Способ термического крекинга жидких углеводородных смесей

 

ОП

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 50821 9

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено06.04. 73 (21) 1907087/23-4 (23) Приоритет - (32) 07.04.g 2 (31) 34453/72 (33) Япония (43) Опубликовано25,03.76, Бюллетень № (45} Дата опубликования описания 07.05 76

2 (5!) М. Кд

С 10 9 9/32

С 10 6 9/38

:,С 01 В 2/22

Государственный ионитет

Совота Министров СССР по делан изобрвтеиий и отирытий (53) УДК

665.6 2.3 (088.8) .г

Иностранцы

Хисаси Коно, Кендзи Теран, Таказуми Нива, Масахико Катадзима, Морихико Савода, Кохеи Ниномия и Сигеюки Накаи (Япония) (72) Авторы изобретения. Иностранная фирма, "Юбе Индастриз, Лтд

Япония) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ЖИДКИХ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ Изобретение относится к нефтеперераба,тьтваюшей и нефтехимической промышленностям, в частности к способу термического крекинга жидких углеводородных смесей, таких как сырая нефть, мазут или тяжелые вакуумные дистилляты нефтеперегонки, осу:ществляемому в псевдоожиженном слое твердого теплоносителя.

Известно использование подобьых продуктов как сырья термического крекинга, осуществляемого в жестких условиях и направленного на получение газообразных олефинов (для обозначения подобной разновидности, термического крекинга часто применяют специальный термин "пиролиз").

Известны способы осуществления термического крекинга различных видов углеводородного сы1.ья, однако для тяжелых видов нефтяного сырья наиболее предпочтительны системы, использующие псевдоожиженный (или "кипящий" ) слой измельченных частиц твердого теплоносителя.

В одном из способов процесс ведут в одной реакционной зоне в псевдоожиженном слое измельченного теплоносителя, причем источником тепла для реакций крекинга слу..жат одновременно протекающие в этой же ,зоне реакции газификации. С целью осуществления последних в зону реакции подают

Ь воздух или кислород в смеси с водяным ,паром.

Известен способ термокрекинга жидких углеводородных смесей, направленный на ,получение газообразных олефинов. Процесс тO осуществляют с использованием двух зон:

:,зоны крекинга (реакции) и эоны газификации (регенерации).

Этот процесс включает крекинг жидкого о углеводорода при температуре около 740 C

15 в крекинговой печи (зоне крекинга) с ис пользованием только тепла, содержащегося в твердых частицах, находящихся в псевдоожиженном состоянии и поступивших из регенератора (зоны газификации), прохожде

20 ние газов крекинга в циклон без охлаждения их; промывку газов крекинга в условиях противотока с вторичным углеводородным сырьем, содержащим более высококипяшие компоненты и отделенным от газов крекин-.

N га при помощи процесса, описанного ниже;

508219 удаление заксксованных твэрдых частиц с бо. ковых стенок печи крекинга и подача их вместе с воздухом в рогенэратор; выжигание кокса на поверхности твердых частиц вместе с частью жидкого углеводорода, содержащего более высококипяшие компоненты при о температуре около 900 С, что позволяет как регенерировать, так и нагревать тверо дые частицы; подача в потоке пара нагретых твердых частиц из регенератора в ниж- 10

3ilo1o часть печи крекинга для расщепления жидкого углеводорода под влиянием тепла, содержащегося в твердых частицах, В известном способе в качестве источника тепла для проведения реакции крекин- !5 га используют только тепло, содержащееся в твердых частицах, нагретых в регенераторе. Поэтому представляется сложным поддерживать функционирование печи крекинга о при такой высокой температуре, как 740 C. 20

Подвод тепла к печи крекинга, необходимо- го для проведения процесса крекинга жидкого углеводорода, требует подачи в потоке пара большого количества нагретых твердых частиц. Вследствие того, что газы кре- 25 кинга направляют непосредственно из печи крекинга в циклон без охлаждения их, на стенках циклона происходит конденсация и отложение кокса и гудрона, что приводит к снижению полезного выхода кокса и гудрона. 30

В результате этого большое количество кокса и гудрона подается в промывную башню (скрубер). Жидкий углеводород, содержаший более высококипящие компоненты, ко- торый использовался для противоточного М процесса промывки во время регенерации закоксованных твердых частиц, подвергается только сжиганию. В результате этого

ceps, содержащаяся в коксе, который покрывает твердые частицы, выводится из скс- 4О темы крекинга. В связи с этим для предотвращения выпуска серы в атмосферу требуется дополнительный. процесс обессеривания дымовых газов.

Следовательно, недостатками известного 45 способа является усложненность технологии и неизбежность выброса загрязнений в атмосферу, C целью упрощения технологии процесса . и сокрашения выброса загрязнений в атмос- . ® феру,.продукты зоны газификации подают в зону крекинга, а продукты последней вводят совместно с исходным H/или вторичным сырьем в зону охлаждения, которую также эксплуатируют в условиях псевдоожи кенно- 55 го слоя теплоносителя.

