III. MT Sễ QUÁ TRèNH VÀ THIấT BỊ CHÍNH TRONG COĐNG
2. Nhờm trao đưi nhiƯt gián tiếp
HiƯn nay cỏc lũ ng sử dụng phơng thức trao đi nhiệt giỏn tiếp đợc ph biến trong cụng nghiệp. Trong quỏ trỡnh này ngới ta dựng hơi nớc pha lỗng hydrocacbon nguyờn liệu nờn thớng đợc gụi là quỏ trỡnh cracking hơi.
Loại lũ ng cờ bung đỉt đỵc sư dơng nhiỊu nhõt, phư biến trong cơng nghƯ sản xt etylen trong cụng nghiệp.
Lũ cracking hiện đại cờ cỏc bung đt hỡnh hp với cỏc ng thẳng đợc treo chớnh giữa lũ. Cỏc ng này nạp liệu từ trờn đỉnh thỏp. Tuứy thuĩc vào kích thớc bung đt, quỏ trỡnh đt cờ thể thực hiện bằng cỏch đt từ tớng lũ hoc sàn lũ. Tớng lũ là mt khi cờ nhiều lũ đt để thực hiện quỏ trỡnh đt chỏy khụng cờ ngụn lửa. Cả khi tớng lũ bị nờng đừ lờn và bức xạ.
Chiều dài lũ đt phụ thuc vào năng sut etylen mỡi lũ và đợc xỏc định bằng sỉ ỉng cèn thiết. Các ng đợc đt chớnh giữa bung đt. Nhiệt truyền qua các ỉng chđ u nhớ vào bức xạ. Nhiệt đ của bung đt cờ thĨ tới 1000 ữ 12000C.
Thụng thớng, cỏc ng bức xạ của lũ sản xut etylen cịng chính là thiết bị phản ứng. Điều kiện nạp liệu vào ng phụ thuc nhiều vào nhiệt ỏp sut và tc đ dũng. Nguyờn liệu là hơi nớc pha loÃng đợc ủoừt nờng sơ bĩ trong phốn đi lu để đạt đợc nhiệt đ cốn thiết, sau đờ đi vào cỏc ng bức xạ.
Đoă ỏn toẫt nghieụp Thiờt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen a) Phốn đi lu b) Tớng chịu nhiƯt. c) Phèn bức xạ d) Bung đt thành lũ e) Bung đt sàng lũ f) Thiết bị tụi (TLE) g) ỉng khời.
Hình 13: MƯt cắt đứng của mt lũ cracking điển hỡnh
Trong trửụứng hụựp này, cođng đốn đụi lưu goăm 5 zođn rieđng bieụt với chức nng khaực nhau [17-61 ]
-Zođn đưnh lũ (zođn 1): đun núng sơ b nguyeđn liu -Zođn thứ 2: đun núng hơi nước đeơ tỏo hơi quỏ nhit.
-Zođn thứ 3: nguyeđn liu và hơi nước pha loĩng được trn với nhau. -Zođn thứ 4: hơi nước được đun quỏ nhit.
-Zođn cuụi cựng: nguyeđn liu và hơi nước pha loĩng được đụt laăn cuõi.
Tuy nhieđn, sụ lượng và chức nng cụa cỏc zođn tựy thuc vào vic thiờt kờ lũ. Ngồi ra, cỏc lũ phạn ứng cú theơ được thiờt kờ rieđng bit với cỏc buoăng đụt. Vic thiờt kờ cỏc ụng bức xỏ trong lũ cracking nhỡn chung caăn xem xột cỏc yờu tụ ạnh hưởng đờn quỏ trỡnh. Haău hờt cỏc thiờt kờ hin đỏi đeău nhaỉm đỏt hiu sũt etylen cao, giạm sự tỏo cục. Đeơ đỏt được đieău này, yeđu caău cụa lũ cracking như sau: thời gian lưu cụa nguyeđn lieụu ngaĩn, nhit đ phạn ứng cao và ỏp sũt hơi rieđng phaăn cụa hydrocacbon thõp. Đụi với cỏc lũ hin nay, cỏc ụng bức xỏ được treo
Đoă ỏn toẫt nghip Thiờt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen
thẳng đứng và được gia nhit cạ hai beđn. Lối ụng naỉm ngang khođng cũn được sử dỳng trong cỏc lũ etylen [17-62].
