Способ получения синтез-газа и легких углеводородов

 

.:; ежик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11} 578851 (6t) Доцолнительиый к патенту (22) Заявлеио05.08.75 (21) 2163102/23-04 (23) Приоритет (32) 19 08.74 (31) 36367/74 (33) Великобритания (51) М. Кл, 2

С 01 В 2/14

Гооударотвенный комитет

Совета Миниотров СССР оо делан изобретений н открытий (43} Опубликовано30.10,77.Бюллетень ¹40 (53) УДК662.61. .002. 5 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.11.77

И нос транцы

Яап Эрик Набер и Пауль Весселс (Нидерланды ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б. В. (Нидерланды ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧ НИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА И ЛЕГКИХ

У ГЛ Е ВОДОРОДОВ

Изобретение относится к способу получ ния газа, состоящего из водорода, окиси углерода и легких углеводородов, из сырья, содержащего углеводород(ы), путем частичнс

ro окисления и термического крекинга. 5

Известен способ получения синтез-газа частичным окислением жидкого углеводородного сырья в присутствии кислорода и водяного пара при температуре 980-1760ос в генераторе проточного типа. Горячий синтезгаз охлаждают, вводят в контакт с горячим сырьем для выделения. сажи, а затем закаливают водой (1 .

1с

Недостатком этого способа является низкий выход синтез-газа.

Наиболее близок к изобретению по сущности и достигаемому результату способ получения синтез-газа и легких углеводородов 20 крекингом углеводородного сырья с последующей газификацией продукта крекинга в присутствии кислороде или кислородсодержашего газа и смешением полученного газа с и -.одным сырьем j 2).

Однако и этот способ дает относительно невысокий выход целевых продуктов (..ф 0,9 кг/кг сырья).

С целью увеличения выхода целевых продуктов по предлагаемому способу газификации подвергают крекинт остаток.

Цля осуществления предлагаемого chocoба используют углеводородное сырье, содврнсащее нефть или нефтяные фракции, бутнмннозный песок, его дистиллаты или сланцевые масла, в нем могут находиться и углеводородсодержащие частицы, например, сажа нли уголь.

Частичное окисление такого сырья прово дят в реакторе при помощи воздуха, кислорода или воздуха, обогащенного кислородом.

Цавление может меняться в широких пределах. Большей частью в реакционную смесь вводят пар. В результате такого частичного окисления образуется поток газа, богатого водородом н окисью углерода, с температурой не ниже 1200оС.

Один из вариантов данного способа является возможность введения части сырья (до

50%) в зону газификации.

">7HR»!

Согласно 11астояшему способу по меньшей мере 509<> свежего топлива поступает в поток горячего газа. Это значит, что используется большая часть теплоты газа, а если в зону креки>п а поступает 100".4 свежего топлива, значит тепло максимально использовано в стадии крекинга. Кроме гого, больше значение имеет продолжительность нахождения топлива в зоне крекинга с учетом вида целевых продуктов. 1О

Введение большей части, до 100Ъ, cI>ежего топлива в горячий газ создает значительное преимущество, заключающееся 13 том, что крекингу подвергают максимальное количество углеводородов с высоким отношением 15

Н/С. Это обеспечивает максимальный выход легких продуктов. Введение остатка в зону газификации предпочтительно осушествлять при помощи потока водяного пара. IIap часто вводят в процесс газификации для конверсии 0 сажи в окись углерода и водорол. Можно применять для введения остатка и инертные газы, например азот.

Радделяют остаток и газообраз1гые продукты, полученные в зоне крекинга, любыми под- 5 ходящими средствами. Большей частью остаток состоит иэ неклейких частиц, которые можно легко отделить действием центробежной силы, создаваемой, например, в циклонах и других сепараторах цецтробежного действия, Зс>

Рециркуляция части остатка в зону крекинга способствует дальнейшему повышению степени крекинга, Температура на выходе из зоны крекинга 500-800 С, без рециркуляции эта температура составляет 800—

11000С. Тепло горячих газов используется в дальнейшем процессе. Состав продуктов реакции сдвигается в сторону большего содержания креки рован>3ых продуктов и меньшего содержания продуктов газификации. Степень рециркуляции остатка в зону крекинга може1 изменяться в широких пределах.

