CS227556B1 - Spósob spracovania primárného benzínu - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNALEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU .227556 'to-'" (Bl) : . (61) (51) Int. Cl.3 C 10 G 53/02; C 10 G 9/00 (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 28 05 82(21) PV 3947-82 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zverejnené 26 08 83 -(45) Vydané Ql Q6 gg (75)' ’

Autor vynálezu HLINŠŤÁK KAROL ing., MAŇÁK JIŘÍ ing., TESAŘ ILJA ing. CSc., BAJUS MARTIN ing. CSc., BAXA JOZEF doc. ing. CSc., BUČKO MILOŠ ing.,BRATISLAVA i (54) Spósob spracovania primárného benzínu

Vynález sa týká spósobu spracovania primárné-ho benzínu frakcionáciou na uhlovodíky C5, z kto-rých sa izopentán použije ako vysokooktánovázložka motorových paliv a n-pentán s destilačnými zvyškami sa podrobia pyrolýze na olefíny.

Doteraz patria primárné benzíny medzi najrozší-renejšie suroviny pre pyrolýzu. Tieto suroviny sauplatnili najma v Európe a v Japonsku, kde jenedostatek plynných nástrekov. Hlavnou zložkouprimárných benzínov tvoria alkány, v menšej mieresú zastúpené cykloalkány a najmenej aromatické íuhlovodíky. Z hradiska chemického zloženia ben-zínov je známe, že alkány podporujú tvorbu jetylénu, izoalkány tvorbu propylénu ale i nežiadú-ceho metánu. Cykloalkány poskytujú zvýšené vý-tažky diénov, najma butadiénu a aromáty prechá-dzajú zariadením nezmenené alebo sa kondenzujúna polyaromáty připadne až na koks.

Tabulka 1. Zloženie primárných produktov pyrolýzy pentánov(výťažky produktov v kg na 100 kg rozloženéhouhfovodíka) n-pentán izopentán vodík 1,1 1,0 metán 13,1 14,5 etylén 46,0 13,6 propylén 23,9 20,3 metylpropen 1-butén ' 15,9 22.5 13.6 2-butén — 14,5 227556

Radikálový rozklad alkánov C5 podlá Riceovejteorie poskytuje údaje, ktoré sú uvedené v tabulke 1. — Z výpočtových hodnot je zřejmé, že těplotnýrozklad izopentánu (2-metylbutánu) je málo selék-tívny, pričom žiadaného produktu-etylénu vznikátrojnásobné menej v porovnaní s pyrolýzou rovno-reťazového pentánu. Podobný obraz poskytujevýpočet podlá Riceovej teorie aj pre alkánya izoalkány Ce C10. Hodnotenie tých istých uhlo-vodíkov z hladiska oktánového čísla, vyznievavelmi priaznivo pre rozvětvené uhlovodíky (tabul-ka 2). Napriek tomu sa v súčasnosti izopentánpyrolyzuje spolu s primárným benzínom, pričomjeho rozklad na etylén je nevýrazný. Přitom sajedná o velmi cennú komponentu z hradiskaoktánového čísla. Prítomnosťou izopentánu v ná-stredku pre pyrolýzu sa zhoršujeaj tak Vysokáenergetická náročnost pyrolýzy.

Tabulka 2. Oktanové čísla uhíovodíkov C5 a C6 OČ 0,839 gPb/1(VM) (MM) (VM) (MM) izopentán 93 90 104 107 n-pentán 62 61 85 84 2-metylpentán 73 73 92 92 3-metylpentán 74 74 92 93 n-hexán 30 25 65 63 2

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené spóso-bom spracovania primárného benzínu na olefíny.Jeho podstata spočívá v tom, že sa z primárného| benzínu oddělí pentánová frakcia s teplotou varuj 28 až 65 °C s profilujúcim zastúpením n- a izopen-1tánu, z ktorej sa oddělí izopentán azvyšokobsahu-júci prevážne n-pentán sa podrobí pyrolýze samo-tný alebo v zmesi s 1’ahkými uhlovodíkmi C3 á C4 jalebo s destilačným zby tkom z primárného benzínu ίpo oddělení pentánovej frakcie. Za účelom zvýše-!nia konverzie a potláčania tvorby koksu sa k suro-vině před pyrolýzou přidává 0,001 až 0,3 % hm.elementámej síry a) alebo sirovodíka.

