CS245543B1 - Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds - Google Patents

Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds Download PDF

Info

Publication number
CS245543B1
CS245543B1 CS101185A CS101185A CS245543B1 CS 245543 B1 CS245543 B1 CS 245543B1 CS 101185 A CS101185 A CS 101185A CS 101185 A CS101185 A CS 101185A CS 245543 B1 CS245543 B1 CS 245543B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
pyrolysis
hydrocarbons
coke
additive
effect
Prior art date
Application number
CS101185A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Martin Bajus
Jozef Baxa
Original Assignee
Martin Bajus
Jozef Baxa
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, Jozef Baxa filed Critical Martin Bajus
Priority to CS101185A priority Critical patent/CS245543B1/en
Publication of CS245543B1 publication Critical patent/CS245543B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Účelom riešenia je výroba olefínov akými sú etylén, propylén, 1,3-butadién, izoprén, cyklopentadién pyrolýzou uhlovodíkov zo zemného plynu, ropy a spracovania uhlia v přítomnosti dusitanov a dusičnanov kovov 1. a 2. skupiny periodickej tabulky a sirníka fosforečného v množstve 0,001 až 2,0 % hmotnostných. Týmto sposobom sa zhodnocuje uhlovodíková surovina vo vačšej miere na žiadané olefíny alko doteraz. Súčasne dochádza k potláčaniu tvorby koksu, čím sa predížia prevádzkové cykly. Riešenie sa může využiť v odbore spracovania ropy a petrochemie.The purpose of the solution is the production of olefins such as ethylene, propylene, 1,3-butadiene, isoprene, cyclopentadiene by pyrolysis of hydrocarbons from natural gas, oil and coal processing in the presence of nitrites and nitrates of metals of groups 1 and 2 of the periodic table and phosphorus pentasulfide in an amount of 0.001 to 2.0% by weight. This method valorizes the hydrocarbon raw material to a greater extent into the desired olefins alcohols than before. At the same time, coke formation is suppressed, thereby extending operating cycles. The solution can be used in the field of oil processing and petrochemicals.

Description

Vynález sa týká sposobu výroby olefínov pyrolýzou individuálnych uhtovodíkov alebo ich zmesi, ktorá je iniciovaná látkami anorganické] povahy.The invention relates to a method for producing olefins by pyrolysis of individual hydrocarbons or their mixture, which is initiated by substances of inorganic nature.

Doteraz patria nízkomolekulové olefíny akými sú etylén a propylén spolu s aromátmi BTX medzi základné petrochemikálie. Olefíny sa v1 súčasnosti v rozhodujúcej miere získavajú tepelným rozkladom uhlovodíkov zo zemného a rafinérskych plynov, ropy a spracovania uhlia. Pyrolýza uhřovodíkov na olefíny prebieha za tvrdých podmienok, ktoré sú energeticky velmi náročné. Maximálně výtažky etylénu v případe pyrolýzy primárných benzínov sa dosahuje pri teplotách okolo 820 až 830 C a zdržných dobách pod 0,3 sekúnd. Za týchto podmienok sa sice pracuje v optimálnom etylénovom režime, ale súčasne klesá selektivita procesu. Prejavuje sa to poklesom tvorby, například v tomto· čase velmi žiadaného propylénu ,a vzrastom výťažkov nežiadúceho metánu, pyrolýzneho oleja, smol a koksu. Preto sa intenzívně hfadajú také zlúčeniny, ktoré sú schopné ovplyvňovat radikálový proces tepelného rozkladu uhtovodíkov· v tom smere, aby sa mohlo pracovat pri nižších teplotách. Tým by sa zlepšili kinetické parametre procesu a vzrástla selektivita. Medzi zlúčeniny, ktoré sa za tým účelom sledovali, patria aj niektoré zlúčeniny dusíku. Známa je pyrolýza uhlovodíkov v přítomnosti amoniaku; amínov, nitro-, nitrozlúčenín (AO ČSSR 190 747); sírnodusíkatých zlúčenín akými sú sírnik amonný, tiomočovina, nitrotiofenol a tiazin (AO ČSSR 210 039). Napriek tomu, že tieto dusíkaté zlúčeniny sa vyznačujú vysokou účinnosťou, ich širšiemu zavedeniu v prevádzkovom meradle bráni predovšetkým dostuposť a cena.Until now, low-molecular olefins such as ethylene and propylene, together with the aromatics BTX, have been among the basic petrochemicals. Olefins are currently obtained to a decisive extent by thermal decomposition of hydrocarbons from natural and refinery gases, crude oil and coal processing. Pyrolysis of hydrocarbons to olefins takes place under harsh conditions that are very energy-intensive. Maximum ethylene yields in the case of pyrolysis of primary gasolines are achieved at temperatures of around 820 to 830 C and residence times below 0.3 seconds. Under these conditions, although the operation is in the optimal ethylene regime, the selectivity of the process decreases at the same time. This is manifested by a decrease in the formation, for example, of propylene, which is very desirable at this time, and an increase in the yields of undesirable methane, pyrolysis oil, tars and coke. Therefore, there is an intensive search for compounds that are capable of influencing the radical process of thermal decomposition of hydrocarbons in such a way that it is possible to work at lower temperatures. This would improve the kinetic parameters of the process and increase selectivity. Some nitrogen compounds are also among the compounds that have been studied for this purpose. The pyrolysis of hydrocarbons in the presence of ammonia is known; amines, nitro-, nitro compounds (AO ČSSR 190 747); sulfur-nitrogen compounds such as ammonium sulfide, thiourea, nitrothiophenol and thiazine (AO ČSSR 210 039). Despite the fact that these nitrogen compounds are characterized by high efficiency, their wider introduction on an operational scale is primarily hindered by availability and price.

