Способ термического крекинга тяжелых масел и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 895293 (51) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 22. 10. 76 (21) 2416107/23-26 (23) Приоритет - (32) 22. 10. 75 (31) 126276 (331 Япония

Опубликовано 30. 12.81,Бюллетень № 48

Дата опубликования описания 30. 12. 81 (51) М. Кл.

С 10 .Т g/12

Гасудерственный номнтет сг.сг лл делам неебретеннй н отнеытнй (53) УДК 665. .64(088. 8) Иностранцы

Хироси Хозума, Хисатоси Овада, Масахару Томизавв 4Л-ййеей Ж а

Сеики Санада и Хидео Кикучи

1 (Япония) -тд Н,еТЕщ Н„

Il

Иностранные фирмы

1 ЕСн д.»

Куреха Кагаку Когио Кабусики Кайся" и Чиеда Кемикал Инджиниринг энд Констракш

II

И (Япония) (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ТЯЖЕЛЫХ МАСЕЛ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Данное изобретение относится к способу термического крекинга тяжелых масел и устройству для его осуществления.

Известен способ термического крекинга тяжелых масел, включающий загрузку предварительно нагретого сырья в реактор,,термический крекинг масла при контакте его с инертной средой, удаление из реактора продукта термического крекинга, удаление кокса, отложившегося на стенке реактора, и последующую подачу предварительно нагретого сырья.

Известно устройство для термического крекинга тяжелых масел, включающее реакционную камеру, трубы для входа сырья, инертной срыды и отвода продукта крекинга.

Удаление кокса с внутренних стенок реакционных колонн для термического крекинга тяжелых масел, таких как асфальт, угольный пек и сырая нефть, является одной из проблем непрерывных и периодических технологических процессов, требующих решения. Когда величина слоя кокса достигает величины, препятствующей нормальному течению процесса, то обычно процесс останавливают и после охлаждения в течение некоторого периода кокс соскабливают со стенок колонн механически или с по.-.ощью водяных струй !! ).

Недостаток известного способа и устройства состоит в снижении производительности, что обусловлено прекращением процесса крекинга и последующим проведением удаления слоя кокса со стенок реактора.

1н Цель изобретения — повышение производитепьности за счет совмещения операций загрузки сырья и удаления кокса со стенок реактора и снижение отложения кокса на стенках реактора. у» Укаэанная цель достигается тем, что способ термического крекинга тяжелых масел, включающий загрузку предварительно нагретого сырья в.реактор, термический крекинг масла при контакте его с инертной средой, удаление

895293 из реактора продукта термического крекинга, удаление кокса, отложившегося на стенке реактора, и последующую подачу предварительно нагретого сырья, удаление кокса, отложившего-5 ся на стенках реактора, осуц>ествляют путем подачи сырья через вращающуюся трубу с соплами, расположенную вдоль стенок реактора, и инертную среду в процессе термического крекинга вво- >0 дят через указанную трубу.

Предварительно нагретое сырье подают во вращающуюся трубу под давлением 15-30 кг/см

Указанную трубу вращают со ско- 15 ростью 10-100 мм/с.

Устройство, содержащее реакционную камеру, трубы для ввода сырья, инертной среды и отвода продукта крекинга, снабжено вращающейся трубой с Ю соплами, расположенной внутри реакционной камеры вдоль его стенки и подсоединенной к трубам для ввода сырья и инертной среды посредством переключающего средства. И

Сопла расположены на трубе под углом 45О относительно ее оси.

Переключающее средство выполнено в виде многоходового клапана.

