Способ получения олефинов

О П И С А Н И Е 332614ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК ПАТЕНТУ Зависимый от патентаМ, Кл, С 07 с 11/02 191290764/23-4) 5 влено иоритет 18.Х 11.1967,МА ВНР Ковитет по елам зобретений и открыти при Совете Министров СССРпубликовано 14.111.1972. Бюллетень1 Оата опубликования описднич 14.1 ч.1972 ДК 661.715.33(088.8) Авторы зобретения 11 но ес, Золтан Ндги,(Венгерская На Иностра р Асваниолаи естраицыЛасло Сзепеодная Респу еидел И Михалка) Заявитель цая фирмаФелгаз Кисерлети Иитезеодная Республика) ад СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНО 0 Блдгодаря влия иа выходе может обходимая длина чем в зцачительи 5 этм оказываегся трубы также ме что упрощает рег длине трубы загр ности, ишо повышенного давления не только уменьшаться иереакционной трубы, ириой мере, но в соответствии с достаточным для подогревд ьшее количество горелок, улпровку изменяющейся ио узки подогреваемой повсрхИзобретение относится к способу получения олефииовых углеводородов,Известен способ получения олефинов пцролизом углеводородов в трубчатой печи при температуре 750 в 9 С, давлении 1 - 3 атлт, времени пребывания углеводородов в зоне реакции 0,3 - 1,5 сек.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 атлт, 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 ио способам, применяемым при почти атмосферном давлении ца выходе, могут быть достигнуты также и при повьппениом 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 применсп повышенного давления на выходе. Следующим преимуществом изобретенияявляется то, что под воздействием повышенного давлсция ид выходе значительная часть находящегося в продукте реакции водяного 5 пара может коидеисироваться ири темсртуре выше 100 С, в результате чего затраты тепла значительно умеиьшгиотся и экономичность способа по отошео к известнымл чшается.10 Под влиянием повышенного давления идвыходе при одновременном увеличсшш подвода тепла длину отдельных труб в зоне реакции можно выбирать значительно короче, в результате этого падение давления во вре мя разложения может значительно уменьшиться. При повышенном давлении на выходе падение давления в зоне рдспада составляет только 20 - 40% падения давления пиролизцых труб обыкновенных известных печей.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 вы. ход этилена, необходимо повысить темпера туру расщепления и одновременно уменьшить время протекания реакции. Из этого вьиекает, что во время пиролиза протекают эндотермические реакции и могут быть достигнуты большие выходы этилена только путем су щестаенного 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 поедварительного подогрева и из одной или нескольких зоц 2 распада. От обычно выполненных зон предварительного подогрева, где иодводимый материал и водяной пар перегреваются выходящими из зоны расцеиления дымовыми газами до температуры 550 - 650 С, попадает смесь из сырьевого материала и водяного пара в трубу 3 для расщепления, расположенную в зоне расщепления, и состоящую из одной или нескольких труо. Преимущественно вертикально расположенную трубу или трубы закрепляю г сверху или снизу снаружи подогреваемой печной камеры и их можно вьцшмать в противоположном направлении. Трубы можно с помощью приваренного отрезка трубы к оооим концам подсоединять более целесооб. разно-последовательно в ряд, Выиочценцый 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 охлаэкдаюшим 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. Для того чтобы достигнуть больших изменений в нагрузке подогреваемых поверхностей,применяют горелки с различными мощностями в соответствии с различными нагрузками5 подогреваемых поверхностей (удельная тепловая нагрузка).Для подогрева горелки можно использо.вать все горячие газы, которые обеспечиваютво время сгорания температуру, необходимую10 для достиэкецця желаемоц нагрузки подогреваемой поверхности, т. е. содержат инертныекомпоненты только в небольших количествах,Для подогревания преим дцествецно можноиспользовать остаточные газы из устройства15 для разделения газов при производстве олефинов.Если охлаэкддющпй аппарат 4 выполненкак устройство для производства пара, томожно во время охлаждения получать пар в20 знд чцтельном количестве.Выходящие из устройства для производствацдра продукты реакции охлаждают в сдтураторс 5 в ц 1 эотцвотоке впускаемой горячей воды почги до температуры конденсации, в то25 время как зндчитепьная часть горячей водыиспаряется. Значительная часть водяногопара в смеси конденсируется при температуресвыше 100 С в тецлообмсиицке 6, в результазе чего его теплосодержацие можно выгодЗ 0 ио использовать. Насос 7 подает горячую воду в сатуратор от отстойной цистерны 8. Вместе с циркулиручощей в избытке в сатураторе горячен водой с водяным паром, кондецси.