Vyššie uvedené nedostatky sú v podstatnej miere odstránené spósobom výroby olefínov pyrolýzou uhlovodíkové]' suroviny v přítomnosti vodnej páry a anorganických zlúčenín v teplotnom intervale 600 až 1 300 ° Celsia pri reakčnom čase kratšom ako 1 sekunda, podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že sa do suroviny před pyrolýzou pridávajú v množstve 0,001 až 2,0 % hmotových dusitany, dusičnany kovov prvej a druhej skupiny periodickej tabulky a sirník fosforečný.The above-mentioned shortcomings are substantially eliminated by the method of producing olefins by pyrolysis of hydrocarbon raw materials in the presence of water vapor and inorganic compounds in the temperature range of 600 to 1,300 ° Celsius with a reaction time of less than 1 second, according to the invention, the essence of which consists in adding to the raw material before pyrolysis in an amount of 0.001 to 2.0 mass% nitrites, nitrates of metals of the first and second groups of the periodic table and phosphorus pentasulfide.

Vynálezom sa dosahuje pokrok v tom, že sa pósobením kovových dusitanov a dusičnanov vo vačšom rozsahu zhodnocuje uhlovodíkový nástrek. Zvýši sa rýchlosť a selektivita premeny. Dalším přínosem vynálezu je využitie účinku sirníka fosforečného, ktorý efeiktívne zabraňuje konverzii uhlovodíkov· na pyrouhlík, takže sa neukládá vo formě koksu na vnútornom povrchu pyrolýzneho zariadenia. Tým sa umožní pred7ženie doby kontinuálnej prevádzky pyrolýznych pecí a predíde zložitej operácii vypalovania koksu z pecných rúr. Urýchlujúci účinok dusitanov a dusičnanov pri pyrolýze uhlovodíkov vyplývá z ich rozkladu na oxid dusnatý a oxid dusičitý. Molekuly obidvoch •oxidov majú nepárny počet elektrónov, takže sú paramagnetické. Svojim atakom molekúl reaiktantu umožňujú vznik uhlovodíkových radikálov predovšetkým v iniciačnej fáze pyrolýzy.The invention achieves progress in that the hydrocarbon feed is utilized to a greater extent by the action of metal nitrites and nitrates. The speed and selectivity of the conversion are increased. Another benefit of the invention is the use of the effect of phosphorus pentasulfide, which effectively prevents the conversion of hydrocarbons to pyrocarbon, so that it is not deposited in the form of coke on the inner surface of the pyrolysis device. This allows for an increase in the period of continuous operation of pyrolysis furnaces and avoids the complex operation of burning coke from the furnace tubes. The accelerating effect of nitrites and nitrates in the pyrolysis of hydrocarbons results from their decomposition into nitric oxide and nitrogen dioxide. The molecules of both oxides have an odd number of electrons, so they are paramagnetic. By attacking the reactant molecules, they enable the formation of hydrocarbon radicals, especially in the initial phase of pyrolysis.

