Способ получения олефинов Советский патент 1976 года по МПК C10G9/14 C10G9/46 

50 , поддерживают ниже 500, предпочтительно ниже 450С согласно изобретению Это осуществляется, например, п)тем охлаждения внутренней части приспособления для охлаждения 7 при помощи охлаждаемого водой змеевика или охлаждаемой водой рубашки. В тех случаях, когда желательно регенерировать термическую энергию крекированного газа, используют многотрубный теплообменник, служащий для регенерирования термической энергии крекированного газа в виде водяного пара, находящегося под БЫ-СОКИМ давленИ-ем. На фиг. 2 изображена схема установки с осуществлением косвенного охлаждения при помощи теплообмена; крекированный газ, поД|Вергшийся пиролизу ПрИ 750-900°С в трубчатом реакторе 3 печи 4 для проведения пиролиза пропускается через соединительный трубопровод 5 и охлаждается до температуры 450°С или ниже в многотрубном охлаждающем теплообменнике 8 под действием хладагента. G другой стороны, термическая энергия крекированного газа выделяется в результате нагрева хладагента. В качестве хладагента обычно используется вода, которая выделяется в форме находящегося под высоким давлением водяного пара. Таким образом в соответствии с изобретением металлические поверхности соединительного трубопровода 5 и распределительной камеры 9 в косвенном теплообменнике 8, в которых массовая скорость ниже 50 , охлаждаются до температуры ниже 500, предпочтительно ниже 450°С. Охлаждение может быть осуществлено при помощи охлаждаемого водой змеевика, который охлаждает внутреннее пространство распределительной камеры, или при помощи охлаждаемой водой рубащки. Метод быстрого охлаждения согласно изобретению может быть осуществлен также путем комбинирования прямого вдувания хладагента и многотрубного косвенного теплообменника, как это показано на фиг. 3 и 4. Пример 1. Проводят пиролиз газообразных углеводородов состава, вес. %: СгНб96 С2Н41 Сз3 в условиях, приведенных ниже. Подача сырого материала, т/ч6,75 Весовое соотношение сырья к водяному пару0,34 Температура крекинга, °С830 Избыточное давление у выходного отверстия печи, КГ/СМ21,0 Получают высокотемпературный крекированный -газ, состав которого у выходного отверстия печи для пиролиза следующий, вес. %: Крекированный газ, нагретый до 830°С, под избыточным давлением 10 Н/м (1,0 кг/ /см) у выходного отверстия лечи для пиролиза, быстро охлаждают, пропуская через приспособление для охлаждения 7, в котором происходит прямое вдувание хладагента, как показано на фиг. 1, до температуры 200°С. В качестве хладагента используют воду, температуру металлических поверхностей соединительного трубопровода 5 и приспособления для охлаждения, где массовая скорость меньще 50 , поддерживают ниже 400°С. В результате этого на передаточном участке соединительного трубопровода 5 кокса не образуется так же, как и на передаточном участке приспособления для охлаждения 7. При осмотре через 30 дней кокса не обнаружено, не отмечается повышение давления у выходного отверстия реакционной печи, а также деструкция крекированного газа, удаляемого из выходного отверстия реакционной печи, и изменение его состава. Работа продолжалась в течение примерно 3 месяцев, до тех пор, пока не потребовалась остановка для обычного удаления KOKica из трубчатого реактора для проведения пиролиза. При мер 2. (сравнительный). Процесс продолжают вести, пользуясь той же аппаратурой, и в тех же рабочих условиях, что в примере 1, но без снижения температуры металлических поверхностей. На тех участках соединительного трубопровода и приспособления для охлаждения, где -массовая скорость менее 50 , а температура металлических поверхностей выше 500°С, образуется значительное количество кок1са (при непрерывной работе 25 сут кокса образуется около 10 кг на 1 м). Повышенные потери давления в приспособлении для охлаждения вызывают повышение давления у выходного отверстия реакционной печи (избыточное давление повышается с 1,0 до 1,7 кг/см) и установка должна прекратить работу через 25 сут с начала работы., Через 24 сут после начала работы состав крекир01ванного газа ухудшается, как это показано в табл. 1, из-за повышенных потерь да1вления в приспособлении для охлаждения, и выход этилена снижается примерно на 20%. Пример 3. Высокотемпературный крекированный газ, полученный согласно примеру 1, нагретый при , под избыточным давлением Ю Н/м (1,0 кг/см2) у выходного отверстия печи, подвергают быстрому охлаждению при помощи многотрубного охлаждающего теплообменника до 340°С, пользуясь воТаблица 1

Изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи

дои € температурой 320°С. Металлические поверхности распределительной камеры, приходящие в соприкосновение с крекированным газом, поступающим из входного отверстия теплообменника во входное отверстие распределительного трубопровода, обмотаны со стороны его верхней и нижней поверхностей охлаждаемым ВОДОЙ змеевиком. Через змеевик пропускается вода под избыточным давлением (15 кг/см) с температурой 100°С. Для продолжения нормальной работы поддерживается температура пОЗерхностей раслределительной камеры ниже 500°С.