Предпочтительно поддерживают в зонах следующий температурный режим: зона гао зификации — 1050»1400 С, зона крекинга700- ОО С, зона охлаждения — 400-550 С. о о

Разработан аппарат нсевдоожиженного слоя с зоной из ряда слоев для крекинга жидких углеводородов, включающий централь ную зону для крекинга исходного жидкого углеводорода в газы; нижнюю зону газификации жидкого вторичного углеводорода, ранее прошедшего крекинг, и верхнюю зону охлаждениФ. Центральная эона связана с верхней и нижней зонами через узкие переходники или патрубковые зоны, установленные между верхней и центральной и между центральной и нижней зонами.

Кислород, пар и вторичное сырье подают в нижнюю зону снизу с тем, чтобы, частично сжигая жидкое вторичное сырье при о

1050 - 1400 С, обеспечить газификацию последнегс.

Исходное сырье впрыскивают в центральную зону вместе с паром и одновременно в центральную зону снизу через узкую патрубковую зону вводят в.виде струи га» зов продукты газификации вместе с твердыми частицами нижней зоны, и в центральной зоне происходит процесс крекинга исходноо

ro сырья при 700 — 900 С. Ecqm крекинг м исходного сырья осуществляют при темпео ратуре ниже 700 С, то соответственно снижению температуры происходит увеличение выхода фракций легких масел.

Другую часть исходного и/или вторичного сырья впрыскивают в верхнюю зону охлаждения. Одновременно смесь, состоящую иэ пара, газов, а также иэ твердых частиц центральной зоны, вводят в нижнюю часть верхней эоны через узкую патрубковую зону, в результате чего смесь газов крекинга охлаждают и происходит оседание части кокса, гудрона и тяжелых масел, находящихся в смеси газов крекинга, на поступивших в верхнюю зону твердых частицах.

Полученную газовую смесь затем подвергают разделению для отделения остатка кокса, гудрона и тяжелого %dt s, который является вторичным углеводородным сырьем.

В качестве исходной жидкой углеводородной смеси может быть использовано любое жидкое углеводородное сырье, но особенно целесообразно испольэовать для грекинга по этому методу сырье, содержащее высококипящие компоненты, такое как сырая нефть, дизельное топливо и нефтяные остатки.

Аппарат псевдоожиженного слоя, используемый для крекинга, включает в себя различные функциональные зоны, которыми являются. верхняя зона — для охлаждения ra1 эов крекинга, центральная зона — для крекинга исходного жидкого углеводородного сырья и нижняя зона - для газификации вторичного ырья. Центральная зона связана с верхней и нижней зонами через узкие па508219 трубковые эоны, установленные между соседними зонами. В этом аппарате твердые частицы по всему их объему находятся в псевдоожиженном состоянии. Данный аппарат используется не только для крекинга исходного сырья, но также и для дальнейшего крекинга вторичного сырья. которое содержит высскокипяшие компоненты, Оба процесса проводятся одновременно с охлаждением газов крекинга, полученных иэ исходного и вторичного жидкого углеводородного сырья, Тепло, вносимое в нижнюю зону псевдоожиженного слоя горячими газами эоны гаэификации, и тепло, приносимое входящими твердыми частицами с высокой температурой, используются для крекинга исходного сырья.

Цасть эакоксованных или загрязненных твердых частиц удалается иэ верхней охлаждающей зоны и возвращается в рециклв в нижнюю зону крекинга, где осадок используется для улучшения производительности по газам «рекинга и в которой достигается регенерация твердых частиц.

На фиг. 1 дана схема установки, реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2схема печи крекянга жидкого углеводорода.

Установка состоит иэ печи крекинга для жидкого углеводородного сырья; циклона 2 для разделения компонентов, колонны 3 дистилляции и трубопроводных линий 4 — 17, Печь крекинга содержит верхнюю камеру

1, являющуюся охлаждающей камерой для крекинг-газов, центральную камеру 2, являющуюся камерой для крекинга исходного жидкого углеводородного сырья. и нижнюю камеру 3, являющуюся камерой для газификации вторичного сырья. Центральная камера связана с верхней и нижней камерами уэкимн патрубками 4 и 5.

9 печи заполняющие ее твердьге части цы образуют псевдоожиженный слой.

Возвратное жидкое углеводородное сырье вводится снизу в нижнюю камеру по тру.бопроводу 6, а кислород и пар вводят в камеру 3 через. трубопроводы 7 и 8 соответственно, что вызывает частичное сгорание вторичного сырья, необходимое для газифи-кации.

Поток газов, полученных при высокой температуре, направляют вверх с частью псевдоожиженных твердых частиц и вводят в нижнюю часть центральной камеры через расположенный внизу узкий патрубок 5. В результате этого внутри центральной камеры обрвзуетсл зона крехингв исходного жидкого сырья в псевдоожпженном слое твердых чнгтнц, С другой сторонм, исходное сырье, ца» пример сырую нефть, тяжелые масла, остаточные нефтепродукты, вводят в распылен:ном состоянии вместе с паром в центральную камеру крекинга, в которой под действием тепла крекинг-газов, полученных иэ возвратного жидкого углеводорода н нагретых твердых частиц, происходит крекинг в газы исходного жидкого углеводорода и р часть исходного сырья сгорает с тем, чтобы можно было проводить процесс крекинга о при 700» 900 С.

Газы крекинги, полученные в центральной камере, смешивают с газами крекинга

16 рэ нижней камеры и смесь вводят в верхнюю о ,камеру через узкий патрубок 4 вместе с .псевдоожиженными твердыми частицами. 3она охлаждения крекинг-газов расположена в !

