Способ контроля процесса разбавления газообразного углеводородного сырья

 

(i9) RU (1Ц 2002792 ILI (5Ц5 C10G9 00

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

p gy

ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 483139?/04 (22) 12.1090 (31) 89 420856 (32) 13.10.89 (33) US (46) 1511.93 Бюл. Ио 41-42 (71) Дзе М.B.Êåëëîã Компани (US) (72} Вилльям С.Петтерсон(0$); Томас АВеллз(0$);

Питер Чериш(0$); Стивен В.Морган(0$) (73) Дзе М.В.Келлог Компани (US) (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РАЗБАВЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО CblPbSl (57) Сущность изобретения: контроль процесса разбавления газообразного углеводородного сырья парового крекинга водяным паром, при подаче в печь крекинга и их смеси, включает насыщение углеводородного сырья при одновременной подаче их параллельными потоками вверх, через трубчатую зону насыщения, последующее извлечение полученной двухфазной равновесной смеси, содержащей воду и водонасыщенное углеводородное сырье. из зоны насыщения Двухфазную равновесную смесь подают в зону сепарации, статическое давление в которой превышает давление в зоне насыщения. Насыщенное водой сырье и поток воды отводят из зоны сепарации 1 ил.

2002792

Изобретение относится к паровому крекингу углеводородов с целью получения низших олефинов, Известен способ контроля процесса разбавления газообразного углеводородного сырья водяным паром, включающим насыщение углеводородного сырья нагретой при косвенном теплообмене водой, подачу насыщенного водой углеводородного потока в зону парового крекинга и циркуляцию отделенной воды, Соотношение пар:газ регулируется скоростью потока воды.

Использование разбавляющего пара является фактором, влияющим на стоимость производства, поскольку его обычно генерируют из образующегося в процессе конденсата посредством теплообмена с паром высокого давления или дымовым газом в конвекционной секции крекинговой печи.

Очевидно, что разбавляющий газ мог бы быть дешевле. если бы его можно было получать с помощью насыщения газового углеводородного сырья образующимся в процессе конденсатом таким образом, чтобы достигалось требующееся соотношение пар-углеводород. В этом случае можно использовать только низкоуровневый тепловой источник. практически не имеющий экономической ценности.

Цель)ю изобретения является повышение экономичности процесса.

Поставленная цель достигается способом контроля процесса разбавления газообразного углеводородного сырья парового крекинга водяным паром при подаче в печь крекинга смешанного сырьевого потока. включающего насыщение сырья водой с одновременной подачей их параллельными потоками вверх через трубчатую зону насыщения с последующим извлечением полученной двухфазной равновесной смеси, содержащей воду и водонасыщенное углеводородное сырье, из зоны насыщения, подачей двухфазной равновесной смеси в зону сепарации. статическое давление в которой превышает давление в зоне насыщения, отводом из зоны сепарации насыщенного водой сырья и потока воды.

Состав смешанного сырьевого потока или, другими словами, соотношение пар/углеводород регулируют за счет выбора температуры процесса насыщения в интервале, принятом для данной системы насыщения.

Введение газового углеводородного сырья в нижнюю заполненную часть трубчатой зоны насыщения обеспечивает полное насыщение газа при температуре воды, Температуру воды поддерживают путем регулирования скорости косвенного теплообмена в трубчатой зоне насыщения.

10

Трубчатая зона насыщения снабжена вертикальным кожухотрубным теплообменником, предназначенным для обеспечения циркуляции воды, предпочтительно, образующегося в процессе конденсата, через трубы в направлении вверх и для ввода в зти трубы в том же направлении газообразного углеводородного сырья одновременно с циркулирующей водой, Вода и газ в зоне нагреваются с переменной контроЛируемой скоростью эа счет косвенного теплообмена с нагревающей жидкостью.

Двухфазную равновесную смесь воды и водонасы щенного углеводородного сырья

15 извлекают из зоны насыщения и вводят в зону сепарации пар — жидкость, где статическое давление жидкости, больше, чем в зоне насыщения, Наиболее удобным является размещение сепаратора над насыщающим

20 теплообменником, Восходящий поток воды через зону насыщения инициируется конвективной циркуляцией, которую обычно называют термосифонной циркуляцией, являющейся результатом ввода в эту зону тепла. Эту циркуляцию можно увеличить путем ввода в зону насыщения газа в направлении вверх, Возможно, также дальнейшее ее увеличение с помощью циркуляционного насоса.

