Способ получения олефинов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ р 11 Я 3023 Союз Советских Социалистических Республик.07,72 Государственный комитет Совета .Министров СССР ло делам изобретений пони 642 (088,8)(71) Заявител Иностранная фирмси Дзюкогио Кабусик (Япония) ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕфИН 4) СП кипения ниже 90 С,я лигроиновая фракц талличес- трубопроения 7, а которых ны ниже а лиролиза разные углеан, бутан, аеющие сред могу водо 72) АвторыизобретенияКазутоси Амано,Известен способ получения олефиновых углеводородов пиролизом углеводородного сырья в трубчатом реакторе при температуре выше 750"С с последующим охлаждением полученного продукта при скорости его подачи в зону охлаждения 20 кг/м,с, причем температура зоны перехода, продукта из камеры лиролиза в зону охлаждения должна быть маисимальна за счет внешнего обогрева.Недостатком известного способа является значительное коксообразование в зоне перехода, что вызывает растущие потери давления в указанном приспособлении для охлаждения, т. е. возрастающее давление у выходной части печи для пиролиза, разрушение ценного кре кированного газа и повышение скорости коксообразования в трубчатом реакторе пиролиза.С целью предотвращения коюсообразования температуру металлических частей зоны пере хода ттродукта пиролиза из камеры пиролиза в зону охлаждения, поверхности которых контактируют с крекированным продуктом, имеющим температуру выше 600 С и скорость не более 50 кг/мс, поддерживают не выше 500 С.В с качестве сырья для процес т быть, использованы газооб роды, например этан, проп е жидкие углеводороды, им не-объемную точкунапример низкокипяща ия нефти.В тех случаях, когда регенерация тепла не нужна, требуется ктроизвести лишь охлаждение крекированного газа, используют приспособление для быстрого охлаждения, в котором производится прямое вдув ание хладагента, Такое приспособление аригодно из-за простой конструкции.На фиг. 1 изображена схема установки с охлаждением путем прямого вдувания хлад- агента.Сырой углеводооодный материал, поступающий по трубопроводу 1, смешивается с водяным паром, поступающим по трубопроводу 2, подвергаемся пиролчзу при температуре 750 - 900 С в трубчато.л реакторе 3 печи 4 для пиролиза, образовавшийся крекированный газ проходит через соединительный трубопровод 5 и быстро охлаждается за короткий промежуток времени в приспособлении для охлаждения 7 путем вдувания по трубопроводу 6 хладагента, доводящего температуру до 200 С или ниже.В данном случае температуру меких поверхностей соединительноговода 5 и приепособления для охлажд в особенности тех поверхностей, умассовая скорость достигает величи6,75 0,34830 60 65 1,0 50 кг/мс, поддерживают ниже 500, предпочтительно ниже 450 С согласно изобретению. Это осуществляется, например, путем охлаждения внутренней части приспособления для охлаждения 7 при помощи охлаждаемого водой змеевика или охлаждаемой водой рубашки.В тех случаях, когда желательно регенерировать термическую энергию крекированного газа, используют многотрубный теплообменник, служащий для регенерирования термической энергии крекированного газа в виде водяного пара, находящегося под высоким давлением.На фиг, 2 изображена схема установки с осуществлением косвенного охлаждения при помощи теплообмена; крекиров анны й газ, подвергшийся пиролизу при 750 в 9 С в трубчатом реакторе 3 печи 4 для проведения пиролиза пропускается через соединительный трубопровод 5 и охлаждается до температуры 450 С или ниже в многотрубном охлаждающем теплообменнике 8 под действием хлад- агента, С другой стороны, термическая энергия крекированного газа выделяется в результате нагрева хладагента. В качестве хлад- агента обычно используется вода, которая выделяется в форме находящегося под высоким давлением водяного пара.Таким образом в соответствии с изобретением металлические поверхности соединительного трубопровода 5 и распределительной камеры 9 в косвенном теплообменнике 8, в которых массовая скорость ниже 50 кг/мс, охлаждаются до температуры ниже 500, предпочтительно ниже 450 С. Охлаждение может быть осуществлено при помощи охлаждаемого водой змеевика, который охлаждает внутреннее пространство распределительной камеры, или при помощи охлаждаемой водой рубашки,Метод быстрого охлаждения согласно изобретению может быть осуществлен также путем комбинирования прямого вдувания хлад- агента и многотрубного косвенного теплообменника, как это показано на фиг. 3 и 4,П р и м е р 1. Проводят пиролиз ных углеводородов состава, вес, %:СНСзв условиях, приведенных ниже.