Способ получения углеводородного топлива и пека

(46) 23. (71) Кур Кайся ( 7 (72) Так Кенитиро Каваэое (53) 662 (56) Зая кл. С 10(54) НОГО (57) СПОСОБ П ТОПЛИВАИзобрете одороднотяжелогвключает кинг льныи наг-505 С в ечение 245 ев исходного рубчатом наг ет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭПАТЕНТУ еха Ка 6 ус икР)ааки Аиба Итака Сумида,Куматория и Кендзиро.75(088.8)вка Японии В 56-14 5978,О 9/36.т Японии И 57-15795,ОЛУЧ ЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДИ ПЕКАние касается проиэводстго топлива и пека для кродизельного топлива, Ппредваритесырья до 46ревателе в т Изобретение относится к способу те рмич ес к о го к рек ин га т яжело го д иэельного топлива с получением крекированного и ароматического пека,На фиг. 1 - 7 показаны диаграммы, характеризующие предлагаемый способ, и технологическая схема предлагаемого способа,Способ осуществляют следующим разом, Предварительно нагревают тяжелое эельное топливо до 460-505 С путе 801545946 А 3 605 с; подачу нагретого жидкого продукта в первый реакционный резервуар (РЗ) с одновременным вводом перегретого цо 400-750 С водяного парав его донную часть (время контакта30-300 мин); отделение от полученного пека жидкого продукта; об работкупоследнего в три ступени в трубчатомнагревателе и РЗ в аналогичных условиях. Регулирование на каждой ступени температуры нагретости жидкогопродукта при подаче его иэ трубчатогонагревателя в РЗ проводят так, чтобыона находилась между т, и Топре -деляемым по ф-лам: Т, = 400-100 ехр(-0,0856); Т =440-90 ехр (-0,085 е),где 6 - время от начала загрузки предварительно нагретого жидкого продукта, мин; Т - температура жидкого продукта, С, Способобеспечивает получение топлив с луч -шими свойствами и более гомогенногопека, Выход крекированного газа до5,5 Е, топлива до 64,17, черной смолыдо 31,1 Х. 7 ил 3 табл. пропуск рубчатый н605 с,ания этого топлива через тагреватель в течение 245 подают предварительно нагяжелое дизельное топливо и трубчатого нагревателя в первыи реакционный резервуар иэ множества реакционных резервуаровПосле завершения загрузки в этот реакционный резервуар осуществляют подачу предварительно нагретого тяжелого дизельного топлива во второй реакц онный резервуар из множества реакиснных резервуаров и в случае наличия не менее трех реакционных резервуаров - неирерывнун подачу предварительно нагретого тяжелого дизель - ного топлива иэ трубчатого нагрева 5 тсля в соответствующие иоследунщие ре он ционные ре эе рв уары, однов ременно вводят перегретый до 400-750 С пар при времени контакта 30-300 мин. Поддерживают температуру жидкой фазы тяжелого дизельного топлива в реак циснных резервуарах в течение загрузки этого топлива из трубчатого нагревателя в реакционный резервур между Т, и Т где Т, и Т соответственно определяются формулами т, = 400 - 100 ехр(-0,0850); (1) т,: 440 - 90 ехр(-0,0850), (2) 20 где с - время от начала загрузки предварительно нагретого тяжелогодизельного топлива, мин;Т - температура жидкого продукта в реакционном резервуаре,СР качестве тяжелого дизельного и остаточные масла термического кре -кинга, Термический крекинг тяжелогодизельного топлива осуществляется всистеме, включающей трубчатые нагре -атели и множество реакционных резервуаров одних и тех же размерови конструкции,На фиг. 1 показана температуражидкой фазы в реакционном резервуаре как функция времени, нафиг, 2 -скорость потока перегретого пара,вдуваемого в реакционный резервуар,как функция времени, причем р - мак -симальная скорость потока.Способ повышения темпе ра туры жидкой фазы в реакционном резервуареподдерживают на специально оговоренном урон не к ак, например, на фиг . 1,где температура жидкой фазы в реакционном резервуаре отложена по осиординат, а время от начала загрузки оставшейся основной части тяжелого дизельного топлива - ио оси абс 35 40 45 50 55 цис с,Р частнсстн, кривая 1 (Фиг, 1)югпострирус т изменение температурыжиш ой фазы н реакционном резервуаре топлива, используемого как исходноесырье в изобретении, могут быть ос - 30таточные масла от дистилляции приатмосферном или пониженном давлениях во времени (т.