Способ закалочного охлаждения продуктов пиролиза

 

СПОСОБ ЗАКАЛОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОДУК1 ОВ ПИРОЛИЗА тяжелого нефтяного сырья путем смешения их с распыленной жидкой пиролизной фракцией, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса и одновременного получения товарного кокса, охлаждение осуществляют в полом цилиндрическом аппарате до 480-570 С при избыточном давлении 0,1-6,0 МПа с коксованием конденс фукяцихся продуктов пиролиза в нижней части аппарата . . S

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(59 С 1 0 6 9 1 4 (1

1 (J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 2940108/23-24 (22) 07.07.80 (46) 23.09. 83. Бюл. 9 35 (72) Н.С.Наметкин, A.Н.Румянцев, A,Ò.Ðîìàíoâñêèé,. Э.Ю.Оганесова, Новак Зигфрид, Гюншель Губерт, Кайль Герхард (ГДР), С.П.Чериых и Т.Н.Мухина (71) Институт нефтехимического син".. теза им.. A.Â.Топчиева, Всесоюзный научно-.исследовательский институт органического синтеза и Центральный институт органической химии АН ГДР (53) 662.75(088.8) (56) 1; Патент США 9 2593779, кл. 165-1, 1951.

2. Патент CQIA 9 3676519, кл. 260-683, 1972 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ЗАКАПОЧНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА тяжелого нефтяного сырья путем смешения их с распыленной жидкой пирблизной

Фракцией, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и одновременного получения товарного кокса, охлаждение осушествляют в полом цилиндрическом аппарате до 480-570 С при избыточном давлении 0,1-6,0 МПа с коксованием конденскрующихся продуктов пиролнза в нижней части аппарата.

1043161

Пирогаз находится в ЗА от 2 до

30 с. в зависимости от объема ЗА и степени его заполнения коксом. В каче- . стве хладагента используют собственный продукт пиролиэа,, выкипающий в пределах 240-600ОС, а для более эффективной утилизации и увели- чения производства кокса также его смесь с обычными видами сырья для получения кокса: экстрактом масляного производства, мазутом, гудро- 10 ном, тяжелым газойлем, крекинг-остатком.

Эксперименты IIoKcLBHBBioT что при выдерживании продуктов.пиролиза в

ЗА при температуре не выше 570 С в 15 течение времени, .превышающего время реакции пиролиза в 100-200.раз, выход низших олефинов не снижается.

В примерах 4-.5 приведены .экспериментальные данные, подтверждающие это обстоятельство.

Закалочное охлаждение с коксованием тяжелой части продуктов пиролиза по способу осуществляют следую щим.образом: пирогаз и хладагент подают в верхнюю часть ÇA. Пирогаз уходит из ЗА и поступает на последующее охЛаждение и переработку.

После заполнения ÇA коксом eI;o отключают для выгрузки кокса, а пиро- гаэ переключают на другую камеру. . Выгрузка кокса из ЗА осуществляется известными методами..

Ниже приведены примеры закалки пирога а и образования кокса в зависимости от условий в ÇA,.а также пример подтверждающий, что содержание низших олефинов в пирогазе после охлаждения его до 550ОС существенно не изменяется.

Пример 1. В трубчатый ре- 40 актор пиролиза подают 10 г/мин мазута и 12 г/мин водяного пара.

Температура в реакторе пиролиза

780ОC. Смесь продуктов пиролиэа и водяного пара направляют в веРхнюю 45 часть эакалочного аппарата ÇA туда же впрыскивают Зг/мин хладагента — продукты, кипящие в пределах 240-600 C. отделенные от жидких продуктов предыдущих опытов пиролиэа мазута. Температуру в ЗА поддержи.вают на уровне 500 С. Продукты, выходящие иэ ЗА, охлаждают в водяном трубчатом холодильнике и направляют в сепаратор, где отделяют основную. часть жидких продуктов пиролиэа и воды. Газообразные продукты, уходящие из сепаратора, пропускают через ловушки, охлаждаемые смесью "сухой лед - ацетон", в которых конденси- . руют легкие углеводороды, а газы 40 направляют в газовые часы для замера их объема. Часть газов при установив.шемся режиме отбирают в .стеклянные пипетки для хроматографического анализа. 65

