Совершенствование производства печного техуглерода при неполном горении природного газа

    Эффектообразующими  факторами варианта производства техуглерода N772 из газожидкостного сырья с  одновременным производством электроэнергии и энергетического пара являются снижение затрат на сырье, а также  получение дополнительного объема товарной продукции (техуглерод ~37,8 тыс. т/год, электроэнергия в количестве 45,4 млн кВт·ч/год и пар - 110,5 тыс. Гкал/год).

    Расчет  экономической эффективности от внедрения данных мероприятий показал, что чистый дисконтированный доход NPV (10%) за 20 лет составит  
40 млн долл. США, при этом дисконтируемый срок окупаемости не превысит  
5,7 лет.

Список  литературы

1. Кудрявцев М.А., Лапшин М.П., Шурупов С.В., Кисленко Н.Н., Шестопё- 
   рова А.В., Савченков С.В. Комплексная схема переработки газового конденсата на Сосногорском ГПЗ // Наука и техника газовой промышленности, 2001. - №4. - С. 46-49.
2. Утилизация отходящих газов печного производства техуглерода на Сосногорском ГПЗ / С.В. Шурупов, Н.Н. Кисленко, М.А. Кудрявцев, М.П. Лапшин: Мат. НТС ОАО «Газпром» «Энергосбережение и энергосберегающие технологии при переработке газа, газового конденсата, нефти» (г. Сургут, сентябрь 2002 г.). - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2002. - С. 87-93.
3. Шурупов С.В., Кудрявцев М.А., Лапшин М.П. Производство низкодисперсного техуглерода П701 (N772) из газожидкостного сырья. Сб. Научно-технический прогресс в технологии переработки природного газа и конденсата. - М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2003. - С. 167-169.
4. Шурупов С.В., Семенова С.В., Мухин А.Е. О целесообразности производства новых марок технического углерода из газоконденсатного сырья // Технология нефти и газа - 2006. - № 4. - С. 24-27.

-=-

Техуглерод

Производство  технического углерода термическим разложением

      Процесс предназначен для получения технического углерода марок ПМ-50, ПМ-75 и ПМ-100 путем термического разложения углеводородов при неполном турбулентном горении. Эти марки технического углерода в основном применяют при изготовлении шин и резиновых технических изделий.

      В качестве сырья используют смеси  жидких продуктов нефтяного (60—70 % об.) и каменноугольного (30—40 % об.) происхождения. Из продуктов нефтепереработки наиболее широко применяют термогазойль, зеленое масло, экстракты газойлей каталитического крекинга, а из продуктов коксохимии — антраценовое  масло,   хризеновую фракцию и пековый дистиллят. Сырье представляет собой углеводородные фракции, выкипающие при температуре выше 200 °С и содержащие значительное количество ароматических углеводородов (60— 90 % масс.). Применяемое сырье в соответствии с требованиями стандартов контролируется по следующим показателям: плотность, индекс корреляции, показатель преломления, вязкость, содержание серы, влаги и механических примесей, коксуемость.

  Целевым продуктом процесса является технический углерод — порошкообразное вещество, состоящее из субмикроскопических углеродных частиц близкой к сферической формы (размером от 9 до 600 нм), которые связаны в более или менее разветвленные цепочки (структуры). Выход технического углерода в зависимости от качества используемого сырья изменяется в пределах 42—47, 49—54 и 56— 60 % (масс.) на сырье соответственно для марок ПМ-100, ПМ-75 и ПМ-50.

      Помимо  технического углерода в процессе образуются отходящие газы, состоящие из 10—16 % (об.) оксида углерода, 4—7 % (об.) диоксида углерода; 10—14 % (об.) водорода; до 0,4 % (об.) кислорода; до 1,0 % (об.) метана и высших углеводородов и до 69—72 % (об.) азота.

      Установка состоит из следующих основных отделений: подготовки сырья, реакторного, улавливания, грануляции, складирования и утилизации отходов. В отделении подготовки сырья происходит прием, хранение, приготовление рабочих смесей, Обезвоживание, очистка от механических примесей, нагрев до необходимой температуры и подача присадки в сырье (аппараты: центробежные насосы, паровые нагреватели, влагоиспаритель с пеноотде-лителем, печь и фильтр). В реакторном отделении .происходит разложение сырья в высокотемпературном потоке продуктов сгорания с образованием технического углерода, а также охлаждение сажега-зовой смеси (аппараты: реактор, воздухоподогреватель, коллектор, холодильник-ороситель). В отделении улавливания выделяется технический углерод из газообразных продуктов реакции (аппараты: циклоны, рукавные фильтры, калорифер, вентиляторы). В отделении грануляции происходит очистка технического углерода от посторонних включений, его уплотнение и гранулирование (аппараты: смеситель-гранулятор, сушильный барабан, элеватор, конвейер, сепаратор). Технологическая схема установки представлена на рис. XII-3.

      Подогретое  до 80 °С сырье из резервуара центробежным насосом подается в паровой подогреватель, где оно подогревается до 100—120 °С. Далее сырье поступает во влагоиспаритель /, который соединен с пеноотделителем 2, сообщающимся с атмосферой. Пары воды удаляются в атмосферу, а увлеченное пеной сырье периодически возвращается во влагоиспаритель. Обезвоженное сырье насосом 3 подается в беспламенный подогреватель 4 и, нагретый до 270—320 °С, направляется в фильтр тонкой очистки сырья 5. Подогретое и очищенное сырье направляется к сырьевым форсункам реактора 6.

