1. Sơ đoă nguyeđn lý chung
Đụi với bõt kỳ quỏ trỡnh sạn xũt nào, sơ đoă nguyeđn lý chung cuừng bao goăm hai cođng đốn:
-Giai đốn 1: nhit phađn + tụi ưu.
-Giai đốn 2: tỏch và tinh chờ sạn phaơm.
Hỡnh 5: Sơ đoă nguyeđn lý chung sạn xũt etylen. a. Đụi với nguyeđn liu khớ
Quỏ trỡnh nhit phađn parafin khớ bao goăm hai giai đốn: Giai đoan 1: Nhit phađn và tođi hoỏ.
Trong cođng nghip với quy mođ lớn, quỏ trỡnh được thực hin ở ỏp sũt thõp kờt hợp với pha lng và pha nước. Lượng hơi nước sử dỳng tựy thuc vào nguyeđn liu đaău. Đụi với etan và propan thỡ tỷ l khụi lượng hơi nước tređn nguyeđn liu từ 0,3 ữ 0,45. Đeơ trỏnh cỏc phạn ứng thứ cõp (polime hoỏ nhựa, phađn hụy sađu hơn), khớ sạn phaơm được đưa sang thiờt bị tođi đeơ làm lỏnh nhanh xuụng nhit đ 400 ữ 5000C. Trong giai đốn này, đeơ tn dỳng nhit, người ta sử dỳng nhit trao đoơi đeơ tỏi sinh hơi nước ỏp sũt cao (10 ữ 13 MPa).
Giai đốn 2: Tỏch sạn phaơm.
Khớ sạn phaơm goăm C1, C2, C3 và cỏc hydrocacbon khỏc được đưa sang b phn tỏch và làm sỏch đeơ thu cỏc sạn phaơm theo yeđu caău.
Nguyeđn liu rõt thớch hợp cho quỏ trỡnh sạn xũt etylen theo con đường này là cỏc sạn phaơm đưnh cụa thaựp taựch propan trong caực dađy
Cracking vaứ tođi
sạn phaơm sỏch sạn phaơmTỏch và làm Hơi nước
Nguyeđn lieụu C2H4
C3H6
Sạn phaơm phỳ Etan hoaịc propan tuaăn
Đoă ỏn toẫt nghip Thiẽt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen
chuyeăn ngưng tỳ nhit đ thõp, hõp thỳ nhit đ thõp cụa cỏc nhà mỏy chờ biờn khớ tự nhieđn và khớ đoăng hành.
Đoă ỏn toẫt nghip Thiờt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen
Hỡnh 6: Sơ đoă nguyeđn lý chung sạn xũt etylen từ nguyeđn liu khớ.
Ưu nhược đieơm cụa cỏc quỏ trỡnh nhit phađn cỏc parafin khớ.
* Ưu đieơm:
- Quỏ trỡnh xạy ra đơn giạn, hiu sũt etylen cao.
- Nhit phađn etan và propan sẽ cho lượng sạn phaơm phỳ ớt nhõt do đú giạm được kớch thước cụa thiờt bị tỏch và mỏy nộn. Nhờ vy, kớch thước nhà mỏy sạn xũt etylen giạm dăn đờn chi phớ đaău tư cơ bạn cho quỏ trỡnh giạm.
* Nhược đieơm:
Do nguyeđn liu ở theơ khớ neđn quỏ trỡnh vn chuyeơn chỳng sẽ gaịp khú khn. Chi phớ vn chuyeơn và bạo quạn khớ rõt lớn làm tng giỏ thành sạn phaơm. Chớnh vỡ vy, cođng ngh sử dỳng nguyeđn liu khớ chư phỏt trieơn ở những nước cú sẵn nguoăn khớ tự nhieđn như: Mỹ, Nga và cỏc nước Đođng AĐu, 80% nguyeđn liu là khớ C2 vaứ C3 .
b.Đụi với nguyeđn liu lỏng.
Nguyeđn liu hydrocacbon lỏng ngày càng được sử dỳng nhieău trong cođng ngh sạn xũt etylen đaịc bit với những nước khođng cú nguoăn daău mỏ và khớ tự nhieđn. Quỏ trỡnh sạn xũt etylen từ hydrocacbon lỏng đem lỏi hiu quạ cao hơn đaịc bit là trong quỏ trỡnh vn chuyeơn. Nguyeđn liu lỏng được sử dỳng nhieău nhõt trong cođng ngh là naphta và gasoil. Thực tờ, ở Nht và cỏc nước Tađy AĐu, hơn 80% etylen được sạn xũt từ naphta.