Vynálezom sa dosahuje pokrok v tom, že sa;primárný benzín zhodnocuje vo váčšej miere rafi- inérsky a petrochemicky. Izolovaný izopentán savzhladom na vysoké oktánové číslo přidává k mo-torovým palivám. Vplyv izopentánu na kvalitu;automobilových benzínov je v tom, že sa dosahuje vysoké oktánové číslo, v dósledku čoho dochádza ik úspoře drahého benzínu z reformovania (refor-'I mátu). Izopentán znižuje Δ R100, čo je mimoriadnei priaznivé pre rýchlobežné malé motory európske-ho typu. Neprítomnosťou izopentánu v nástreku sazlepšuje energetická bilancia a výrobná kapacitaetylénovej jednotky. n-Pentán je možné výhodnépyrolyzovať na plynových peciach samostatné ale-bo spolu s uhlovodíkmi C3, C4 za tvrdších podmie-nok pyrolýzy, čo nie je možné v případe kopyrolýzyn-pentánu s benzínmi z dóvodu zváčšeného kokso-vania v pecných rúrach. Za tvrdších podmienok sažváčší stupeň premeny n-pentánu a zvýšia savýtažky etylénu. Pyrolýza primárného benzínu pooddělení pentánov poskytuje pyrolýznu frakciu C5lepšej kvality, pretože neobsahuje pentány. Tým sav pyrolýznej frakcii C5 zváčší obsah izoprénu,cyklopentadiénu a dalších cenných zložiek, takžepoklesnú energetické náklady na jej chemické,spracovanie. Přidáváním elementárnej síry alebo isirovodíka do nástredku sa zvyšuje konverzia naplynné pyrolýzne produkty a zlepšuje selektivita na ížiadané olefíny. Sírnymi látkami sa súčasne zame-dzuje premene uhlovodíkovej suroviny na pyrouh-lík, takže sa neukládá vo formě koksu na vnútor-nom povrchu pyrolýznych pecí, čím sa predížiprevádzková doba a predíde sa zložitej operáciivyparovania koksu z pecných rúr.

Predmet vynálezu je ozřejměný na príkladochprevedenia bez toho, aby sa iba na uvedenépříklady vztahoval.

Primárný benzín sa získává destiláciou ropy,odberom z atmosferickej kolony odkial’ postupujedo redestilačnej kolony, kde sa odoberá frakciauhlovodíkov C5 (destilačné rozmedzie 28—65 °C).Izolácia izopentánu od n-pentánu je energetickyvelmi náročná, v dósledku velmi blízkej teplotyvaru. To vyžaduje destilačnú kolonu s 80 etážami,ktorá musí pracovat’ refluxným pomerom 10 : 1.Na destilačné delenie izopentánu od n-pentánu jeekonomicky výhodné použitie tepelného čerpadlaalebo využitie odpadového tepla z destilácií. Pripraktickej realizácii delenia izopentánu a n-pentá- 227556 nu sa zařadí destilačná kolona (alebo kolony) ako Jsúčasť primárných destilácií ropy, kde sa s výhodouvyužije na vykurovanie destilačných kolon nízko- júrovňové odpadně teplo, ktoré na destilácií ropybez delenia izopentánu a n-pentánu je bez využitiaodvádzané chladiacou vodou. i Ďalšou efektívnou možnosťou výroby izopentánnu a n-pentánu je zaradenie destilačnej kolony 4p technologického uzla destilačného delenia uhlóvor[ dikových plynov, například izobutánu od n-butánu itak, že kolona, na ktorej sa ako hlavový produktzískává izopentán, pracuje pod tlakom a to takým,aby páry izopentánu odchádzajúce hlavou kplonymohli byť kondenzované vo vařáku kolóriy déleniáÍizobutánu a n-butánu, kde odovzdávajú svojékondenzačně teplo a nahradzujú tak páru, ktorá sa i *normálně používá na ohřev kolony delenia izobu-!tánu a n-butánu: , |

Ako východisková surovina sa použila široká Ibenzínová frakcia nasledujúcich vlastností a skupi-nového zloženia: n-alkány, % hm. 29,8, z toho 5,10 % n-pentánu izoalkány 39,8, z toho - 3,4 % izopentánu cykloalkány 25,0 i aromáty 5,4 obsah síry 0,018 i hustota, kg . m-3 705 i relativná mol. hmotnost’ 99,9 začiatok destilácie, °C 33 10 % 57 30 % 79 50 % 96 70 % 116 koniec destilácie 173

