Способ получения олефинов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹

Ч. 1(л, С 07с 11/02

Заявлено 18.XII.1968 (№ 1290764/23-4)

Приоритет 18.XI I.1967, № МА-1796, BHP

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 14.ill.1972. Бюллетень № 10

УДК 661.715.33(088.8) Дата опубликования оппсанич 14.1V.1972

Авторы изобретения

11ностраицы

Вендел Иллес, Золтан Наги, Ласло Сзепеси, Михалм Фроццд. (Венгерская Народная Республика) Иностранная фирма

«Мадьяр Асваниолаи ес Фелгаз Кисерлети Итттезет» 1" - -"" ",. * (Венгерская Народная Республика) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНОВ

Изобретение относится к способу получения олефиновых углеводородов.

Известен способ получения олефинов пиролизом углеводородов в трубчатой печи прп температуре 750 †9 С, давлении 1 — 3 атлт, времени пребывания углеводородов в зоне реакции 0,3 — 1,5 се/с.

Недостатком известного способа является трудность регулировки подогреваемой поверхности, повышенные затраты тепла на конденсацию водяного пара.

С целью устранения указанных недостатков предложено процесс вести при давлении

2 — 8 атм, желательно 3 — 5 ати, температуре на входе 550 — 650, на выходе — 760 — 880 С.

Установлено, что при соответствующих условиях протекания реакции повышение давления на выходе до 8 атм не оказывает отрицательного воздействия на образование олефинов, и выходы продукта по способам, применяемым при почти атмосферном давлении на выходе, могут быть достигнуты также и при повышенном давлении на выходе.

Появляющиеся во время пиролпза газы могут быть использованы для разделения олефинов, что позволяет сэкономить большие затраты на энергию и инвестиционные затраты на все устройство при применении повышенного давления на выходе.

Следующим преимуществом изобретения является то, что под воздействием повышенного давления иа выходе значительная часть находящегося в продукте реакции водяного

5 пара может копдепсироваться при температуре выше 100 С, в результате чего затраты тепла значительно уменьшлотся и экономичность способа по отношению к известным л чшается.

10 Под влиянием повышенного давления 1ш выходе при одновременном увеличсшш подвода тепла длину отдельных труб в зоне реакции можно выбирать значительно короче, в результате этого падение давления во вре1s мя разложения может значительно- уменьшиться. Прп повышенном давлении на выходе падение давления в зоне распада составляет только 20 — 40% падения давления пиролизных труб обыкновенных известных печей.

Благодаря влияишо повышенного давления иа выходе может не только уменьшаться необходимая длина реакционной трубы, причем в значительной мере, но в соответствии с

25 этим оказываегся достаточным для подогрева трубы также меньшее количество горелок, что упрощает регулировку изменяющейся ио длине трубы загрузки подогреваемой поверхности, По предлагаемому способу уже небольшое изменение давления на выходе обеспечивает достаточно хорошую возможность для регулировки процесса, а именно простым способом регулировать время прохождения реакции, которое является определенным для выхода олефинов, а также при постоянной подаче материалов изменение давления иа выходе.

Согласно изобретению состав продукта реакции и выход отдельных олефинов зависит от температуры и от времени протекания реакции. Для того чтобы получить больший выход этилена, необходимо повысить температуру расщепления и одновременно уменьшить время протекания реакции. Из этого вытекает, что во время пиролиза протекают эндотермические реакции и могут быть достигнуты большие выходы этилена только путем существенного увеличения подвода тепла. Это достигается, с одной стороны, в зоне распада путем ступенчатого уменьшения диаметра отдельных пиролизных труб между входом и выходом, с другой стороны, путем увеличения загрузки подогреваемых поверхностей или во всей зоне или в зонах с различными диаметрами, т. е. путем большей средней загрузки подогреваемых поверхностей.

Способ поясняется чертежом.

