Способ определения коксуемости углеводородного сырья Советский патент 1984 года по МПК C10G9/00 G01N31/12 

Изобретение относится к нефтехимической промьпиленности, а именно к спосЬбу определения коксуемости сырья при получении низших олефинов пиролизом углеводородного сырья

Известно, что интенсивность коксоотложений при пиролизе различных углеводородных фракций зависит от ряда факторов - температуры раакиии, времени пребывания сырья в зоне реакции, разбавления пиролизуёмого сырья водяным паром, температурами отгона 50%-ного сырья и концом кипения фракции, а также химическим составом т.е. содержанием изо- и нормальных парафинов нафтенов„ ароматики и т.д. Г1

Однако коксуемость трубного пространства закалочно-испарительных аппаратов и пирозмеевйков является основной причиной небольшого пробега печей пиролиза, а увеличение ; вязкости закалочного масла, по-видимому, находящейся в прямой зависимости от коксуемости сырья, может привести к аварийному останову всего комплекса. Поэтому данные по коксуемости того или иного видов сырья очень важны для процессов пиролиза.

Известен способ определения коксуемости углеводородного сырья путем его пиролиза с последующим выжигом образующихся коксовых отложений кислородом до СО, и Н.О,.последующего улавливания jE вyoкиcи углерода в поглотителе раствором баритовой воды, и оттитрирования избытка соляной кислотой в присутствии фенолфталеина,2.

Недостатком способа является его продолжительность (до 180 мин), невысокая точность определения и невозможность идентификации характеристик выжигаемости кокса, обусловленных его структурой.

Цель изобретения - сокращение времени определения коксуемости углеводородного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коксуемости углеводородного сырья, включающему его пиролиз, выжиг образующихся коксовых отложений кислородом и анализ выделившихся газов, пиролиз углеводородного сырья и выжиг образующихся коксовых отложений осуществляют при .импульсной подаче углеводородного сырья и кислорода и газы выжига дополнительно подвергают каталитическому .гидрированию с получением метана, по количеству которого судят о коксуемости.

В качестве катализатора гидрирования может быть использован любой известный катализатор.

Способ позволяет уменьшить время определения коксуемости углеводородного сырья от 3-4 ч до 2040 мин. Это достигается за счет определения количества кокса путем каталитического гидрирования СО и СО в газах регенерации -до метана определяемого, например, хроматографически с детектором ионизации пламени. Такой метод определения коса обладает высокой чувствительноетью и точностью, что позволяет работать с микроколичествами кокса и Соответственно требует кткроколичеств углеводородного сырья для пиролиза.

Согласно изобретению выжиг кокс осуществляют серией последовательных микроимпульсов равных количест кислорода, причем при каждом импул.се выжигаются различные количества кокса, что обусловлено различной природой кокса по слоям отложений. Выжиг кокса микроимпульсами кислорда продолжают до. полного исчезновения метана. Общее содержание кокса определяют суммированием количеств кокса выжженых за каждый микроимпульс .

Кривые зависимости количества выжженного кокса в каждом импульсе от количества импульсов кислорода хорошо воспройзводил«л от опыта к опыту и в значительной степени зависят от используемого вида углеводородного сырья. Такие кривые отражают влияние природы сырья на характер коксоотложений и их выжигаемость.

Пример 1. Пиролиз проводят на лабораторной импульсной установке , которая по температурному профилю и времени пребывания сырья в зоне реакции моделирует промышленную печь пиролиза.

Установка состоит из реактора металлической трубки (1000 х 10 х 1,25 мм), обогреваемой электроспиралью. Последовательно к реактору через тройник и вентиль подсоединен конвертор - металлическую трубку (2.50 X 6 X 1,25 мм), заполненную катализатором гидрирования. Конвертор обогревается электроспиралью. Через распределительную головку реактора на импульсную установку подают инертный газ-носитель В конвертор подается водород. Микроимпульс пиролизуемого жидкого сырья равен 5 мкл, импульс кислорода - 2 мл.

Перед началом процесса пиролиза устанавливают скорость газа-носителя на выходе иэ реактора, необходимую д/.я обеспечения времени пребывания сырья в зоне реакции О,5 с и оптимальную температуру в реакторе (750, 830.) и конверторе

(). Отсоединяют конвертор от реактора при помощи вентиля и впрыскивают в поток газа-носителя через распределительную головку микроимпульс пиролиэуемого сырья. При необходимости определения состава пирогаза отбирают его при помощи тройника после реактора и исследуют хроматографическим методом с детектором ионизации пламени. Затем открывают вентиль и соединяют реактор с .конвертором. Устанавливают скорость газа-носителя на выходе из конвертора в 20 раз меньше, чем при пиролизе, и через распределительную гЬловку реактора подают импульс кислорода (воздуха). Отбор метана осуществляют 45-55 с, фиксируемых секундомером, включенным в момент ввода кислорода (возт

.духа). .

Метан анализируют хроматографическим методом с детектором ионизации пламени. Количество кокса. Условия пиролиза

Т

Т 750°С Количество импульсов

Время ол1ределения, мин Т 830°С 0,0342 0,0191 Т Количество импульсов ESSl 2 SIf3b -1водород 2,5 Время определения, мин

Известно, что в присутствии водорода при пиролизе углеводородного сырья кокса образуется меньше, чем ||без водорода.

На фиг. 1-5 изображены характп ристики выжигаемости кокса ,соответственно образующегося при пиролизе

образующегося при пиролизе углеводородного сырья, эквивсшентно суммарному количеству метана, содержащегося в каяэдом импульсе. Выжиг повторяют до прекращения, образования метана. Процесс пиролиза и

выжиг кокса занимают 20-40 мин времени. Количество кокса, образующегося при пиролизе данного сырья, условия пиролиза и характеристики

0 выжигаеморти кокса, определяемое его структурой, приведены в таблице и изображены на фиг. 1-5.

Пример 2. Процесс пиролиза и выжиг кокса проводят в усповиg ях примера 1, с той лишь разницей, что пиролиз проводят в присутствии водорода в мольном отношении к газу-носителю 2,. Количество кокса, образующегося при пиролизе различного сырья в присутствии водоро0да, условия пиролиза и характеристики выжигаемости кокса, определяемые его структурой, приведены в таб.лице и изображены на фиг. .1-5.

Пример 1 0,1452 0,2781 .0,1021

0,3277 1,6083 6 9 5 11 41

40

25

20

30

Пример 2

гидрированной GS фракции пиробензина,- широкой гексановой фракции, прямогонного бензина фракции НК-18о С, прямогонного бензина фракции НК-160 С осветленного пиперилена, где 1 - термический пиролиз/ 2 - гидропиролиз. Количество кокса, образуквдегося при пиролизе различного углеводородного сырья при f 0,5 с 526 0,0080 0,1271 0,3404 7 13

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОКСУЕМОСТИ У ГЛЕЮ ДОРОДНОГО СЫРЬЯ, вклю- , чаюгций его пиролиз, выжиг образующихся коксовых отложений Кислородом и анализ выделившихся газов, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определеНИН, пиролиз углеводородного Сырья и выжиг образуюцихся коксовых отложений осуществляют при импульсной подаче углеводородного сырья и.кислорода и газы выжига дополнительно подвергают каталитическому гидрированию с получением метана, по количеству которого судят о коксуемости. Ы М Ф оо