ровацным в теплообмеццике б, попадает в35 отстойную цистерну 8 часть жидкого продукга реакции. В цистерне 8 после отстаиванияконденсированной воды выступают отдельноягидкие п 1 эодукты, Появляющаяся реакцион.идя смесь попадает после дальнейшего40 охлажденияразделения жидкости и компрессии в приспособление для разделениягаза,П р и м е р 1. В опытной трубной печи, вкоторой в зоис расщепления установлены45 вертикально и подсоединенные параллельнотрубы для расщепления с внутренним дцаме.тром 50 и,я вводят в каждую трубу 320 кфракции бензина и 160 кг водяного пара,имеющего температуру кипения вдиапазоне50 40 - 160 С, в 1 час, Перегретую до темпера.туры 600 С смесь пз бензина и водяного параподают в трубу для расщепления, из которойоца после прохождения по трубе в течение0,7 сек выступает при температуре 800 С,55 Если давление ца выходе продукта расщепле.ния устанавливается на уровне 1,3 атл, тодля достижения максимального выхода этилена необходима длина отдельных трубокдля распада соответственно 57 лю, а падение60 давления в зоне распада 1 т,я. Для подогревдция трубок для распада служат расположенцгяе в двд 1 эяда 57 го 1 эелок, Горелки расположены по обеим сторонам трубок напротив друг друга так, что вдоль поверхности65 трубок облучение пламенем оказывается повозможности равномерным, Нагрузка подогреваемой поверхности уменьшается от входа до выхода трубки для распада от 26000 ккаг до 17000 ккал на 1 лс-/час,Выход продукта 1 в % от веса введенного оснзина)Водород 1,02 Метан 17,10 Этан 4,80 Этсслен 29,60 Бутадиен 4,70 Пентены 2,50 Гек сены 1.,90 Циклопептен+ииклопента.диен 0,70Пропан 0,60 Прошглен 15,90 Бутан 0,50 Бутилен 4,45 Гептены 0,73 Бензол 4,65 Тол уол 1,25 1(ондеггсат+ потери 960П р и м е р 2, Приведенные в примере 1 количества и состав смеси из бензина и во. дяного пара расщепляют в опытной печив трубе для расщепления, имеющей внутренгсггйс диаметр 50 лсм - в диапазоне температур 600 и 800 С; но давление на выходе расщепляемого продукта увеличивается до 4,3 атлс, а длину трубы уменьшают до 27 лс. Состав полученного таким образом продукта согласуется со значениями, приведеннгями в примере 1, в пределах точности измерений, Вследствие повьгшенного давления на выходе уменьшается падение давления в период рас. нада на 0,25 атлс и применяется только два ряда горелок по 27 штук. Нагрузка на нагреваемую поверхность изменяется от входа до выхода в пределах между 50000 и 40000 ккаг 1 лс-/час.Пример 3. В зоне расщепления трубной печи применяют трубу длиной 9 лс с внутреньпгм диаметром 68 лслс и трубу для расщепления длиной 17 лс, подсоединенную последоватсльно, с внутрешгим диаметром 50 лслс. В течение 1 час вводится смесь в составе 610 кг бензина и 305 кг водчного пара при температуре 600 С, Далее устанавливают давление па выходе продукта расщепления 4,3 атлс.С нагрузкой на подогреваемую поверхность вдоль трубы наибольшего диаметра в преде лах между 120000 и 75000 ккалг на 1 лс-"/часи вдоль трубы меньшего диаметра в пределах мекду 11000 и 60000 ккал выход продукта при продолжительности реакции 0,5 сек и прп выходной температуре 850 С будет следую щим св % от веса введенного бензина):Водород 0,98 Метан 16,80 Этан 4,40 Этилен 32,90 15 Пропан 0,60Пропилеи 15,25 Бутан 1,05 Бутилен 4,10Ьусадиен 4,90 Пентены 1,141 егсены 2,15 Циклопентен+циклопента.диен 0,40Гептены 0,63 25 Бензон 4,70Тол уол 1,10 1(о иден с ат+-потер и 8,90Для пареванпя трубы для расщепленияслужат два ряда горелок по 52 штуки, устаЗ 0 новленные вдоль трубы напротив друг друга.Падение давления в зоне расщепления равно 0,6 атлс. Путем уменьшения пли увеличения павлеил на выходе на 0,1 атлс имеет расщепляемый материал большее илп меньпгее вре.мя прохождения в зоне реакции, в результате чего выход этилена в обоих случаях уменьшается,Предмет изобретен ия40Способ получения олефпнов путем пиролп.за углеводородов прп повышенной температуре и давлении, времени пребывания в зоне реакции 0,3 - 1,5 сек, отличаюссссссссл тем, что, 45 с целью уменьшенич энергозатрат, процессведут при давлении 2 - 8 атлс, желательно 3 - 5 атлс, температуре на входе 550 - 650 и на выходе 760 - 880 С.Составитель С. ХованскаяРедактор В. Смирягина Техред А. Камышникова Корректор Н. ШевченкЗаказ 944/11 Изд.366 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография, пр, Сапунова, 2