CS214923B1 - Method of shifting the reactor by pyrolisis - Google Patents

Method of shifting the reactor by pyrolisis Download PDF

Info

Publication number
CS214923B1
CS214923B1 CS501379A CS501379A CS214923B1 CS 214923 B1 CS214923 B1 CS 214923B1 CS 501379 A CS501379 A CS 501379A CS 501379 A CS501379 A CS 501379A CS 214923 B1 CS214923 B1 CS 214923B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
reactor
pyrolysis
passivation
sulfur
coke
Prior art date
Application number
CS501379A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Martin Bajus
Vaclav Vesely
Jozef Baxa
Ivan Kopernicky
Milo Bucko
Ivan Krivulka
Jozef Slimak
Marian Metke
Original Assignee
Martin Bajus
Vaclav Vesely
Jozef Baxa
Ivan Kopernicky
Milo Bucko
Ivan Krivulka
Jozef Slimak
Marian Metke
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Martin Bajus, Vaclav Vesely, Jozef Baxa, Ivan Kopernicky, Milo Bucko, Ivan Krivulka, Jozef Slimak, Marian Metke filed Critical Martin Bajus
Priority to CS501379A priority Critical patent/CS214923B1/en
Publication of CS214923B1 publication Critical patent/CS214923B1/en

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Vynález sa týká spósobu pasivácie reaktora pri pyrolýze na olefíny.The present invention relates to a process for the passivation of an olefin pyrolysis reactor.

Doteraz patria pyrolýzy na etylén k základným procesom v petrochémii. Pri tepelnom rozklade individuálnych uhlovodíkov a ropných frakcií na žiadané olefíny prebiehajú nielen primárné reakcie za vzniku vodíka, metánu, lahkých alkánov a alkénov, ale i sekundárné reakcie, ktoré vedú k štiepnym, dehydrogenačným, hydrogenačným a kondenzačným produktom. Na výtažky plynných, kvapalných a tuhých pyrolýznych produktov tj. koksu vplýva okrem reakčných podmienok i druh použitého reaktora. Vlastnosti konštrukčného materiálu, poměr vnútorného povrchu k objemu a chemická aktivácia alebo pasivácia vnútorného povrchu reaktora róznymi chemickými látkami sa prejavuje v kinetike procesu a v zložení pyrolýznych produktov. Za tým účelom sa študovala pyrolýza individuálnych uhlovodíkov i ropných frakcií v reaktoroch z nekovov (sklo, křemeň, porcelán), kovov (železo, nikel, zlato, strlebro, kobalt, titán), zliatin (monel, ascoloy, incoloy 800) a nehrdzavejúcej ocele rozdielneho zloženia. Efekt steny sa uplatňuje najmá tam, kde je poměr povrchu k objemu reaktora zváčšený. V železnom reaktore je rýchlosť premeny váčšia než v kremennom alebo v zlatom reaktore. Železo, kobalt a nikel podporujú koksovanie, na rozdiel od kremeňa, porcelánu, stríebra alebo zlata.To date, ethylene pyrolysis is one of the basic processes in petrochemistry. In the thermal decomposition of individual hydrocarbons and petroleum fractions to the desired olefins, not only the primary reactions to produce hydrogen, methane, light alkanes and alkenes take place, but also secondary reactions leading to fission, dehydrogenation, hydrogenation and condensation products. For extracts of gaseous, liquid and solid pyrolysis products ie. In addition to the reaction conditions, the type of reactor used also influences the coke. The properties of the construction material, the internal surface to volume ratio and the chemical activation or passivation of the internal surface of the reactor by different chemicals are manifested in the process kinetics and in the composition of the pyrolysis products. For this purpose, pyrolysis of individual hydrocarbons and petroleum fractions was studied in reactors of non-metals (glass, quartz, porcelain), metals (iron, nickel, gold, silver, cobalt, titanium), alloys (monel, ascoloy, incoloy 800) and stainless steel. different composition. The wall effect applies especially where the surface to volume ratio of the reactor is increased. In an iron reactor, the rate of conversion is greater than in a quartz or gold reactor. Iron, cobalt and nickel promote coking, unlike quartz, porcelain, silver or gold.

