Способ получения низших олефинов

 

Изобретение касается производства низших олефинов, в частности при пиролизе углеводородного сырья, и может быть использовано в нефтеперерабатьшающей промышленности. Цель - сокращение потерь олефинов и повьш1ение эффективности утилизации тепла пирогаза. Пиролиз сырья ведут при 780 С. Полученный пирогаз охлаждают в две ступени в U-образных закалочно-испарительных аппаратах (ЗИЛ) с подачей хладагента (котловой воды ) в паросепаратор. Охлаждение на первой ступени ведут в ЗИЛ, установленном наклонно (лучше 30 ) к горизонтальной плоскости. Охлаждение на второй ступени ведут в кожухотрубном теплообменнике. Способ позволяет предотвратить потери целевых олефинов и обеспечить лучшую утилизацию тепла пирогаза. 3 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

21 А1 (19) (11) (51) 4 С 10 G 9/14.ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4032617/23-04 (22) 07. 03. 86 (46) 15, 01 . 88. Бюл. Ф 2 (72) М.Л.Подвальный и З.Е.Гандман (53) 662.75 (088.8) (56) Высокотемпературный пиролиз углеводородов. — Тематический обзор

ЦНИИТЭнефтехим. M., 1971, с.46-53.

Авторское свидетельство СССР

У 1104349, клЛ 28 D 7/10, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ (57) Изобретение касается производства низших олефинов, в частности . при пиролизе углеводородного сырья, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Цель — сокращение потерь олефинов и, повьппение эффективности утилизации тепла пирогаза ° Пиролиз сырья ведут при 780 С. Полученный пирогаз охлаждают в две ступени в U-образных закалочно-испарительных аппаратах . (ЗИА) с подачей хладагента (.котловой воды ) в паросепаратор. Охлаждение на первой ступени ведут в ЗИА, о установленном наклонно (лучше 30 ) к горизонтальной плоскости. Охлаждение на второй ступени ведут в кожухотрубном теплообменнике. Способ позволяет предотвратить потери целевых олефинов и обеспечить лучшую утилизацию тепла пирогаза. 3 табл.

1 13

Изобретение относится к способам,. получения низших олефинов пиролизом углеводородного сырья в трубчатой печи с последующим двухступенчатым охлаждением продуктов пиролиза в закалочно-испарительных аппаратах (ЗИА) и может найти применение в химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения — сокращение потерь целевых продуктов вЂ, олефинов, и повышение эффективности утилизаi ции тепла пирогаза.

Осуществление способа поясняется следующими примерами.

Пример 1, (известный ). Проводят пиролиз прямогонного бензина со следующими характеристиками: плотность при 20 С 0,691 г/см, предел выкипания 35-172 С.

Условия процесса пиролиза: подача сырья 8000 KI"/ч, весовое отношение сырья к водяному пару 0,5, температура пиролиза 780 С.

Пирогаз при 780 С и избыточном давлении 1,0 кг/см охлаждают в вертикальном ЗИА ступени типа труба в трубе до 600 С. ЗИА имеет поверх2 ность теплообмена 7 м . Дальнеишее о охлаждение пирогаза до 420 С прово" дят в ЗИА второй ступени, выполненном в виде кожухотрубного теплообменника. Хладагент — вода, под давлением 20 атм подается в нижнюю часть межтрубного пространства ЗИА первой ступени и второй ступени охлаждения, а вывод паровой эмульсии осуществляется в верхних частях ЗИА.

В табл. 1 приведен состав пирогаза на выходе из ЗИА второй ступени.

66521 2

Выработка пара 20 атм снижается с 5,4 т/ч в начале работы до 1,8 т/ч (в три раза) после 40 сут работы.

Как видно из данных табл.1, происходит снижение выхода целевых оле финов до 4,2 абс. (по сумме этилена, пропилена и фракции С ).

Данный способ осуществляют следующим образом.

Углеводородное сырье, смешивают с водяным паром. В пирозмеевике трубчатой печи пиролиза сырье подвергают пиролизу при 750"900 С. Образовав шийся пирогаз направляют на первую ступень охлаждения, проводимого в

ЗИА 1 типа труба в трубе U- îáðàçíîé формы, где температура пирогаза сни5

45 жается ниже 650 С ЗИА 1. установлен наклонно, под углом к горизонтальной поверхности.

Угол наклона подбирают экспериментально на действующей установке в зависимости от теплосъема с пирогаза: оптимальный угол должен обеспечивать наилучший теплосъем.

Охлаждение пирогаза первой ступени достигают путем поверхностного теплообмена с водой, имеющей температуру, близкую к температуре насыщения при рабочем давлении до

1300 атм.

Далее пирогаз подают на вторую ступень охлаждения, проводимого в

ЗИА 2 кожухотрубного типа, где температуру пирогаза снижают до 500340 С. Продукты пиролиза выводят из

ЗИА 2.

