Hãng Stone & Webster Engineering Corp hơn 100 năm xây dựng và phát triển trong các lĩnh vực tư vấn, thiết kế, xây dựng trong công nghệ hóa dầu, có trụ sở tại Boston. Sơ đồ sau mô tả quá trình sản xuất etylen của hãng Stone & Webster Engineering Corp:
Hình 3.2 . Sơ đồ công nghệ của hãng Stone & Webster Engineering Corp [9]
1 - Lò cracking USC; 2- Tháp tôi bằng nước; 3- Máy nén; 4- Tháp tách propan; 5- Thiết bị hydro hoá; 6- Hệ thống ARS; 7- Tháp tách etan; 8,9 - Tháp tách etan - etylen; 10- Thiết bị hydro hoá; 11- Thiết bị siêu phân đoạn C3
-Áp dụng
Để sản xuất etylen và propylen bằng quá trình cracking nguyên liệu parafin. Có hai quá trình chính được sử dụng:
+ USC(Ultra Selector Cracking)-Hệ thống nhiệt phân và tôi lạnh + ARS (Advanced Recovery System)- Quá trình chưng lạnh
-Thuyết minh sơ đồ
Nguyên liệu được đưa vào lò cracking USC(l). Sự tách loại các chất bẩn được thực hiện ngược dòng. Nhiệt cracking có thể được cung cấp bằng quạt tuabin khí. Quá trình nhiệt phân xảy ra dưới sự điều khiển nhiệt độ - thời gian riêng biột đối với mỗi loại nguyên liệu cũng như yêu cầu của sản phẩm. Sự tôi nhanh đảm bảo hiệu suất etylen cao và phát sinh ra hơi nhiệt thải áp suất cao. Nhiệt thải có nhiệt độ thấp hơn được tận dụng trong các tháp tôi dầu và tôi nước xuôi dòng (2). Dầu nhiên liệu nhiệt phân và phần cất xăng được tách ra. Khí cracking (C4 và nhẹ hơn) sau khi nén ở (3), được làm sạch bằng kiềm để loại bỏ các khí axit và được sấy khô trước khi phân tách.
Năng lượng làm lạnh của ARS là cực tiểu do sử dụng công nghệ của thiết bị ngưng tụ phân đoạn làm lạnh khí và sự chưng cất phân phối. Các cấu tử nhẹ như C2-C3 và các cấu tử nặng hơn được phân tách trong tháp tách propan áp suất thấp (4), ở đáy tháp thu được C4 và các sản phẩm phụ khác nặng hơn. Dòng hơi quá nhiệt đi ra từ đỉnh tháp được đưa sang tháp hydro hóa (5) để chuyển hóa axetylen, sau đó được dẫn sang thiết bị ARS (6) và xảy ra sự phân tách quá nhiệt hydro và metan. Sản phẩm từ (6) được chia thành hai dòng hơi C2 cố thành phần khác nhau. Một dòng được đưa sang thiết bị chuẩn bị tách etylen (8), rồi đưa sang tháp phân tách etylen- etan (9). Còn một dòng gồm hỗn hợp hơi C2 nặng hơn được đưa sang tháp tách etan (7). Dòng C2 quá nhiệt từ đỉnh tháp (7) qua (8) và dẫn đến tháp phân tách etylen-etan (9). Sản phẩm đáy của tháp (7) là hỗn hợp C3 (metylaxetylen và propadien) được kết hợp hydro hóa trong thiết bị hydro (10) tạo thành propylen và propan và đem đi phân tách ở tháp siêu phân đoạn (11). Etan từ đáy tháp (9) và propan từ đáy tháp (11) được tuần hoàn trở lại lò cracking. Etylen và propylen được thu hồi từ đỉnh tháp (9) và (11).
Bảng 3.2. Bảng hiệu suất etylen từ etan và dầu gasoil[9]
Nguyên liệu Etan Dầu gasoil
Hiệu suất etylen % 57 28 Tiêu thụ năng lượng,kcal/kg 3000 6000
-Ưu điểm của công nghệ USC:
Hệ thống lò USC gồm lò cracking có kèm theo tiết bị tôi sản phẩm. Hệ thống được điều khiển bằng chương trình máy tính có kết hợp các tính toán về thuỷ lực, nhiệt động học và các quá trình cốc hóa nhằm kết hợp một cách tối ưu năng suất, hiệu suất, chiều dài của chu trình và chi phí. Lò USC có ưu điểm độ chọn lọc rất cao.
-Ưu điểm của công nghê ARS:
+ Giảm tổ hợp làm lạnh sử dụng trong thiết bị ngưng tụ.
+ Cùng một lúc thực hiện quá trình làm lanh và phân đoạn trong thiết bị ngưng tụ. + Giảm được hàm lượng metan trong khí đưa vào cột tách metan.
+ Tỷ lộ hồi lưu thấp.
+ Giảm yêu cầu về làm lạnh (xấp xỉ 75%). Công nghệ cho hiệu suất etylen từ 28% (đối với gasoil) đền 57% (đối với etan).