е. характер повышения и понижения температуры жидкой фазьс) в одном цикле предлагаемого способа (пример 1) и, как видно иэ кривых 1, 1 и 11, температуру жидкой фазы поддерживают между Т, и Т в любой момент времени от начала загрузки оставшейся основной части тяжелого дизельного топлива до окончания загрузки, при этом кривые 1 и 11 соответствуют формулам (1) и (2), Аналогичное положение по кривой 2, иллюстрирующей изменение Т во времени в опыте примера 2,Как результат поддержания Т в указанном диапазоне между Т, и Т впроцессе загрузки оставшейся основной части тяжелого дизельного топлива в реакционный резервуар,и после загрузки, достигается цель изобретения, заключающаяся в получении крекингового топлива благоприятного качества при максимально возможном выходе вместе с получением гомогенного пека с благоприятными свойствами в части коксообразования и с минимально возможным в количественном отношении слоем кокса в реакционном резервуаре и тем самым в обеспечении длительной устойчивой работы установ. ки термического крекинга тяжелого дизельного топлива (табл. 2 и 3, при меры 1 и 2), Крекинговое топливо, полученное по предлагаемому способу, богатое алифатическими углеводородами и, соответственно, пригодно в качестве мазута.В случае, когда Т не иоддс рживают в пределах между Т и Т, в частности на ранней стадии загрузки оставшейся основной части тяжелогодизельного топлива, а именно поддержание возрастающего характера Т нарушено в результате некоторого ошибочного регулирования указанных факторов, получают следующий результат.Кривая 3 (фиг. 1), представляющая изменение Т 1 ( С) в сравнительном примере 2 во времени, отклоняется вниз от кривой 1, характеризующей изменение Т , во времени, в частнос - ти на ранней стадии загрузки, как результат регулирования указанных факторов по сравнению с результатами регулирования в сравнительном примере 2 (табл. 1), вьсход крскингового топлива ниже, чем в примерах 1 и 2, хотя качество пека явпяетс я почтитаким же, кдк н прпср 1 х 1 и 2, д результаты демонстрируют более низкий промьппленный уровень способа н сравнительном примере 2 с учетом стоимости крекингоного топлива иогромного количества тяжелого дизельного топлива, подвергаемого термическому крекингу на производстве в промьппленном масштабеВ последней стддии термического крекинга пек, образованный н жидкой фазе реакционного резервуара, периодически отбирают на анализ для измерения температуры его размягчения, и в момент времени, когда точка размягчения пробы пека достигает заданного уровня, содержимое реакционного резервуара охлаждают смешением с холодным продуктом дляпрекращения термического крекинга,Предлагаемый способ дает большее количество крекингоного топлива благоприятного свойства в ниде мазута и более гомогенного пека при длительной стабильной работе установки термического крекинга благодаря использованию двух трубчатых нагревателей и двух реакционных резервуаров непрерывно и последовательно, поочередно, без образования значительного количества кокса вреакционном резервуаре.П р и м е р 1, Смесь остаточного масла, полученного путем дистилляции нефти при пониженном давлении, и остаточного масла, полученного дистилляцией нефти при пониженном давлении, имеющая уд, вес (15 С/4 С) 1,023, используется в качестве сырьевого материала, имеющего следующий состав, мас.Х: остаточный углерод Соцгайзоп 22,3; эола 0,14; сера 4, 25; азот 0,48.Сырье (тяжелое дизельное топливо), хранимое в резервуаре, нагретом до 1 50 С, нагревают н устройстве, содержащем дна трубчатых нагревателя и два реакционных резервуара (каждый с внутренним диаметром 300 мм и высотой 2000 мм), снабженных мешалкой, вращающейся со скоростью 50 об/мин (фиг, 3, где пока зана технологическая схема предлагаемого способа), при условиях, приведенных н табл. 1.В частности, 8,2 кг сырья, соответствующего час ти сырья, подвергнутой термическому крекингу эа один цикл в одном из двух реакционных 5946 6резервуаров, ннолят со с коростьюпотока (рдсходом 1 40 кг/ч н качестве первоначальной дгрузкн н первыйреак ционный ре зе рн уд р че ре з пе рныйтрубчатый нагреватель, где первоначальную загрузку предндрительно подогревают до 327 С, После этого ко -личество сырья, соответствующее ос -10тавшейся основной части сырья, подвергнутой термическому крекингу заодин цикл в реакционном реэернуаренаправляют из резервуара в первыйреакционный резервуар со скоростьюподачи 38 кг/ч в течение. 