,камере 1.

20 Смесь крекинг-газов, вводимая пви 700 о 900 С, охлаждается до 400 — 550 прн помощи подаваемого по трубопроводу 9 в верхнюю камеру вторичного и/или исходно;го сырья в распыленном состоянии.

25 t Во время охлаждения часть кокса, гуарона и тяжелого < масла, содержащаяся в крекинг-газах, покрывает поверхность твердых частиц„находящихся в псевдоожиженном состоянии в верхней камере. Затем смесь крекинг«газов вводят из верхней камеры по трубопроводу 10 с тем, чтобы отделить ос:таток кокса, гудрона и тяжелого масла от смеси. Отделенные вещества, являющиеся вто;ричным сырьем, затем направляют в нижнюю

:камеру.

Например, крекинг-газовую смесь вводят по трубопроводу 10 в циклон 11, в котором кокс отделяется н возвращается по трубопроводу 12 в нижнюю камеру. ОчиШенную

40 смесь затем вводят по трубопровМу 13 в днстилляцнонную колонну 14, из которой чистую газовую смесь затем выводят сверху через трубопровод 15, а тяжелые фрак:ции, содержащие гудрон, выводят снизу чеipea трубопровод 15, Тяжелую фракцию используют как вторичное сырье и одну его часть вводят в верхнуюю охлаждающую камеру по трубопроводу 9 в то время как другую часть вводят в нижнюю камеру крекинга по трубопроводу 17 в смеси или раздельном состоянии с коксом, поступающим из трубопровода 12.

Трубопровод 18. установленный в верхней части колонны дистилляции, используется для обеспечения циркуляции легкого масла в колонне. Это масло образуется частично из тяжелой фракции, протекающей по трубопроводу 16. н/или из очищенных га.зов, протекающих по трубопроводу 15, конденсацией их в процессе охлаждении.

508219

В процессе, предназначенном для крекинга исходного сырья частичным сжиганием его,.часть твердых частиц в нижней камере подают в цеьтральную камеру совместно с газами, полученными из вторичного сырья.

Вошедшие в центральную камеру твер». дые частицы поступают в псевдоожиженную зсйу и часть этого потока вместе со смесью крекинг-газов, полученных иэ исходного и вторичного сырья, транспортируется далее в верхнюю камеру.

В верхней охлаждающей как;ере часть кокса, гудрона и тяжелой фракции в сконденсированном состоянии оседает на твердых частица : вследствие охлаждения газовой смес ., что приводит к значительному загрязнению твердых частиц. Поэтому для того, чтобы выжечь в газы кокс, гудрон и тяжелые фракции и регенерировать твер-. дые частицы, загрязненные твердые част:. цы по трубопроводу 19 рецикулируют через камеры в следующей последовательности: . е камера газификации вторичного сырья — камера крекинга исходного сырья - охлаждв- 25 ющая камера крекинг-газов — камера крекинга возвратного жидкого углеводорода.

В том случае, если крекинг исходного сырья проводят с использованием только тецла,. содержащегося в крекинг-газах и ЗО твердых частицах, поступивших из. нижней камеры, то по перепускному (байпвсному) трубопроводу 2(), установленному в дополнение к системе рецикла; и обычно выходящему иэ боковой стенки, репикулируется из цеятрвльной крекинго4Ьй камеры в нижнюю часть твердых частиц. Количество рецикулируемых частиц из верхней охлаждающей и центральной камер в нижнюю крекинговую камеру определяют регулированием при помощи систем|и перепускных клапанов, . установленных на трубопроводах 19 и 20.

10 рй тврельчатый перфорированный рвспределимеры.

Кощсообразнвя нижняя часть верхней камеры соединена с верхней частью центрапьиой камеры, представляющей собой перевернутый конус, соединенный с верхней камерой при помощи пвтрубка 4. Центральная камера соединяется конусообразной нижней камеры, представляющей собой перевердщЯ рщус, соединенный с центральной камерой щщ помощи трубкообразного узкого пвтщ6кд, В вер щрф охлаждающей камере имсются выводной пвтрубок 21, инжекционнвя форсунка 22 с отверстием А в нижней чвсTH камеры и трубопровод 23, с выводным отверстием Б для вывода твердых частиц, установленный в верхней части боковой стенки.

Цнжекциоиную форсунку предпочтительно располагать в нижней части конуса (см. фиг. 2). Когда жидкое углеводородное сырье вводят в виде струи через инжекциониое отверстие А, пвр с исходным и/или вторичным сырьем может быть введен в предварительно смешанном или s не смешанном состоянии. В случае использования в не смешанном состоянии инжекционную форсунку 22 предпочтительно изготовить в виде двух концентрических (одна в друroii) трубок, и которых сырье подается veреэ внутреннюю трубку, в пвр — через внешнюю.

Центральная камера для крекинга исходного сырья имеет конусообразный трубопровод 24 с выпускным отверстием В, установленный в верхней части боковой стенки и предназначенный для вывода тв эрдых частиц, тель газа 25, установленный в нижней час" ти камеры и связанный с трубопроводом 26.