Трубная печь состоит из одной или нескольких зон 1 предварительного подогрева и из одной или нескольких зон 2 распада. От обычно выполненных зон предварительного подогрева, где иодводимый материал и водяной пар перегреваются выходящими из зоны расцепления дымовыми газами до температуры 550 — 650 С, попадает смесь из сырьевого материала и водяного пара в трубу 3 для расщепления, расположенную в зоне расщеnлепия, и состоящую из одной или нескольких труб. Преимущественно вертикально расположенную трубу или трубы закрепляю г сверху или снизу снаружи подогреваемой печной камеры и Нх можно вьпшмать в противоположном направлении. Трубы можно с помощью приваренного отрезка трубы к оооим концам подсоединять более целесообразно-последовательно в ряд. Выиопиениый таким образом участок труб является единой трубой для расцепления, один конец которой соединен с предварительно подогреваемой зоной, а другой соединен снаружи печи с так называемым охлаждающим аппаратом 4, обеспечивающим быстрое охлаждение.

В зоне распада можно устанавливать несколько труб для расщепления в виде параллельных прядей.

Для того чтобы обеспечить равномерное облучение поверхностей труб, трубы для расщепления располагают между двумя противоположно установленными рядами горелок неэкранизированные. С помощью горелок можно изменять величину нагрузки подогреваемой поверхности в пределах границ мощностей этих горелок в зависимости от желания.

Длл того чтобы достигнуть больших измене ий в нагрузке подогреваемых поверхностей, применяют горелки с различными мощностями в соответствии с различными нагрузками

5 подогреваемых поверхностей (удельная тепловая нагрузка) .

Для подогрева горелки можно использовать все горячие газы, которые обеспечивают во время сгорания температуру, необходимую

10 для достижения желаемои нагрузки подогреваемой поверхности, т. е. содержат инертные компоненты только в небольших количествах.

Для подогревания преимущественно можно использовать остаточные газы из устройства

15 для разделения газов при производстве олефинов.

Если охлаждающий аппарат 4 выполнен как устройство для производства пара, то можно во время охлаждения получать пар в

20 зна чительном количестве.

Выходящие из устройств i длл производства нара продукты реакции охлаждают в сатураторс 5 в иротивотоке впускаемой горячей воды почги до температуры конденсации, в то

25 время как значитепьная часть горячей воды испаряется. Значительная часть водяного пара в смеси конденсируется при температуре свыше 100 С v, теплообмеииике 6, в результапе чего его теплосодержаиие можно выгод30 ио использовать. Насос 7 подает горячую воду в сатуратор от отстойной цистерны 8. Вместе с циркулирующей в избытке в сатураторе горлчей водой с водяным паром, конденсированным в теплообмеииике б, попадает в

35 отстойную цистерну 8 часть жидкого продукia реакции. В цистерне 8 после отстаивания конденсированной воды выступают отдельно жидкие продукты. Появляющаяся реакционная смесь попадает после дальнейшего

40 охлаждения„разделения жидкости и ком. прессии v, приспособление длл разделения газа.

Пример 1. В опытной трубной печи, в которой в оие расщепления установлены

45 вертикально и подсоединенные napaллельио трубы длл расщепления с внутренним диаметром 50 и,я вводлт в каждую трубу 320 к» фракции бензина и 160 кг водяного пара, имеющего температуру кипения в диапазоне

50 40 — 160 С, в 1 час, Перегретую до температуры 600 С смесь пз бензина и водяного пара подают в трубу для расщепления, из которой оиа после прохождения по трубе в течение

0,7 сек выступает при температуре 800 С, 55 Если давление iia выходе продукта расщепления устанавливается на уровне 1,3 ати, то для достижения максимального выхода этилена необходима длина отдельных трубок для распада соответственно 57 л, а падение

60 давления в зоне распада 1 атя. Для подогреваиия трубок длл распада служат располоiKLннгяе п два ряда 57 vорепок. I opeëKH расположены по обеим сторонам трубок напротив друг друга так, что вдоль поверхности

65 трубок облучение пламенем оказывается bio

332614 возможности равномерным. Нагрузка подогреваемой поверхности уменьшается от входа до выхода трубки для распада от 26 000 кки г до 17000 ккал на 1 лг - /час.

