СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПИРОГАЗА Советский патент 1995 года по МПК C10G9/00 C07C4/04 

Изобретение относится к способам получения этилена пиролизом углеводородного сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является снижение температуры закалки, уменьшение потребления свежего закалочного масла и его потерь.

На фиг.1 и 2 изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Пирогаз по линии 1 направляют в закалочно-испарительный аппарат 2. Далее пирогаз (450^оС) по линии 3 направляют в аппарат 4 масляной закалки, куда по линии 5 впрыскивают часть циркулирующего закалочного масла (70^оС). Выходящий из аппарата 4 по линии 6 с температурой 180^оС суммарный поток (пирогаза и закалочного масла) подают в колонну 7. В эту же колонну по линии 8 подают балансовое количество циркулирующего закалочного масла. Сверху колонны по линии 9 выводят пирогаз (110^оС), направляемый на дальнейшую переработку. Из куба колонны 7 по линии 10 отводят циркулирующее закалочное масло, которое проходит через промежуточную емкость 11 и фильтр 12 для отделения крупных частиц кокса, и далее насосом 13 через холодильник 14 направляют в аппарат 15, куда подают по линии 16 изопентан и/или н/пентан в количестве 50-100 мас. к циркулирующему маслу. В аппарате 15 (при 0-36^оС) происходит высаживание смол из циркулирующего закалочного масла. Из аппарата 15 смесь циркулирующего закалочного масла, углеводорода С₅ и высаженных смол направляют на фильтр 17, откуда по линии 18 выводят осажденные смолы, а по линии 19 выводят смесь изопентана и/или н-пентана и циркулирующего закалочного масла и подают в колонну 20 на разделение. Сверху колонны 20 отводят изопентан и/или н-пентан и возвращают его по линии 16 в аппарат 15, а из куба выводят циркулирующее закалочное масло и по линии 21 через холодильник 22 направляют в колонну 7 и аппарат 4. Содержание смол в масле составляет 2,7-3,5 мас. Для компенсации потерь циркулирующего масла, которые происходят при выводе из цикла высаженных смол, предусмотрена подача свежего масла по линии 23.

Примеры конкретного выполнения приведены в расчете на 1 г этилена, содержащегося в пирогазе.

П р и м е р 1 (известный способ). Пирогаз по линии 1 направляют в закалочно-испарительный аппарат 2. Расход пирогаза составляет 1000 кг/ч в расчете на этилен. Количество смол, содержащихся в пирогазе, 22 кг/ч. Температура пирогаза, выходящего из аппарата 2 по линии 3, составляет 450^оС. Его подают в аппарат 4 масляной закалки, куда по линии 5 впрыскивают часть 6000 кг/ч (80%) циркулирующего закалочного масла с температурой 70^оС. Общее количество масла в системе охлаждения пирогаза 7500 кг/ч. Выходящий из аппарата 4 по линии 6 суммарный поток (пирогаз с циркулирующим закалочным маслом), имеющий температуру (температура закалки) 200^оС, подают в колонну 7. В эту же колонну по линии 8 подают балансовое количество 1500 кг/ч (20%) циркулирующего закалочного масла. Сверху колонны по линии 9 выводят охлажденный до 115^оС пирогаз, который направляют на дальнейшую переработку.

Из куба колонны 7 по линии 10 отводят циркулирующее закалочное масло (7500 кг/ч) с температурой 200^оС и подают в промежуточную емкость 11. Далее масло проходит через фильтр 12 для отделения крупных частиц кокса и насосом 13 по линии 14 возвращают через холодильник 15 в колонну 7 и аппарат 4. Поддержание концентрации смол не более 9 мас. производят путем замены части циркулирующего закалочного масла свежим. По линии 16 из цикла выводят часть циркулирующего закалочного масла (отработанное масло) в количестве 242 кг/ч (в том числе 22 кг/ч смол) и направляют на сжигание, а по линии 17 вводят в цикл свежее масло в количестве 220 кг/ч. Свойства продуктов приведены в табл. 1. Этим в настоящее время обеспечивается бесперебойная работа узла в течение времени между плановыми остановками. Показатели процесса даны в табл. 2.

П р и м е р 2. Процесс осуществляется по примеру 1. Отличие заключается в том, что отработанное масло не выводят из цикла, а свежее не вводят в цикл. Это приводит к тому, что не происходит поддержания концентрации смол на уровне 9 мас. и к нарушению технологических условий охлаждения пирогаза. В этом случае за 30 ч работы количество смол в циркулирующем масле достигает 18 мас. вязкость системы возрастает до 14,2 сст, температура пирогаза 200^оС и 120^оС соответственно на выходе из аппарата 4 и колонны 7. Происходит забивка теплообменного оборудования и трубопроводов на линиях циркуляции масла. Показатели приведены в табл.2.