В этот момент массовая скорость продукта, проходящего через соединительный трубопровод из трубчатого реактора для пиролиза к указанному теплообменнику, составляет менее 50 .

В результате этого на передаточных участках не происходит никакого коксообразования (образование кокса не отмечено после 90 сут работы, не отмечено повьгщение давления или изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи) и работу продолжают -вести в течение примерно трех месяцев, до тех пор, пока установку останавливают для обычного удаления кокса из трубчатого реактора для проведения пиролиза.

Пример 4. При использовании той же аппаратуры и тех же рабочих условий, что в Примере 3, работу продолжают вести без пропускания воды через охлаждаемый водой змеевик и без попыток снизить температуру металлических поверхностей.

В результате происходит чрезмерное образование кокса на участках распределительной камеры, где массовая скорость ниже 50 , а температура металлических поверхностей превыщает 500°С (после 20 сут непрерывной работы количество образовавшегося кокса составляет 20 кг/м), закупоривание входного отверстия охлаждающей трубы охлаждающего теплообменника, что вызывает потери давления и охлаждающем тенлообменни1ке.

Ибыточное давление у выходного отверстия П6ЧИ повыщается (с 1,0 до 1,7 кг/см), что

заставляет выключить установку ПОсле 30 сут работы.

Таким образом из-за повыщенной потери давления в охлаждающем теплообменнике нежелательное изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи после 29 сут работы оказывается сходным с нежелательным изменением состава крекированного газа после 24 сут работы в сравнительном опыте, описанном в примере 2; выход этилена снижается примерно на 20%.

Пример 5. Для проведения пиролиза используют жидкие углеводороды (более летучие лигроины), имеющие следующую характеристику дистилляции и состав:

Удельный вес0,68

Температура начала кипения, °С25 Температура отгонки

50% ПО об-ъему, °С80

Конечная точка дистилляцни, °С140

Средне-объемная точка

кипения, °С80

Состав жидких углеводородов, вес. %: парафины80

нафтены15

ароматические соединения5Условия крекинга приведены ниже. Подача сырого материала, т/ч6,0 Весовое отношение сырья

к водяному пару0,5

Температура крекинга, °С820

Избыточное давление у выходного отверстия печи, кг/см 1,0

Ниже приведен состав крекированного газа V выходного отверстия печи (вес. %).

Н20,9

СН415,6

С2Н427,0

5,0

СгНб 16,5 Сз 10,0

С4 25,0

С5

Высокотемпературный крекированный газ, нагретый при , под избыточным даълелением 1,0 кг/см у выходного отверстия печи охлаждают до 38б°С при помощи многотрубного охлаждающего теплообменника, пользуясь для охлаждения водой, находящейся под избыточным давлением 150 кг/см с темпер 320°С. Внутренние металлические поверхности распределительной камеры 9, приходящие в соприкосновение с крекированНЫМ газом на пути между входным отверсти°м указанного теплообменника и входным отверстием трубопровода распределительной камеры, обматываются в верхней и нижней частях охлаждаемым водой змеевикоМ. Через

змеевик под давлением 15 «г/см при 100°С

пропускается водя. Для продолжения нормальной .работы поддерживается температура поверхностей распределительной камеры 9 ниже 500°С.

Массовая скорость продукта, проходящ его через соединительный трубопровод 5, составляет менее 50 с.

На передаточных участках кокс «е о-бразуется и работа продолжается в течени е четырех месяцев, до тех пор, пока установку выключают для обычного удаления кокса из трубчатого реактора для пиролиза.

Пример б (сравнительный). При использовании той же аппаратуры и при проведении крекинга в тех же условиях, что ,в примере 5, работу продолжают вести без подачи охлаждающей воды и без ее пропускания через охлаждаемый ъодой змеевик, а также без попыток снизить температуру металлических поверхнастей.

Чрезвычайно сильное образование кокса происходит в распределительной камере, в которой массовая скорость .менее 50 -кг/м -с, а темпе-ратура металлических гооверхностей выше 500°С (.после 50 сут непрерывной работы кок1сообразованИе составляет 10 кг/м), кроме того закупорено входное отверстие охлаждающего теплообменника на участке охлаждающих труб, что приводит к повышенной потере давления в охлаждающем теплообменнике. Избыточ.ное давление у выходного отверстия печи повышается с 1,0 до 1,5 кг/см, что заставляет прекратить работу установки через 50 сут.

Таким образом, из-за повышенной .потери давления в охлаждающем теплообменнике происходит нежелательное изменение состава крекированного газа у выходного отверстия

печи по прошествии суток, считая с начала работы, о чем свидетельствуют да.нные табл. 2; выход этилена снижается примерно на 10%.

Таблица 2

Изменение состава крекированного газа у выходного отверстия печи

Формула изобретения

Способ получения олефинов пиролизом углеводородного сырья в трубчатом реакторе при 750-900°С с последующим охлаждением полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью предотвращения «оксообразования, температуру металлических частей зоны перехода продукта из камеры ;пяроЛ1иза в зону охлаждения, поверхности которых контактируют с крекированным продуктом, имеющим температуру более 600°С и скорость не более 50 , поддерживают не более 500°С.