В конической перфорированной тарелке 25 устанавливается одна или несколько инжекционных форсунок 27 для ввода через инжекционное отверстие Г исходного Йярья в распыленном состоянии, Через перфорированную . тарелку поток пара, поступившего.по трубопроводу 26, распределяется по центральной камере крекинга с тем, чтобы поддерживать твердые частицы, находящиеся в зоне крекинга исходного жидкого углеводорода, s псевдоожиженном состоянии и вызывать тем самым распределение исходного сырья, что ускоряет процесс крекинга исходного сырья. В это время при частичном сгорании исходного сырья для крекинга через перфорированную тарелку 25 вместе с паром подается кислород, Однако ввода кислорода не требуется, если крекинг исходного сырья может быть проведен до большой глубины только благодаря исполь оввнию теплоты, содержащейся в газу крекингв и твердых частицах, вводимых из нижней каЕсли исходное сырье вводится через инжекционное отверстие f в распыленном состоянии, оио может инжектироваться вместе с паром в заранее смешанном состоянии.

flo выбору может быть использована инжекционнвя форсунка 27 и вийе конструкции из двух концентрических трубок для ввода исходного сырья по внутренней трубке и потока пара по нвружнгй трубке, Может быть использована инжекционная форсунка, состоящая из трех концентрических трубок, в которых по внутренней трубке подается исходное сырье, по центральной — пар, а по наружной — добавочный пар, что значительно улучшает эффект распыления.

508219

1 азы крекинга исходного жидкого углеводорода, полученные в централь"ой камере, крекингв; содержат такие основные компоненты, как этилен, пропилеи, метан и остальные, такие как водород, моноокись углерода, двуекись углерода, сероводород, . тяжелые и легкие масляные фракции, кокс и т. д.

Нижняя камера для крекингв вторичного сырья оснащена воронкообразной (или в виде перевернутого конуса) перфорированной .тарелкой. 28 для. распределения газа установленной в нижней части камерй, причем тарелка соединена с трубопроводом

29. Инжекционный трубопровод 30 с отверстием Д для ввода газового потока проходит вниз из самой нижней части перфорированной тарелки. Далее инжекционная форсунка для ввода жидкого углеводорода 31, оборудована инжекционным трубопроводом 30, установленным таким образом, что форсунка 31 находится в центре отверстия Д для ввода газового потока.

На боковой стенке нижней камеры крекинга имеются отверстия Ж и 3 трубопроводов 32 и 33 соответственно дпя подачи твердых частиц в нижнюю камеру.

Трубопроводы 32 и 24 связаны тру- Э> бопроводом 20. Такое соединение предназначено для рецикла твердых частиц из центральной камеры в нижнюю, что вызываеч ся .необходимостью нагрева твердых частиц, так квк нагретые твердые частицы отдают тепло, достаточное для крекинга в газы, исходному сырью. Трубопроводы

33 и 23 соединены трубопроводом 19. Это соединение предназначено для репиклв твердых частиц из верхней камеры в нижнюю и тем самым обеспечивается регенерация загрязненных в верхней камере твердых частиц, Через перфорированную тарелку 28, имеющую форму перевернутого конуса, пар, являющийся газом, обеснечиваюшим псевдоожнжение твердых частиц, вводится в нижнюю камеру вместе с кислородом, который используется для более эффективного сжигания части вторичного сырья, причем может использоваться как чистый ки- 9) слород, так н кислород, содержащийся в сМеси, т. е. воздух. Через отверстие Д пар вводится в виде струи, причем его линейная скорость выше, чем скорость газа, обеспечивающего псевдоожижение и посту- 55 паюшего от перфорированной тарелки 2Н.

Такой режим работы обеспечивает поддержание требуемого псевдоожиженного слоя, в котором имеет место высокая интенсивность перемешивания твердых час- 60,тиц, что позволяет легко достигать конверсии в газы вторичного сырья.

crepes инжекционное отверстие E фор:сунки 31 вторичное сырье вместе с паром впрыскивается в нижнюю камеру. Зтв форсунка может представлять собой оди-! ночную трубку или конструкцию иэ двух концентрических трубок. В нижней камере получаются крекинг-газы, содержащие водород, метан, моноокись углерода, дву окись углерода и т, д.

Желательно, чтобы нижняя часть верх, ней охлаждающей камеры, конусообразная перфорированная тарелка 25 и нижняя ко-! нусообраэная часть нижней камеры крекино

:ra имели угол наклона 60 - 120 .

Такая конструкция обеспечивает ликвидацию застойных зон твердых частиц в псев доожиженных слоях камер, устраняет явление застоя твердых частиц во всех зонах и позволяет поддерживать режим псевдоожижения в слое, Патрубки 4 и 5. обеспечивающие соединение центральной камеры с верхней и нижней, могут быть спроектированы таким образом, что их внутренние диаметры явля-! ются такими, что скорость. газов в них дол:жна находиться предпочтительно в диапазо не, составляющем 1, 1 - 4,0 от величины ,средней предельной линейной скорости И, (м/сек) твердых частиц, переходящих через эти патрубки. Эти диаметры будут изменять в соответствии с размерами частиц скорость газового потока.

В общем спечве желательно, чтобы длина этих узких патрубков составляла 0,2—

0,4 от высоты нижней камеры крекинга, Для ввода жидкого углеводородного сырья в охлаждающую, центральную и нижнюю камеры крекингв могут был" использованы форсукки, работающие код давлением.

