Способ пиролиза углеводородного сырья

 

СПОСОБ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ путем смешения его с падающим потоком мелкозернистого теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса, образующуюся смесь подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя со скоростью в 20 - 40 раз превьгашющей скорость витания частиц теплоносителя.(О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„558526

4(51) С 10 & 9/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHO5hY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2162986/04 (22) 12.08. 75 (46) 15.05.85. Бюл. В 18 (72) Н.Ф.Купцов, 3.Ф. Чуханов, Е,Д. Хмелевская, Ш.P. Абдурашитов, Г.К. Красноселов, Н.К. Рюмкина, Г.И. Двоскин и В.А. Кабликов (71) Госудаоственный научно-исследовательский энергетический институт им Г. M. Кржижановского (53) 662.75(088.8) (56) 1. Лукьянов П.М., Басистов А.Г.

Пиролиз нефтяного сырья. ГОСТОПТех,издат,N., 1962, с.185-186.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 144836, кл. С 10 G 9/34, 1962 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ путем смешения его с падающим потоком мелкозернистого теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса, образующуюся смесь подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя со скоростью в 2040 раз превышающей скорость витания частиц теплоносителя.

558526

Способ относится к нефтеперерабатывающей, нефте;;имической, энергетической и химической отраслям промышленности и предназначен для нагрева и термического разложения углеводородного сырья, в том числе топлив и других химических соединений.

Известен способ пиролиза углеводородного сырья в разреженном падающем потоке мелкозернистого теплоносителя 10 (газовзвеси) f 13. другим известным, самым близким по сущности к предлагаемому способу, является способ пиролиза углеводородного сырья в падающем слое мелкозернистого теплоносителя и нагрева его в восходящем потоке дымовыми газами (2)

По этим способам; нагретый до высокой температуры мелкозернистый тепло-„. носитель подают вместе с перерабаты- 0 ваеиыи сырьем в верхнкно часть вертикального трубчатого реактора и выводят из него в виде. разреженного падающего потока вместе с продуктами пиролиэа снизу реактора. 5

Недостатками этих способов являются сложность обеспечения интенсивного теплообмена между частицами теплоносителя и распыленного сырья вследствие того, что организация хорошего смешения сырья и теплоносителя в спутном потоке представляет большие трудности и поэтому для ооеснечения интенсивного подвода тепла ко всей массе пиролизуемого сырья необходимо значительно увеличивать кратность циркуляции теплоносителя.

В известных способах скорости по. дачи смеси сырья с твердым теплоносителем составляют (5-б) скоростей

40 витания частиц теплоносителя. Поэтому теплообмен между сырьем и теплоносителем происходит только в реакторе,что существенно снижает его эффективность.

Цель изобретения - улучшение сме-.. шения пиролиэуемого сырья и теплоносителя и увеличение интенсивности процесса теплообмена между ними (твердым мелкозернистым теплоносителем и распыленныи сырьем) .

Цель достигается теи, что смесь пиролизуемого сырья с мелкозернистым теплоносителем подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя со скоростью, в 20-40 раз превышающей скорость витания частиц теплоносителя.

Сущность способа заключается в том, что смесь сырья с твердым теплоносителем подается на слой теплоносителя с определенной скоростью с тем, чтобы за счет кинетической энергии

I потока перевести часть слоя теплоносителя в газовзвесь (взмутить слой) и вести теплообмен между сырьем и теплоносителем в газовзвеси. Кроме того, теплообмен частично идет в прямом спутном потоке и в лунке, образованной при ударе струи в слой теплоносителя.

Интенсивность процесса теплообмена между сырьем и теплоносителем определяют путем анализа температур отрабо" танного теплоносителя и продуктов пиролиза.

В известном способе разность этих температур составляет 100—

t20 С (например, температура отработанного теплоносителя — Хт = 900—

910 С, а температура продуктов пиролиза — Т = 800-810 С). Это свидетельствует о том, что теплоноситель ухо-. дит из зоны реагирования с определенным неиспользованным запасом тепла, что говорит о недостаточно интенсивном процессе теплообмена.

В предлагаемом способе .при соотношении скоростей в диапазоне 20-40 разность температур Тт -Тп составляет 1015 С (например,. Тт = 850 С, Тп = 835840 С) .

При уменьшении соотношения скоростей меньше 20 разность температур

Т -Т составляет 100-110 С, а при т увеличении соотношения больше 40 разность температур Тт -Тп составляет

10-15 С, т.е. дальнейшее увеличение соотношения скоростей приводит к. дополнительным затратам энергии без увеличения интенсивности процесса теплообмена.

Ф

На чертеже показана схема способа пиролиза углеводородного сырья.

Теплоноситель подают в верхнюю часть реактора 1, куда через форсунку 2 впрыскивают распыленное пиролизуемое сырье. Смесь сырья и теплоносителя со скоростью, прегышающей скорость витания частиц теплоносителя в 20-40 раз, подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя, уровень которого в сепараторе 3, предназначенном для разделения твердой и газовой фаз, поддерживают постоянным с помощью известного дозирующего устройства 4. Поддерживаемый уровень теплоносителя предотвращает з 558526 прорыв газовой фазы в бункер 5 отработанного теплоносителя. Из бункера отработгчного теплоносителя теплоноситель дозирующим устройством 4 подают в камеру 6 нагрева, откуда 5

его снова подают в реактор 1.

При такой организации пиролиза теплообмен и смешение сырья с теплоносителем. происходят частично в прямом спутном потоке, à в основном — 10 при ударе потока в слой теплоносителя, его развороте и в обратном отраженном потоке газовзвеси.

Поверхность слоя теплоносителя при этом непрерывно обновляется за 15 счет его поступления сверху и вывода снизу из бункера.

При указанном способе подачи смеси средняя скоросгь обратного потока газовзвеси в районе внедрения в несколько раз превышает скорость витания частиц теплоносителя, что приводит к взмучиванию верхнего слоя теплоносителя, т.е. к переводу его во взвешенное состояние. Скорость витания теплоносителя 0,3 м/с.

Скорость потока распыленного сырья на входе в пылеотделитель

8-12 м/с.

Сравнение результатов осуществления процесса пиролиза по предлагаемому способу и его прототипу приведено в таблице.

Показатели процесса высокоскоростного пиролиза высокосернистого мазута

Выход, вес.7 в пересчете на мазут емператуВыход индивидуального компонента, вес.й, в пересчете на мазут

Время реагирования, с

Способ нагрева сырья ра пиролиза, С газ дистил- кокс

Hg Ся Hq Св Hg ароматики лят

0,9 33,3 57,8

0,9 53,5 29,7

800

Известный

810

Предлагаемый водит к увеличению выхода газа, уменьшению выхода тяжелых жидких продуктов пиролиза и к увеличению выхода таких ценных компонентов как этилен, пропилеи, бензол, ароматика.

Иэ экспериментальных данных следует, что при осуществлении смешения распыленного сырья с теплоносителем на поверхности слоя увеличивается интенсивность нагрева сырья, что при8,9 1,65 19,4 3,5 4,8

16,8 1,8 23,7 4,8 6,1

558526

Редактор JI. Письман

Заказ 2842/4 Тираж 54б Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4 и су

Л7ГЛЬ

Составитель

Техред M.Íàäü Корректор О.Билак