Потребность тепла в зоне крекинга обус ловливает минимальную подачу горячего вещества в зону газификации. Количество вы- 45 деляюшегося в зоне газификации тепла зависит- от типа применяемого окислителя.

Поток газообразных продуктов может по ступать из зонь> крекинга в ректификационную колонну, в результате чего образуется одна или более фракций углеводородов и поток газа. По меньшей мере часть одной или нескольких углеводородных фракций может рециркулировать в зону крекинга. Это может быть часть более тяжелых продуктов из ректификационной колонны, например, остаток.

1 онечным результатом является образование газов, содержащих водород и окись углерода, и более легких углеводородных фракций, состав которых меняется от метана и других легких газ<» р>>з>ц>х vl ле13 лс>р >л»13 л жллКИХ 11РС>ДУКГ>>Л, Н П>РЦМЕР, ЛЕГКИХ фР >илий I! нафты. С ырье п»лн»с гьк3 к >ш ертир>н>лн

11роцесс не требует и >л13»лл тепла.

11а фИГ. 1 ПрЕдотапЛЕНЛ тЕХН>>Л»rИЧЕСКая схема процессл сс>гласно иэс>6регению; нл фиг. 2 — техн»логи>ескля»хема процесса с рециркуляцией остлткл 13 .Зону крекинт.а; на фиг. 3 — гех>пологи lecK;!31 схемл процесса, вклю>аю>цля рекгифик >ци»нную к >л>>пну.

11ри осушес TI3>leøø предлагаем,>гс> спосс>ба от, 0 до 100 : с13ежего сырья по пинии

1 подается в зону 1 крекингл, л остлг3шаяся часть свежего сырс,я, ес;1и таковая имеется, поступает 13 зону 11 газификации Ilo линии 2. 1 азообрлзные пр»лук гы и остаток выходят из зоны I крекингл и п»ступ пот е3 циклон 3 по линии 1. (30TQToK 13ывогц1тся иэ циклона по линии > и отбирается устройством 33 в поток 7 водяного пара, обрлзуюшаясч дисперсия поступает в зону 11 газификации ио линии 8. Кислород и KIIOI!Оропсолержаший газ и эту зону поступает по линии

Горячий газ из зоны П газификации поступает в зону крекинга по линии 10. Газообразные продукты отводятся из циклона 3 по линии 11.

При проведении процесса с рециркуляцией ocTQTKB в зону крекинга часть остатка по линии 12 из зоны крекинга рециркулирует по линии 13, остальная часть поступает в зону Ц газификации по линии 14. (Подача пара и разделение газообразных продуктов и остатка на фиг, 2 не показаны).

11ри проведении процесса с ректификационной колонной зона газификации и зона крекинга объедцнень1 в одном аппарате 1 >, 100% свежего топлива поступает в зону 1 крекинга по линии 1 и линии 16 вместе с ОСТаТком, поступающим;1о линии 17 иэ ректификационной колоннь1 18. В колонну 18 поступает поток газообразных продуктов из циклона 3.

В зависимости от условий работы колонны 18 и состава газообразных продуктов могут быть получены раз:>ичные жидкие продукты. Газ, выходящий из колонны 18 по линии

1!3, содержит водород и окись углерода и, возможно, азот, а также легкие углеводороды, например, метан, этан, пропан, бутан.