Естественную циркуляцию хладагента осуществляют в ЗИА 1 первой ступе ни и ЗИА 2 второй ступени через паросепаратор, в который подают воду, и отводят насыщенный пар. Воду из сепаратора направляют в ЗИА 1 в среднюю часть межтрубного пространства

U-образного теплообмена в самой нижней его части, а пар отводят с обоих верхних концов его колен (также из межтрубного пространства), Пример 2. Процесс пиролиза ведут аналогично примеру 1, но за исключением того, что ЗИА первой ступени выполнен U-образной формы типа труба в трубе и установлен наклонно к горизонтальной поверхности под углом 30 С поверхностью теплообмена 7 м, а хладагент (котловая вода) подается в среднюю часть межтрубного пространства ЗИА первой ступени, при этом вывод пароводяной эмульсии (насыщенного пара) производится с обоих верхних концов аппарата.

Схема циркуляции воды и пароводяной эмульсии аналогична примеру 1.

Температура пирогаэа после ЗИА первой ступени составляет 560 С. (ЗИА имеет одинаковую поверхность равную 7 м, при вертикальной и

U-образной компановке труб). После

ЗИА второй ступени пирогаз имеет температуру 350 С.

Выработка пара составляет 6,4 т/ч, В табл.2 приведен состав пирогаза на выходе из ЗИА второй ступени.

1366521

Т а б л и ц а 1

Компоненты

Состав, мас.Ж на пропущенном сырье

l после 40 сут работы в начале после 20 сут после . 30 сут работы работы работы

0,91 н2

0,94

0,98

1,0

15,3

15,6

СН

15,9

16,1

22,0

22,5 сн

21,7

20,0

СтНС

5,6

5,6

5,5

5,5

16,2

16,0

СЬнб

15,8

15,3

0,8

0,8

0,83

0,83 с,н8

10,7

11,3

10,5

11,0

Скорость теплопередачи пропорциональна скорости движения пирогаза и воды относительно друг друга. В первом по ходу газа колене ЗИА они движутся противотоком, следовательно, их взаимная скорость равна сумме их скоростей относительно корпуса

ЗИА. Это справедливо в горизонтальном случае (o(= О). В вертикальном случае (90 ) к сумме скоростей прибавляется скорость подъема пузырьков пара (по закону Архимеда).

Если бы не было слияния пузырьков с образованием пленки, то при пузырьковом кипении оптимальный угол

90 .

В случае пленочного кипения и d = 90, уменьшая угол наклона ЗИА, можно найти такой угол (оптимальный), при котором пузырьки уже не сливаются с образованием пленки, затрудняющей теплообмен. При увеличении теплонапряженности за счет увеличения температуры пирогаза на входе

ЗИА (увеличивается температура пиролиза) оптимальный угол уменьшается. Для условий примера 2 оптимальный угол равен 30 . Для других положений аппарата температура пирогаза на выходе ЗИА и концентрация целевого продукта этилена приведена в табл.3.

При увеличении угла Ы от 0 в сто5 рону 90 названные параметры при подходе- к оптимальному углу о 30 улучшаются, а далее ухудшаются за счет все большего влияния зарождающейся пленки пузырьков. При этом окончательное формирование пленочного кипения происходит при 6871, ухудшающее влияние стабилизируется. формула изобретения

Способ получения низших олефинов путем пиролиза углеводородного сырья в трубчатой печи с получением пирогаза, охлаждением его в U-об2p . разном закалочно-испарительном аппарате первой ступени подачей хладагента в паросепаратор и последующим охлаждением в кожухотрубном теплообменнике на второй ступени, о т

25 л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения потерь целевых продуктов и повышения эффективности утилизации тепла пирогаза, охлаждение пирогаза на первой ступени ведут в

30 закалочно-испарительном аппарате, установленном наклонно к горизонталь- ной плоскости.

1366521

Таблица 2

Состав, мас.7 на пропущенное сырье

Компоненты после 20 сут работы после 40 сут работы после 60 сут работы в начале работы

0,91

0,91

0,91 н, 0,91

15,35

15,3

15,35

СН4

15,43

22,4

22,5

22,4

С Н4

22,4

5,5

5,6

5,6

5,6

С,Н, 1 6, 2

16,1

l6,1

СН

16,0

0,8

0,8

0,82

С,Н, 0,82

11,2

11,3

I I,2

11,0

Таблица3 емпература пирогаза, С и концентрация целевого продукта, мас.7 при, град

Ингредиенты () ) 11 ((1) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

380 362 353 350 351 357 370 404 415 420

8 Ь!

21,0 21,8 22,3 22,4 22,3 21,9 21,2 20,6 20,1 20,0

С,н4

Составитель Н. Богданова

Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор N.Øàðîøè

Заказ 6771/23 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4