Подача сырого материала, т/чВесовое соотношение сырьяк водяному паруТемпература крекинга, СИзбыточное давление у выходного отверстия печи,кг/смПолучают высокотемпературный крекированный газ, состав которого у выходного отверстия печидля пиролиза следующий, вес. %: Крекированный газ, нагретый до 830 С, под,избыточным давлением 10 Н/м (1,0 кг/ /см) у выходного отверстия печи для пиролиза, быстро охлаждают, аропуская через приспособление для охлаждения 7, в котором происходит прямое вдувание хладагента, как показано на фиг. 1, до температуры 200 С. В качестве хладагента используют воду, температуру металлических поверхностей соединительного трубопровода 5 и приспособления для охлаждения, где массовая скорость меньше 50 кг/мс, поддерживают ниже 400 С.В результате этого на передаточном участке соединительного трубопровода 5 кокса не образуется так же, как и на передаточном участке приспособления для охлаждения 7. При осмотре через 30 дней кокса не обнаружено, не отмечается повышение давления у выходного отверстия реакционной печи, а также деструкция крекированного газа, удаляемого из выходного отверстия реакционной печи, и изменение его состава. Работа продолжалась в течение примерно 3 месяцев, до тех пор, пока не потребовалась остановка для обычного удаления кокса из трубчатого реактора для проведения пиролиза. П р и м е р 2. (сравнительный). Процесс продолжают вести, пользуясь той же аппаратурой, и в тех же рабочих условиях, что в примере 1, но без снижения температуры металлических поверхностей, На тех участках соединительного трубопровода и приспособления для охлаждения, где массовая скорость менее 50 кг/м с, а температура металлических поверхностей выше 500 С, образуется значительное количество коиса (при непрерывной работе 25 сут кокса образуется около 10 кг на 1 м), Повышенные потери давления в приспособлении для охлаждения вызывают повышение давления у выходного отверстия реакционной печи (избыточное давление повышается с 1,0 до 1,7 кг/см) и установка должна прекратить работу через 25 сут с начала работы.Через 24 сут после начала работы состав крекированного газа ухудшается, как это показано в табл. 1, из-за повышенных, потерь давления в приспособлении для охлаждения, и выход этилена снижается примерно на 20%. Пример 3, Высокотемпературный крекированный газ, полученный согласно примеру 1, нагретый при 830 С, под избыточным давлением 10 Н/м 11,0 кг/см) у выходного отверстия печи, подвергают быстрому охлаждению при помощи многотрубного охлаждающего теплообменника до 340 С, пользуясь воТаблица 1 Изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печиначалопроцесса Н 2СН,С,Н,С 4 Н 4 С 4 3,0 3,8 42,5 48,0 1,4 1,3 2,4 2,4 36,5 56,5 1,2 1,0 25 дой с температурой 320 С, Металлические поверхности распределительной камеры, приходящие в соприкосновение с крекированным газом, поступающим из входного отверстия теплообменника во входное отверстие распределительного трубопровода, обмотаны со стороны его верхней и нижней поверхностей охлаждаемым водой змеевиком. Через змеевик пропускается вода под,избыточным давлением (15 кг/см) с температурой 100 С. Для продолжения нормальной работы поддерживается температура почзерхностей распределительной камеры ниже 500 С.В этот момент массовая скорость, продукта, проходящего через соединительный трубопровод из трубчатого реактора для пиролиза к указанному теплообменнику, составляет менее 50 кг/м с,В результате этого на передаточных участках не происходит никакого коксообразования (образование кокса не отмечено после 90 сут работы, не отмечено повьгшение давления или изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи) и работу продолжают вести в течение примерно трех месяцев, до тех пор, пока установку останавливают для обычного удаления кокса из трубчатого реактора для проведения пиролиза.П р и м е р 4. При использованни той же аппаратуры и тех же рабочих условий, что в примере 3, работу продолжают вести без пропускания воды через охлаждаемый водой змеевик и без попыток снизить температуру металлических поверхностей.В результате происходит чрезмерное образование кокса на участках распределктельной камеры, где массовая скорость ниже 50 кг/мс, а температура металлических поверхностей превышает 500 С (после 20 сут непрерывной работы количество образова 1 вшегося кокса составляет 20 кг/мз), закупоривание входного отверстия охлаждающей трубы охлаждающего теплообменника, что вызывает потери давления в охлаждающем теплообмениике.