Способ переработки тяжелого углеводородного сырья

 

Cущность изобретения: способ осуществляют в многоступенчатом реакторе. Количество ступеней термического крекинга 2-4, сырье подают с температурой 200- 300^oС, соотношение теплоноситель: сырье на каждой ступени выдерживают в пределах 0,2-0,4, время пребывания промежуточных продуктов между ступенями составляет 0,1 - 0,5 мс. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного сырья путем термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности. Целью изобретения является увеличение выхода фракций C₅-370^oС. На чертеже приведена схема многоступенчатого реактора, реализующего способ переработки тяжелого углеводородного сырья. Реактор состоит из последовательно и соосно соединенных ступеней термического крекинга 1 и 2. По оси первой ступени 1 размещен узел ввода сырья 3. Ступень термического крекинга содержит крышку 4. конфузор 5 и цилиндрический участок 6. На крышке 4 установлены под углом к оси реактора и равномерно по окружности относительно этой же оси форкамеры 7 с патрубками для подачи топлива 8 и окислителя 9. Термический крекинг осуществляют следующим образом. В форкамеры 7 в стехиометрическом соотношении подают топливо и окислитель (воздух) на горение. Сжигание топливо-воздушной смеси в форкамерах осуществляют в течение 0,6-0,9 времени, необходимого для полного сгорания, что позволяет получить на выходе камер высокотемпературный химически активный поток теплоносителя. Предварительно нагретое до 200-300^oС сырье через узел ввода сырья 3 подают на первую ступень. Полученные в результате взаимодействия сырья с продуктами сгорания на первой ступени промежуточные продукты за время 0,1-0,5 мс подают на вторую ступень термического крекинга, где они смешиваются с продуктами сгорания, подаваемыми на эту ступень. И так далее. Соотношение теплоноситель: сырье (С_т/С_с) на каждой ступени выдерживают в пределах 0,2-0,4. Полученные с температурой 400-450^oС конечные продукты термического крекинга подают в систему разделения (не показана) на жидкие и газообразные продукты. Результаты эксперимента приведены в таблице. Время пребывания промежуточных продуктов крекинга между ступенями: τ₁₂- между первой и второй ступенью. τ₂₃ между второй и третьей. τ₃₄ между третьей и четвертой это время прохождения смеси соответствующего цилиндричеcкого участка 6, рассчитанное по формуле где R объем реакционного пространства цилиндрического участка, м³: Т температура продуктов крекинга, К: V количество теплоносителя, м³/ч. В качестве сырья использовали мазут со следующими физико-химическими характеристиками: Плотность при 20^oС, кг/м³ 921,3 Коксуемость, мас. 3,2 Температура застывания. ^oС 31 Вязкость при 100^oС. сСт 21 Фракционный состав. об. НК 321
10 392
20 420
30 440
40 461
50 480
60 507
Содержание фракций. об. До 370^oС 4,5
До 500^oС 58,5
Групповой углеводородный состав, мол. Парафино-нафтеновые 64,6
Ароматические 28,2
Смолы 6,4
Асфальтены 0,8
Анализ данных таблицы показывает, что выход целевого продукта уменьшается при:
1. Нагревании исходного сырья до температуры выше 300^oС, так как для достижения конечных продуктов термического крекинга с температурой 400-450^oС требуется меньшее количество химически активного теплоносителя: повышение температуры продуктов крекинга приводит к увеличению выхода газообразных углеводородов опыты 5 и 11
2. Подаче сырья с температурой ниже 200^oС, так как для достижения требуемой температуры конечных продуктов необходимо увеличить G_т/С_с, при этом увеличивается газообразование-опыт 6. 3. G_т/C_c<0,2, что связано с уменьшением удельного термохимического потенциала потока теплоносителя и ухудшением тепломассообмена продуктов крекинга с продуктами сгорания опыт 7. 4. С_т/С_с>0,4 увеличивается газообразование сырья опыт 3. 5. τ < 0,1 мс вследствие незавершенности процессов смесеобразования и высокой температуры промежуточных продуктов крекинга опыт 8. 6. τ > 0,5 мс вследствие уменьшения термодинамической неравновесности промежуточных продуктов крекинга опыт 4. Выход фракций С₅- 360^oС при переработке мазута составил 31,8 35,2 мас. При отклонении режимных параметров от заданных выход указанных фракций не превышает 30 мас. Способ переработки тяжелого углеводородного сырья позволяет получить и высокий выход дистиллятов -до 80 мас.Коксообразования в процессе реализации способа в лабораторных условиях не наблюдалось. Полученные в процессе термического крекинга фракций C₅-370^oС могут использоваться как компонент дизельного топлива, в качестве сырья для каталитического крекинга: фракции 370-550^oС как компонент котельного топлива: из остатка может быть выделена конденсированная ароматика (фенантрен, антрацен), используемая для получения высокотермостойких материалов. Таким образом, переработка тяжелого углеводородного сырья с использованием многократного воздействия химически активного высокотемпературного теплоносителя на сырье при указанных параметрах проведения процесса позволяет повысить выход фракций С₅-370^oС на 5,3-8,7,мас. и значительно сократить время на переработку сырья.

Формула изобретения

Способ переработки тяжелого углеводородного сырья путем двух-четырехступенчатого термического крекинга, включающий подачу предварительно нагретого сырья и первого потока высокотемпературного теплоносителя на первую ступень термического крекинга, подачу полученных на каждой ступени продуктов в последующую ступень совместно с самостоятельным потоком теплоносителя, получение теплоносителя для каждой ступени неполным сгоранием стехиометрической смеси топлива и окислителя и получение конечных продуктов термического крекинга с температурой 400-450^oС с выделением из них жидких углеводородов, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода фракции С₅-370^oС, исходное сырье нагревают до 200-300^oС и процесс ведут при массовом отношении теплоносителя к сырью на каждой ступени 0,2-0,4 и времени пребывания продуктов крекинга между ступенями 0,1-0,5 мс.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---