Sirník fosforečný P2S5 sa za podmienok pyrolýzy rozkládá na reakčné medziprodukty reagujúce s vnútorným povrchom reaktora za vzniku kovových sulfidov a fosfidov, ktoré majú pasivačný účinok na tvorbu koksu.Phosphorus pentasulfide P2S5 decomposes under pyrolysis conditions into reaction intermediates that react with the inner surface of the reactor to form metal sulfides and phosphides, which have a passivating effect on coke formation.

Charakter a vlastnosti přísad určovali sposob dávkovania do pyrolýzneho systému. Vodorozpustné zlúčeniny sa dávkovali vo formě vodných roztoikov a přísady, ktoré sú rozpustné v uhlovodíkoch, sa pridávajú do uhlovodíkového nástreku.The nature and properties of the additives determined the method of dosing into the pyrolysis system. Water-soluble compounds were dosed in the form of aqueous solutions and additives that are soluble in hydrocarbons were added to the hydrocarbon feed.

Predmet vynálezu je ozřejměný na príkladoch prevedenia, bez toho, aby sa na uvedené příklady vztahoval.The subject matter of the invention is illustrated by examples of embodiments, without referring to the examples given.

Příklad 1Example 1

Experimenty sa uskutečnili v prietočných rúrkových reaktorech z nehrdzavejúcej ocele v teplotnom intervale 600 až 1 300 °C. Tlak sa pohyboval od 0,05 do 0,5 MPa, výhodné od 0,1 do 0,2 MPa, zdržná doba bola kratšia ako 1 s. Pracovalo sa v přítomnosti vodnej páry v množstve 20 až 300 % na uhlovodíkový nástrek. Pyrolyzovali sa individuálně uhlovodíky a ropné frakcie s teplotou varu 30 až 400 °C, najma lahký a ťažký primárný benzín, benzín z katalytického· reformovania po extrakcii aromátov (rafinát), petroleje a plynové oleje.The experiments were carried out in stainless steel flow-through tubular reactors in the temperature range of 600 to 1300 °C. The pressure ranged from 0.05 to 0.5 MPa, preferably from 0.1 to 0.2 MPa, the residence time was less than 1 s. The operation was carried out in the presence of water vapor in an amount of 20 to 300% of the hydrocarbon feed. Hydrocarbons and petroleum fractions with a boiling point of 30 to 400 °C were pyrolyzed individually, especially light and heavy primary gasoline, gasoline from catalytic reforming after extraction of aromatics (raffinate), kerosene and gas oils.

Vplyv anorganických přísad sa sledoval pri pyrolýze n-heptánu a primárného benzínu. Na určenie iniciačného účinku kovových dusitanov, dusičnanov a sirníka fosforečného sa použila rýchlostná konštanta z rovnice 1. poriadku. Výsledky z pyrolýzy n-heptánu sú uvedené v tabuíke 1 a z pyrolýzy primárného benzínu v tabuíke 2,The effect of inorganic additives was investigated in the pyrolysis of n-heptane and primary gasoline. The rate constant from the first-order equation was used to determine the initiation effect of metal nitrites, nitrates and phosphorus pentasulfide. The results from the pyrolysis of n-heptane are given in Table 1 and from the pyrolysis of primary gasoline in Table 2,

TABULKA 1TABLE 1

Vplyv kovových dusitanov a dusičnanov na pyrolýzu n-heptánuEffect of metal nitrites and nitrates on the pyrolysis of n-heptane

Teplota, °C Temperature, °C 700 700 Poměr H2O H2O ratio 3 3 Zdržná doba, s Withdrawal period, with 0,074 0.074 0,068 0.068 0,130 0.130 0,052 0.052 Množstvo přísady, % hm. Amount of ingredient, wt.% 0 0 1,0 1.0 0,92 0.92 0,68 0.68 Přísada Additive NaNOz NaNOz NaNOž On the knife KNO3 KNO3 Rýchlosť pyrolýzy, s'4 Pyrolysis rate, s' 4 3,47 3.47 3,85 3.85 3,85 3.85 3,92 3.92 Selektivita (moly etylénu/ Selectivity (moles of ethylene/ /100 mólov zreagovaného' /100 moles of reactant' n-C7 n-C7 119,4 119.4 144,2 144.2 157,4 157.4 145,6 145.6