Tvorba pyrouhlíka, ktorý sa vo formě koksu usadzuje na vnútornom povrchu pecných rúr vedie k zhoršeniu přestupu tepla, k poklesu výtažku finálnych produktov, k poklesu výkonnosti pece pre pyrolýzu a k zníženiu životnosti pecných rúr. Z uvedeného je zrejme, že znížením koksovania pri pyrolýze by sa dosiahlo podstatné zlepšenie ekonomických ukazovatefov. Mnoho úsilia sa venuje híadaniu přísad s inhibičným účinkom na tvorbu koksu. Ako inhibitory sa odskúšali viaceré typy chemických zlúčenín, pričom ich širšie uplatnenie v prevádzkových podmienkach je najčastejšie limitované účinnosťou, dostupnosťou alebo cenou. Na odkoksovanie pyrolýzneho reaktora sa bežne používajú vzduch, vodná para alebo ich zmes. Tieto oxidačně činidlá reagujú s pyrouhlíkom na kysličníky uhlíka a vodík, pričom dochádza aj k naoxidovaniu vnútorného povrchu na kovové kysličníky. Takto naoxidovaný povrch vo zvýšenej miere fa214923 vorizuje priebeh sekundárných reakcií hlavně tvorbu pyrouhlíka. Prejavuje sa to najma pri náběhu pyrolýzy uhlovodíkovej suroviny. Oxidačně aktivovaný povrch spňsobuje zvýšené koksovanie predovšetkým na exponovaných miestach, akými sú nerovnosti povrchu, ohyby, zúžené prierezy, tepelne namáhané časti. Tvorba koksu može byť tak intenzívna, že dochádza na uvedených miestach až k zapchaniu reaktora.The formation of pyramid, which in the form of coke deposits on the inner surface of the furnace tubes, leads to a deterioration of heat transfer, a decrease in the yield of the final products, a decrease in the performance of the pyrolysis furnace and a reduced service life of the furnace tubes. From this, it is obvious that a reduction in coking in pyrolysis would result in a significant improvement in economic indicators. Much effort has been devoted to the search for ingredients having an inhibitory effect on coke formation. Several types of chemical compounds have been tested as inhibitors, and their wider application under operating conditions is most often limited by efficiency, availability or cost. Air, steam or a mixture thereof is commonly used to decoke the pyrolysis reactor. These oxidizing agents react with the carbon monoxide to form carbon oxides and hydrogen, while also oxidizing the inner surface to the metal oxides. The oxidized surface in this way increases the course of the secondary reactions mainly to the formation of the carbonate. This is particularly evident when pyrolysis of the hydrocarbon feedstock is started. The oxidatively activated surface causes increased coking, especially at exposed locations such as surface irregularities, bends, tapered cross-sections, heat-stressed parts. The formation of coke can be so intense that the reactor becomes clogged at the points mentioned.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené sposobom pasivácie reaktora pri pyrolýze individuálnych uhlovodíkov a ropných frakcií s teplotou varu 30 až 400 °C v přítomnosti vodnej páry, ktorého podstata spočívá v tom, že sa vnútorný povrcjh pyrolýzneho reaktora před pyrolýzou pasiýuje sírou alebo tepelne rozložitelnými sírnymi zlúčeninami v teplotnom intervale 600 až 900 °C v trvaní od 10 až 180 minút pri priestorovej rýchlosti od 2 kg/m3.h do 3000 kg/m3.h vzhíadom na přítomnu síru v použitej zlúčenine.The above drawbacks are overcome by the method of reactor passivation in the pyrolysis of individual hydrocarbons and petroleum fractions boiling at 30 to 400 ° C in the presence of water vapor, characterized in that the internal coating of the pyrolysis reactor is passaged by sulfur or thermally decomposable sulfur compounds prior to pyrolysis. a temperature range of 600 to 900 ° C for a duration of 10 to 180 minutes at a space velocity of from 2 kg / m 3 · h to 3000 kg / m 3 · h based on the sulfur present in the compound used.

Výhody spůsobu pasivácie reaktora podía vynálezu spočívá v tdm, že sa pasiváciou vnútorného povrchu pyrolýzneho reaktora sírnymi zlúčeninami před pyrolýzou uhlovodíkovej suroviny účinné zabraňuje konverzii uhlovodíkov na pyrouhlík, takže sa neusadzuje vo formě koksu na vnútornom povrchu reaktora. To umožňuje predlžiť dobu pyrolýzneho zariadenia, čím sa zlepší výkonnost pece.Advantages of the method of the reactor passivation according to the invention are that by passivation of the inner surface of the pyrolysis reactor with sulfur compounds prior to pyrolysis of the hydrocarbon feedstock, the conversion of hydrocarbons to the carbon monoxide is effectively prevented from depositing in the form of coke on the inner surface of the reactor. This makes it possible to extend the pyrolysis plant time, thereby improving the performance of the furnace.