После окончания подачи пирогаза в ЗА в нем поддерживают в течение

15 мин рабочую температуру 500 С (прокалка кокса). После этого ÇA охлаждают и выгружают образовавшийся кокс. При вскрытии 3A его стенки не содержат кокса. Коксовый пирог образуется только в нижней части ÇA, где собираются сконденсировавшиеся тяжелые углеводороды.

Жидкие продукты, собирающиеся в сепараторе, отделяют от воды и взве шивают. Жидкие продукты, накопившиеся в ловушках, охлаждаемых смесью

"сухой лед - ацетон", также взвеши,вают.

На основании замера количества поданного в реактор пиролиза мазута, а также весов кокса,.полученных жидких продуктов, замеренного объема газа и его состава составляют материальный баланс опыта.

В опыте 1 в реактор пиролиза подают 680 г мазута. В ÇA подано

200,5 хладагента. Получают газа

401,2 г (в том числе метайа 75,5 г, этана 24,7 г, этилена 135,8) жидких продуктов пиролиэа и хладагента

431,8 г и кокса, 47,5 г. Условия и результаты опыта приведены в табл. 1. .Пример 2 ° Опыт 2 проводят по методике, аналогичной опыту 1, за исключением того что в ÇA .подР а держивают температуру 550 С. Условия и результаты опыта приведены в табл. 2.

Пример 3. Опыт 3 проводят для изучения образования кокса в ÇA при подаче в него пирогаза, получаемого при гидропиролизе гаэойля каталитического крекинга, проводимого под избыточным давлением 3,0 МПа.

В трубчатый реактор гидропиролиэа i подают 2,3 г/мин газойля и 6,8 г/мин водорода. Соотношение водород/гаэойль 3 л/г. Температура в реакторе гидропиролиэа 750 С.. Продукты гидропиролиза подают в ÇA объемом 100 см

B верхнюю часть ÇA подают 0,5 г/мин хладагента — продукты кипящие .выше

О

240 С, полученные в предыдущих опытах.

Продукты, выходящие иэ ÇA охлаждают и подают в сепаратор высокого .давления (3,0 МПа) в котором происходит отделение газообразных от жидких ! продуктов. Газообразные продукты проходят вентиль, дросселирующий давление, и поступают. в газовые часы для замера объема, часть газа отбирается в стеклянную пипетку для хроматографического анализа. Жидкие продукты сливают иэ сепаратора и взвешивают.

После окончания опыта сбрасывают давление из аппаратов, в том числе и из 3А и продолжают поддерживать в ,ЗА ту же температуру в течение 30 мин.

После этого ЗА охлаждают, выгружают кокс и взвешивают его ° По количест-

1043161

Таблица 2 пыт

Температура в ЗА, С

550

480

500

Избыточное давление в ЗА, МПа

0 15

0 15

3,0

ПродолжителЬность опыта, мин

120

68

Время пребывания пирогаэа 3А, с

9,4

4,,0

4,3

15

Материальный баланс

Взято: пирогаз, r хладагент, т

Всего

273

680,0

686

195

200,5

328

880,5

881 ву поданного гаэойля, весу жидких продуктов, отведенных из сепаратора, весу кокса, выгруженного из ЗА, объему и составу газа, составляют материальный баланс опыта. Условия и результаты опыта 3 приведены втабл.2.

Пример ы 4 — 5. Опыт 4 5 проводят для подтверждения обнаруженной устойчивости низших олефинов при ныдерживании пирогаза в течение достаточно длительного времени при 30 повышенных температурах. Хроматографически чистый гексан подвергают пиролизу в трубчатом реакторе в смеси с аргоном при 750 С и атмосфер0 ном давлении. Образующийся пирогаз 15 подают в закалочный аппарат объемом

100 см . Время контакта. в реакторе пиролиэа 0,15 с, а время пребывания пирогаэа в ЗА 2-3,5 с.