Naphta là hn hợp phức tỏp goăm nhieău hydrocacbon. Thành phaăn naphta từ daău thođ rõt khỏc nhau và cú khoạng nhit đ sođi từ 20 ữ 2000C. Do vy, tựy thuc vào cỏc thođng sụ cỳ theơ (đường cong chưng cõt, tỷ trúng, nhit hoỏ hơi,…) mà cođng ngh và quỏ trỡnh cracking cú những đaịc trưng rieđng. Trong cođng nghip, thường sử dỳng nhieău nhõt là quỏ trỡnh cracking hơi nước. Cỏc hydrocacbon lỏng được cracking trong đieău kin nhit đ, ỏp sũt thay đoơi. Phạn ứng được thực hin trong pha khớ.
Giai đốn 1: Nhit phađn và tođi húa.
Đaău tieđn, tỏi zođn đụi lưu trong lũ đụt, hơi nước và hn hợp hydrocacbon được đụt núng đờn 6000C. Sau đú, hn hợp được cracking trong lũ phạn ứng tỏi zođn bức xỏ ở nhit đ lớn hơn 9000C. Thời gian lưu
Đoă ỏn toẫt nghieụp Thiờt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen
thay đoơi từ 0,2 ữ 0,3 giađy. Hn hợp được đụt núng với tục đ 350.000 KJ/ m2.h.
Khớ cracking được đưa ra ngồi với vn tục khoạng 200m/s, nhit đ xãp xư 9000C. Sau khi cracking, hn hợp sạn phaơm được làm lỏnh ngay lp tức xuụng 350 ữ 4000C đeơ trỏnh cỏc phạn ứng thứ cõp. Do vy tục đ làm lỏnh rõt lớn khoạng 10.0000C/s.
Giai đốn 2: Tỏch sạn phaơm.
Sau quỏ trỡnh tođi, khớ sạn phaơm được đưa sang b phn tỏch và làm sỏch sạn phaơm đeơ thu etylen và cỏc sạn phaơm mong muụn khỏc. Cỏc hydrocacbon chưa được chuyeơn hoỏ khỏc được tuaăn hồn trở lỏi.
Ngồi naphta, cỏc phađn đốn khỏc cụa daău mỏ cũng được sử dỳng làm nguyeđn liu cho quỏ trỡnh sạn xũt etylen như kerosen, gasoil, caịn naịng,…Tuy nhieđn, mức đ sử dỳng cỏc nguyeđn liu này khođng lớn. Trong thời gian tới, cỏc phađn đốn này sẽ được ứng dỳng nhieău hơn nhaỉm tng hiu quạ sử dỳng cụa chỳng.
Sơ đoă nguyeđn lý chung cụa quỏ trỡnh sạn xũt etylen từ nguyeđn liu lỏng được trỡnh bày như sau:
Đoă ỏn toẫt nghip Thiờt kờ phađn xưởng sạn xuãt etylen
ẹoă aựn toẫt nghieụp Thiờt kờ phađn xưởng sạn xuãt etylen
Ưu nhược đieơm cụa quỏ trỡnh nhit phađn cỏc parafin loỷng: * Ưu đieơm:
- Cođng ngh sạn xũt etylen từ hydrocacbon lỏng cú ưu đieơm noơi bt là khạ nng vn chuyeơn. So với nguyeđn liu khớ, giỏ thành vn chuyeơn hydrocacbon lỏng thõp hơn nhieău. Đieău này cú nghúa đụi với cỏc nước khan hiờm nguoăn daău mỏ và khớ tự nhieđn, neăn cođng nghip hoỏ daău dựa tređn nhp khaơu daău như: Anh, Phỏp, Đức, Ytalia, Nht bạn.
- Maịt khỏc, hydrocacbon lỏng mà chụ yờu là naphta cú ưu đieơm là khạ nng cung cõp doăi dào, giỏ thành thõp, hiu sũt thu etylen khođng quỏ thõp (30%).
- Trong quỏ trỡnh sạn xũt, ngồi etylen cũn thu được cỏc cõu tử khỏc như propylen, butadien, …cú theơ tn dỳng trong cođng nghip hoỏ húc.
* Nhược đieơm:
Tuy nhieđn, cođng ngh sạn xũt etylen từ hydrocacbon lỏng cú những nhược đieơm sau:
- So với nguyeđn liu khớ, hiu sũt etylen từ hydrocacbon lỏng thõp hơn. Do thành phaăn nguyeđn liu rõt phức tỏp neđn thành phaăn sạn phaơm cũng rõt phức tỏp, đũi hỏi quỏ trỡnh tỏch khú khn hơn và nhieău thiờt bị tỏch hơn. Trong hydrocacbon lỏng cũn cú hydrocacbon thơm d ngưng tỳ tỏo nhựa, tỏo cục trong quỏ trỡnh.
Đoă ỏn toẫt nghip Thiẽt kờ phađn xưởng sạn xũt etylen