Установка для получения нефтеполимерной смолы термической полимеризацией

 

Использование: в установках для получения нефтеполимерной смолы (НПС) термической полимеризацией непредельных углеводородов, содержащихся в неортехимическом сырье. Сущность изобретения: установка, содержащая горизонтально расположенные и последовательно соединенные реакторы полимеризации, ректификационные колонны отгонки побочных продуктов реакции, систему трубопроводов и средства для подогрева сырья, дополнительно содержит в количестве, равном числу реакторов, узлы утилизации тепла полимеризации, состоящие из циркуляционного теплообменника, насоса и трубопроводов забора и возврата полимеризата, а реактор снабжен тремя установленными перпендикулярно продольной оси и образующими лабиринт перегородками, смежные из которых находятся на противоположных сторонах реактора и имеют длину, не менее 2/3 высоты аппарата. Глубина погружения патрубка вывода полимеризата из предыдущего в последующий реактор или ректификационную колонну не менее высоты установленной со стороны того же патрубка перегородки. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для проведения процесса полимеризации сырья, конкретно для получения нефтеполимерной смолы (НПС) термической полимеризацией непредельных углеводородов, содержащихся в нефтехимическом сырье.

Известна установка для получения НПС термической полимеризацией сырья, содержащая три горизонтально установленных реактора полимеризации, соединенных между собой последовательно, с вмонтированными в их полости змеевиками, две ректификационные колонны и систему трубопроводов подвода и подогрева сырья.

Недостатком данной установки является сравнительно низкая производительность, что обусловлено повышенной коксуемостью продуктов полимеризации, вызванной наличием застойных зон реактора, высокой энергоемкостью установки, обусловленной необходимостью постоянного подвода тепла на подогрев сырья.

Целью изобретения является повышение производительности установки.

Поставленная цель достигается предлагаемой конструкцией, которая содержит горизонтально установленные и последовательно соединенные реакторы, две ректификационные колонны для отгонки побочных продуктов реакции, узлы утилизации тепла полимеризации в количестве равном числу реакторов, каждый узел состоит из системы трубопроводов забора и возврата полимеризата, насоса и циркуляционного теплообменника.

В каждый реактор вмонтированы три перегородки, две крайние со стороны ввода и вывода сырья и средняя - с противоположной. Перегородки установлены перпендикулярно продольной оси реактора. Они имеют высоту, равную 2/3 высоты реактора.

Патрубки вывода полимеризата в последующий реактор или в ректификационную колонну введены в полость реактора на глубину не менее высоты, установленной со стороны того же патрубка перегородки.

Отличительными признаками заявляемой конструкции установки являются дополнительное введение в схему установки для каждого реактора узла утилизации тепла полимеризации, состоящего из циркуляционного теплообменника, насоса и трубопроводов и средств для подогрева сырья и введение в полость реактора полимеризации перегородок и патрубка, определенная установка перегородок и их высота, а также глубина введения патрубка. Введение в конструкцию реактора перегородок вызывает изменение гидравлики процесса, уменьшает количество застойных зон реактора.

Высота внутренней перегородки реактора полимеризации определена опытным путем и при высоте не менее 2/3 диаметра создает наиболее оптимальные условия для перемешивания и движения продукта внутри аппарата. При высоте перегородки менее 2/3 высоты аппарата остается большая зона внизу аппарата без движения продукта, что приводит к отложению твердых продуктов полимеризации и вызывает необходимость остановки аппарата на внеплановый ремонт. При высоте перегородки более 2/3 высоты аппарата уменьшается проходное сечение аппарата и как следствие снижается его производительность.

Глубина ввода патрубка вывода полимеризата должна быть не менее высоты перегородки, установленной со стороны этого же патрубка, при иных условиях забор продуктов полимеризации будет производиться или из нижних слоев потока, или из слоев не входящих в поток.

Дополнительное введение в схему установки узлов утилизации тепла позволяет уменьшить энергоемкость установки за счет использования тепла реакции полимеризации.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки; на фиг. 2 - расположение перегородок и патрубка выхода полимеризации из реактора.

