Способ пуска реактора гидрирования установки получения олефинов Советский патент 1992 года по МПК C07C7/167 

Изобретение относится к производству низших олефинов, в частности к способу пуска установки для получения этилена и пропилена, что может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ пуска установки для получения олефинов, при котором пуск реактора гидрирования ацетиленистых углеводородов осуществляют путем разогрева его до температуры начала реакции олефи- новой фракцией, направляемой в реактор для гидрирования, в подогревателе, установленном на входе в реактор, последующей подачи водорода в реактор с постепенным увеличением его расхода до требуемого. При этом некондиционную олефиновую (этан-этиленовую или пропан-про- пиленовую) фракцию после реактора до получения удовлетворительных анализов по содержанию ацетиленистых углеводородов направляют в качестве рецикла на вход в змеевики пиролизных печей.

Известен также способ пуска установки получения олефинов, при котором пуск реактора гидрирования ацетиленистых углеводородов осуществляют в следующей последовательности: подача олефиновой (этан-этиленовой или пропан-пропилено- вой) фракции в реактор со сбросом ее в топливную сеть или на факел; разогрев реактора до температуры начала реакции путем нагрева фракции, подаваемой в реактор, в подогревателе, установленном на входе в реактор; подача водорода в реактор и постепенное увеличение его количества с обеспечением полного гидрирования ацетиленистых углеводородов, с достижением требуемых показателей по содержанию ацетиленистых углеводородов на выходе из реактора подача этан-этиленовой (пропан-пропиленовой) фракции в этиленовую (пропиленовую) колонну.

Общим недостатком известных способов являются высокие затраты энергии.

Цель изобретения - снижение потребления энергии.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу пуск реактора каталитического гидрирования ацети00

С

vi

GJ СЛ

2

ленистых углеводородов осуществляют в следующей последовательности: разогрев реактора путем нагрева хладагента, циркулирующего в межтрубном пространстве реактора, в дополнительном подогревателе; одновременная подача олефиновой (этан- этиленовой или пропан-пропиленовой) фракции и водорода в требуемом соотношении их расходов; подача прогидрированной этан-этиленовой (пропан-пропиленовой) фракции в этиленовую (пропиленовую) колонну для выделения этилена (пропилена); по мере роста температуры в реакторе перевод хладагента на охлаждение продуктов реакции с одновременным прекращением работы дополнительного подогревателя.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Этан-этиленовая (пропан-пропилено- вая) фракция поступает из деэтанизатора (депропанизатора) по трубопроводу 1 и после смешения с водородом, поступающим с узла глубокого охлаждения пирогаза по трубопроводу 2, проходит теплообменник обратных потоков 3 и паровой подогреватель 4, где нагревается до температуры начала реакции и поступает в трубчатый реактор 5, загруженный катализатором, на котором происходит гидрирование ацетиленистых углеводородов. Прогидрированная этан- этиленовая (пропан-пропиленовая) фракция из реактора проходит теплообменник 3 обратных потоков и по трубопроводу 6 направляется в этиленовую (пропиленовую) колонну для фракционирования этилена (пропилена) и этана (пропана). Процесс гидрирования осуществляется при постоянной температуре, которая обеспечивается за счет испарения хладагента в межтрубном пространстве реактора. Охлажденный хладагент в межтрубное пространство реактора поступает из сепаратора 7. Парожидкостная смесь из верхней части реактора направляется в сепаратор, откуда пары хладагента поступают в конденсатор 8, где происходит его конденсация охлаждающей оборотной водой. Разогрев реактора до подачи этан-этиленовой (пропан-пропиленовой) фракции производится путем нагрева хладагента в дополнительном подогревателе 9 и циркуляции его с выводом паров из межтрубного пространства ре- актора в сепаратор и последующей конденсацией в конденсаторе 8.

П р и м е р 1. При осуществлении пуска реактора гидрирования ацетилена выполняют следующие операции.