В качестве материала твердых частиц могут использоваться любые нейтральные и огнеупорные материалы с достаточно высокой механической прочностью, такие как: огнеупорные неорганические окислы алюминия, кремния, циркония, титана, кремневлюминия, магний-кремния, титан-кремния, алюминий-магния, алюминий-титана, цементноro клинкера, муллита. Из всех материалов наи .более предпочтительным является муллит, яв;ляюшийся окисью кремний-алюминия (Мв5 дОп).

Наиболее предпочтительный диаметр твердых частиц 0,5 - 5,0 мм.

Количество твердых частиц, принудительно циркулирующих иэ зоны крекингв исходного сырья в зону газификации вторичного сырья, изменяется в зависимости от ряда . факторов (сорт исходного и возвратного жидкого углеводорода, температура крекинга

508219 и т, д.) так, что количество твердых частиц определить невозможно. Однако коли" чество циркулируюших частиц должно быть достаточным для того, чтобы они; отдавая свое тепло исходному сырью, обеспечили тем самым процесс крекинга исходного материала, Относительно других твердых .частиц, совепшаюших принудительную циркуляцию иэ эоны охлаждения крекинг-газов в крекинго- )g вую зону вторичного сырья,"то, несмотря н& то, что их количество зависит QT" cT8пени их загрязненности и других факторов, предпочтительно в течение часа обеспечи,вать их обмен между этими зонами в ко- И личестве окож 15% от обшего количества твердых частиц. /

Хотя количество пара, используемого для создания ..псевдоожиженного слоя и газового потока, лоступаюшего в зону, в ко-, Щ торой проводится газификация вторичного о сырья, зависит от физических свойств последнего, предпочтительно, чтобы количество вводимого пара составляле О, 5-1, 2 вес. ч. от кс

\ лнчества впрыскиваемого вторичного сырья..р

Линейная скорость парового потока,пересчитываемая к приведенной, по давлению и температуре, имеюшимся во время инжекции, скорости, предпочтительно должна быть З1 в 2 — 10 больше, чем средняя в целом линейная скорость газа,.поддерживаюшего псевдоожиженный слой газификации вторичного сырья И, (м/сек), которая также пересчитывается к приведенной по давле-;р нию и температуре, имеющимся в зоне крекинга, скорости. Предпочтительно, чтобы количество пара составляло 10 — 30% от общего объема газа, вводимого в зону газификации. Кислород, используемый как 40 часть газа, обеспечиваюшего режим псево доожижения, должен подаваться в количестве, достаточном для частичного сжигания возвратного жидкого углеводорода при 1050о

1400 С, обеспечивая тем самйм крекинг 4к в газы углеводорода, хотя количество кислорода может изменяться в соответствии с сортом и количеством возвратного жидкого углеводорода, температурой крекинга,температурой йринудительно циркулирующих твер- .{Q дых чаСтиц, а такие и других факторов, количество кислорода должно соответствовать 0,5-, 2,0 вес. ч. возвратного жидкого углеводорода., Средняя поверхностная скорость газа в целом в зоне крекинга возвратного жидко° / го углеводорода (t4< м/сек) должна иметь

J значение, достаточное для поддержания в псевдоожиженном состоянии твердых частиц и в обшем случае может изменяться от

1,3 до 6,0 от величины значения номина- 60 льной скорости псевдоожижения твердых частиц (,(,„, м/сек.

Выполняя указанные условия, добиваются в нижней крекинговой зоне заданного крекинга вторичного сырья, содержашего тяжелые масляные фракции, состоящие иэ кокса и гудрона; нагрева твердых частиц для центральной камеры, необходимого для последующего крекинга исходного жидкого углеводорода; регенерация загрязненных в верхней охлаждаюшей камере твердых частиц. В указанном процессе газы, йолученные крекингом возвратного жидкого углеводорода в.нижней .крекинговой зоне, принудительно подаются вверх в центральную крекинговую зону вместе с частью твердых частиц через патрубок 5.

Предпочтительно, чтобы в общем случае вводимое в центральную крекинговую зону полное количество пара, необходимое для крекинга исходного сырья, составляло 0„10,5 вес. ч, от обшего количества последнего.

Температура в центральной крекинговой .зоне для обеспечейия крекинга исходного сырья должна поддерж "ваться в диапазоне о от 700 до 900 C. С этой целью в центральную зону может вводится кислород, обеспечиваюший частичное сгорание исходного сырья и, таким образом, обеспечивается

;требуемая температура.