Жидкие продукты представляют собой легкие фракции (выходяшие по линии 20), легкие нафты (по пинии 21) тяжелую liil(гу (по линии 22) и остаток (по линии 1 7) . 13 д >пном случае 100% остатка 1 циркулирует в зону крекинга, По меньшеи мере часть олной или более других фракций можно репиркулиp0B8Tb Из KOIIOII1II:I 1 8 В зону креки!П B.

P H M e P. I3 схеме предусмлгр>1ваю>шей совмещение an>I! I крекинга и л >ты рек25

> ифлкаппи в >л>ш;r аппарате, полу >л>от с,гелу«>rrr«e дан ые.

I >си(>льзуем >е or rðr.å ит из тяжелого газойля (НС-О), имеюшегп следующий состав, вес.":

Углерод 85>,70

Водород 1 1.,30

Кислор >д 0,05

Азот 0,23

Сера 2,60 >О

Золе 0,05

Теплотворность 9884 ккал/кг. Тяжелый газойль подают в зону крекинга со скоростью 2941 кг/ч, это составляет 100% сырьевого потока (соответствует потоку в линии 1 на фиг. 3).

Зона газификации. Неполное сгорание обеспечивается использованием воздуха, предварительно нагретого до 600оC. Отношение кислород: топливо па входе в газификатор (co- 0 ответствует потокам в линиях 9 и 8 на фиг.

3) составляет 0,75 нм кг. Поток дополняют отношением поток: сырье, равным 0,5 кг/ кг сырья (соответствует потокам в линиях

7 и 8), Цавление в реакторе 15 бар, объем реактора 5 м /1000 кг сырья, время пребывания 8 с.

Продукты зоны газификации, которь>е полностью проходят в зону крекинга, следующие:

Газ, получаемый в количестве 6,15 кг/кг сырья, имеет удельную теплоемкость 0,34 ккал/ кг С, температура на выходе 1194"С. Сажа, получаемая в количестве 7,7 об,%, имеет состав> об %:

Азот 47,6

Аргон 0,6

Вода 7,7

Водород 19,1

Окись углерода 20,7

Углекислый газ 3,5 »етан 0,01

Зона крекинга. Температура на входе

1194оС, подаче HC-О 2941 кг/ч, температура на выходе (ппток по линии 4) 774 С. о 45

П> лу re>>r следующие продукты: метан (выход в расчете н > IIC-0) 13 вес. » (1асть потока)> легкие продукты крекинга (выход в расчете на I IC-0) 53 вес.% (пот ки по линиям

20-22 ); тяжелые продукты крекинга (выход в расчете на НС-0) 34 вес.% (потоки по линиям

5 и 17). (В данном случае поток из линии

17 колонны 18 объединяют с потоком по ли жи 5 и направляют в зону газификации).

Конечные результаты. Состев газа (поток в линии 1 9), об.%:

Метан 8,2

Кислород

Азот 43,9

Аргон 0,6

Вода 7,0

Водород 17,6

Окись водорода 18,9

Углекислый газ 3,2

Получают (в расчете на HC-О), кг/кг;

Газ 1,657

Легкие продукты крекинга 0,395

Тяжелые продукты крекинга 0,254

Формула изобретения

Способ получения синтез-газа и легких ут леводородов крекингом углеводородного сырья с последующей газификацией продукте крекинга в присутствии кислорода или кислородсодержащего газа и смещением полученного газа с исходным сырьем, о т л и ч ею шийся тем, что, с целью увеличения выходе целевых продуктов, газификации подвергают крекинг-остаток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции % 2151471, кл. С 10 В 1/00, 1973.

2. Jto Ghozo ° No poEFutron Or catalyst к сои1» ииои6 о> Г. gasificor lion.

"СИЕ и.Ertg .1970, 77, М 27, с. 113-115.

578851

Составитель П, Богданова

Редактор Н. Хубпарова Texpen A. демьянова Корректор A. Ипасен

Заказ 3823/706 Тираж 658 Подписное

LlHHHHH Государственного комитета Совета Л1инцстров (-О-I по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, -1/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, .l