CS264756B1 - Způsob výroby olefinů z pyrolýzních plynů - Google Patents

Abstract

Způsob výroby olefinů z pyrolýzních plynů, při němž se při primárním chlazení a částečné kondenzaci horkých zplodin pyrolýzy recirkuluje a chladí pyrolýzní plynový olej a/nebo se chladí prací olej v nejméně dvou stupních, přičemž se odebraným teplem pyrolýzního plynového oleje a druhého, případně dalších stupňů chlazení pracího oleje, předehřívá procesní voda, vstupující do systému generace procesní páry.

Description

Vynález se týká nového řešení cirkulace uhlovodíkových frakcí a výměny tepla v oblasti primární výměny tepla v jednotkách pro výrobu olefinů.

Výroba olefinů pyrolýzou ropných frakci v podstatě probíhá následujícím postupem: Surovina se za přítomnosti vodní páry, tzv. procesní páry, v peci k tomu určené zahřeje na 750 až 800 °C, což vede k jejímu tepelnému rozkladu za vzniku pestré směsi uhlovodíků od metanu přes plynné uhlovodíky až a pyrolýzní benzin po střední a těžké olejové frakce, pevné polymery a koks. Horké zplodiny pyrolýzy se obvykle chladí na teplotu okolí ve čtyřech stupních a to v kotlích na odpadní teplo, dále vstřikem oleje; stykem s kapalnými frakcemi z pyrolýzy v primárním frakcionátoru a konečně stykem s cirkulující prosecní vodou ve vodní pračce.

Ve vodní pračce se mimo jiné zkondenzuje procesní pára za vzniku kondenzátu, který je znečištěn uhlovodíky. Ten se v moderních jednotkách recirkuluje do systému generace procesní páry.

V popsaném úseku - tzv. teplém dílu olefinové jednotky - rovněž kondenzují a frakcionují kapalné produkty pyrolýzy. Ochlazený pyrolýzní plyn se v další části olefinové jednotky čistí a dělí na jednotlivé složky nebo frakce.

Primární kolona, kterou tvoří olejová pračka, je absorpčně - rektifikačni kolona, ve které se směs plynů a par z pyrolýzy obvykle chladí a dělí tak, že v kapalné fázi se získávají pyrolýzní oleje a přes hlavu při teplotě mírně nad 100 °C spolu s plyny odcházejí páry pyrolýzního benzinu a vody, teplota spodku je limitována složením a viskozitou nejtěžšího kapalného produktu - pyrolýzního topného oleje. Při současném zpracování zplodin pyrolýzy benzinu a plynového oleje je to kolem 190 až 195 °C. Z primární kolony a debirá obvykle jeden boční odtah a to pyrolýzní plynový olej.

Chlazení se dosahuje jednak recirkulací a chlazením oleje ze spodku olejové pračky, jednak zpětným tokem pyrolýzního benzinu na její hlavu. Tepla cirkulačního oleje ze spodku frakcionátoru se v moderních jednotkách přednostně využívá ke generaci páry, potřebné k ředění nástřiku do pyrolýzních pecí, tzv. procesní páry. S ohledem na tlak generované páry to až dosud bylo možné jen do teploty kolem 170 až 175 °C. Další chlazení pracího oleje bylo až dosud omezeno nebo vyloučeno dvěma faktory - nevýhodnosti ztráty třeba i malého podílu tepla, využitelného pro generaci procesní páry v teplotní úrovni 170 až 175 °C a tepelnou bilanci primární kolony, nepříznivě ovlivněnou vysokým refluxním poměrem, jehož nutná úroveň se ovšem příliš vysokou teplotou vratného pracího oleje dále poněkud zvyšuje.

Nevýhodou popsaného postupu je malá tepelná účinnost primárního chlazení zplodin pyrolýzy v olejové pračce: z tepla, které je jim zde odnímáno, se 35 až 40 i maří zpětným tokem.

Nyní bylo nalezeno nové řešení výroby olefinů z pyrolýzních plynů na úseku soustavy primární kolona - generace procesní páry dosahující podstatného zvýšení tepelné účinnosti.

Způsob výroby olefinů z pyrolýzních plynů, vznikajících z uhlovodíkové suroviny za přítomnosti procesní vodné páry při teplotě 750 až 850 °C a následujícím několikastupňovým chlazením, přičemž při primárním chlazeni se pyrolýzní plyn chladí stykem s kapalnými frakcemi z pyrolýzy, a oddělováním žádaných složek parciální kondenzací, vyznačený tím, že při primárním chlazeni a parciální kondenzací horkých zplodin pyrolýzy se cirkuluje, s výhodou v množství odpovídajícím dvojnásobku hlavového zpětného toku, a chladí pyrolýzní plynový olej nebo/a se chladí prací olej v nejméně dvou stupních, přičemž odebraným teplem pyrolýzního plynového oleje a druhého, případně dalších stupňů chlazení pracího oleje se předehřívá procesní voda vstupující do systému generace procesní vodní páry.