Experimenty sa uskutočnili v prietočhóm rúrkovom reaktore z nehrdzavujúcej ocele v teplotnom intervale od 600 do 900 °C. Tlak sa pohyboval od 0,05 do 0,5 MPa, výhodné od 0,1 do 0,2 MPa a zdržná doba bola kratšia ako 1 s. Pyrolyzovali sa individuálně uhlovodíky a ropné frakcie s teplotou varu od 30 do 400 °C, hlavně benzíny, petroleje a plynové oleje.The experiments were carried out in a flow-through stainless steel tubular reactor at a temperature range of 600 to 900 ° C. The pressure ranged from 0.05 to 0.5 MPa, preferably from 0.1 to 0.2 MPa, and the residence time was less than 1 s. Hydrocarbons and petroleum fractions having a boiling point of from 30 to 400 ° C, mainly gasolines, kerosene and gas oils, were individually pyrolyzed.

Na opracovanie pyrolýzneho reaktora šá vyskúšal váčší počet organických i anorganických zlúčenín síry. Z anorganických látok sa přidávali elementárna síra, sirovodík, sirouhlík, kysličník siřičitý, sirníky, sírany, tiosírany kovov prvej a druhej skupiny periodickej tabulky, alebo amóniových zlúčenín. Z organických sirných látok to boli zlúčeniny typu merkaptánov, sulfidov, sulfoxidov, disúlfidov, xantátov, tiofénu a ich aromatických a alifatických derivátov pričom deriváty obsahujú 1 až 32 uhlíkových atomov. Ďalej to boli zlúčeniny fosforu a síry typu alkenyltiofosfóniových kyselin alebo 0,0' — dialkyl-ditiofosforečných kyselin připadne ich anorganické a organické solí alebo estéry, najmá soli kovov prvej a druhej skupiny periodickej tabulky alebo amoniové soli, pričom alkyly obsahujú 1 až 16 uhlíkových atomov.In order to treat the pyrolysis reactor, a greater number of organic and inorganic sulfur compounds was tested. Of the inorganic substances, elemental sulfur, hydrogen sulfide, carbon disulfide, sulfur dioxide, sulfides, sulfates, metal thiosulfates of the first and second groups of the periodic table, or ammonium compounds were added. Among the organic sulfur compounds, these were compounds of the mercaptan, sulfide, sulfoxide, disulfide, xanthate, thiophene type and their aromatic and aliphatic derivatives, the derivatives having 1 to 32 carbon atoms. Furthermore, they were phosphorus and sulfur compounds of the alkenylthiophosphonic acid type or of the 0'-dialkyl-dithiophosphoric acid or their inorganic and organic salts or esters, in particular metal salts of the first and second groups of the periodic table or ammonium salts, the alkyls containing 1 to 16 carbon atoms. .

Spůsob dávkovania do pyrolýzneho systé? mu bol daný charakterom a vlastnosfami sirných zlúčenín. Například sirovodík sa dávkoval priamo do reaktora. Vodorozpustné zlúčeniny (například sirníky, sírany) sa dávkovali vo formě vodných roztokov. Sírne látky, ktoré sú rozpustné v uhlovodíkoch, sa přidávali vo formě uhlovodíkových roztokov.Method of dosing into the pyrolysis system? it was given to the nature and properties of sulfur compounds. For example, hydrogen sulfide was metered directly into the reactor. Water-soluble compounds (e.g. sulfides, sulfates) were dosed as aqueous solutions. Sulfur substances which are soluble in hydrocarbons were added in the form of hydrocarbon solutions.