За 3-4 ч до приема этан-этиленовой фракции осуществляют разогрев реактора путем нагрева хладагента и организации

циркуляции по схеме: сепаратор 7 подогреватель 9 реактор 5 (мтр.пр.)сепаратор 7. Образующиеся при этом пары хладагента конденсируются в конденсаторе 8, работающем на охлажденной оборотной воде. Разогрев реактора осуществляют до 80-110°С, что соответствует температуре начала реакции гидрирования ацетилена. Затем производят прием этан-этиленовой фракции из

диэтанизатора и направляют ее через теплообменник 3 обратных потоков и подогреватель 4 в реактор 5 гидрирования. Одновременно с подачей этан-этиленовой фракции осуществляют подачу водорода с

расходом, обеспечивающим молярное соотношение водорода к ацетилену 3:1. Включают в работу подогреватель 4 и в течение 1 ч поднимают температуру смеси этан-этиленовой фракции и водорода до 90°С. С подачей этан-этиленовой фракции и водорода в реактор протекает реакция гидрирования ацетилена, при которой выделяется тепло. Съем тепла обеспечивает постоянство температуры реакции в пределах 80-110°С и

осуществляется за счет кипения хладагента в межтрубном пространстве реактора. С началом реакции гидрирования прекращают подогрев хладагента в дополнительном подогревателе 9. Прогидрированную этан-этиленовую фракцию после реактора 5 и теплообменника 3 направляют в этиленовую колонну для фракционирования с получением этилена и этана.

Состав этан-этиленовой фракции, поступающей от деэтанизатора, следующий, мас.%: 1; , С2Н 60-90; С2Н6 10-40; СзНб-до 1.

Состав водородной фракции, мас.%: Н2 - более 30; СН - до 70; СО - до 2.

Состав этан-этиленовой фракции после гидрирования, мас.%: СНз - до 1,5; С2Н4 60-90; С2Н6 10-40; С2Н2 - до 0,001; СзН6- до 1.

Расход этан-этиленовой фракции в реактор гидрирования составляет 25 т/ч. Время пуска реактора 4-5 ч, в том числе 3-4 часа на разогрев реактора и 1 ч на нагрев сырьевой смеси и отладку режима гидрирования. При этом затраты энергии на пуск реактора

складываются из затрат энергии на нагрев хладагента и реактора и нагрев сырьевой смеси, которые составляют соответственно 2 ГДж (0,5 Гкал) и 8-10 ГДж (1,9-2,5 Гкал).

П р и м е р 2, Осуществляют пуск реактора гидрирования в той же последовательности, как описано в примере 1, но гидрирование пропандиена и метилацети- лена осуществляют в пропан-пропиленовой фракции.

Состав пропан-пропиленовой фракции, поступающей от депропанизатора в реактор гидрирования, следующий, мас.%: С2Н4 - до 1; СзНе 70-98; СзНв 2-30; СзН4 - доЗ; С4Ню-до 1.

Состав водородной фракции аналогичен описанному в примере 1.

Состав пропан-пропиленовой фракции после реактора гидрирования, мас,%: СЩ- до 1; С2Н4 - до 1; СзНе 70-98; СзНв 2-30; СзН4-доО,1; С4Ню-до1.

Расход пропан-пропиленовой фракции в реактор гидрирования 20т/ч. Время пуска реактора составляет 4-5 ч, в том числе 3-4 ч на разогрев реактора и 1 ч на нагрев сырьевой смеси и отладку режима гидрирования. При этом затраты энергии на пуск реактора составляют 10 ГДж (2,4 Гкал), в том числе на разогрев реактора 1,7 ГДж (0,4 Гкал) и нагрев сырьевой смеси 7-8,3 ГДж (1,5-2,0 Гкал).