Средняя пересчитанная линейная скорость газа в целом в центральной зоне И, (м/сек) должна предгочтительно поддерживаться в диапазоне от: 1,Ý до 6,0 от величины значения скорости Ц„„ . Требуемое количество исходного и/или вгоричного сырья, вводимое в распылевиом" состоянии в верхнюю зону.охлайдейия .крекинг-газов и зависящие соответственно от таких факторов, как температура,и количество газовой смеси, подученной из исходного и вторичного сыоФ рья, не может быть определено. 9 практике эти компонемты вводятся в количестве, достаточном длщ:охлаждения крекинг-газов о до температуръ1 "400 - 550 С. Если температура охафждения слишком низкая, т, е., если газы крекинга охлаждаются до температуры ниже 400 С, то происходит агло мерация .большого. количества твердых частиц из-за прилипания к ним гудрона, содержашегося в смеси крекинг-газов, и впрыскиваемого вторичного сырья. Такая агломерация приводйт к тому, что псевдоожиженное сск тояние, в котором находятся твердые частицы s верхней зоне охлаждения, а возможно и во всех остальных зонах псевдоожиженкя, нарушается. С другой стороны, о если те .пература охлаждения выше 550 С, 508219

14 то ке может быть достигнут требуемый эффект охлаждения смеси крекинг-газов.

Средняя пересчитанная линейная скорость газов в зоне охлаждения крекинг-газов О, /м/сек) поддерживается преимущественно в 5 диапазоне от 1,3 до 4,0 величины скорости Ы „

Содержащиеся в смеси крекинг-газов кокс, гудрон, тяжелые масляные фракции могут быть отделены от газовой смеси при помо- 10 ши обычного процесса, например циклона, в затем колонны дистилляции, Газовая смесь может бы.::ь очишена от сероводорода, дву- окиси углерода обычным процессом.

Вторичное сырье, которое служило ис- д5 точняком,= àãpÿçèeèèÿ окружающей среды может легко подвергаться газификации без вывода его из системы, и также его энергия может быть использована для крекинга исходного сырья. 20

Очишенные газы Мо Т использоваться в качестве топливных газов, не содержаших серы. Городской газ может быть легко получен из этого газа после регулирования содержания в нем олефинов и угле- 25 водородов, например используя для этой цели каталитическую гидрогенизацию на никелевом катализаторе„

Г) р и м е р 1, Сырье подвергают термическому крекингу с использованием печи кре- 30 кинга, схема которой изображена нв фиг. 2 и в которой твердые частицы находятся в псевдоожиженнОМ состоянии.

Характерные цоказатели печи следующие. Высота от инжекционного отверстия ЗЬ

Q в нижней части нижней камеры до выводного пвтрубка 21 в верхней части верхней камеры составляет 8450 мм.

Камера охлаждения крекинг-газов (верхняя камера) имеет внутренний диаметр

260 мм, в высоту 3330 мм.

Внутренний диаметр инжекционной форсунки 22 или конструкции из двух концентри веских трубок (в мм):

Вьуч рення 6,0 45

Наружная 9,3

Внутренний диаметр отверстия 5 42

Угол. образуемый конусообразной нижней частью верхней камеры и узким патрубком 4, соединяющим эту камер с ценИ} тральной камерой, составляет 60 . Внутренний диамегз патрубкв 4 равен 1000 мм, а высота 400 мм.

Камеов крекинга (центральная камера)

55 имеет внутренний диаметр 200 мм и высоту 1920 мм.

Угол, образуемый перфорированной конусообразной тарелкой 25 и узким патрубком 5, соединяющим центральную и нижо 60 нюю камеры, составляет 90 .

Внутренние диалутры инжекционных концентрических трубок для ввода исходного сырья (были установлены две одинаковые конструкции), мм:

Внутренняя трубка 3,0

Центральная трубка 8,0

Внешняя трубка 16 7

Внутренний диаметр отверстия В 76 мм.

Внутренний диаметр узкого патрубка 5 равен 67 мм, а высота 700 мм.

Кальдера газификацйи (нижняя камера) имеет внутренний диаметр 130 мм и высоту 2100 мм.

Внутренний диаметр инжекционного отверстия для ввода потока газа 31 равен о

20 мм.

Внутренний диаметр инжекционной форсунки 31 для жидкого углеводорода 5,8 мм.

Внутренний диаметр отверстия E 3 мм, Угол конусообразной перфорированной тарелки . 90 ..

Внутренние диаметры отверстия для ввода твердых частиц 76,42 л м, В качестве исходного сырья используют остаточный нефтепродукт, полученный из сырой нефти (месторождени К аЯL ) при по.мощи обычной атмосферной дистилляции и . имеющий удельный вес (g 15,5) 0,9572.

Содержание нефтепродукта, вес.%:

Остаток 10,5

Зола 0,029

Сера 3 7

Дсфальтены 4 9

Углерод 84,8

Водород 11»3

В качестве теплоносителя используют

rr

;твердые частицы муллита со средним диа.,метром около 3 мм в количестве 130 кг.

Вторичное сырье, отделенное от крекинг,газовой смеси, вводят в распыленном состоянии в количестве 39,8 кг/час в нижнюю камеру газификвции через инжекционное отверстие E вместе с перегпетым паром, имеющим температуру 400 С, в количестве 4,8 кг/час, Одновременно другую часть пара, нагретого до 400 С, в количестве 17,7 кг/час и кислорода в количестве

45,6 нм /чвс вводят через перфорированную конусообразную тарелку в нижнюю камеру. Благодаря этому прои.ходит частичное сжигание вторичного сырья и газификация. В то же время крекинг-газ инжектируют вместе с твердыми частицами в камеру крекинга исходного сырья, куда также вводят через перфорированную тарелку

25 пар в количестве 9,0 кг/чвс, в исходное сырье вводят в распыленном состоянии в центральную камеру через отверстие t о вместе с перегретыл до 400 С паром и