Пар, отделенный от двухфазной смеси, представляет собой поток сырья, состоящий из газообразного углеводорода, полностью насыщенного водой при температуре потока. Эту температуру выбирают как соответЗ5 ствующую температуре насыщения для смешанного сырьевого потока, имеющего требующееся соотношение пар/углеводород, B связи с тем, что смешанный сырьевой

40 поток будет подвергаться в дальнейшем предварительному нагреванию, обычно в конвекционных змеевиках печи для парового крекинга. он не должен содержать углеводородной жидкости во избежание

45 сложностей, связанных с нагреванием в печных змеевиках двухфазной смеси. Более тяжелые углеводороды, такие как нафты, могут сохраняться в газообразном состоянии при прохождении системы насыщения за

50 счет поддерживания в ней высокой температуры. Однако в этом случае требуются тепловые источники более высокого уровня, что соответственно снижает экономические стимулы к использованию описанной системы насыщения, В связи с этим предпочтительно в качестве нагревающей жидкости применять пар под давлением 0-7,2 бар, что позволяет выбрать контролируемую температуру смешанного потока пар — сырье в интервале 88-160 С. Поскольку обычное

2002792

10

1 5

35

45 давление смешанного сырьевого потока составляет 2,7 — 8,3 бар, то при таком интервале. температур насыщения можно достичь массового отношения пар/углеводород в пределах 0,15 — 0,6.

На чертеже показана печь 1 для парового крекинга, имеющая конвекционную нагревательную секцию 2 и радиационную нагревательную секцию 3, которую используют для крекирования углеводородов до этилена и других нужных продуктов, Конвекционная секция 2 снабжена змеевиками

4, 5, 6 и 7, предназначенными для рекуперации тепла отходящих из печи потоков,(Пример. В конкретной, показанной на чертеже конструкции, смешанный сырьевой поток 8, имеющий давление 5,0 бар и содержащий разбавляющий пар и пропан в массовом соотношении 0,3:1 нагревают до температуры начала крекинга в змеевиках 5 и 7 и вводят в крекинговые трубы 9 (показана только одна труба). Крекированные газы из труб 9 быстро охлаждают в теплообменнике 10, где используется холодный продукт, и затем вводят в систему разделения (сепарации) продуктов. которая на чертеже не показана.

В соответствии с изобретением разбавляющий паровой конденсат, отделенный от крекированных газов вводят в сепаратор 11 пар/жидкость по линии 12 в качестве свежей воды для системы насыщения газового сырья, Вода из сепаратора 11 стекает в направлении вниз, по линии 13, в заполненную нижнюю часть теплообменника 14 и затем движется вверх через трубчатую зону насыщения, образованную трубами 15, В систему по линии 16 вводят пропан, который впрыскивают в трубы 15, где он параллельно с водой, поданной по линии 13, течет в направлении вверх и насыщается ею.

Смесь воды и пропана внутри системы нагревается за счет косвенного теплообмена, протекающего с произвольно регулируемой

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА РА3БАВЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ парового крекинга водяным паром при подаче в печь крекинга смешанного сырьевого потока, включающий насыщение углеводородного сырья нагретой при косвенном теплообмене водой, регулирование скорости косвенного теплообмена в зоне насыщения температурой смешанного потока сырья и пара, циркуляцию воды, подачу насыщенного водой сырья в зону парового крекинга, отличаюскоростью, с паром, имеющим давление

3,5 бара и вводимым через регулирующий клапан 17. Паровой конденсат удаляют иэ кожуховой части теплообменника 14 по линии 18.

Двухфазную равновесную смесь воды и пропана извлекают из верхней части теплообменника 14 и вводят по линии 19 в парожидкостной сепаратор 11, из которого полностью насыщенной водой пропан отводят по линии 20. Смешанный сырьевой поток имеет требующееся массовое соотношение пар — пропан на уровне 0,3:1, благодаря его полному насыщению водой при температуре и давлении. которые существуют в трубчатой зоне насыщения и которые в свою очередь регулируются в зависимости от давления и температуры системы, задаваемых с помощью регулятора 21. В данном примере, где давление смешанного сырьевого потока 8 поставляет 5,5 бар, температура смешанного сырьевого потока 20, покидающего сепаратор 11. необходимая для полного насыщения пропана с достижением требующегося соотношения пар/пропан составляет 130 С. Паровой поток через клапан 17 для поддержания выбранной температуры в 130 С контролируется с помощью регулятора температуры 21, Смешанный сырьевой поток затем может быть подвергнут предварительному нагреванию в теплообменнике 22 и далее нагрет до температуры начала крекинга, составляющей 650 С, в печных змеевиках 5 и 7 до его ввода в крекинговые трубы 9. В связи с тем, что в смешанном сырьевом потоке уже обеспечено необходимое соотношение пар/пропан в системе насыщения газового сырья, дополнительного добавления пара к потоку не.требуется. (56) Патент Австрии М 226658, кл. 12е 1/05, 1963.

Патент CLUA М 3248445, кл. 260-679, 1966. щийся тем, что, с целью повышения экономичности процесса, насыщение сырья водой ведут при одновременной подаче их параллельными потоками вверх через трубчатую зону насыщения с последующим извлечением полученной двухфазной равновесной смеси. содержащей воду и водонасы щенное углеводородное сырье, из зоны насыщения, подачей двухфазной равновесной смеси в зону сепарации, статическое давление в которой превышает давление в зоне насыщения, отводом иэ зоны сепарации насыщенного водой сырья и потока воды.

2002792

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3216

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Составитель Н, Богданова

Редактор Т. Никольская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М, Самборская