгс/см2 ), получаемый после редуцирования пара давления 1600 кПа (16 кгс/см2 ) и вторичный пар из котлов - утилизаторов поз.Пн-205 поступают в пароперегревательную печь поз.П-201/1, где перегреваются до температуры не более 750 0 С и направляются в межступенчатый подогреватель, встроенный в верхней части реактора поз.Р-202/2 для подогрева контактного газа, выходящего из реактора поз.Р-202/1 до температуры 560÷630 0 С
После межступенчатого подогрева водяной пар с температурой 600÷630 0 С поступает в перегреватель поз.Т-203, где перегреваются пары этилбензольной шихты.
Из перегревателя поз.Т-203 водяной пар с температурой 450 0 С поступает на повторный перегрев в пароперегревательную печь поз.П-201/2.
Блок пароперегревательных печей состоит из двух печей, объединенных в одном каркасе, имеющих общие дымовые трубы и обслуживающие площадки. В радиантных камерах каждой печи установлены вертикально по четыре радиантных змеевика. В конвективной камере печи поз.П-201/2 установлены горизонтально два конвективных змеевика и над ними два змеевика для утилизации тепла дымовых газов печи поз.П-201/2.
В средней части печи, между радиантной и конвективной камерами расположена зона, называемая перевалом.
Радиантная камера каждой печи представляет собой прямоугольную топку, имеющую две самостоятельные зоны с различной тепловой нагрузкой, обеспечивающей различные тепловые напряжения поверхности нагрева "холодных" и "горячих" змеевиков камеры радиации.
В верхней части боковых стен установлены взрывные окна. Блок пароперегревательных печей имеет две дымовые трубы, установленные на тройниках газоходов. Перед тройниками газоходов установлены шиберы ручного управления. Отметка верха дымовых труб - 30000 мм.