Установка состоит из горизонтально установленных и последовательно соединенных реакторов 1, трубопровода подачи сырья 2, подогревателей сырья 3 и 4. Реакторы соединены между собой трубопроводами 5, а с ректификационной колонной 6 - трубопроводом 7. Ректификационная колонна 6 соединена с ректификационной колонной 8 трубопроводом 9. От ректификационных колонн 6 и 8 отходят трубопроводы 10, 11 для вывода побочных продуктов реакции. Установка содержит узлы утилизации тепла полимеризации, состоящие из трубопроводов 12, насосов 13, циркуляционных теплообменников 14 и трубопроводов 15.

Реактор полимеризации (см. фиг. 2) представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат. В полости реактора вмонтированы три сплошные перегородки 16, высота каждой из которых равна 2/3 высоты аппарата.

В полость реактора вводят патрубок вывода полимеризата 17.

Установка работает следующим образом. Исходное сырье полимеризации из расходных емкостей (на схеме не показаны) по трубопроводу поступает на прием сырьевого насоса и непрерывно подается через подогреватель 3 и подогреватель 4, работающий в период пуска установки, и нагретое до температуры полимеризации в теплообменнике 14 по трубопроводу 2 поступает в первый реактор 1, где при температуре полимеризации и давлении происходят реакции полимеризации углеводородов сырья. Для более полного смешения продуктов полимеризации в реакторах 1 установлены три поперечные перегородки 16, создающие зигзагообразное движение продукта, исключающее появление застойных зон и скопление продуктов полимеризации. Вывод полимеризата из реактора 1 в следующий осуществляется через патрубок 17.

Тепло реакции полимеризации снижается при помощи узла утилизации за счет циркуляции продуктов реакции по трубопроводу 12, насосом 13 через теплообменник 14, где нагревает сырье и далее возвращается по трубопроводу 15 с пониженной температурой в тот же реактор-полимеризатор. Количество циркулирующего продукта регулируется по температуре в реакторе, чтобы она не превышала регламентную. Так полимеризат проходит все три реактора, соединенных трубопроводом 5.

Из третьего реактора полимеризат по трубопроводу 7 поступает в ректификационную колонну 6, где при атмосферном давлении и соответствующей температуре отгоняются не вступившие в реакцию легкие углеводороды, отводимые по трубопроводу 10, а продукт низа колонны 6 по трубопроводу 9 поступает в колонну 8, где отгоняются тяжелые углеводороды и жидкие полимеры, отводимые по трубопроводу 11. С низа колонны 8 выводится товарная нефтеполимерная смола.

Таким образом, предлагаемая конструкция установки для получения НПС термической полимеризацией сырья позволяет изменить гидродинамику процесса, сведя к минимуму застойные зоны реакторов, исключает возможность отложения твердых продуктов полимеризации в реакторах, тем самым уменьшая количество внеплановых остановок для чистки аппаратов, что увеличивает производительность установки. Кроме того, заявляемая схема позволяет использовать тепло экзотермической реакции полимеризации для подогрева подаваемого в реактор сырья, что позволяет снизить энергозатраты на производство нефтеполимерной смолы.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НЕФТЕПОЛИМЕРНОЙ СМОЛЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ, содержащая горизонтально установленные и последовательно соединенные реакторы полимеризации, ректификационные колонны отгонки побочных продуктов реакции, систему трубопроводов и средства для подогрева сырья, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, установка дополнительно содержит в количестве, равном числу реакторов, узлы утилизации тепла полимеризации, состоящие из циркуляционного теплообменника, насоса и трубопроводов забора и возврата полимеризата, а реактор снабжен тремя установленными перпендикулярно продольной оси и образующими лабиринт перегородками, смежные из которых установлены на противоположных стенках реактора и имеют длину не менее 2/3 высоты аппарата, при этом патрубок вывода полимеризата из предыдущего в последующий реактор или ректификационную колонну погружен на глубину не менее высоты установленной со стороны того же патрубка перегородки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2