Способ защиты аппаратов от закоксовывания

 

(72) Авторы изобретения

В. В.-Таушев, Г. Г, Валявин и Р, Н. Гимаев (73) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ АППАРАТОВ ОТ ЗАКОКСОВЫВАНИЯ

t0 l5

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

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

Существенным недостатком приведенного способа является то, что его невозможно применить, когда крекируемый нефтепродукт находится в жидком или капельно-жидком состоя-. нии. 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 защиты 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 (cn|:довательно, 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 эакоксовывания в процессах термического кргкицга тяжелого углеводородного сырья пугаем создания заинпной пленки иэ нефтепродуктов на внутренней

717124

45 стенке аппаратов стенки аппаратов дополнительно охлаждают до температуры 50 — 250 С.

Охлаждение желательно производить снаружи с помощью воздуха, нрды или легких нефтепродуктов.

Способ заключается в следующем. Тяжелые нефтепродукты, нагретые в печи до 350—

540 С, поступают в аппарат с охлаждаемыми стенками, В аппарате протекают процессы испарения, реакции разложения и термоконденса- 1О ции. Высокомолекулярные углеводороды, преиму щественно асфальтены, вследствие селективной . адсорбции прилипают к холодным стенкаМ аппарата, охлаждаются, теряют подвижность

; и образуют защитный слой, блокирующий 15 внутреннюю поверхность от остальной части крекируемого нефтепродукта.

Верхний температурный предел охлаждения ограничивается тем, что при температуре стенки свьппе 250 С защитный слой из асфаль- эп тенов разлагается и закоксовывает аппарат.

Охлаждение стенок, ниже 50 С нецелесообразно из-за высоких затрат.на охлаждение, Для охлаждения стенок аппаратов и трубопроводов используется замкнутая циркуляционная систе- 25 ма с принудительной циркуляцией охлаждающего агента, термосифонная испарительная система или система с принудительной подачей воздуха.

В качестве теплоносителя используются воз- 30 дух, вода, легкие нефтепродукты. . Сырье, нагретое до 350 — 540 С, из печи крекинга поступает в аппарат для проведения про. цесса крекинга и отгонки легких фракций.

Для предотвращения закоксовываиия поверхности стенки аппарата охлаждают . циркулиру.ющиМ потоком теплоносителя. При охлаждении стенки до 50 — 250 С на внутренней поверх ности аппарата образуется защитная пленка из высокомолекулярной части перерабатывае- 40 мого продукта, которая предотвращает закоксовывание поверхности.

Циркуляция теплоносителя осуществляется насосом. В теплообменнике тепло от циркулирующего потока передается холодному нефтепродукту, поступающему на переработку.

Продукт после обработки выводится из аппарата. Циркуляцию теплоносителя можно, проводить через воздушный холодильник, за счет разницы плотностей холодного и горячего или парообразного теплоносителя либо атмосферным воздухом, нагнетаемым вентилятором в рубашку.

Защитныи слои из нефтепродуктов являет. ся диэлектриком и поэтому имеет хорошие теплоизолирующие свойства. Последнее благоприятно для сохранения тепла в реакционной зоне и снижения величины теплопередачи от перерабвтываемого продукта к стенке аппарата. Толщину защитного слоя можно регулировать внутренним и внешним оребрением поверхности аппарата. Причем. конструкция внутреннего оребрения должна способствовать снижению коэффициента теплопередачи, например, путем образования застойных зон у стенки.

Защитный слой обновляют или полностью удаляют путем чередования режима охлаждения и нагрева стенки аппарата. В последнем случае достаточ;. .о прекратить подачу халадв агента в охлаждающую рубашку аппарата.

Предлагаемый способ предотвращения закоксовывания аппаратуры испытан в лаборатор ных условиях и может быть легко осуществлен в промышленности.

Пример. Сырье — гудрон западно сибирской нефти 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, карбоиды О,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, конденсационноразделительную аппаратуру. Температуру охлаждаемых стенок регулируют подачей воды и водяного пара., Опыт прекращают при закокl совывании печи или после 24-час непрерывной работы установки. Закоксовывание печи определяют по повышению давления (на

2 атм) на sxoge 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.

7 171 г4

Имеется

350

50

540

250

350

250

540

Имеется

350

350

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

Формула изобретения

Составитель 11 Богданова

ТехредЛ. Алферова

Редактор И. Цурикова

Корректор О. Ковинская

Тираж 545

ЦНИИПИ Государственного комитета Ct:C12 по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9759/33

Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

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 промышленных условиях.

Следовательно, применение данного способа защиты поверхности аппаратов от закоксовывания обеспечивает достижение высокой г бины превращения нефтяного сырья без эакоксовывания поверхности.!. Способ защиты аппаратов от эакоксовывания в процессах термической переработки тяжелого углеводородного сырья путем создания защитной пленки нефтепродуктов на внутзо ренней степке аппаратов, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, стенки аппаратов дополнительно охлаждают до температуры 50 — 250 С.

2. Способ по п. 1, отличающийся .. тем, что охлаждение стенок аппаратов производят снаружи с помощью воздуха, воды или . легких нефтепродуктов.

Источники информации, @ принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3593968, кл. 261-118, опублик. 1971. . 2. Патент США N 3674679, кл. 208-48, опублик. 1972 (прототип) .