Способ пиролиза углеводородного сырья Советский патент 1985 года по МПК C10G9/28 

ел ел

00

ел tc

о: Способ относится к нефтеперерабатывающей, нефте:.имической, энергетической н химической отраслям промьпиленности и предназначен для нагрева и термического разложения углеводородного сырья, в том числе топлив и других химических соединений. Известен способ пиролиза углеводородного сьфья в разреженном падающем потоке мелкозернистого теплоносителя (газовзвеси) t О. Другим известным, самым близким по сущности к предлагаемому способу, является способ пиролиза углеводородного сырья в падающем слое мелкозернистого теплоносителя и нагрева его в восходящем потоке дымовыми газами 21 По этим способам нагретый до высокой температуры мелкозернистый Tennoноситель подают вместе с перерабатываемьм с{ 1рьем в верхнюю часть вертикального трубчатого реактора и выводят из него в виде разреженного падаю щего потока вместе с продуктами пиролиза снизу реактора. Недостатками этих способов являютс сложность обеспечения интенсивного теплообмена между частицами теплоносителя и распыленного сырья вследствие того, что организация хорошего смешения сырья и теплоносителя в спут ном потоке представляет большие трудности и поэтому для ооеспечения интенсивного подвода тепла ко всей массе пиролизуемого сырья необходимо значительно увеличивать кратность циркуляции теплоносителя,, В известных способах скорости подачи смеси сырья с твердым теплоносителем составляют (5-6) скоростей витания частиц теплоносителя. Поэтому теплообмен между сырьем и теплоносителем происходит только в реакторе,что существенно снижает его эффективность Цель изобретения - улучшение смешения, пиролизуемого сырья и теплоносителя и увеличение интенсивности процесса теплообмена между ними (твер дым мелкозернистым теплоносителем и распыпенным сьфьем). Цель достигается тем, что смесь пиролизуемого сырья с мелкозернистым теплоносителем подают на поверх кость слоя мелкозернистого теплоноси теля со скоростью, в 20-40 раз превышающей скорость витания частиц теплоносителя. Сущность способа заключается в том, что смесь сырья с твердым тепло 55 2 носителем подается на слой теплоноопределенной скоростью с тем. сителя с чтобы за счет кинетической энергии потока перевести часть слоя теплоносителя в газовзвесь (взмутить слой) и вести теплообмен между сырьем и теплоносителем в газовзвеси. Кроме того, теплообмен частично идет в прямом спутном потоке и в лунке, образованной при ударе струи в слой теплоносителя. Интенсивность процесса теплообмена между сырьем и теплоносителем определяют путем анализа температур отработанного теплоносителя и продуктов пиролиза. В известном способе разность этих температур составляет 100 120 С (например, температура отработеплоносителя - TT 900 танного, а температура продуктов пиролиза - Tq SOO-SIO C). Это свидетельствует о том, что теплоноситель ухог дит из зоны реагирования с определенным неиспользованным запасом тепла, что говорит о недостаточно интенсивном процессе теплообмена. В предлагаемом способе .при соотношении скоростей в диапазоне 20-40 разность температур составляет 1015с (например,-T-f , Тр 835840°С). При уменьщении соотношения скоростей меньше 20 разность температур Tj-Тр составляет 100-1 , а при увеличении соотношения больше 40 разность температур составляет 10-15 с, т.е. дальнейшее увеличение соотношения скоростей приводит к. дополнительным затратам энергии -без увеличения интенсивности процесса теплообмена. На чертеже показана схема способа пиролиза углеводородного сырья. Теплоноситель подают в верхнюю часть реактора 1, куда через форсунку 2 впрыскивают распыпенное пиролизуемое сьфье. Смесь сырья и теплоносителя со скоростью, прегьш1ающей скорость витания частиц теплоносителя в 20-40 раз, подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя, уровень которого в сепараторе 3, предназначенном для разделения твердой и газовой фаз, поддерживают постоянным с помощью известного дозирующего устройства 4. Поддерживаемый уровень теплоносителя предотвращает 35 прорыв, газовой фазы в бункер 5 отработанного теплоносителя. Из бункера отработсчного теплоносителя теплоноситель дозирующим устройством 4 подают в камеру 6 нагрева, откуда его снова подают в реактор 1. При такой организации пиролиза теплообмен и смешение сырья с теплоносителем происходят частично в прямом спутном потоке, а в основном -10 при ударе потока в слой теплоносителя, его развороте и в обратном отраженном потоке газовзвеси. Поверхность слоя теплоносителя при этом непрерывно обновляется за 15 счет его поступления сверху и вывода снизу из бункера.

Показатели процесса высокоскоростного пиролиза высокосернистого мазута 6 При указанном способе подачи смеси средняя скорость обратного потока газовзвеси в районе внедрения в несколько раз превышает скорость витания частиц теплоносителя, что приводит к взмучиванию верхнего слоя теплоносителя, т.е. к переводу его во взвешенное состояние. Скорость витания теплоносителя 0,3 м/с. Скорость потока распыленного в пьшеотделитель сырья на 8-12 м/с. Сравнение результатов осуществления процесса пиролиза по предлагаемому способу и его прототипу приведено Б таблице.

СПОСОБ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ путем смешения его с падающим потоком мелкозернистого теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса, образующуюся смесь подают на поверхность слоя мелкозернистого теплоносителя со скоростью в 20 - 40 раз превьгашющей скорость витания частиц теплоносителя.(О

800

Известный 810 Предлагаемый Из экспериментальных данных следует, что при осуществлении смещения

распьтенного сырья с теплоносителем на поверхности слоя увеличивается интенсивность нагрева сырья, что при0,9 33,3 57,8 8,9 1,65 19,4 3,5 4,8 0,9 53,5 29,7 16,8 1,8 23,7 4,8 6,1

тов пиролиза и к увеличению выхода таких ценньк компонентов как этилен, пропилен, бензол, ароматика. водит к увеличению выхода газа, уменьшению выхода тяжелых жидких продукПиролиздемоесырье

Продукты пиролиза

„ 6