508219 16 с о количестве 19>3 кг/час.и тем самйм обес- смеси до 500 C. Одновременно твердые печива от условия крекинга исходного сырья частицы с осевшими на них коксом, гуд-. цри температуре около 850 С. Одновремен- роном и тяжелыми масляными фракциями ио твердые частицы, имеющие температуру: принудительно циркулируют в. количестве .о

850 С, в количестве 770 кг/час принуди-. I 42 кг/час через отверстие 5 в камеру тельно противотоком циркулируют в камеру крекинга возвратного жидкого углеводо- гаэификацин через отверстие ц. рода. где проводят их регенерацию. с це9озвратный жидкий углеводород в коли-, . лью последующего использования. Иэ вычестве 334 кг/час.вводят в распыленном водного патрубка «рекинг газов 21 охлаж-. состоянии в камеру охлаждения крекинг-: <й дающей камеры выводят смесь крекинг газов через два инжекционных сопла вмес- . газов (сухих газов), полученную в колко > з те с перегретым до 400 С паром, в Фоли-..честве 190 норм.м /час. честве 3.2.6 кг/час, что позволяет охлаж» дать поступающий снизу охлаждающей. Состав полученной газовой смеси укаМамеры крекинга поток крекинг- газовой . р зан в табл, 1.

3 .. 1 .Таблица 1

21.70

3.64

18.99

l4,10

2 01

0,9Cr

15,10

С2Н2

35. 38

1>30

3 28

С2 Н6

12 11

3 40

3 6

О 52

О> 10

С388

4 43

С4Н6

1 ОО

О>60

2. 84

С4н

55, 19

45 64

28,50

12>40

2. 10

СО

5,00

1.80 н 8

5 18

Органические сернисть1е соединения

0,06

О 15

Бензол . Ксилол 1,90

Tony îë

1м)

f азовая смесь содержит также не указаные в

: таблице жидкие углеводороды, кокс и гудрон

12.19

Qipgjg крекинг-газов затем вводят в цик- вводят и дистилляпиоиную колонну 14, где.

:;лои 1 щ е кокс и количестве 1>60 кг/час отделяют тяжелые масляные фракция в ко : утдщрщую„а оставшуюся смесь затем аа личестве 38, 8 кг/час, содержащие кокс и гудрон. Смесь отделенных углеводородов и тяжелой масляной фракции, являющуюся вторичным сырьем. вводят в распыленном состоянии через инжекционное отверстие E в нижнюю камеру газификации.

Полученную смесь, состоявшую иэ кокса и тяжелых масляных фракций и полученную после разделения в циклоне и колонне дистилляции, впрыскивают в охлаждающую крекинговую камеры для рециркулирования в количестве 334 кг/час.

В зоне газификации среднюю линейную скорость газа в псевдоожиженном слое пересчитывают к приведенной скорости газа, учитывающей температуру в псевдоо- ц жиженном слое (И ), и получают значение, равное 8,0 м/сек; линейная скорость газового (парового) потока равна .30 м/сек; минимальная скорость частиц в псевдоожиженном слое (Ии ) равна jp

1,7 м/сек.

В зоне крекинга исходного сырья, приводимого в центральной камере, средняя пересчитанная линейная скорость газа в псевдоожиженном слое (И ) равна 7,1 25 м/сек.

В зоне охлаждения крекинг-газов,проводимого в верхней камере, средняя пересчитанная линейная скорость газа (И, ) в псевдоожиженном слое Равна 3,7 м/сек; 30

Линейная скорость крекинг-газов, полученных иэ вторичного сырья, проходящих через узкий патрубок 5, соединяющий нижнюю и центральную камеры, равна 30 м/сек, в то время как линейная скорость смеси кре - чв кинг-газов, проходящих через узкий патрубок 4, соединяющий центральную и верхнюю камеры. равна 28 м/сек.

Что касается количества твердых частиц, находящихся в каждой из камер; то s верх- Е ней, центральной и нижней камерах находилос соответственно около 80 35 и 15 кг.

Вторичное сырье, подаваемое в распыленном состоянии в верхнюю и нижнюю камеры имеет удельный sec (d 15,5) 1,2. 45

Состав сырья, в вес.7:

Сера 7 3

Углерод 87,2

Водород 5,1

Пример 2. Сырье подгергают термическому крекингу с использованием той же печи, как и в примере 1, но при других рабочих условиях и в которой для псевдоожижения используют .твердые частицы в количес- 55 тве 1 30 кг.

Параметры печи, мм:

Внутренний диаметр патрубка 4 146

Внутренний диаметр центральной камеры 230

18

Внутренние диаметры концентричесе ких трубок форсунки 27, мм: внутренняя 3,0 центральная 6,3 внешняя ..21 0

Внутренний диаметр форсунки 31 6,0

В качестве исходного сырья и твердых частиц используют те же самые материалы, что в примере 1.

