Способ получения низших олефинов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 111) 51) 4 С 1 О С 9/14 ПИС Я Е Е А ВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТ а ролиз у обзор(57) Изобретениества низших олефпри пиролизе угли может быть исп ИЯ НИЗШИХ О касается произнов, в частносводородного сырльзовано в неф я,ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Высокотемпературный пилеводородов, - ТематическииЦНИИТЭнефтехим. М., 1971, сАвторское свидетельствоУ 1104349, кл.Р 28 1) 7/10,перерабатывающеи промышленности.Цель - сокращение потерь олефинов и повьппение эффективности утилизации тепла пирогазаПиролиз сырья ведут при 780 С. Полученный пирогаз охлаждают в две ступени в П-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 кожу хотрубном теплообменнике. Способ позволяет предотвратить потери целевых олефинов и обеспечить лучшую утилизацию тепла пирогаза. 3 табл,1 13Изобретение 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 в , олефинов, и повышение эффективности утилизации тепла пирогаза.Осуществление способа поясняется следующими примерами.П р и м е р 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 кг/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 поверхч ность теплообмена 7 м . Дальнеишеео 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,% 1,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. Образовавшийся пирогаз направляют на первую ступень охлаждения, проводимого в ЗИА 1 типа труба в трубе П-образной формы, где температура пирогаза сни 5 10 15 20 25 30 35 40 45 жается ниже 650 С ЗИА 1. установленнаклонно, под углом к горизонтальной поверхности.Угол наклона подбирают экспериментально на действующей установке взависимости от теплосъема с пирогаза:оптимальный угол должен обеспечивать наилучший теплосъем.Охлаждение пирогаза первой ступени достигают путем поверхностноготеплообмена с водой, имеющей темпе"ратуру, близкую к температуре насыщения при рабочем давлении до1300 атм.Далее пирогаз подают на вторуюступень охлаждения, проводимого вЗИА 2 кожухотрубного типа, где температуру пирогаза снижают до 500340 С. Продукты пиролиза выводят изЗИА 2.Естественную циркуляцию хладагента осуществляют в ЗИА 1 первой ступени и ЗИА 2 второй ступени через паросепаратор, в который подают воду,и отводят насыщенный пар. Воду изсепаратора направляют в ЗИА 1 в среднюю часть межтрубного пространстваБ-образного теплообмена в самой нижней его части, а пар отводят с обоихверхних концов его колен 1 также измежтрубного пространства 1,П р и м е р 2. Процесс пиролизаведут аналогично примеру 1, но заисключением того, что ЗИА первойступени выполнен Ц-образной формытипа труба в трубе и установлен наклонно к горизонтальной поверхностипод углом 30 С поверхностью теплообмена 7 м , а хладагент (котловаявода) подается в среднюю часть межтрубного пространства ЗИА первойступени, при этом вывод пароводянойэмульсии (насыщенного пара) производится с обоих верхних концов аппарата. Схема циркуляции воды и пароводяной эмульсии аналогична примеру 1.Температура пирогаэа после ЗИАпервой ступени составляет 560 С.(ЗИА имеет одинаковую поверхностьравную 7 м , при вертикальной и 0-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.в начале после 20 сут после.30 сутработы работы работы 0,91 0,94 0,98 15,3 15,6 СН 15,9 16,1 22,0 22,5 21,7 20,0 С,Н,5,6 16,2 16,0 15,8 15,3 0,8 0,8 0,83 0,83 Сф 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 (Ы= О). В вертикальном случае ( 490 ) 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 Ы = 90. В случае пленочного кипения и Ы = 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 с( от 0 в сторону 90 названные параметры при подходе к оптимальному углу 1 30 улучшаются, а далее ухудшаются за счет все большего влияния зарождающейся пленки пузырьков. При этом окончательное формирование пленочного кипения происходит при68- 71 , ухудшающее влияние стабилизируется,15 формула изобретенияСпособ получения низших олефиновпутем пиролиза углеводородногосырья в трубчатой печи с получениемпирогаза, охлаждением его в Б-об . разном закалочно-испарительном аппарате первой ступени подачей хладагента в паросепаратор и последующимохлаждением в кожухотрубном теплообменнике на второй ступени, о т 25 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью сокращения потерь целевых продуктов и повышения эффективности утилизации тепла пирогаза, охлаждениепирогаза на первой ступени ведут в 30 закалочно-испарительном аппарате,установленном наклонно к горизонталь-ной плоскости.1366521 Т а б л и ц а 2 Состав, мас.7 на пропущенное сырье Компоненты после 20 сутработы после 40 сут работы после 60 сут работыв началеработы 0,91 0,91 0,91 0,91 15,35 15,35 СН 4 15,43 22,4 22,5 22,4 СИ 22,4 5,5 5,6 5,6 1 6,2 16,1 16,1 16,0 0,8 0,8 0,82 0,82 11,2 11,3 11,2 11,0 Таблица 3 емпература пирогаза, С и концентрация целевого продукта, мас.7 при Н , град Ингредиенты 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 380 362 353 350 351 357 370 404 415 420 8 Ьх 2 1 , О 2 1 , 8 2 2 , 3 2 2 , 4 2 2 , 3 2 1 , 9 2 1 , 2 20 , 6 20 , 1 20 , О Составитель Н. БогдановаРедактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши Заказ 6771/23 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5