Способ получения низших олефинов

(51)5 С 10 С 9/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР Ггй .1 САНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ 8262/31-003,8912.90. Бюеление нерганическ Р 48 техими(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕ(57) Изобретение касается олеф В в Изобретение относится к нефтехимии, к способу получения низших олефинов (этилена, пропилена, бутиленов) совместным пиролизом легкого и тяжелого углеводородного сырья, например, этака и бензина, пропана и газойля.Цель изобретения - снижение удельного расхода тепловой энергии на процесс и увеличение срока службы металлоконструкций реактора пиролиза.В данном способе легкое, более термоустойчивое сырье подают в уже реагирующую парогазовую смесь, образовавшуюся при разложении менее термоустойчивого тяжелого сырья и содержащую свободные углеводородные радикалы. Согласно радикально-цепному механимзу термического разложения гкого углевляют без снижением цесса обес сырья осущечто наряжуго уровня прньшение уделй энергии на перат печивае ьного р процес да тепл(56) Неф1980, РПатенкл. С 10 в частности способа получения низшихолефинов, применяемых в производствеполимерных материалов,. Цель - снижение удельного расхода тепловой энергии и увеличение срока службы металлоконструкций реактора пиролиза. Процесс ведут смешением тяжелого сырьяс разбавителем, раздельным нагревом легкого и тяжелого сырья, ихсмешением путем рассредоточенной подачи нагретого до температуры началаразложения легкого сырья по длинезоны реакции в 3-5 точках в частичноконвертированное тяжелое сырье с последующим совместным пиролизом, Способ позволяет снизить температурупиролиза на 10-30 С, а удельный расход тепловой энергии - на 16-2 1 отн.К1 табл. углеводородов свободные радикалы инициируют разложение углеводородных молекул легкого сырья, что позволяет достичь требуемой степени конверсии при более низкой температуре пиролиза, чем в известном способе.В свою очередь снижение температурного уровня процесса обеспечивает снижение удельного расхода. тепловой энергии на процесс и увеличение срока службы металлоконструкций реактора пиролизаКроме того, пиролиз леводородного стразбавителя, с35 Более низкая температура процессаспособствует также увеличению срокаслужбы металлоконструкций реакторапиролиза.5Последовательность осуществленияспособа применительно к конкретнымвидам сырья иллюстрируют примеры 3-6.П р и м е р 1. По известномуспособу на лабораторной усгановкепг 1 ролизу подвергают этан (фракции95 о СК) и прямогонный бензин (3 =(,5 кг/ч) смввмввюв с 0,1 кг/ч водяного пара (20 мас.%), парогазовуюсьесь нагревают до 650 С, а затемоподвергают высокотемпературному разложению (пиролизу) путем нагрева до870 С в течение 0,25 с. Степень конверсии этана составляет 67 Тяжелоеуглеводородное сырье - бензин в количестве 0,5 кг/ч смешивают с 0,15 кг/ч(30 мас.%) водяного пара, парогазов 1 ю смесь нагревают до температуры560 С и затем подвергают частичномуразложению путем нагрева до 790 Св течение 0,11 с. После этого обареагирующих потока смешивают в массовом соотношении 1: 1, при этом температура смеси на выходе из зоны реакции составляет 828"С, продукты пиролйза выводят из зоны реакции и поверг 4 ют закалочному охлаждению до 360 С.П р и м е р 2. По известномуспособу осущестнляют совместный пиролиз пропана (фракция 96) и атмосАбрного газойля (= 0,818, пределыкипения 160-225 С). Пропан в количестве 0,28 нм /ч (0,56 кг/ч) смешиваютс 0,17 кг/ч (30 мас. ) водяного пара,40парогазовую смесь нагревают до 610 Си затем подвергают высокотемпературному разложению путем нагрева до860 фС в течение 0,26 с. Степень кон 45версии пропана составляет 8 ЯЖ. Тяжелое углеводородное сырье - газойльв количестве 0,56 кг/ч смешивают с0 22 кг/ч (40 мас. ) водяного пара,)фпарогазовую смесь нагревают до 520 Си затем подвергают частичному разложе 50нию путем нагревания до 770 С в теочение 0,12 с. После этого оба реагирующих потока смешивают в массовомсоотношении 1:1, при этом температура смеси на выходе из .зоны реакции 55составляет 820 С, затем продукты пиролиза выводят из зоны реакции иподвергают закалочному охлаждениюдо 360 С,О Л р и м е р 3. По данному способу осуществляют совместный пиролиэ этана (легкое углеводородное сырье) и прямогонного бензина(тяжелое углеводородное сырье). Прямогонный бензин в количестве 0,5 кг/ч смешивают с 0,25 кг/ч водяного пара (50 мас,%), парогазовую смесь нагревают до 560 С и затем направляют в зону реакции, где подвергают дальнейшему высоко- температурному нагреву до 650 С и рассредотачивают по длине зоны реакции (в 4 точках соответствующих 20, 40, 60 и 80 . длины зоны реакции) ранными порциями (па 1,25 кг/ч)и подают в реагирующую смесь прямогонного бензина. После полного смешения обоих видов сырья температуру реагирующей смеси доводят до 850 С (общее время контакта и расчете на бензин 0,28 с), затем продукты реакции выводят из зоны реакции и подвергают закалочному охлаждению до 360 С.