Chieău dài và đường kớnh ụng bức xỏ phỳ thuc vào tục đ nỏp liu mi ụng; thứ tự đaịt ụng; khoạng cỏch giữa cỏc ụng và vị trớ ra sạn phaơm (đưnh hoaịc đỏy ụng).
Cỏc ụng cú theơ cú đường kớnh xỏc định hoaịc đường kớnh thay đoơi. Nhieău ụng như nhau kờt hợp thành mt ụng cú đường kớnh lớn hơn (Swaged coil) hoaịc moụt õng coự theơ chia thành cỏc ụng nhỏ hơn (Combined coil). Chieău dài và đường kớnh ụng cú theơ thay ủoơi trong phỏm vi rng [17-63].
- Cođng sũt (mi loứ): 15 ữ 100 nghỡn tõn/nm
- Sụ dàn ụng(mi lũ): 1 ữ 200
- Đường kớnh ụng: 20 ữ 180 mm
- Chieău daứi daứn õng: 10 ữ 100m
- Nhit đ ra: 750 ữ 8900C
- Nhit đ thành ụng: 950 ữ 10400C; 1040 ữ 11200C
- Nng sũt nhit: 50 ữ 90 KW/m2
- Thời gian lửu: 0,05 ữ 0,1 giađy
III.1.2. CÁC Lề CRACKING ĐƯC SỬ DÚNG HIN NAY a.Lũ Lummus
Lũ Lummus bao goăm 4 thờ h, từ SRT-I (short residence time) đờn SRT-IV [17-62].
Lũ SRT-I chứa cỏc ụng bức xỏ cú đường kớnh giụng nhau. Hin nay, nhieău loứ cracking kieơu SRT-I văn cũn hốt đng, chụ yờu đeơ cracking etan, propan hoaịc butan.
Lũ SRT-II dựng cỏc ụng bức xỏ cú đường kớnh tng daăn theo hướng đaău ra cụa ụng, hoaịc cỏc ụng cú đường kớnh nhỏ được nụi với cỏc ụng cú đường kớnh lớn theo hướng ra cụa ụng.
Lũ SRT-III sử dỳng kieơu ụng tương tự như lũ SRT-II nhưng với sụ lượng ụng lớn hơn và do đú cho ra nng sũt cao hơn. Trong cạ hai lũ cracking kieơu SRT-II vaứ SRT-III, nhit đ khớ tng nhanh ở trước ụng, sau đú chm daăn lỏi. Nhit đ khớ mt laăn nữa tng nhanh ở cửa ra cụa
Đoă ỏn toẫt nghip Thiẽt kẽ phađn xưởng sạn xũt etylen
ụng. Đaău ra cú đường kớnh lớn nhaỉm giạm ỏp sũt hơi rieđng phaăn cụa hydrocacbon và giạm quỏ trỡnh kờt tụa cụa cacbon hoaịc cục.
Thời gian lưu trong lũ Lummus là 0,25 ữ 0,72s. Lũ Lummus cú theơ được ghộp như hỡnh 14 cú theơ hốt đng đc lp. Trong mi lũ thường cú 4 ữ 6 ụng bức xỏ. ễng nỏp liu cú đường kớnh nhỏ nhaỉm tng hiu quạ trao đoơi nhit, nhanh chúng đưa nguyeđn liu đờn nhit đ phạn ứng.
Lũ SRT-IV cụa hĩng Lummus là kieơu lũ mới nhõt hin nay, ưu đieơm cụa lối lũ này là quỏ trỡnh làm lỏnh được tụi ưu hoỏ, nhit đ khớ trong ụng cú theơ kieơm soỏt và đieău chưnh baỉng caịp nhit. Do đú cú theơ nađng cao hiu sũt olefin giạm lượng sạn phaơm phỳ, đaău tư cho cođng đốn tỏch thõp hơn, thiờt bị cú theơ làm vic với chờ đ nỏp liu thay đoơi, nhờ vy giạm được chi phớ veă maịt nhieđn liu. Ngồi ra, sử dỳng h thụng thiờt bị này cũn giạm được mức đ tieđu tụn nng lượng.
Lũ Lummus cú theơ truyeăn nhit baỉng đốn đụt tređn thành lũ hoaịc kờt hợp với đốn đụt tređn sàn lũ. Lũ Lummus cú theơ sử dỳng bõt cứ lối thiờt bị trao đoơi nhit (TLE) nào. Cođng sũt mi lũ (với nguyeđn liu từ naphta đờn gasoil chưng cõt chađn khođng) là 25.000 ữ 50.000 tõn/ nm. [17-62]