Účinnost sirovodíka a elementárnej síry na pasiváciu vnútorného povrchu reaktora ša sledoval pri pyrolýze u heptánu a benzínu za katalytického reformovania po extrakcii aromátov (benzínový rafinát). Benzínový rafinát mal teplotu varu 37 °C až 156 °C, hustotu 691 kg/m3. Teplota pyrolýzy a pasivácie reaktora bola 820 °C. Teplota predohrevu bola 400 °C vo všetkých experimentoch.The effect of hydrogen sulphide and elemental sulfur on the passivation of the internal surface of the reactor was monitored by pyrolysis of heptane and gasoline under catalytic reforming after aromatic extraction (gasoline raffinate). The petrol raffinate had a boiling point of 37 ° C to 156 ° C, a density of 691 kg / m 3 . The pyrolysis and passivation temperatures of the reactor were 820 ° C. The preheat temperature was 400 ° C in all experiments.

Výsledky experimentov· sú uvedené v tabulke 1, 2, 3 a 4. >The results of the experiments are shown in Tables 1, 2, 3 and 4.>

T a b u 1 k a 1 Pyrolýza bez pasivácie:T a b u 1 k a 1 Pyrolysis without passivation:

Surovina . ··· Raw material. · · · benzínový rafinát petrol raffinate heptán heptane Teplota (°C) Temperature (° C) 820 820 820 820 Zdržná doba (S) Retention time (S) 0,25 0.25 0,25 0.25 Nástrek (g/h) Injection (g / h) 30,5 30.5 31,02 31.02 Doba experimentu (min.) Experiment Time (min) 60 60 60 60 Hmotnost koksu (g) Coke weight (g) 0,9 0.9 1,0 1.0 Prírastok koksu (% hm.) Coke increment (% w / w) 2,9 2.9 3,2 3.2

Pasivácia reaktora sa robila čistým plynným sírovodíkom a roztokom elementárnej síry v heptáne (0,2 % hm.) a v benzínovom rafináte (0,1 % hm.).Reactivation of the reactor was done with pure hydrogen sulfide gas and a solution of elemental sulfur in heptane (0.2 wt%) and gasoline raffinate (0.1 wt%).

Tabulka 2 Pasivácia sírovodíkom:Table 2 Hydrogen sulphide passivation:

Prletok H2S (ml/min.)*H 2 S flow rate (ml / min) * 50 50 50 50 Doba pasivácie (min.) Passivation time (min) 10 10 30 30 Prírastok hmotnosti reaktora Reactor weight gain po pasivácii (g) after passivation (g) 0,25 0.25 0,42 0.42

* Prietok H2S v kg/m3 . h = 652,3* Flow rate H 2 S in kg / m 3 . h = 652.3

Ť a b u I k a 3J a b u I k a 3

Pasivácia elementárnou sírou:Elemental sulfur passivation:

Pasivátor passivator benzínový rafinát + 0,1 % hm. elementár. síry petrol raffinate + 0.1% wt. Elementary. S n-heptán ΊΟ,2 % hm. elementár. siry n-heptane %, 2% wt. Elementary. sulfur Prietok (g/h) Flow rate (g / h) 30.9 30.9 31,1-|J 31,1- | J Zdržná doba (s) Retention time (s) 0,25 0.25 0,24 0.24 Doba pasivácie (min.) Passivation time (min) 30 30 30 30 Prírastok hmotnosti reaktora po pasivácii (g) Reactor mass gain after passivation (g) 0,5 0.5 0,7 0.7

4- Priestorová rýchlosť pasivátora vzťahovaná na množstvo přítomné] síry:4- The spatial velocity of the passivator relative to the amount of sulfur present:

aj 4,28 kg/m3 . hand 4.28 kg / m 3 . h

b) 8,57 kg/m3 . h(b) 8,57 kg / m 3 . h

Tabulka 4Table 4

Pyrolýza po pasivácii reaktora:Pyrolysis after reactor passivation:

Pasivácia sirovodíkom elementárnou sírou vPassivation with hydrogen sulphide by elemental sulfur in

benzínový raflnát petrol raffinate heptáne heptane Nástrek spraying (leptán (etched benzínový raflnát petrol raffinate heptán heptane Prietok (g/h) Flow rate (g / h) 31,4 31.4 30,6 30.6 30,2 30,1 30.2 30.1 30,6 30.6 30,6 30.6 Doba experimentu (min.J Experiment time (min 60 60 60 60 30 30 60 60 30 30 60 60 Zdržná doba (s) Retention time (s) 0,25 0.25 0,25 0.25 0,25 0,25 0.25 0.25 0,25 0.25 0,25 0.25 Hmotnost koksu (g) Coke weight (g) 0 0 10 10 0,16 0.16 ,0 0 0,05 0.05 0 0

Z porovnania výsledkov pyrolýzy před pasiváciou (příklad 1) a po pasivácii (příklad 4} kovového reaktora z nehrdzavejúcej ocele je vidieť rozhodujúci vplyv sírnych zlúčenín na tvorbu koksu v počiatočnej fáze po náběhu pyrolýzy. Koksovanie buď neprebiehalo, alebo len v minimálnej miere.Comparison of the pyrolysis results before passivation (Example 1) and after passivation (Example 4) of a stainless steel metal reactor shows the decisive influence of sulfur compounds on coke formation in the initial phase after pyrolysis start-up.

