Способ пиролиза углеводородного сырья

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ф " 80 55 СПУБЛИН (9) (31) 6 8 юС 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ ИТЕТ ССЙ И ОТНРЫТИ Й ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) СПОСОБ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ путем смешения его с падающим потоком мелкозернистого теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности процесса, образующуюся смесь подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя со скоростью в 20- 40 раз превышающей скорость витания частиц теплоносителя.Способ относится к нефтеперерабатывающей, нефтеимической, энергетической и химической отраслям промьпцленности 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 1 О (газовзвеси) ,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 21По этим способам, нагретый до высокой температуры мелкозернистый тепло-; носитель подают вместе с перерабаты- О ваемым сырьем в верхнюю часть вертикального трубчатого реактора и выводят из него в виде. разреженного падающего потока вместе с продуктами пиролиэа снизу реактора. 5Недостатками 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) скоростей40 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 теплоно 45 сителя и увеличение интенсивности процесса теплообмена между ними (твердым мелкозернистым теплоносителем и распыпенным сырьем) .Цель достигается тем, 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 энергии1потока 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 - 120 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 Т -Тп составляет 10- 15 С (например,. Т = 850 С, Тп = 835- 840 С) .При уменьшении соотношения скоростей меньше 20 разность температуроТ -Т составляет 100-110 С, а при т пувеличении соотношения больше 40 разность температур Т 1 -Тп составляет 10-15 С, т.е, дальнейшее увеличение соотношения скоростей приводит к. дополнительным затратам энергии без увеличения интенсивности процесса теплообмена.На чертеже показана схема способа пиролиза углеводородного сырья.Теплоноситель подают в верхнюючасть реактора 1, куда через форсунку 2 впрыскивают распыленное пиролизуемое сырье. Смесь сырья и теплоносителя со скоростью, пре.ышающей 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 дозирую- щего устройства 4. Поддерживаемый уровень теплоносителя предотвращаетз 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, а в основном - 10 при ударе потока в слой теплоносителя, его развороте и в обратном отраженном потоке газовэвеси,Поверхность слоя теплоносителя при этом непрерывно обновляется за 15 счет его поступления сверху и вывода снизу иэ 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 мазутаВыход, вес.7в пересчетена мазут емператуВыход индивидуальногокомпонента, вес,й, впересчете на мазут Время реаги- рования, с Способ нагрева сырьяра пиролиза, С газ дистил- кокс Н С Н С 6 Нарома- тики 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 выходатаких 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 при 8,9 1,65 19,4 3,5 4,816,8 1,8 23,7 4,8 6,1558526СоставительРедактор Л. Письман Техред М.Надь Корректор О.Бил Тираж 5 цб ПоГосударственного комитета ССам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб.,2/ДВНИИЙИ сное 5,ч/5 Патент", г.ужгород, ул Филиал тиара,4