Способ получения олефинов

 

Союз Соввтскии

Социалистическии

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 910727 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 11Ð780 (2! ) 2958392/23-04 с нрнсоедкненнем заявки №вЂ” (23 }Приоритет—

Опубликовано 0703Я, Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070382 (53)M. Кл.

С 10 С 9/36

)Ъеудерстиаииый кеиятет

СССР ро делан иаебретеиий и открытий (53) УДК 662. 75 (088. 8).

С. П. Гориславец, В. И. Дмитриев, Д. В. Иулик :: и P. И. Хисматуллин.(72) Авторы изобретения

I

1 (7l) Заявитель

Институт газа АН Украинской CCP (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛЕФИНОВ

Изобретение относится к получению углеводородов, в частности этилена и низших олефинов, терми ческим крекингом (пиролизом) .

Известен способ пи роли за у гле водородного сырья путем предварительного нагрева его в конвективной зоне в присутствии разбавителя и последующего высокотемпературного нагрева и разложения в радиантной зоне 1 1).

Известный способ применим, в основном, для пиролиза газообразных видов сырья. Переработка жидкого сырья приводит к высокой степени коксообразования и низким выходам эти15 лена и низших олефинов вследствие значительной степени конверсии сырья при предварительном нагреве до температуры начала пиролиза в конвективной зоне.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения олефинов пиролизом у гле водородного сыр ья, которое предварительно нагревают в конвективной зоне до 300-400 С без разбавителя, : затем смеши вают. с перегретым до

700-900 С разбавителем и подвергают высокотемпературному нагреву, при котором происходит разложение сырья(2).

Однако, хотя процесс предваритель-е ного нагрева и испарения сырья в конвективной зоне протекает без разбавителя, парцильное давление паров сырья относительно низкое (абсолютное давление в конвективной зоне составляет, 4 - 5 ат), что, согласно принципу Ле-Шателье способствует протеканию реакций разложения компонентов сырья. температура предварительного нагрева относительно невелика (до 500 С), но время нагрева значительно (1-2 с). За это время относительно большое количество сырья (7-10 мас.r.) разлагается с образованием широкой гаммы углеводородов, включая низшие олефины, Про"

3 91072 дукты разложения, попадая в радиантную зону с высокой температурой, претерпевают вторичные превращения с обр аз о вани ем .тяжелых . смол и кокса.

Кроме того, процесс испарения сырья в конвективной зоне протекает в большом объеме жидкости. При этом происходят его частичное. осмоление и реакции уплотнения с образованием предшественников кокса - тяжелых 1о ароматических и других. углеводородов.

С утяжелени ем . пиролизуемого сыр ья упомянутые недостатки, усугубляются и для пи роли з а вакуумных дистиллят о в и сырых нефтей известный способ не <$ может быть применен. Пример 1 . По способу-прототипу осуществляют: а) пиролиз легкого прямогонного бензина ($> = 0,703, И = 92,8, ес

= 77,8 С).

Сырье нагревают в конвективной зоне до 300 С и затем смешивают с перео гретым до 900 С водяным паром в весовом соотношении 1:0,5. 3а счет смешения температура парогазовой смеси о поднимается до 630 С. Затем. смесь подвергают высокотемпературному нагреву до 870 С. Время контакта 0.11 с.

Цель изобретения - увеличение выхода целевых продуктов и снижение кок сообр азо вания .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения олефинов пиролизом жидкого углеводородного сырья путем его предварительного нагрева с последующим смешением с перегретым разбавителем и дальнейшим высокотемпературным- нагревом сырья предварительный нагрев сырья ведут при давлении 14,8-30,5 ат до температуры 242-523 С с последующим его дросселированием.

Для каждого газа (в том числе и углеводородов) существует такая критическая температура, BbliUc которой он никаким повышением давления не может быть переведен в жидкость.