Zavádí se tedy odběr, chlazení a recirkulace pyrolýzního plynového oleje přes střední část olejové pračky a do okruhu pracího vstřikovaného oleje ve spodní části primární kolony se zařazuje teplovýměnný systém druhého stupně, obojí za využití získaného tepla pro předehřev procesní vody v systému generace procesní páry. Tím se dosahuje zvýšení dělící schopnosti střední a spodní části kolony a umožňuje se snížení zpětného toku. Dále je možno snížit teplotu při primárním chlazení na optimum, dané požadovným složením těžkého topného pyrolýzní3 ho oleje. Konečným výsledkem je snížení podílu tepla horkých pyrolýzních zplodin, mařeného cestou zpětného toku a chlazení zbytkového produktu olejové pračky.

Střední frakce zvaná pyrolýzní plynový olej se recirkuluje přes střední úsek olejové pračky za současného chlazení o asi 10 až 20 °C. Teplovýměnný systém cirkulace pracího oleje na spodní části primární kolony se doplní nejméně jedním stupněm v němž se teplota oleje sníží o asi 10 až 30 °C. Odebraným teplem se předehřívá procesní voda, čerpaná do systému generace procesní páry. Výsledkem je úprava pracovního režimu olejové pračky, umožňující snížení zpětného toku a přizpůsobení teploty zbytku jeho požadovaného složení.

Způsob podle vynálezu je dále objasněn v následujícím příkladu, doplněném schématem (obr. 1).

Horké zplodiny pyrolýzy A o teplotě kolem 205 °C se v olejové pračce 2 chladí cirkulujícím těžkým pyrolýzním olejem B, odebíraným z jejího spodku čerpadlem 2 při teplotě kolem 190 až 195 °C; teplota spodku se udržuje co nejvyšší, jak to dovoluje výsledná viskozita pracího oleje a zpětným tokem C. Ze 13. patra kolony 2 ^se při asi 135 °C odebírá pyrolýzní plynový olej D, z její hlavy odchází směs pyrolýzního plynu a par pyrolýzního benzinu a vody E o teplotě asi 105 °C. Práci olej ze spodku pračky 2 ples výměníky 2 recirkuluje na její 16. patro.

Ve výměnících 2 se olej ochladí na asi 165 až 170 °C. Jeho teplota se zde využívá ke generaci procesní páry F 0,7 MPa př. v parním bubnu 4_. Procesní pára se připravuje z vystripované procesní vody G, přiváděné při teplotě kolem 111 °C, která se ve výměnících 2» Á předehřívá odluhem H a parním kondenzátem 7_ na přibližně 120 až 130 °C. Prací olej poškytuje ve výměnicích 2 jen část tepla, potřebného pro generaci procesní páry; zbývající část je kryta středotlakou parou K ve .výměnících 2·

Nové řešení spočívá v následující úpravě popsaného systému:

a) Z 15. patra olejové pračky 2 se odebere střední frakce o teplotě kolem 175 °C v množství, odpovídajícím zhruba dvojnásobku hlavového zpětného toku C a čerpadlem 2 ^se přes výměníky 2 recirkuluje na 12. patro. Ve výměnících 2 olej ohřeje asi o 14 °C procesní vodu G a sám se ochladí na asi 130 °C.

b) Za výměníky 2 ^se část recirkulovaného pracího oleje vede přes výměníky 10, kde se ohřívá procesní voda na asi 160 °C. Průtok oleje se volí tak, že směsná teplota na vstupu na 15. patro je asi 145 až 150 °C.

c) Teplotu spodku již není třeba držet na maximální možné úrovni a může se např. o 2 až °C snížit. Místo úpravy zpětného toku se nyní řídí teplotou na vstupu na 16. patro. Úměrně k tomu se sníží teplota odtahovaného pyrolýzního topného oleje.

d) Úměrně k množství tepla, odebraného z hlavního frakcionátoru ve výměnících 2» 10 se sníží množství zpětného toku C. Převážná většina tohoto tepla se využije pro generaci procesní páry, malá část se za předpokladu nezměněných parametrů výměníku 2 zmaří následkem snížení teplotního spádu v těchto výměnících.

Claims (1)

1. Způsob výroby olefinů z pyrolýzních plynů, vznikajích z uhlovodíkové suroviny za přítomnosti procesní vodní páry při teplotě 750 až 850.°C a následujícím několikastupňovým chlazením, přičemž při primárním chlazení se pyrolýzní plyn chladí stykem s kapalnými frakcemi z pyrolýzy, a oddělováním žá‘daných složek parciální kondénzací, vyznačený tím, že při primárním chlazení a parciální kondenzaci horkých zplodin pyrolýzy se cirkuluje, s výhodou v množství odpovídajícím dvojnásobku hlavového zpětného toku, a chladí pyrolýzní plynový olej nebo/a se chladí prací olej v nejméně dvou stupních, přičemž se odebraným teplem pyrolýzního plynového oleje a druhého, případně dalších stupňů chlazení pracího oleje se předehřívá procesní voda vstupující do systému generace procesní vodní páry.