ПримерЗ (сравнительный). При осуществлении пуска реактора гидрирования ацетилена выполняют следующие операции. Осуществляют прием этан-этиленовой фракции от деэтанизатора и направляют ее через теплообменник обратных потоков (мтр.пр.), подогреватель, реактор гидрирования и теплообменник обратных потоков (тр.пр.) в топливную сеть установки или на факел. В течение 3-4 ч поднимают температуру в реакторе до 80-110°С за счет нагрева этан-этиленовой фракции в подогревателе. При достижении требуемой температуры осуществляют подачу водорода с постепенным увеличением его расхода, обеспечивающим молярное соотношение водорода к ацетилену 3:1. С началом реакции гидрирования и выделением при этом тепла поддерживают постоянство температуры реакции в пределах 80-110°С за счет кипения хладагента в межтрубном пространстве реактора с последующей конденсацией его в конденсаторе, охлаждаемом оборотной водой. По достижении требуемых показателей по содержанию ацетилена сброс этан-этиленовой фракции на факел или в топливную сеть прекращают и направляют ее в этиленовую колонну для фракционирования с получением этилена и этана.

Состав этан-этиленовой фракции на входе и выходе реактора, ее расход, состав водородной фракции такие же как и в примере 1.

Время пуска реактора, исчисляемое с момента подачи этан-этиленовой фракции в реактор до получения гидрированной фракции составляет 4-5 ч, в том числе 3-4 ч на

разогрев реактора и 1 ч на подачу водорода и отладку режима гидрирования. При этом затраты энергии на пуск реактора составляют 34-44 ГДж (8-10 Гкал), в том числе на

разогрев реактора путем нагрева этан-этиленовой фракции в подогревателе 26-34 ГДж (6,1-7,5 Гкал) и отладку режима гидрирования 8-10 ГДж (1,9-2,5 Гкал).

П р и м е р 4 (сравнительный). Осуществляют пуск реактора гидрирования в последовательности, описанной в примере 3, но гидрирование пропандиена и метилацети- лена осуществляют в пропан-пропиленовой фракции.

Состав пропан-пропиленовой фракции на входе и выходе реактора, ее расход, состав водородной фракции такие же как и в примере 2.

Время пуска, исчисляемое с момента

подачи пропан-пропиленовой фракции в реактор до получения гидрированной фракции, составляет 4 -5 ч, в том числе 3-4 ч на разогрев реактора и 1 ч на подачу водорода и отладку режима гидрирования. При этом

затраты энергии на пуск реактора составляют 26-34 ГДж (6-8 Гкал), в том числе на разогрев реактора путем нагрева пропан- пропиленовой фракции в подогревателе 19- 25,2 ГДж (4,5-6 Гкал) и отладку режима

гидрирования 7-8,3 ГДж (1,5-2,0 Гкал).

Как показывают приведенные примеры, реализация предлагаемого способа путем предварительного разогрева реактора гидрирования ацетиленистых углеводородов

позволяет снизить затраты тепловой энергии с 34-44 (8-10) до 10-12 ГДж (2,4-3 Гкал) при гидрировании этан-этиленовой фракции и с 26-34 (8-10) до 10 ГДж (2,4 Гкал) при гидрировании пропан-пропиленовой фракции, при этом также исключаются потери этан-этиленовой (пропан-пропиленовой) фракции.

Формула изобретения Способ пуска реактора гидрирования

установки получения олефинов, включающий разогрев до температуры гидрирования реактора, в котором в трубах размещен катализатор и циркулирующий в межтрубном пространстве хладагент, нагрев в подогревателе и подачу в реактор олефиновой фракции и водорода с постепенным увеличением его расхода, о т л-и чающийся тем, что, с целью сокращения энергетических затрат, разогрев реактора осуществляют перед подачей в него олефиновой фракции и водорода за счет нагрева циркулирующего хладагента в дополнительном подогревателе.

JLJ

Пуск реактора гидрирования установки получения олефинов осуществляют, разогревая реактор до температуры гидрирова- ния, в трубах которого размещен катализатор, а в межтрубном пространстве циркулирует хладагент за счет нагрева в дополнительном подогревателе циркулирующего хладагента, а затем в нагретый реактор подают нагретые в подогревателе сырье - олефиновую фракцию и водород. 1 ил.