Ибыточное давление у выходного отверстия печи повышается (с 1,0 до 1,7 т/см), что 20 6,0 1,0 40 Ниже приведен состав крекированного газа у выходного отверстия печи (вес. /ю) Н, 0,9 СН 4 15,6 С 2 Н 4 27,0 45 СН, 5,0 СЗ 16,5 С 10,0 С 5 25,050 Высокотемпературный крекированный газ,нагретый при 820 Г, под избыточным давлелением 1,0 кг/см 2 у выходного отверстия печи охлаждают до 380 С при помощи многотрубного охлаждающего теплообменника, поль зуясь для охлаждения водой, находящейсяпод избыточным давлением 150 кг/смз, с температурой 320 С. Внутренние металлические поверхности распределительной камеры 9, приходящие в соприкосновение с крекирован ным газом на путя между входным отверстим указанного теплообменника и входным отверстием трубопровода распределительной камеры, обматываются в верхней и нижней частях охлаждаемым водой змеевиком, Через 65 змеевик под давлением 15 кг/см при 100 С заставляет выключить установку после 30 сутработы.Таким образом из-за повышенной потеридавления в охлаждающем теплообменнике не 5 желательное изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи после29 сут работы оказывается сходным с нежелательным,изменением состава крекированного газа после 24 сут работы в сравнитель 10 ном опыте, описанном в примере 2; выходэтилена снижается примерно на 20%Пример 5. Для проведения пиролиза используют жидкие углеводороды (более летучие лигроины), имеющие следующую харак 15 теристику дистилляции и состав:Удельный вес 0,68Температура начала кипения, СТемпература отгонки50% по объему, С 80Конечная точка дистилля,ци,и, С 140Средне-объемная точкакипения, С 8025 Состав жидких углеводородов, вес, %:парафины 80нафтены 15ароматические соединения 530 Условия крекинга приведены ниже,Подач а сырого м атериала, т/чВесовое отношение сырьяк водяному пар 7 0,535 Температура чрекинга, С 820Избыточное давление у выходного отверстия печи,кг/смпропускается вода. Для продолжения нормальной работы поддерживается температура поверхностей распределительной камеры 9 ниже 500 С.Массовая скорость продукта, проходящего через соединительный трубопровод 5, составляет менее 50 кг/м с.На передаточных участках кокс не образуется и работа продолжается в течение четырех месяцев, до тех пор, пока установку выключают для обычного удаления кокса из трубчатого реактора для пиролиза.П р и м е р 6 (сравнительный). При использовании той же аппаратуры и при проведении крекинга в тех же условиях, что в примере 5, работу продолжаю вести без аодачи охлаждающей воды и без ее пропускания через охлаждаемый водой змеевик, а также без попыток снизить температуру металлических поверхностей.Чрезвычайно сильное образование кокса происходит в ра пределительной камере, в которой массовая, скорость менее 50 кг/мс, а температура металлических поверхностей выше 500 С (лосле 50 сут непрерывной работы коисообразование составляет 10 кг/мз), кроме того закупорено входное отверстие охлаждающего теплообменника на участке охлаждающих труб, что приводит к повышенной потере давления в схлаждающем теплообменнике. Избыточное давление у выходного отверстия печи повышается с 1,0 до 1,5 кг/смз, что заставляет прекратить работу установки через 50 сут.Таким образом, из-за повышенной, потери давления в охлаждающем теплообменнике происходит нежелательное изменение состава крекированного газа у выходного отверстияпечи по прошестчии суток, считая с начала работы, о чем свидетельствуют данные табл.2; выход этилена снижается примерно на 10%.5 Таблица 2 Изменение состава ирекнрованного газа у выходного отверстия печиКомпонент начало работы 15 20 25 Формула изобретения Способ получения олефинов лиролизом углеводородного сырья в трубчатом реакторе при 750 - 900 С с последующим охлаждением 30 полученного ародукта, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью предо ввращения коксообразования, температуру металлических частей зоны перехода продукта из камеры пиролиза в зону охлаждения, поверхности которых 35 контактируют с крекированным продуктом,имеющим температуру более 600 С и скорость не более 50 кг/мс, поддерживают не более 500 С. СНСа 114СС 4С,0,9 15,6 27,0 5,0 16,5 10,0 25,0 1,0 17,0 25,0 6,0 15,5 9,9 25,6Подписноев СССР аказ 1271,/5 пография, пр, Сапунова, 2 Изд.1319 Государственного комите по делам изобретении 113035, Москва, Ж.35, Рау