      На  одном технологическом потоке установлено восемь циклонных реакторов производительностью до 500 кг/ч по сырью, из которых в работе находятся 5—7 реакторов, остальные в резерве или в ремонте.

  В настоящее  время получили распространение  реакторы мощностью до 1500 кг/ч, и в этом случае на потоке устанавливают три реактора, два из которых функционируют.

      Сырье по кольцевому трубопроводу с ответвлениями вводится в каждый реактор, а его избыток по трубопроводу возвращается во влагоиспаритель 1. Для создания рабочей температуры в реактор подают природный газ и предварительно подогретый в воздухоподогревателе 7 воздух на горение. При впрыскивании сырья в высокотемпературный поток продуктов сгорания топлива в результате термиче- ского разложения образуется технический углерод (сажа). Процесс сажеобразования длится доли секунды, и для предотвращения вторичных процессов в соответствующую по длине реактора точку (в зависимости от марки получаемого продукта) подается форсунками химически очищенная вода. Охлажденная сажегазовая смесь из реактора 6 через воздухоподогреватель 7 по коллектору 8 (сборник для всех реакторов потока) поступает в холодильник-ороситель 9. При сушке футеровки или в случае аварийной ситуации газы направляют на установку дожига или в котельную.

      Сажегазовая смесь с температурой до 280 °С поступает в четыре последовательно установленных циклона 10, где улавливается до 90—95 % (масс.) технического углерода; остальная часть доулавли-вается в восьмисекционных рукавных фильтрах 11. Часть очищенных газов вентилятором 12 возвращается в систему фильтров для продувки, а основная масса вентилятором подается на дожиг или в котельную. Технический углерод из бункеров рукавного фильтра 11 через шлюзовые затворы поступает в систему рециркуляционного пневмотранспорта, а затем вентилятором подается во второй циклон. Это осуществляется для предотвращения попадания воздуха в фильтр.

      Из  циклонов 10 технический углерод  вентилятором 14 подается на гранулирование. Пневмотранспорт осуществляется подогретым в калорифере 13 воздухом или отходящим газом производства. В системе пневмотранспорта установлены инерционный сепаратор 15 и микроизмельчитель 16 для очистки технического углерода от посторонних включений и измельчения спекшихся углеродных частиц.

      Из  системы пневмотранспорта технический углерод улавливается циклонами 17, а воздух доочи-щается от остатков частиц углерода в рукавном фильтре 18. Из фильтра очищенный воздух выбрасывается в атмосферу вентилятором 19, а технический углерод из аппаратов 17 и 18 через шлюзовые затворы шнековыми транспортерами подается в бункер-уплотнитель 20, где освобождается от воздуха и уплотняется. Из аппарата 20 через шлюзовый затвор технический углерод поступает в один из двух смесителей-грануляторов 21, куда одновременно подается вода или связующий раствор, подготовленный в смесителе 22. В смеситель направляют также подогретую воду и связующее из приемника с помощью дозирующего насоса.

      При смешении водного раствора связующего с техническим углеродом образуются влажные гранулы, которые из аппарата 21 направляются во вращающийся сушильный барабан 25, обогреваемый дымовыми газами. Часть этих газов просасывается из сушильной камеры в барабан, откуда вентилятором 23 направляется в рукавный фильтр 24, где газы очищаются и далее вентилятором выводятся в атмосферу. Технический углерод из фильтра 24 через шлюзовые затворы и винтовой конвейер поступает в уравнительный бункер-уплотнитель 20.

      Гранулированный продукт из сушильного барабана 25 элеватором 26 направляется на весоизмери-тель 27. Отсюда он транспортируется ленточным конвейером 28 через магнитный сепаратор в бункер 33 надрельсового склада и далее грузится в вагоны-хопперы или развешивается упаковочной машиной в специальные мешки. Некондиционная продукция через бункер 29 вентилятором 30 подается в циклон 31. Воздух из циклона 31 для очистки от частиц углерода поступает в рукавный фильтр аспирации 32 и вентилятором выводится в атмосферу. Углерод из аппаратов 31 и 32 по винтовым конвейерам возвращается в бункер-уплотнитель 20.

Технологическое и транспортное оборудование отделения грануляции находится под разрежением. Аспирационный воздух, отсасываемый специальным вентилятором от весоизмерителя, винтовых и ленточного конвейеров, бункеров готовой продукции и некондиционного технического углерода, упаковочного полуавтомата, подается в циклон аспирации и рукавный фильтр. Углерод, уловленный в этих аппаратах, направляется в бункер 20.  

Поиск информации по всем разделам сайта e-him.ru

2 отзыва про Производство технического углерода термическим разложением

эдуард 
12-11-2011 15:32:40

а где рисунок XII-3 искать .. технологическая установка  техуглерода

Стасик 
15-12-2011 09:31:57

Эдуард! Технологическую  схему, аппараты и другую информацию о техуглероде ты можешь найти на сайте Омсктехуглерода. Там выложена книга Ивановского В.И. Дерзай !