TABULKA 2TABLE 2

Vplyv NaNCú a Mg(NO3)2 na pyrolýzu primárného The effect of NaNCú and Mg(NO3)2 on the pyrolysis of primary benzínu (t. v. 34 až 125 °C) gasoline (b.p. 34 to 125 °C) Teplota, CIC Temperature, C C 780 780 Poměr HzO/surovina Ratio HzO/raw material 0,5 0.5 Zdržná doba, s Withdrawal period, with 0,19 0.19 Množstvo přísady, % hm. Amount of ingredient, wt.% 0 0 1,0 1.0 0,08 0.08 Přísada Additive NaNOz NaNOz P2S5 P2S5 Množstvo pyroplynu, % hm. Amount of pyrogas, % wt. 83 83 86 86 84 84 Výtažok, % hm. Yield, % wt. Metán Methane 10,1 10.1 11,3 11.3 10,8 10.8 Etylén Ethylene 22,2 22.2 27,4 27.4 24,6 24.6 Propylén Propylene 14,1 14.1 15,6 15.6 13,1 13.1

Příklad 2Example 2

Účinok sirníka fosforečného na tvorbu koksu sa sledoval pri pyrolýze benzínového rafinátu v rúrkovom reaktore bez přítomnosti vodnej páry. Pri pyrolýze samotného benzínového rafinátu pri 820 °C v priebehu troch hodin vzniká 0,83 g koksu. Pri pyrolýze benzínového rafinátu, ktorý obsahoval 0,5 % hm. P2S5, vzniklo za rovnaký časový úsek len 0,12 g koksu. Výsledok svědčí o výraznom inhibičnom účinku sirníka fosforečného na tvorbu koksu.The effect of phosphorus pentasulfide on coke formation was monitored during the pyrolysis of gasoline raffinate in a tubular reactor without the presence of water vapor. During the pyrolysis of gasoline raffinate alone at 820 °C, 0.83 g of coke was formed within three hours. During the pyrolysis of gasoline raffinate containing 0.5 wt. % P2S5, only 0.12 g of coke was formed within the same period of time. The result indicates a significant inhibitory effect of phosphorus pentasulfide on coke formation.

Claims (2)

245543 TABULKA 1 Vplyv kovových dusitanov a dusičnanov na pyrolýzu n-heptánu Teplota, °C 700 Poměr H2O 3 Zdržná doba, s 0,074 0,068 0,130 0,052 Množstvo přísady, % hm. 0 1,0 0,92 0,68 Přísada — NaNOz NaNOž KNO3 Rychlost pyrolýzy, s'4 3,47 3,85 3,85 3,92 Selektivita (moly etylénu/ /100 mólov zreagovaného' n-C7 119,4 144,2 157,4 145,6 TABULKA245543 TABLE 1 Effect of metal nitrites and nitrates on n-heptane pyrolysis Temperature, ° C 700 Ratio H2O 3 Holding time, s 0.074 0.068 0.130 0.052 Additive amount,% wt. 0 1,0 0,92 0,68 Additive - NaNO2 NO KNO3 Pyrolysis rate, s'4 3,47 3,85 3,85 3,92 Selectivity (moles of ethylene / / 100 moles of reacted n-C7 119,4 144 , 2 157.4 145.6 TABLE 2 Vplyv NaNOž a Mg(NO3)2 na pyrolýzu primárného benzínu (t. v. 34 až 125 °C] Teplota, CIC 780 Poměr HzO/surovina 0,5 Zdržná doba, s 0,19 Množstvo přísady, % hm. 0 1,0 0,08 Přísada — NaNOz P2S5 Množstvo pyroplynu, % hm. 83 86 84 Výťažok, % hm. Metán 10,1 11,3 10,8 Etylén 22,2 ,27,4 24,6 Propylén 14,1 15,6 13,1 Příklad 2 Očinok sirníka fosforečného na tvorbukoksu sa sledoval pri pyrolýze benzínovéhorafinátu v rúrkovom reaktore bez přítom-nosti vodné] páry. Pri pyrolýze samotnéhobenzínového rafinátu pri 820 °C v priebehu troch hodin vzniká 0,83 g koksu. Pri pyro-lýze benzínového rafinátu, který obsahoval0,5 % hm. P2S5, vzniklo za rovnaký časovýúsek len 0,12 g koksu. Výsledok svědčí ovýraznom inhibičnom účinku sirníka fosfo-rečného na tvorbu koksu. PR E D Μ E T Sposob výroby olefínov pyrolýzou uhl'o-vodíkov iniciovanou anorganickými zlúče-ninami v přítomnosti vodné] páry v teplot-nom intervale 000 až 1 300 QC pri reakčnomčase kratšom ako 0,5 sekundy vyznačujúci sa VYNALEZU tým, že sa do suroviny před pyrolýzou pri-dávajú v množstve 0,001 až 2,0 % hmoto-vých dusitany, dusičnany kovov prve] a dru-hé] skupiny periodické] tabulky a sírnikfosforečný.2 Effect of NOx and Mg (NO3) 2 on pyrolysis of primary gasoline (tv 34 to 125 ° C) Temperature, CIC 780 H 2 O / raw material ratio 0.5 Retention time, s 0.19 Additive amount,% wt 0 1.0 0 , 08 Additive - NaNO2 P2S5 Amount of pyrolysis,% wt 83 86 84 Yield,% wt Methane 10.1 11.3 10.8 Ethylene 22.2, 27.4 24.6 Propylene 14.1 15.6 13, EXAMPLE 2 The phosphorous pentasulphate on the formation of the oxycoke was observed in the pyrolysis of the naphtha-naphtha in a tubular reactor without the presence of water vapor, and 0.83 g of coke was obtained by pyrolysis of the benzine raffinate alone at 820 DEG C. for three hours. which contained 0.5% by weight of P2S5, only 0.12 g of coke was produced in the same time, indicating a marked inhibitory effect of phosphorous sulphide on the formation of coke PR ED Μ ET Process for the production of olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds in the presence of aqueous vapor in the temperature range of 000 to 1300 QC pr with a reaction time of less than 0.5 seconds characterized by the addition of nitrites, metal nitrates first and second groups of the periodic table to the feedstock prior to pyrolysis, and the sulfur and phosphorous .
CS101185A 1985-02-13 1985-02-13 Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds CS245543B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS101185A CS245543B1 (en) 1985-02-13 1985-02-13 Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS101185A CS245543B1 (en) 1985-02-13 1985-02-13 Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS245543B1 true CS245543B1 (en) 1986-10-16