Claims (1)

Sposob pasivácie reaktora pri pyrolýze individuálnych uhlovodíkov a ropných frakci! s teplotou varu 30 až 400 °C v přítomnosti vodnej páry na olefiny vyznačujúci sa tým, že sa vnútorný povrch pyrolýzneho reaktora před pyrolýzou pasivuje sírou alebo tepelne rozložitelnými sírnymi zlúčeninami v teplotnom intervale 600 až 900 °C v trvaní 10 až 180 minút pri priestorovej rýchlosti od 2 kg/ /m3. h do 3000 kg/m3 . h vzhíadom na přítomná síru v použitej zlúčenine.Reactivation of reactor by pyrolysis of individual hydrocarbons and petroleum fractions! with a boiling point of 30 to 400 ° C in the presence of water vapor to olefins, characterized in that the inner surface of the pyrolysis reactor is passivated with sulfur or thermally decomposable sulfur compounds in a temperature range of 600 to 900 ° C for 10 to 180 minutes at room speed before pyrolysis from 2 kg / m 3 . h up to 3000 kg / m 3 . h based on the sulfur present in the compound used.
CS501379A 1979-07-18 1979-07-18 Method of shifting the reactor by pyrolisis CS214923B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS501379A CS214923B1 (en) 1979-07-18 1979-07-18 Method of shifting the reactor by pyrolisis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS501379A CS214923B1 (en) 1979-07-18 1979-07-18 Method of shifting the reactor by pyrolisis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS214923B1 true CS214923B1 (en) 1982-06-25

Family

ID=5394164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS501379A CS214923B1 (en) 1979-07-18 1979-07-18 Method of shifting the reactor by pyrolisis

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS214923B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clark et al. Chemistry of organosulphur compound types occurring in heavy oil sands: 5. Reaction of thiophene and tetrahydrothiophene with aqueous Group VIIIB metal species at high temperature
US3737291A (en) Process for reforming heavy hydrocarbons
JPH0762134B2 (en) Pyrolysis method for gas streams containing hydrocarbons
US3252774A (en) Production of hydrogen-containing gases
JPS6137894A (en) Method for lowering formation of coke in thermal cracking process and coke formation reducing anti-staining composition
US3567623A (en) Antifoulant agents for petroleum hydrocarbons
US3877879A (en) Apparatus for handling ammonia-containing acid gas streams
Dutta et al. Hydrogenation/dehydrogenation of polycyclic aromatic hydrocarbons using ammonium tetrathiomolybdate as catalyst precursor
US1949109A (en) Reaction with hydrogen and in apparatus therefor
DE4405884C1 (en) Heat exchange surface in reactors and / or heat exchangers and method for producing a catalytically deactivated metal surface
US2628890A (en) Process for the decomposition of hydrocarbons
CS214923B1 (en) Method of shifting the reactor by pyrolisis
US4663018A (en) Method for coke retardant during hydrocarbon processing
US3957960A (en) Method for recovering sulfur from ammonia-containing acid gas streams
US2137275A (en) Process of reconstituting and dehydrogenating heavier hydrocarbons and making an antiknock gasoline
US3201215A (en) Production of combustible gas
EP0871686B1 (en) Steam cracking of hydrocarbons
RU2005766C1 (en) Method of processing petroleum bottom products
WO1994006889A1 (en) Process for obtaining lower olefins
JPS6325039B2 (en)
JPS5975985A (en) Cracking of heavy oil under basic condition by use of alkaline earth metal to increase yield of distillate oil
US1257829A (en) Eliminating sulfur from oils.
US1921478A (en) Production of valuable liquid hydrocarbons
RU2087523C1 (en) Method of hydrogenation processing of residual petroleum derivatives
Laine et al. Conversion of heavy oils into more desirable feedstocks