П р и м е р 3 (по описываемому способу). Пирогаз (количество и состав такой же, как и в примере 1) подают по линии 1 в закалочно-испарительный аппарат 2. Далее пирогаз с температурой 450^оС по линии 3 направляют в аппарат масляной закалки 4, куда по линии 5 впрыскивают часть 6000 кг/ч (80%) циркулирующего закалочного масла с температурой 70^оС. Общее количество закалочного масла в системе охлаждения пирогаза 7500 кг/ч. Выходящий из аппарата 4 по линии 6 суммарный поток (пирогаза и закалочного масла) направляют в колонну 7. В эту же колонну по линии 8 подают балансовое количество 1500 кг/ч (20% ) циркулирующего закалочного масла. Сверху колонны 7 по линии 9 выводят пирогаз и направляют на дальнейшую переработку. Из куба колонны 7 по линии 10 отводят циркулирующее закалочное масло в количестве 7500 кг/ч с концентрацией смол 9 мас. (675 кг/ч смол) и направляют в промежуточную емкость 11, фильтр 12 и далее насосом 13 через холодильник 14 направляют в аппарат 15, куда по линии 16 подают н-пентан в количестве 7500 кг/ч, т.е. 100% от масла. В аппарате 15 при 20^оС происходит высаживание смол из циркулирующего масла. Из аппарата 15 смесь циркулирующего масла, углеводорода С₅ и высаженных смол направляют на фильтр 17, откуда по линии 18 выводят осаждение смолы в количестве 472 кг/ч (70% от содержащихся в масле), а по линии 19 выводят смесь н-пентана и циркулирующего закалочного масла и подают в колонну 20 на разделение. Сверху колонны отводят н-пентан и возвращают его по линии 16 в аппарат 15, а из куба выводят циркулирующее масло и по линии 21 через холодильник 22 направляют в колонну 7 и аппарат 4. Концентрация смол составляет 2,7 мас. (203 кг/ч). Температура закалки, т.е. потока на выходе из аппарата 4, составляет 180^оС, а пирогаза из колонны 7-110^оС.

Равнозначный эффект по осаждению смол, т.е. по поддержанию заданной концентрации смол в циркулирующем масле, получается при использовании изопентана или н-пентана, а также их смесей в любом соотношении. Изменение температуры в интервале 0-36^оС не оказывает существенного влияния на процесс. Повышение температуры нецелесообразно из-за увеличения летучести углеводорода С₅, а снижение нецелесообразно по экономическим соображениям ввиду повышения затрат на охлаждение смеси, находящейся в аппарате 15.

Вместе со смолами уносится 47 кг/ч масла (10% от высаженных смол), для компенсации потерь по линии 23 в цикл вводят 47 кг/ч свежего масла. Узел охлаждения работает бесперебойно. Показатели приведены в табл.2.

П р и м е р 4. Процесс охлаждения пирогаза ведут по примеру 3. Отличие заключается в том, что в аппарате 15 по линии 16 подают 3750 кг/ч (50% от циркулирующего масла) изопентана. Узел охлаждения работает бесперебойно. Концентрация смол в циркулирующем масле составляет 3,5 мас. Показатели процесса приведены в табл.2.

П р и м е р 5. Процесс охлаждения пирогаза ведут по примеру 3. Отличие заключается в том, что в аппарат 15 по линии 16 подают 7500 кг/ч (100% от циркулирующего масла) смеси н-пентана с изопентаном, взятых в соотношении 1: 1 по массе. Узел охлаждения работает бесперебойно. Концентрация смол в циркулирующем масле составляет 2,7 мас. Свойства циркулирующего масла и показатели процесса аналогичны полученным по примеру 3.

П р и м е р 6. Процесс охлаждения пирогаза ведут по примеру 4. Отличие заключается в том, что в аппарат 15 по линии 16 подают 3750 кг/ч (50% от циркуляционного масла) смеси н-пентана с изопентаном, взятых в соотношении 1:1 по массе. Узел охлаждения работает бесперебойно. Концентрация смол в циркулирующем масле составляет 3,5 мас. Свойства циркулирующего масла и показатели процесса аналогичны полученным по примеру 4.

Как видно из представленных данных, описываемый способ охлаждения пирогаза в сравнении с известным позволяет за счет поддержания концентрации смол в циркулирующем закалочном масле на уровне 2,7-3,5 мас. снизить температуру закалки, резко сократить (в 5-6 раз) потребление свежего закалочного масла, сократить его безвозвратные потери, что весьма важно в свете всевозрастающего дефицита и удорожания светлых нефтепродуктов. Снижение температуры закалки уменьшает протекание вторичных реакций уплотнения продуктов пиролиза углеводородного сырья, облегчает дальнейшее разделение пирогаза. Кроме того, более низкое содержание смол в масле является гарантией стабильной работы теплообменной аппаратуры, позволяет увеличить кратность циркуляции закалочного масла в системе.

Поддержание концентрации смол в масле менее 2,7 мас. нецелесообразно, т. к. требует большего количества углеводородов С₅, что приводит к увеличению энергозатрат на разделение закалочного масла и углеводорода С₅. Снижение количества подаваемого углеводорода С₅ (менее 50% к маслу) приводит к увеличению концентрации смол более 3,5 мас. что нецелесообразно, т.к. характеристики масла приближаются к свойствам отработанного продукта.

СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПИРОГАЗА путем подачи его в закалочно-испарительный аппарат и последующего прямого контакта с циркулирующим закалочным маслом в аппарате масляной закалки и колонном аппарате при поддержании концентрации смол в масле на определенном уровне, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры охлаждения, уменьшения потребления свежего закалочного масла и его потерь, циркулирующее закалочное масло смешивают с 50 100 мас. изопентана и/или н-пентана при поддержании концентрации смол в масле, равной 2,7 3,5 мас. с выводом осажденных смол из смеси и отделением изопентана и/или н-пентана от циркулирующего масла перед прямым контактом последнего с пирогазом.