Pyrolýza sa uskutočnila na laboratómom prie-točnom zariadení s rúrkovým' reaktorom z nehr-jdzavejúcej ocele. Zariadenie modelovo reálnyi pyrolýzny proces. Příklad 1 Výsledky pyrolýzy n-pentánu, izopentánu a pri- jmámeho benzínu bez aj v přítomnosti elementár-nej síry sú uvedené v tabulke 1. Tabulka 1 obsahu-je tiež výsledky z pyrolýzy zmesí n-pentánu a zbyt- ji kového benzínu po oddestilovaní frakcie C5 s tep- Ijlotou varu 65 — 173 °C, ako i samotného zbytkové-I ho benzínu 65 —173.

Tabulka 1. Pyrolýza uhlovodíkov a primárného benzínu(výťažky profilujúcich produktov v % hm.)

Surovina n-C5 • al-Cs n-C5- + benzín 65— —173 primárný benzín 33—173 benzín 65— —173 Prídavok element. S, % hm. — 0,01 — — — 0,05 — Teplota 820 820 820 820 820 820 820 Poměr ř^O/sur. 0,5 0,5 0,5 . 0,5 0,5 0,5 0,5 Zdržná doba, s. 0,11 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 Výťažok pyroplynu, % hm. 87,4 94,2 92,32 69,22 64,41 80,65 68,21

Claims (2)

3 Tab. 2. Pyrolýza propánu s n-pentánom a n-butánu s n-pentánom (výtažky profilujúcich produktov v % hm.) 227556 metán 9,33 10,25 15,33 10,62 9,23 12,35 10,69 etán 3,80 3,92 3,59 2,65 2,74 3,04 2,59 etylén 35,04 38,08 19,17 26,69 24,31 28,90 26,23 propylén 15,21 16,47 15,37 13,90 10,86 16,16 13,84 butény 3,50 3,84 10,88 4,65 3,87 4,79 4,70 1,3-butadién 3,27 3,40 5,24 4,97 3,66 4,23 5,07 zvyšok (plynový + kvapalinový) 29,85 24,04 30,42 36,52 45,33 30,56 36,88 Východisková surovina obsahovala: a 80,64 % hm. izopentánu15,66 % hm. n-pentánu0,55 % hm. propánu0,56 % hm. izobutánu2,60 % hm. n-butánu b 5,5 % hm. n-pentánu94,5 % hm. primárného benzí-nu 65—173 °C V tabuíke 2 sú uvedené výsledky z pyrolýzyn-pentánu s propánom a butánom. PREDMET

1. Sposob spracovania primárného benzínu naolefíny vyznačujúci sa tým, že sa z primárnéhobenzínu oddělí pentánová frakcia s teplotou varu28 až 65 °C s profilujúcim zastúpením n- a izopen-tánu, z ktorej sa oddělí izopentán a zvyšok obsahu-júci prevážne n-pentán sa podrobí pyrolýze samo-tný alebo v zmesi s 1’ahkými uhlovodíkmi C3, C4 Surovina 75 % hm. C325 % hm. C5 ‘^propán 75 % hm. C4?5 % hm. C5 n-bután Teplota 840 840 840 840 Zdržná doba, s 0,7 0,6 0,7 0,6 Poměr H2O/sur. 0,4 0,3 0,4 0,3 metán 21,67 24,77 · 21,89 24,81 etán 4,29 4,42 5,45 5,84 etylén 35,74 34,55 35,93 34,16 propálí 7,64 9,55 — — propylén 13,48 13,05 14,85 14,62 n-bután __ — 2,15 \ 2,6,9 butény 1,42 0,90 2,21 , , 1,80' 1,3-rbutadién 2,43 2,22 2,85 2,71 Zbytok (plynový + kvapalinový) 13,33 10,54 14,67 13,37 VYNÁLEZU alebo s destilačným zbytkom z primárného benzínupo oddělení pentánovej frakcie.

2. Spósob podlá bodu 1 vyznačujúci sa tým, žeza účelom zvýšenia konverzie a potláčania tvorbykoksu sa k surovině před pyrolýzou přidává 0,001až 0,3 % hmotnostných elementámej síry a/alebosirovodíka. i