Способ защиты аппаратов от закоксовывания Советский патент 1980 года по МПК C10G9/16 

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ АППАРАТОВ ОТ ЗАКОКСОВЫВАНИЯ

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам защиты аппаратуры от закоксовывания.

Известен способ предотвращения закоксовывания охлаждающей камеры установки пиролиза, в котором стенки камеры покрывают жид- кой пленкой нефтепродукта (например, газойля), который вводят извне с помощью специальных устройств, предусмотренных в кон-сгрукции камеры 1 .

Существенным недостатком приведенного способа является то, что его невозможно применить , когда крекируемый нефтепродукт находится в жидком или капельно-жидком состоянии. Это имеет место при переработке нефтяных остатков-основного сырья установок замедленного коксования и Термического крекинга. При этом вводимая извне жидкость немедленно смешивается со сплошным или кольцевым потоком перерабатываемого продукта и поставленная цель не достигается.

Более близким к предлагаемому способу является способ заищты аппаратов от,закоксовывания в процессе термической переработки |

тяжелого углеводородного сырья путем создания защитной пленки холодного нефтепродукта на внутренней стенке аппаратов 2.

Однако этот способ недостаточно эффективю снижает коксообраЗование на внутренней поверхности аппаратов. Это объясняется высокой скоростью процессов массообмена (следовательно, теплообмена) сред, находящихся в одинаковом агрегатном состоянии. Быстрый нагрев увлажняющей жидкости (защитной пленки) приводит к ее испарению, дополнительной турбулизации пристенного слоя и растворению оставшейся тяжелой части защитной пленки в основном потоке нефтяного остатка. При недостаточном количестве вводимой извне жидкости, для прекращения реакции крекинга, вся масса подвергается дальнейшему крекингу.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что для защиты аппаратов от закоксовывания в процессах термического Kpi кицга тяжелого углеводородного сырья пугем создания защитной пленки иэ нефтепродуктов на внутренней стенке аппаратов стейки аппаратов дополнительно охлаждают до температуры 50-250 0. Охлаждение желательно производить снаружи с помощью воздуха, ды или легких нефтепродуктов.; Способ заключается в следзтощем. Тяжелые нефтепродукты, нагретые в печи до 350- 540°С, поступают в аппарат с охлаждаемыми стенками. В аппарате протекают: процессы испа рения, реакции разложения и термоконденсащш. Высокомолекулярные углеводороды, преи щественно асфальтены, вследствие селективной адсорбщш прилипают к холодным стенкам ;аппарата, охлаждаются, теряют подвижность и образуют защитнь1Й слой, блокирующий внутреннюю поверхность от остальной части крекируемого нефтепрод)гкта. Верхний температурный предел охлаждения ограничивается тем, что при температуре стенки свыше 250С защитный слой из асфаль тенов разлагается и закоксовывает аппарат. Охлаждение стенок j ниже 50 С нецелесообразн из-за высоких затрат на охлаждение. Для охлаждения стенок аппаратов и трубопроводов используется замкнутая циркуляционная система с принудительной циркуляцией охлаждающего агента, термосифонная испарительная (ястема или система с принудительной подачей воздуха. В качестве теплоиюснтеЯя используются воз дух, вода, легкие нефтепродз ты. . Сь1рье , нагретое до 350-540°С, из печи кре кинга noiJTj aeT в аппарат для проведения про цесса крекинга и отгонки легких фракций. Для предотвращения закоксовываяия поверхности стенки аппарата охлаждают циркулирующим потоком теплоносителя. При охлаждении стенки до 50-250° С на внутренней повер ности аппарата образуется защитная пленка из высокомолекулярной части перерабатываемого продукта, которая предотвращает закокс вывание поверхности. Циркуляция теплоносителя осуществляется, насосом. В теплообменнике тепло от циркулирующего потока передается холодному нефтепродукту, поступающему на переработку Продукт после обработки выводится из ащ1арата. Циркуляцию теплоносителя можно ; проводить через воздушный холодильник за счет разницы плотностей холодного и горячего или парообразного теплоносителя либо атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором в рубашку. 4., Защитный слой из нефтепродуктов является диэлектриком и поэтому имеет хороише теплоизолирующие свойства. Последнее благоП55ИЯТНО для сохранения тепла в реакционной зоне и снижения велиЗДны теплопередачи от перерабйтьгеаемого продукта к стенке аппарата. Толщину защитного слоя можно регулировать внутренним и внеппшм оребрением поверхности аппарата. Причем констр)пкция внутреннего оребрения должна способствовать снижению коэффициента теплопередачи, например, путем образования застойных зон у стенки. За1цитный слой обновляют или полностью удаляют путем чередования режима охлаждения и нагрева стенки аппарата. В последнем случае достаток, ю прекратить подачу халадм агента в охлаждающую рубашку аппарата. Предлагаемый Способ предотвращения закоксовьгеания аппаратзфы испЬ1тан в лабораторных условиях и может быть легко осуществлен в промышленности. Пример. Сырье - гуДрон западносибирской иефти имеет плотность 0,9927; коксуемость 12,3%; групповой химический состав,%: парафино-нафтеновые углеводороды 13,06, ароматические углеводороды-легкие 13,18, средние 31,17, тяжелые 7,78, смолы 29,81, асфальтены 2,61, карбовды 0,13; температура начала кипения 444°С. Указанный гудрон подвергают крекингу на лабораторной проточной установке. В состав установки входят сырьевой бачок, насос, печь высокотемпературного нагрева сырья, реактор с охлаждаемыми стенками (испытательная зона), конденсационно-разделительная аппаратура, электрооборудование и контрольно-измерительные приборы. Сырьевой поток последовательно проходит печь, испытательную зону, конденсациовнораздеЛительную аппаратуру. Температуру охлаждаемых стенок регулируют подачей воды и водяного пара., Опыт прекращают при закоксовьшании печи или после 24-час непрерывной работы установки. Закоксовывание печи определяют по повышению давления (на 2 атм) на входе в печь. Состояние внутренней поверхности стенок аппаратов контролируют визуально и по результатам анализов отложений, взятых со стенок. Результаты опытов приведены в таблице. Примеры 1-6 иллюстрируют данный способ, примеры 7,8 - способ без охлаждения стенки аппарата.

Защитный слой из тугоплавких углеводородов, не растворимых в изооктане, не растворимых в толуоле, со средней толпцпюй 0,05 мм.

При крекинге (в печи и зоне с охлаждаемыми стенками) выход газа достигает 5%, содержание; карбоидов и асфальтенов в жидком продукте возросло примерно в 7 раз, что соответствует глубине разложения сырья в промьсшленных условиях.

Следовательно, применение данного защиты поверхности аппаратов от закоксобмвания обеспечивает достижение высокой глубины превращения нефтяного сырья без закоксовывания поверхности.

Формула изобретения

тяжелого углеводородного сырья путем создания защитной пленки нефтепродуктов на внутренней стенке аппаратов, отличающийс я тем, что, с цепью повышения зффективности процесса, стенки аппаратов дополннтельно охлаждают до температуры 50-250° С2. Спбсоб поп. 1, отличающийся тем, что охлаждение стенок аппаратов произ- водят снарз ки с помопфю воздуха, воды или легких нефтепродуктов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N 3593968, кл. 261-118, опублик. 1971.

. 2. Патент США № 3674679, кл. 208-48, опублик. 1972 (прототип).