Степень разбавления гексана арго- ъП ном соответствует степени разбавления бензинов водяным паром в проьыаленных условиях. При этом молярное отношение. аргон-гексан равно двум.

В табл. 3 приведены составы продук 5 тов пиролиза при различных температурах в ЗА.

Продолжительность прокалки кокса в 3А при той же температуре, мин

В опыте 4 температура в 3A — 200 С.

Этот опыт рассматривается как сравнительный. Известно, что при 200 С

„продукты пиролиза стабильны.

В опыте 5 температура в ЗА 550 С.

Данные этого опыта иллюстрируют составы пирогаэа после выдержки в 3А при повн..шенной температуре продолжительное время до 2 с .Как видно,из данных, приведенных в табл. 2, в закалочном аппарате происходят незначительные превращения пирогаэа при температуре не выше

570 С. При изменении температуры в о

ЗА от 200 до 550 С незначительно возрастает выход этилена и падает выход пропилена, бутиленов и жидких продуктов. Данные табл. 3 показывают, что включение закалочного аппарата не сказывается существенно на выходе низших олефинов.

В табл. 2 приведены условия и материальный баланс закалки пирогаэа в 3A ° В качестве хладагента использовалась фракция продуктов пиролиза, выкипающая выше 240 С.

:1043161

Продолжение табл. г

Получено:

117,4

397,9

401,2 гаэ, г

В числе: метан, г

81,9

75,5

77,5

23,8

28,7

24,7 этан, r

Этилен, г

142,7

135,8

1,4

Жидкие продукты +

431,8

192,3

439,4 хладагент, r

18,3

43,7

47,5

Кокс, г

Всего:

881,0

328,0

8.80, 5

Таблица 3

Состав продуктов

Показатели

Опыт

Температура в закалочном аппарате, С

Время пребывания пирогаза в 3А, с

Н, мас.%

200

550

2,.0

0, 8

3,5

0,6

9,1 . 10,7

СН4, мас.%. 3,1 3,9

С Н6, мас. %

С Н4, мас.%

48,1

46,1

0,6

0,6

С И, мас.%

14,2 13,2

С> Н6, мас. % иэо-С4Н8, мас.%

Следы Следы

3,5

С4 68 - 1,мас.%

2,4

0,4

С4 Н8 - 2, ма с. %

0,4

4,5

4,0

С4 Н6, мас.% Жидкие продукты

С f и выше, мас.%

16,6

17,7

ВНИИПИ . Заказ 7262/27 Тираж 503 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная, 4. Использование предлагаемого спо.соба закалки и коксования тяжелой и части продуктов пиролиза позволяет по сравнению с известными способами получить вазможность перерабатывать на низшие олефины и ароматические углеводороды более тяжелое, чем обычно, нефтяное сырье благодаря тому, что кокс не загрязняет теплообменную аппаратуру при закалочном охлаждении, а является целевым продуктом, выгружаемым из .закалочных аппаратов

З при периодическом их отключении.

Возможность утяжеления пиролизного сырья является черезвычайно важной для народного хозяйства, так как утяжеление сырья для получения низших

40 олефинов и ароматических углеводородов является генеральным направлением развития нефтехимии.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет существенно снизить капи45 тальные и эксплуатационные Расходы на.производство высококачественного кокса за счет упрощения технологии, заключающегося в совмещении коксования тяжелой части продуктов пиролиэа о .и разделения пРодуктов коксования совместно с основными продуктами пнролиза.

В настоящее время установки пиролиза в СССР и эа рубежом используют в качестве сырья для пиролиза и гидропиролиэа бензиновые и керосиновые фракции. Отдельные установки за ру-. бежом работают на атмосферном и вакуумном газойле.

Предлагаемый способ улучшает важные качества коксаг повышает плотность, 66 снижает содержание летучих, серы за счет повышения температуры коксования.