3$

Давление насыщенных паров, соответствующее критической температуре, является критическим давлением. В ° критической точке исчезает граница между газообразным и жидким состоя46 нием. Так же, как и индивидуальным углеводородом,, каждой нефтяно" фрак ции соответствует. строго определенное значение критических температуры и давления.

Так, например, критические температура и давление для легкого прямогонного бензина (P= 0,703, И = 92,8, tcP = 77,8 С)составляют соответственно 242 С и 30,5 ат; для газойля (f = 0,818, М = 179,2, tcp.= 223,1 С) 394оС и 20,4 ат; для вакуумного дистиллят а (P = О, 91 3, 8 297 6,,„ = 344,6 С) 523 С и

14,8 ат.

$$

Вследст вие от н оси тел ь но высокого давления сырье в процессе предварительного нагрева находится в едком

7 4 состоянии и поэтому скорость всех реакций разложения пренебрежительно мала, а скорость нагрева относительно велика. Вследствие этого степень конверсии исходного сырья на выходе из конвективной зоны практически равна О. Кроме того, испарение сырья происходит мгновенно (при дросселировании)и при смешении с перегретым разбавителем температура парогазовой смеси поднимается до температуры начала пиролиза и при дальнейшем высокотемпературном нагреве происходит интенсивное разложение (пиролиз). Таким образом, предлагаемый способ позволяет избежать длительных стадий испарения и нагрева сырья, в процессе которых образуются предшественники кокса и расходуются целевые продукты.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырье в жидком виде при критическом давлении 14,8-30,5 ат (в зависимости от вида сырья) поступает в конвектив-, ную зону и эа 0,2-0,4 с его нагревают до критической температуры (242523ОC) . На выходе иэ конвективной эоны сырье дросселируют до давления

2-3 ат, испаряют и смешивают. в заданном соотношении с перегретым до 900 С

Ф разбавителем (в данном случае - водяным паром). При смешении температура парогазовой смеси повышается до

500-600 С, после чего в радиантной зоне ее подвер гают высокотемпературному нагреву (до 850-900 С), в результате которого происходит пиролиз. Время пребывания парогазовой смеси в радиантной зоне 0,1-0,2 с.

Способ позволяет увеличить выходы этилена, низших олефинов и свести до минимума коксообразование при пиролиэе жидкого углеводородного сырья.

9107

5 б) пиролиэ газойля (g = О, 818, М = 179,2 > tcp = 223 1оГ

Сырье нагревают в конвективной зоне до 300 С и затем смешивают с перегретым до 900оС водяным паром в весовом соотношении.1:0,8. За счет смещения температура парогазовой смеси поднимается до 600 С.. Затем смесь подвергают высокотемпературному нагреву до 870 С. Время контакта 0,11с. 10 в) пиролиз вакуумного дистиллята (= 0,913, М = 297,6, асср = 344,6 C).

Сырье нагревают в конвективной зоне до 300 С и смешивают с перегретым до 900.оC водяным паром в соотношении 19

1:1,2 . Температура парогазовой смеси о после смешения 590 С. Затем смесь подвергают высокотемпературному нагреву до 850 С. Время контакта 0,11 с.

Пример 2 . По предложенному 20 способу осуге ствляют: а) пиролиэ легкого прямогонного бензина (f = 0 703, М = 92 8, асср

= 77,8 C).

Сырье нагревают в конвекти.вной. зоне при критическом давлении 30,5 ат до критической температуры 242Р С, затем дросселируют до давления 3,2 ат о и смешивают с перегретым до 900 С водяным паром в соотношении 1:0,5.

Температура парогазовой смеси после смешения 650 С. Затем смесь подвергают высокотемпературному нагреву до

870оС. Время контакта 0,11 с.