120 минчерез второй трубчатый нагреватель,огде сырье нагревают до 490 С.Одновременна с началом загрузкиосновной части сырья перегретый20 водяной пдр с температурой приблизительно 690 С и давлением 8 кгс/см(0,8 ИПа) вводят н первый реакционный резервуар через его донную частьс одновр.менным соблюдением задан 25 ной технологической программы(фиг, "), в результате ускоряетсятермический крекинг сырья, который уженачат, и крекинговый газ отводитсяиз первого реакционного резервуаравместе с водяным паром, Таким путемвыведенный газообразный продукт крекинга (к рек ингоный газ) превращается в крекинговое топливо и высококипящую фракцию в отдельном аппарате, при этом вькококипящ 1 ло фракциюнаправляют но второй трубчатый нагреватель в качестве рисайкла послесмешения с сырьем,Введение перегретого пара про 40должают до тех пор, пока температура размягчения материала, выходящего в первый реакционный резервуар(пек), не достигает 185 С н пределахзаданного диапазона 184 - 187 С,затем пек быстро подвергают смешению45с холодным продуктом (квенчингу) ивыводят из первого реакционного ре -зервуараХарактер изменения температурыжидкой фазы н первом реакционном50резервуаре во времени приведен накривой(фиг. 1 ) от начала загрузкиосновной части сырья до окончания отделения пека.После завершения загрузки основ -ной части сырья в первый реакционный резервуар те же самь 1 е технологические операции по ннолу первой загрузки и вводу основной части сырьясущестнляют на,втором реакционном рернуаре в течение второго пикла, а после окончания отделения пека иэ первого реакцисшного резервуара его переводят н запас до тех пор, пока не используют в следующем цикле (тре тий цикл) поток (н устройстве) .В частности, работа термического крекинга тяжелого дизельного топлива в устройстве осуществляется непрерывно поочередно, используя одиниэ днух реакционных резервуаров,ате риальный баланс и физическиесвойства полученного таким образомпека, а также толщина слоя кокса,образованного в первом реакционномрезервуаре н процессе термическогокрекинга иэ пека, представлены втабл. 2 и 3 соотнетственно,П р и м е р 2. Это же сырьеподвергают термическому крекингуаналогично примеру 1 за исключениемрабочих условий, приведенных нтабл, 1, Характер изменения температуры жидкой фазы в первом реакционном резервуаре изображен н видекривой 2 (фиг. 1), а результатытермического крекинга приведены нтабл, 2 и 3,П р и м е р ы 1 и 2 (сравнительные), То же самое сырье, что и впримере 1, подвергают термическомукрекингу в том же устройстве, чтои в примерах 1 и 2 при соответствующих рабочих условиях (табл, 2, сравнительные примеры 1 и 2 соответственно).Несмотря на то, что рабочие условия н сравните.п ных примерах 1 и 2почти одинаковы с условиями н примерах 1 и 2, характерны изменениятемпературы жидкой Фазы в реакционном резервуаре во времени н сравнительных примерах 1 (кривая 3) и 2(кривая 4), которые отличаются одинот другого и, кроме того, от примеров 1 и 2 соответственно н связи сразличием н рабочих условиях, нключа я и ук а за нные фа к торы.Результаты сраннительных примеров1 и 2 также представлены н табл. 2и 3 для сравнения г результатамипримерон 1 и 2,р и и е р 3. Тот же сырьевойматериал однергают термине.комукрекингу по примеруз и.клчениеи у чй, рпнеденных н табл, 15 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изменение температуры жидкой фазы н первом реакционном сосуде г. течением времени приведено на фиг,4 (кривая 5) от начала загрузки основ - ной части сырьевого материала до завершения извлечения черной смолы,П р и м е р ы 4 и 5. Тот же сырьевой материал подвергают термичес - кому крекингу так же, как н примере 1 за исключением следующих условий Функционированияприведенных в табл. 1. График изменения температуры жидкой фазы в первом реакционном сосуде приведен на Фиг. 5 в виде кривых б и 7, а результаты термического крекинга - и табл. 2 и 3В сравнительном примере 1 (табл. 3) температура жидкой фазы в первом реакционном резервуаре (фиг. 1 кривая 3) н течение загрузки, основной части сырья вьше, чем температура, определенная формулой (2), и характеризуется кривой 11 (фиг. 1) от начала загрузки благодаря нарушению н регулировке указанных факторов (табл, 1), содержание хинолиннерастворимого компонента н