Способ определения распределения коксоотложения по длине технологического аппарата Советский патент 1991 года по МПК C10B55/00 

1

(21)4493305/26 (22) 10.08.88 (46)30.11.91.Бюл. №44

(71)Московский институт нефти и газа им. И.М. Губкина

(72)Ю.М. Жоров, В.Р. Грунвальд, Л.А. Ост- рер и А.Н. Вшивцев

(53)543.053(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1213414, кл. В 01 D 33/02, 1985.

Соколов B.C., Чесноков В.Б., Давыдов В.А. и др. Блокировка активных центров катализатора коксом. - I Всесоюзное совещание по проблемам дезактивации катализаторов. Уфа, 1985, с. 75-77.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОКСООТЛОЖЕНИЯ ПО ДЛИНЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АППАРАТА

(57)Изобретение относится к средствам контроля технологических процессов и аппаратов и может быть использовано в технологических процессах переработки углеродсодержащего сырья для определения распределения коксоотложения подлине аппаратов. Целью изобретения является

повышение точности определения распределения коксоотражения и упрощение процедуры за счет уменьшения числа измерений. Способ включает стадии отбора проб отложений с внутренних элементов аппарата с последующим определением содержания в них кокса и обработку полученных экспериментальных данных путем определения коэффициентов аппроксимирующего выражения. При этом отбор проб производят последовательно на входе в аппарат не более чем в двух его внутренних точках, отстоящих от входа на расстояние, составляющее 20-80% общей длины аппарата, и на выходе из аппарата, а распределение коксоотложенич определяют по выражению р/ро exp(bl+cl2), где/о - содержание кокса в произвольной точке, отстоящей на расстояние I от входа в аппарат; b - параметр, характеризующий скорость первичных процессов коксоотражения; с - параметр, характеризующий скорость вторичных процессов коксоотражения; ро - содержание кокса на входе в аппарат. 2 табл.

ЧИРе

О

ю

4 0

ю о

Изобретение относится к средствам контроля технологических процессов и аппаратов переработки углеродсодержащих веществ и может быть использовано в энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности для нахождения распределения коксоотложения в адсорберах для очистки природного газа, печах пиролиза, реакторах гидроочистки и платформинга, закалочно-испарительных аппаратах, и т.п.

В таких аппаратах на стенках и (или) зернах контактного материала откладывается кокс, что ухудшает условия тепло- и массопередачи, свойства контактного материала. В зависимости от количества отложенного кокса изменяют режим основного процесса или принимают решение о его прекращении и проведении окислительной регенерации для удаления кокса. При этом установлено, что коксоотложение меняется

по длине аппарата, иногда в десятки раз, и изменение может быть как монотонным, так и экстремальным, вследствие образования кокса в первичных процессах из компонентов сырья и во вторичных процессах из про- межуточных и конечных продуктов основного процесса,

Цель изобретения - повышение точности определения распределения коксоотло- жения и упрощение процедуры за счет уменьшения числа измерений.

Способ определения распределения коксоотложения по длине технологического аппарата включает стадии отбора проб отложений с внутренних элементов аппарата с последующим определением содержания в них кокса и обработку полученных экспериментальных данных путем определения коэффициентов аппроксимирующего выражения.

Способ осуществляют следующим образом.

Применяя операции отбора проб и их анализа на содержание кокса, измеряют за- коксованность pi на входе в аппарат, во внутренней точке И, отстоящей от концов аппарата на расстояние не менее 20% его общей длины, и на выходе из аппарата.

Если имеются предположения о существовании и расположении зоны экстремальной закоксованности, то в качестве внутренней точки в пробоотборахиспользуют точку, принадлежащую этой зоне. Такие предположения могут быть основаны, например, на результатах предыдущих исследований того же аппарата или на представлениях о химизме коксообразова- ния. Так, в крекинге тяжелого сырья коксо- гены являются компонентами сырья и можно ожидать наибольшего коксоотложения вблизи входа в аппарат. В реформинге кокс образуется из продуктов и коксоотло- жение может быть наибольшим у входа из аппарата. Для адсорбера по очистке природного газа кокс образуется из примесей растворителей ранее стоящих установок и накапливается в центре аппарата.