На фиг. 1 представлено устройство 5О для крекинга тяжелых масел, снабженное вращающейся трубой для удаления кокса, продольный разрез; на фиг.2— труба с струйными соплами на ее стенках, разрез. 35

Устройство содержит реакционную камеру (реактор) 1 для термического крекинга тяжелых масел. Сама реакционная камера 1 имеет обычную конструкцию и поэтому не рассматривается здесь подробно в целях простоты изложения материала. Реакционная камера 1 снабжена инжекционной вращающейся трубой 2 с соплами (форсунками)

3 для удаления кокса согласно предлагаемому способу, труба 2 входит в реакционную камеру 1 через отверстие в верхней ее части, Труба 2, расположенная в камере 1 на некотором pacS0 стоянии от ее внутренних стенок, включая переходное колено, имеет множество струйных .сопел 3 в ее стенках, открытых в направлении внутренних стенок реактора, предпочтительно под углом 45,как показано на фиг. 2. Труо 55 ба 2 медленно вращается вдоль оси камеры 1 и на некотором расстоянии от внутренних ее стенок при помощи соответствующего приводного устройства 4, например электрического мотора, смонтированного над камерой 1, и имеет приводной вал, соединенный с трубой 2 через. редуктор. Число сопел 3 зависит от давления, количества инжектируемого материала, времени инжекции и диаметра форсунки.

Верхний конец инжекционной трубы 2 соединен с трубопроводами 5 и 6 для ввода сырья и инертной среды через переключатель 7, например многоходовой клапан, который связывает трубу 2 либо с трубопроводом 5, либо с трубопроводом б.

B процессе термического крекинга тяжелых масел поток материала, инертного в термической реакции, например, газообразного азота или пара, подают в инжекционную трубу 2 через трубопровод 5 и инжектируют через форсунки 3 для предотвращения их закупоривания материалом, образующимся в процессе крекинга. До завершения термического крекинга инжекционную трубу 2 можно поддерживать в стационарном состоянии без вращения вдоль внутренних стенок реакционной камеры 1.

По окончании термического крекинга и выгрузки материала из реакционной камеры 1 инжекционную трубу 2 соединяют с трубопроводом 6 через переключатель 7 и подают под давлением часть тяжелого масла, предназначенного для следующей загрузки. 11з инжекционной трубы 2 сырье через форсунки 3 вводят в камеру при вращении трубы внутри камеры 1 для удаления кокса, образовавшегося на внутренних стенках камеры 1 в процессе предшествующего крекинга.

Часть сырья, поступающего на термический крекинг, вводят и ин>кектируют через инжекционную трубу 2 в виде очистительной жидкости.

По окончании операции удаления кокса оставшуюся часть вводимого сырья вводят в камеру 1 обычным способом, при этом инжектируемое тяжелое масло остается в кубе вместе с удаленным коксом. Поэтому исключается необходимость установки дополнительного оборудования для обработки отработанной очистительной жидкости и весь процесс значительно упрощается.

Подтверждено, что кокс, остающийся в кубе реакционной камеры, составляет менее чем 0, 1 вес.?, так что он

895293 практически не ухудшает качества конечного продукта (пека) .

Для улучшения теплового баланса предпочтительно, чтобы инжектируемое тяжелое масло было предварительно нагрето до температуры, лежащей в пределах от 300 до 350 С. Предварительный нагрев до температуры выше 350 нежелателен, так как это может вызвать образование кокса в самой ин- 1О жекционной трубе.

Эффективность процесса удаления кокса можно повысить, если инжекционную трубу 2 перемещать вверх и вниз, вращая ее при этом медленно вдоль 15 внутренних стенок реакционной каме" ры 1. Это можно осуществить с помощью известных устройств, механически перемещающих трубу 2 в осевом направлении. 20

В варианте, проиллюстрированном на чертеже, представлена отдельная инжекционная труба 2, однако мно>нество аналогичных инжекционных трубок 25 можно расположить через соответствующие промежутки вдоль внутренних стенок периферийной части реакционной камеры, особенно при использовании реактора большого диаметра. Фор- зо ма и число инжекционных трубок определяются, поэтому, в зависимости от формы и размера реакционной камеры.