Вторичное сырье, отделенное от смеси крекинг-газов. в количестве 28 кг/час вводят в камеру газификации в распыленном состоянии через инжекционное отверстие E о вместе с нагретым до 400 С паром, вводимым в количестве 5,3 кг/час. Одновремено, но другую часть нагретого до 400 С пара в количестве 9,5 кг/час вводят в нижнюю камеру через инжекционное отверстие Д в виде газового потока, а смесь, состоящую о иэ нагретого до 400 С пара в количестве

14,2 кг/час и кислорода в количестве

19,9 норм.мэ/час., вводят через перфорированную конусообразную тарелку. Происходит частичное сжигание и газификация вторичного сырья. B то же время крекинг-газы, сопровождаемые частью твердых частиц, иижектируют в. камеру крекинга,исходного сырья, а газовую смесь, .состоящую из пара в количестве 39,5 кг/час и кислорода в .количестве 48,9 норм.м /час. подают в ату камеру через перфорированную тарелку 25, :а исходное жидкое сырье в количестве

Ф

184,7 кг/час - через два иижекционных отверстия Г в распыленном состоянии вмесо .те. с нагретым до 400 С паром, подавае:мым в количестве 34,4 r;r/час, и тем са мым обеспечивают крекинг в газы исходного о сырья при температуре около 850 С.

Далее циркулирующее вторичное сырье в количестве 334 кг/час подают в распыленном состоянии через два инжекционных отверстия A и охлаждающую верхнюю као меру вместе с нагретым до 400 С паром в количестве 34,4 кг/час, что обеспечивает охлаждение смеси крекинг-газов, входящих через нижнюю часть верхней камео ры при температуре около 500 С. Одновременно твердые частицы с осажденными на них коксом, гудроном, тяжелым маслом и т. д. выводят через отверстие 5 и принудительно направляют в коли естве 48 кг/час в камеру крекинга возвратного жидкого углеводорода.

Через выводной патрубок 21 выводят полученную смесь сухих крекинг-газов в количестве 242.8 норм.м /час.

Состав полученной газовой смеси показан в табл. 2. Газовая смесь содержит тяжелые и легкие масла с коксом и гудроном.

508219

20

Табли ца 2

12.90

С Н

С2 6

1 10

3 6

2,70

3 8

0 10

0,80

0,60 4 6

С4) 8

20 10

21 30

СО

СО

0,10

1,60

1 80

0 81

0 10

0 20

0,05

13,08

1 15

Органические сернистые доединения

Бена ол

Ксилал

Товуол ю

Кремнию -газовую смесь затем вводят в циклон 11. где кокс в количестве Ю

2,7 кг/час. отделяют. а оставшуюся смесь вводят затем в днстнлляпионную колонку

14, где отделяют тяжелые масляные фракции в количестве 25 3 кг/час, содержашие кокс и легкие масляные фракции в количес- Ю гве 16,7 кг/час.

Отделенные кокс и тяжелые масляные фракции смевивают и полученную смесь ввоМйъ ь камеру газификации через инжекцион . ее отверстие Е, в то время как вторич- Ер

Nea сырье вводят в камеру охлаждения крекннйгазов через инжекционное отверстие А. . 9 эоие газификации средняя скорость газа в асевдоожиженном .слое, пересчит иная к приведенной по температуре в слое 35 скорости (Ие ), .равна 8,0 м/сек линейная скорость газового {парового) потока30.0 м/сек. а минимальная скорость движения частиц внутри псевдоожижеиного слоя (И )» 1 70 м/сек.

Э9,94

3.69

12.58

О. 57

4 99

Э 45

61 97

103 46

0 35

4 82

6,69, В эона крекинга исходного caipas центральной камеры средняя пересчитанная скорость газа в псевдоожиженном слое (Д ) равна 8,1 м/сек.

В зоне охлаждения крекинг-газовой сме» си верхней камеры средняя ИЬресчитанная поверхностная скорость газа (o ) в цсевдоожижениом слое равна 4,6 м/сек.

Д инейиая скорость газов, полученных из вторичного сырья.. проходивших через узкий патрубок 5, равна 20 м/с,а, в то время как линейная скорость крекинг-газовой смеси, проходившей через патрубок

4, равна 28 м сек.

Вторичное сырье, вводившееся в распыленном состоянии в верхнюю и нижнюю к . меры, имеет тот же состав, что и полученный в примере 1. формула изобрeòения

1. Способ термического крекшп а жидких углеволородных смесей путем контнк 508219

Составитель В. Перекрестове

Редактор И Джарагетти Техред М. Левицкая Корректор Л. Анджиевская

Заказ 2600 ТиРаж 629 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 тирования сырья в зоне крекинге с предварительно. нагретым и зоне газификации твердым теплоносителем, осуществляемого в псевдоожиженном слое твердого теплоносителя, разделения продуктов реакции на эакоксованнь.й теплоноситель, целевые продукты и вторичное углеводородное сырье, подачу последнего, кислорода, водяного пара и эакоксованного теплоносителя в зону гаэифйкации, эксплуатируемую в условиях псевдоожиженного слоя теплоносителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и сокраще22 ния выброса загрязнений в атмосферу, продукты зоны газификации подают в зону кре« кинга. продукты последней вводят совместно с теплоносителем, исходным и/или вторичным сырьем в зону охлаждения, эксплу.атируемую в условиях псевдоожиженного слоя теплоносителя.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и о, и с я тем, что температуру в зоне газификации поддерживают в диапазоне от 1050 о до 1400 С, в зоне крекинга от 700 до о о

900 С, в зоне охлаждения от 400 до 550 С.