Выход продукта (в % QT веса введенного

ОСН II II 3 )

Водород 1,02

Метан 17,10

Этан 4,80

Эи!ЛЕН 29,60

Бутa,äIIен 4,70

Пентены 2,50

Гек сены 1.,90

Цикло1зептен+ииклопснтадиен 0,70

Пропан 0,60

Прошглен 15,90

Бутан 0,50

Бутилен 4,45

Гептены 0,73

Бензол 4,65

Тол уол 1,25

1(онденсат+потери 9„60

Пример 2. Приведенные в примере 1 количества и состав смеси из бензина и водяного пара расщепляют в опытной печи„в трубе для расшепленпя, имеющей внутренний диаметр 50 лгм — в диапазоне температур 600 и 800 С; но давление на выходе расщепляемого продукта увеличивается до

4,3 атлг, а длину трубы уменьшают до 27 я.

Состав полученного таким образом продукта согласуется со значениями, приведеннь1ми в примере 1, в пределах точности измерений, Вследствие повь1шенно10 давления на выходе уменьшается падение давления в период распара на 0,25 ит,11 и применяется только два ряда горелок по 27 штук. Нагрузка на нагреваемую поверхность изменяется о- входа до выхода в пределах между 50000 и 40000 ккал

1 лг - /час.

П 1! 11м е р 3. В зоне расщеплеIIIIII трубной печи применяют трубу длиной 9 лг с внутренним диаметром 68 лглг и трубу для расщепления длиной 17 лг, подсоединенную последовятсльно, с внутрешгим диаметром 50 ль11. В течение 1 час вводится смесь в составе 610 кг бензина и 305 кг водчногG пара при температуре 600 С. Далее устанавливают давление па выходе продукта расщепления 4,3 атлг.

С нагрузкой на подогреваемую поверхность вдоль трубы наибольшего диаметра в преде5 лах между 120000 и 75000 ккалг на 1 лг"-/час и вдоль трубы меньшего диаметра в пределах ме кду 11000 и 60000 ккал выход продукта при продолжительности реакции 0,5 сек и прп выходной температуре 850 С будет следую10 .цим (ь /о от веса введенного бензина):

Водород 0,98

Метан 16,80

3T d II 4,40

Этилен 32,90

Пронин 0,60

Пропилеи 15,25

Б тан 1,05

Бутилен 4,10

Бутадиен 4,90

Пентены 1,14

1 ексены 2,15

Циклопентен+циклопентядиен 0,40

Гептены 0,63

25 1:! eHÇOH 4,70

Тол уол 1,10

1(онденсат+-потери 8,90

Для нареванпя трубы для расщепления служат два ряда горелок по 52 штуки, уста«чу новленные вдоль трубы напротив друг друга.

Падение давления в зоне расщепления равно

0,6 атлг. Путем уменьшения пли увеличения давления на выходе на 0,1 атлг имеет расщепляемый материал болыпее илп меньшее время прохождения в зоне реакции, в результате чего выход этилена в обоих случаях уменьшается.

Предмет изобретен ия

Способ получения олефпнов путем пиролпза углеводородов прп повышенной температуре и давлении, времени пребывания в зоне реакции 0,3 — 1,5 сек, отличаюи(гшсл тем, что, 45 с целью уменьшения энергозатрат, процесс ведут при давлении 2 — 8 атлг, желательно

3 — 5 атлг, температуре на входе 550 — 650» на выходе 760 — 880 C.

Редактор В. Смирягина

Составитель С. Хованская

Техред А. Камышникова

Корректор Н. Шевченко

Заказ 944/П Изд. № 366 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий пр» Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2