и

Затем находят относительную за- коксованность как отношение закоксованности во внутренней точке к закоксованности на входе в аппарат. Если относительная закоксованность не ниже 1/30 и не выше 30, используют аппроксимирующую модель с двумя параметрами для всего аппарата. В качестве такой модели рекомендуется следующее выражение exp(bl+cl2), в котором параметры b и с характеризуют скорость первичных

и вторичных процессов коксоотложения соответственно.

По полученным экспериментальным данным определяют b и с для всего аппара- та и находят распределение коксоотложения, положение экстремальной зоны, значение экстремальной закоксованности по выбранному выражению.

Если же Р(/РО лежит вне пределов от 0 1 /30 до 30, проводят дополнительное измерение в точке 12, отстоящей от трех использованных не менее чем на 20% общей длины аппарата. В этом случае параметры b и с находят для двух участков: от входа до 2 и 5 от i до выхода. Затем по полученным выражениям находят распределение кокса, зону экстремальной закоксованности, значение экстремальной закоксованности.

Проверка способа проведена по дан- 0 ным, полученным на промышленных и лабораторных аппаратах.

П р и м е р 1. В адсорбере для очистки природного газа длиной 8 м измерили коксо- отложение на входе в аппарат (ро 0,), 5 на расстоянии 2 м от входа (, ,,2 %) и на выходе (,,2 %). В точке И относительная закоксованность /91/ро 1,2и лежит в пределах от 1/30 до 30. Поэтому используем выражение 0 р (bl+cl ) для всего аппарата. Определив параметры (,135, ,25 ), получаем характеристики распределения коксоотложения, представленные в табл. 1. Наибольшее коксоотложение наблюда- 5 ется в зоне от 2 до 4 м и достигает 7,3%.

В табл. 2 приведены результаты применения способа для других технологических аппаратов.

Найдено:р1/р0 1,28, , , монотонный рост коксоотложения по длине, максимальная закоксованность на выходе 21 % (для реактора и платформинга).

Найдено /Э1/р0 30,,51 ,,49 закоксованность проходит через максимум, максимальная закоксованность в зоне от 40 до 50 м от входа составляет 0,42 % (для трубчатой печи пиролиза),

Найдено:/ 1//Эо 37, для области 0-40 м

,24 ,,27 10 , для области 40-55

0 м ,70 , с-1,89 , максимальная

закоксованность в зоне 30-50 м составляет

0,44% (для трубчатой печи коксования).

Таким образом, предложенный способ позволяет находить распределение коксоотложения по длине технологических аппаратов, находить зону экстремальной закоксованности, значение экстремальной закоксованности, повысить точность нахождения распределения за счет эффективного

5

5

выбора точек измерения, упрощает технологию, ограничивая число измерений. Формула изобретения Способ определения распределения коксоотложения по длине технологического аппарата, включающий отбор проб отложений и их анализ на содержание кокса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процедуры за счет уменьшения числа измерений, отбор проб с определением содержания в них кокса производят последовательно на входе в аппарат, не более чем в двух его внутренних точках, отстоящих от входа на расстояние, составляющее 20-80% общей длины аппа0

5

ратэ, и на выходе из аппарата, а распределение коксоотложения определяют по выражению

Р/РО ехр(),

где р - содержание кокса в произвольной точке, отстоящей на расстояние I от входа в

аппарат; - ----

Ро - содержание кокса ла.вхсдодаппат

. i. )ft,viJ.™nI

рат; -, -irP -йк I

b - параметр, хара ер1/гзу щий аско|

рость первичных пйоцвссвв кЬксчзх) тло|

жения;

с - параметр, характеризующий скорость вторичных процессов коксоотложения.

Таблица 1

Таблица 2