полученном пеке больше и размер оптически аниэотропного вещества, диспергированного в пеке (меэофаза), больше, чем в пеке, полученном в примерах 1 и 2, где температуру жидкой фазы н первом реакционном резервуаре поддерживают между т и Т определяемыми соответственно формулами (1) и (2) благодаря регулированию указанных факторов (таРл. 2 ). Результаты, проявляющиеся в свойствах пека, полученного в сравнительном примере 1, свидетельствуют о том, что пек значительно гетерогеннее, и с учетом толщины слоя кокса, образованного из пека в реакционном резервуаре, длительная стабильная работа установки термического крекинга тяжелого дизельного топлива не доказана в рабочих условиях сравнительного примера 1 в одном и том же реакционном резервуаре.С другой с ороны, хотя в сравнительном примере 2 не возникает никаких проблем н отношении свойств пека, полученного в сравнительном примере 1, где температура жидкой фазы н реакционном резервуаре (Фиг, 1, кривая 4) ниже температуры, определенной по формуле (1 ) и иллюс трируемой кривойпо меньшей иере от1 О545946 начала загрузки скиной части сырьяблагодаря нарущепию в регулировании упомянутых факторов , табл, 1 )выход крекингового топлива в сравнительном примере 2 ниже, чем в примерах 1 и 2 приблизительно на 2 мас.7,Формула изобретения 10 Способ получения углеводородного топлива и пека, путем термического крекинга тяжелого дизельного топлива, включающий предварительный нагрев исходного сырья до 460-505 С в трубчатом нагревателе в течение 245- 605 с, подачу нагретого жидкого продукта в первый реакционный резервуар с одновременным вводом перегретого до 400-750 оС водяного пара в его донную часть при,их непосредственном контакте в течение 30-300 мин с получением пека и отделением жицТаблицаРеакционные условия С рав н и тель ный примерН рим Этапы и различные факторы чальная загрузка; количество, кг,2 температура время нагреваСкорость загрузксырьевого матери я, сосновн части 8,9 0 Э 8,5,0 350 380 38,ла, кг ч ог С 9 78 480 90 485 ак цион 0 20 0 120 0 3 3,6900 12 2 128 5 0 130 17 0 12, 690 690 550 400 750 690 10 20 0 10 10 0 20 30 60 30 20 О пе 2 На выходе перво о трубчатого подогревателя а выходе нтротрубчатого подогревателя Температура основной частисырьевого материала, подаваемв первый реакционный сосуд,Время загрузки основной частисырьевого материзпа в первый рный сосуд минВремя реакции после завершения загрузки, мииИаксимальная объемная скоростьперегретого пара р на фиг. 2, би 7, кг/чТемпература перегретого пара, СВремя ВминВремя От минГрафик подъема и снккения темратуры жидкой фазы в первомреакционном сосуде, кривые (ФгНомер реактора кого продукта и последующей трехступенчатой обработкой его в трубча.том нагревателе и реакционном резервуаре в аналогичных условиях,отличающийс я тем, что,с целью повышения качества пека,процесс ведут при регулированиина каждой ступени температуры нагретого жидкого продукта при подачеего из тручатого нагревателя в реакционный резервуар таким образом,чтобы она находилась между Т 1 и Топределяемым по следуюпим формулам 15 Т 1 = 400 - 100 ехр(-0,085 с); Т = 440 - 90 ехр -00856),где 6 - время от начала загрузки 20 предварительно нагретого жидкого продукта, мин; Т - температура жидкого продукта./ з а Продукт 5 сравнительному Крекированный газКрекированноетопливоЧерная смола Таб лица 3 Свойства черной смолы и толщина коксового остатка в реакционном сосуде Сравнительные приме рыПока за тели Пример 1 2 2 3 185 186 186 186 184 . 185 185 18,0 1,0 0,8 0,7 1,0 0,9 2,2 0,7 с по я мм Определяют в соответствии с Промышленными Стандартами Японии (ПСЯ)КО,Определаот в соответствии с Промышленными Стандартами Японии (ПСЯ)К,Определяют под микроскопом,Точка размягчения, С"Содержание нерастворимой в хинолине компоненты,мас,ЕРазмер оптическианизотропных тел,микронТолщина коксового 5,3 5,0 4,8 5,5 5,3 5,3 5,364 е 0 64 э 1 64 э 0 63 ю 8 63 е 9 64 е 5 62 э 1 30 э 7 30 э 9 31 е 1 30 э 7 30 э 8 30 э 2 32 ф 7 17 е 7 1710 1812 1718 19 еО 1617 50-100 40-80 30-40 70-100 40-90 200-1000 30-505459 ц 6 с. Составитель Н,актор К. Йулла Техред А.Кравч гданова Коррек Гирняк Подпи бретениям аушская на 1 роизводств нно-издательский комбинат "Пат г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 аэ 498Я 1 П 11 Го гарстненног 113035