Family

ID=5343391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS101185A CS245543B1 (en) 1985-02-13 1985-02-13 Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS245543B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2150150A (en) Process for the thermal treatment of hydrocarbon charges in the presence of additives which reduce coke formation
Sahu et al. Effect of benzene and thiophene on rate of coke formation during naphtha pyrolysis
US3877879A (en) Apparatus for handling ammonia-containing acid gas streams
EP0007426B1 (en) Catalytic cracking process
US2334583A (en) Process for converting heavy petroleum oil into vapors and coke
CS245543B1 (en) Process for producing olefins by pyrolysis of hydrocarbons initiated by inorganic compounds
US1932369A (en) Removal of sulphur compounds from crude hydrocarbons
Bajus et al. Coke formation during the pyrolysis of hydrocarbons in the presence of sulphur compounds
Ongarbayev et al. Thermocatalytic cracking of Kazakhstan’s natural bitumen
US4409094A (en) Process for detoxifying coal tars
US12275900B2 (en) Processes for upgrading a hydrocarbon feed
US4900426A (en) Triphenylphosphine oxide as an ethylene furnace antifoulant
EP0871686B1 (en) Steam cracking of hydrocarbons
US2965558A (en) Process for treating acid sludge
SU141481A1 (en) Method for producing lower olefins
CS210039B1 (en) Method of pyrolysis of hydro carbons in presence of admixtures with inhibitory effect on the coke formation
RU2168533C2 (en) Method for decoking of tubular furnaces for hydrocarbon stock pyrolysis
GB1578896A (en) Thermal cracking of hydrocarbons
RU2679610C1 (en) Coke formation in the hydrocarbons pyrolysis reactors reduction method
CS214923B1 (en) Method of shifting the reactor by pyrolisis
Bajus Sulfur compounds in hydrocarbon pyrolysis
RU2566244C2 (en) Chemical treatment method for inner surface of hydrocarbon pyrolysis reactor
NL8101844A (en) PROCESS FOR HYDROGENATING TREATMENT OF CARBON-CONTAINING COMPOUNDS.
US2322850A (en) Treatment of hydrocarbons
SU454244A1 (en) The method of processing of acid tar