П р и м е р 4. По данному способу осуществляют совместный пиролиз пропана и газойля (характеристики сырья по примеру 2). Гаэойль в количестве 0,56 кг/ч смешивают с 0,34 кг/ч водяного пара (60 мас,Х), парогазовую смесь нагревают до 520 С и затем направляют в зону реакции, где подвергают дальнейшему высокотемпературному нагреву до температуры 820 С. Пропан в количестве 0,56 кг/ч нагревают до 610 С и рассредотачивают .по длине зоны реакции (аналогично примеру 3) равными порциями по 0,14 кг/ч и подают в реагирующую смесь гаэойля, Температуру реагирующей смеси в конце зоны реакции доводят до 820 фС, общее, время контакта в расчете на газойль 0,21 с. Затем продукты пнролиза выводят иэ зоны реакции и подвергают закалочному охлаждению до 360 ОС,П р и м е р 5. По предлагаемому способу осуществляют сонместный пиролиз этана и прямогенного бензина (характеристики сырья приведены в примере 1). Последовательность осуществления способа и параметры процесса аналогичны примеру 3, однако смешение осуществляют путем подачи нагретого до 650 С этана в реагирующую смесьфгазойля:в .в двух точках, соответствующих 30 и 60% длины реакционной зоны, равными порциями цо 0,25 кг/ч;16169 Пример Показатели 2 3 Температура пиролиза, СВыходи основных продуктов, мас.Ж, метановодородная Фракцияэтилен 870 860 850 820 850 850 850 820 820 820 16,6 22,4 15,1 19,0 20,3 23 ю 9 ЗбфО 24 еО ЗОВ 1 35 э 4 16,2 7,9 16,1 9,2 8,0 23,3 36,2 6,7 22,4 12,7 14,036 2 19,1 23,7 7 фб 17 ю 9 16 ф 4 15,624,015,7 пропилеибутилен-бутадиеновая Фракциягазообразование Удельный расход тепловой энергии на процесс, кЛж/кгю% Удельный расход условного топлива 3,186,0 бе 9 Зэ 4 7 э 279,0 86,2 79,0 2,5 2,981,0 85,7 3,5 5,0 7,086,6 74,2 78,6 7,779,1. 2910 3820 3210 3240 2880 3160 3200 3260 2800 2860- в трех точках, соответствующих25, 50 и 757 длины реакционной зоны,равными порциями по 0,17 кг/ч;- в пяти точках, соответствующих20, 35, 50, 65 и 80 Х длины реакционной зоны, равными порциями по О, 1 кг/ч,П р и м е р 6. По данному способу осуществляют совместный пиролиэпропана и атмосФерного газойля (характеристики сырья приведены в примере 2). Последовательность осуществления способа и параметры процесса аналогичны дримеру 4, а параметры смешения потоков легкого и тяжелого углеводородного сырья - примеру 5,Показатели процесса по примерам1-6 приведены в таблице,Из приведенных в таблице данныхследует, что при совместном пиролизе 20этана и бензина, а также пропана игазойля по данному способу, температура пиролиза по сравнению с известнымспособом снижается на 10-30 С, аудельный расход тепловой энергии на 25процесс и удельный расход топливана единицу перерабатываемого сырья -на 21-16 отн.%, Однако, если легкоеуглеводородное сырье подается насмешение с реагирующей смесью тяжелого углеводородного сырья менее, чемв трех точках по длине реакционнойзоны (примеры 5 а н ба), наблюдаетсясущественное снижение выхода этилена,суммы низших олеФинов и газообразования. Это объясняется тем, что при по 54 бдаче относительно большой порции относительно "холодного" сырья в реагирующую смесь происходит частичная "закалка" последней, приводящая к исчезновению инициирующих реакций распада свободных радикалов. В этом случае необходимо увеличение температуры пиролиза, что не отвечает цели изобретения. Таким образом, реализация данного способа получения низших олеФинов совместным пиролиэом легкого и тяжелого углеводородного сырья позволяет уменьшить удельный расход топлива на процесс и увеличить срок службы металлоконструкций реактора пиролиэа. Формула изобретенияСпособ получения низших олеФйнов, включающий смешение тяжелого сырья с разбавителем, раздельный нагрев легкого и тяжелого сырья, их смешение и совместный пиролиз, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения удельного расхода тепловой энергии и увеличения срока службы металлоконструкций реактора пиролиза, смешение легкого с тяжелым сырьем осуществляют путем рассредоточенной подачи нагретого до температуры начала разложения легкого сырья по длине зоны реакции в 3-5 точках в частично конвертированное тяжелое сырье.161 б 954 Продолжение таблицы гПример Показатели 14 016 0,16 0,16 0,14 О,14 14 9 016 01 фПри пиролизе легкого углеводородного сырьяф На 1 кг смеси легкого и тяжелого углеводородного сйрья 1 ф С учетом термического КПД установки 603. Составитель Н. Богдановактор М, Недопуженко Техред Л,Сердюкова Корректо ончаков аказ 4096 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 1 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 на единицубатываемогок 1/кгпв фф рера ырья