6) пиролиз газойля (ф = 0,818, M = 1792, ср= 223 l C) °

Сырье нагревают в конвективной зоне при критическом давлении 20,4 ат

Из приведенных в таблице результатов пиролиза видно, что предложенный способ позволяет увеличить выходы этилена, суммы низших олефинов и снизить коксообразование при пиролизе бензина на 2,90; 2,76 и 0,45 абс. 4 соответственно; при пиролизе газойля35 на 3,56; 3,59 и 0,72 абс.9 соответственно; при пиролизе вакуумного дистиллята - на 3,82; 4,62 и 1,01 абс. соот вет ст венно.

Компоненты

Выход, мас.Ф на сырье, при раэпоеении вакуумного яистнллята бензина, р » 0,703 гаэой примеру 1 по примеру В.

l римеру

1,03

1 ° 16 <, t7

t,22

1,34

t;32 на

6 ° 09

8,4t

10,04

t0,0

t2,73

13,99 сн

2 ° 74

1,96

I 80

3.Л7

3,61

5,t2 сунь

31,76

22,97

28,20

19,15

33, 06

30, 16 с н

0,26

0,4t

0,49

0,43

0,69

G,27

0,22

0,38

0 31

0,41

0,48

t0,t3

t0,60

14,82

t 4,60

»,16

t7>70 сн по примеру 1 по примеру 2 до критической температуры 394еg, затем дросселируют до давления 3,2 ат и смешивают с перегретым до 900 С водяным паром в соотношении I 0, &, Температура парогазовой смеси после о смешения 550 С. Затем смесь подвергают высокотемпературному нагреву .до 870 С. Время контакта 0,11 с. ! в) пиролиэ вакуумного дистиллята (P = 0,913, М = 297,6, асср = 344 С).

Сырье нагревают в конвективной зоне при критическом давлении 14,8 ат до критической температуры 523 С, затем дросселируют до давления 3,8 ат и смешивают с перегретым до 900 С водяным паром в соотношении 1:1,2.

Температура парогазовой смеси после смешения 555оС. Затем смесь подвергают высокотемпературному нагреву до 850 С. Время контакта 0,11 с, В таблице приведены материальные балансы разложения исследованных видов сырья (по известному и предложенному способам).

1, 910727

Продолжение таблицы

Выход, мас.т, на сырье, при разложении

Компоненты, Р 0,703

1 по пример

0,41

0,41

0,18

Ъ

3.90

0,29

0,22

0 ° 18

3. 97

4,97

4,65

4,62

4,56

5.92

С4 НЬ

5,22

5,37

7,40

7,01

0,74

0,94

0,56

0,33

0,62

Всего газа до С<

68,21

78,6

82,4

71,4

54,67

59 с8

Сумма низасих олеФиноа и

G. тадиен

59,45

62,21

56,60

52,99

40с91

"5с53

Гхробензил тФракцил до

200 С) 19,24

16,20

19, 1 1

24,48

18, 35 24,60

Тлжелое топлию (Фракцкл свыше

200 С) 10, 12

11,65

1,74

1 с 30

19,03.1, 82

0,18

0,81

0,90

0,10

Ос55

Кокс

100,0 100, 0 100,0

Sce ro

Формула изобретения

Составитель Н. Ьогданова

Редактор Л. Веселовская Техред Т.йаточка Корректор В. Синицкая

Заказ 1027/1 . Тираж 524

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Под пи сное

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

Способ получения олефинов пироли- М зом жидкого углеводородного сырья путем его предварительного нагрева с последующим смешением с перегретым разбавителем.и дальнейшим высокотемпературным. нагревом, о т л и ч а - 4в ю шийся тем, что, с целью уве,личения выхода целевых продуктов и уменьшения коксообразования.. предварительный нагрев сырья ведут при дав100,0 ! ленни 14,6-30,5 ат до температуры

242-523 С "с последующим дросселированием.

Источники инФормации. принятые во внимание при экспертизе

1. Клименко А. П. Получение этилена из нефти и газа. M., Гостоптехиздат, 1962, с, 2 35.

2. Авторское свидетельство СССР

H 427978, кл. C 10 G 9/14, 1974 (прототип).