Пример. После предварительного нагрева до 490ОС вакуумный остаток, полученный после переработки сырой нефти Хафджи, загружают со скоростью 300 кг/ч в реактор, изображенный на фиг. 1, с диаметром 600 мм и . высотой 5000 мм. Для защиты от тепло- о вого удара в реактор предварительно загружают 60 кг ocTBTка той же нефти, нагретого до 300ОС. Через реактор подают пар 700 С со скоростью

120 кг/ч для обеспечения протекания процесса термического крекинга в условиях отвода газообразных продуктов распада через выхлопную трубу в верхней части реактора. Температуру загружаемого в реактор сырья поддерживают 425ОС. Термический крекинг проводят в течение 2 ч с момента загрузки.. Продукт распада (пек), выводимый из реактора, непрерывно и полностью охлаждают. Повторяют тот же производjs ственный цикл, используя в качестве предварительной загрузки 60 кг предварительно нагретого сырья для защиты от тепловых ударов.

Вышеописанный процесс термического крекинга проводят в течение 200 ч, во время которых на внутренних стенках реактора отложился кокс и образовал слой толщиной 81 мм, препятствующий нормальному протеканию процесса крекинга.

Тот же полунепрерывный процесс крекинга проводят с использованием ротационного инжектора для удаления кокса согласно способу, который имеет 18 форсунок диаметром 2,5 мм в стенках инжекционной трубы, расположенных под углом 45, как показано на фиг.2.

В процессе крекинга через форсунки инжекционной трубы продувают пар при температуре 350 С со скоростью

60 кг/ч в целях предотвращения закупорки форсунок. Как только процесс крекинга завершается, расплавленный пек выводят из кубовой части реактора и одновременно вращают инжекционную трубу со скоростью 4 об/мин и подают о предварительно нагретое до 300 С сырье в течение 15 с под давлением

18 кг/см, измеренного в начале выхо2 да потока из форсунки, для удаления отложившегося кокса со стенок реактора. Сырье, использованное для очистки, оставляют в системе в качестве предварительной загрузки, предотвращающей от тепловых ударов.

Вышеописанный процесс крекинга проводят в течение 200 ч в результате чего толщина слоя кокса, огложившегося на стенках реактора, составляет величину меньше 5 мм, что подтверждает высокую эффективность использования ротационного инжектора для удаления кокса.

;" редл=-гае,ое изобретение может внести существенный вклад в решение проблемы рационализации процессов производства связывающего пека термическим крекингом тяжелых масел, в которых один из важнейших вопросов связан с удалением кокса. Решение проблемы удаления кокса имеет огромное промышленное значение с точки зрения повышения спроса на связывающий пек из-за отсутствия коксующихся углей, используемых в производстве кокса для крекинг-печей с поддувом. Побочные нефтепродукты можно легко десульфурировать с помощью известных способов десульфуризации и использовать в качестве жидких топлив различного типа.

895293

Формула изобретения

l. Способ термического крекинга тяжелых масел, включающий загрузку предварительно нагретого сырья в ре( актор, термический крекинг масла при контакте его с инертной средой, удаление из реактора продукта термического крекинга, удаление кокса, отложившегося на стенке реактора, и по- !О следующую подачу предварительно нагретого сырья, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности за счет совмещения операций загрузки сырья и удаления lj кокса со стенок реактора и снижения отложения кокса на стенках реактора, удаление кокса, отложившегося на стенках реактора, осуществляют путем подачи сырья через вращающуюся трубу gy с соплами, расположенную вдоль стенок реактора, и инертную среду в процессе термического крекинга вводят через указанную трубу.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - д шийся тем, что предварительно нагретое сырье подают во вращающуюся б г трубу под давлением 15-30 кг/см

Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что указанную трубу вращают со скоростью 10- 100 мм/с.

4. Устройство для термического крекинга тяжелых масел, включающее реакционную камеру, трубы для ввода сырья, инертной среды и отвода продукта крекинга, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено вращающейся трубой с соплами, расположенной внутри реактора вдоль его стенки и подсоединенной к трубам для ввода сырья и инертной среды посредством переключающего средства.

Устройство по и. 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сопла расположены на трубе под углом 45О относительно ее оси.

6. Устройство по и. 4. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что переключающее средство выполнено в виде многоходового клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ° Патент Японии 49- 33571, кл. С 10 С 3/04, опублик. 1974.

895293 фиг.g

Тираж .551 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11517/88 филиал Illlll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель P. Горяинова

Редактор M. Янович Техред А. Бабинец Корректор Г. Назарова