CS264756B1

CS264756B1 - Process for preparing olefines from pyrolysis gases

Info

Publication number: CS264756B1
Application number: CS8410121A
Authority: CS
Inventors: Gerhard Ing Heller; Jiri Ing Zachoval
Original assignee: Gerhard Ing Heller; Jiri Ing Zachoval
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1984-12-20
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS1012184A1

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.Process for producing olefins from pyrolysis gases at primary cooling and partial condensation of hot products pyrolysis recirculates and cools pyrolysis gas oil and / or washing oil is cooled in at least two stages, taking heat of pyrolysis gas oil and the second or further cooling stages washing oil, pre-heats process water, entering the process generation system steam.

Description

Vynález se týká nového řešení cirkulace uhlovodíkových frakcí a výměny tepla v oblasti primární výměny tepla v jednotkách pro výrobu olefinů.The invention relates to a novel solution for the circulation of hydrocarbon fractions and heat exchange in the field of primary heat exchange in olefin production units.

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.The production of olefins by pyrolysis of petroleum fractions essentially proceeds as follows: The raw material is heated to 750 to 800 ° C in the presence of water vapor, the so-called process steam, which leads to its thermal decomposition to form a diverse mixture of hydrocarbons from methane through gaseous hydrocarbons up to and pyrolysis gasoline for medium and heavy oil fractions, solid polymers and coke. Hot pyrolysis products are usually cooled to ambient temperature in four stages, namely in waste heat boilers, followed by oil injection; by contact with the pyrolysis liquid fractions in the primary fractionator and finally by contacting the circulating prosecution water in the water scrubber.

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.In the water scrubber, among other things, process steam condenses to form condensate, which is contaminated with hydrocarbons. It is recirculated to the process steam generation system in modern units.

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.In the described section - the so-called warm part of the olefin unit - the liquid pyrolysis products also condense and fractionate. The cooled pyrolysis gas is purified and separated into other components or fractions in another part of the olefin unit.

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.The primary column, consisting of an oil scrubber, is an absorption-rectification column in which the mixture of gases and vapors from the pyrolysis is usually cooled and separated so that in the liquid phase pyrolysis oils are obtained and overhead at a temperature slightly above 100 ° C with gases vapors of pyrolysis gasoline and water leave, the bottom temperature is limited by the composition and viscosity of the heaviest liquid product - pyrolysis fuel oil. With concomitant processing of gasoline and gas oil pyrolysis products it is around 190-195 ° C. From the primary column and debris, usually one side flue is pyrolysis gas oil.

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.Cooling is achieved both by recirculating and cooling the oil from the bottom of the oil scrubber, and by returning the pyrolysis gasoline to its head. The heat of the circulating oil from the bottom of the fractionator is preferably used in modern units to generate the steam needed to dilute the feed into the pyrolysis furnace, the so-called process steam. With regard to the pressure of the steam generated, this has so far been possible only up to a temperature of about 170 to 175 ° C. Further cooling of the wash oil has hitherto been limited or eliminated by two factors - the disadvantage of losing even a small proportion of heat usable for generating process steam at a temperature level of 170 to 175 ° C and heat balance of the primary column adversely affected by high reflux ratio. however, the excessively high return oil temperature increases somewhat.

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.A disadvantage of the described process is the low thermal efficiency of the primary cooling of the pyrolysis products in an oil scrubber: 35 to 40% of the heat is removed from the heat recovered therein.

Nyní bylo nalezeno nové řešení výroby olefinů z pyrolýzních plynů na úseku soustavy primární kolona - generace procesní páry dosahující podstatného zvýšení tepelné účinnosti.We have now found a new solution for the production of olefins from pyrolysis gases in the section of the primary column system - generation of process steam, which achieves a significant increase in thermal efficiency.

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.A process for producing olefins from pyrolysis gases produced from a hydrocarbon feedstock in the presence of process water vapor at a temperature of 750-850 ° C and subsequent multi-stage cooling, wherein the primary pyrolysis gas is cooled by contact with the pyrolysis liquid fractions and separating the desired components by partial condensation. characterized in that, during primary cooling and partial condensation of the hot pyrolysis products, it is circulated, preferably in an amount corresponding to twice the overhead reflux, and cooled by the pyrolysis gas oil and / or the scrubbing oil is cooled in at least two stages; The process water entering the process steam generation system is preheated in the second or further stages of scrubbing oil cooling.

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.Thus, the collection, cooling and recirculation of pyrolysis gas oil is introduced through the central part of the oil scrubber, and a second stage heat exchange system, both using the recovered heat to preheat the process water in the process steam generation system, is added to the scrubbing oil circuit at the bottom of the primary column. This achieves an increase in the separation capability of the middle and bottom of the column and allows a reduction in the backflow. Further, the primary cooling temperature can be reduced to an optimum due to the desired composition of the heavy fuel pyrolysis oil. The end result is a reduction in the heat fraction of hot pyrolysis products, wasted by the return flow and cooling of the residual oil scrubber product.

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.The middle fraction, called pyrolysis gas oil, is recirculated through the middle section of the oil scrubber while cooling at about 10-20 ° C. The scrubbing oil circulating heat exchange system at the bottom of the primary column is completed with at least one stage in which the oil temperature is reduced by about 10 to 30 ° C. The process water pumped into the process steam generation system is preheated by the heat removed. The result is an adjustment of the operating mode of the oil scrubber to reduce backflow and adjust the temperature of the remainder of its desired composition.

Způsob podle vynálezu je dále objasněn v následujícím příkladu, doplněném schématem (obr. 1).The method according to the invention is further elucidated in the following example, supplemented by a diagram (Fig. 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.The hot products of pyrolysis A at a temperature of about 205 ° C are cooled in the oil scrubber 2 by the circulating heavy pyrolysis oil B taken from its bottom by a pump 2 at a temperature of about 190-195 ° C; bottom temperature is kept as high as allowed by the final viscosity and lean oil reflux C. From the 13th tray of the column 2 ^at about 135 ° C, pyrolysis gas oil cuts D of the head leaving the mixture of pyrolysis gas and pyrolysis gasoline vapor and water E at a temperature of about 105 ° C. The work oil from the bottom of the washing machine 2 ball exchangers 2 recirculates to its 16th floor.

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·In the exchangers 2 the oil is cooled to about 165-170 ° C. Its temperature is used here to generate process steam F 0.7 MPa, e.g., in the steam drum 4. The process steam is prepared from the stripped process water G supplied at a temperature of about 111 ° C, which is preheated in the exchangers 2A by blowdown H and steam condensate 7 to about 120-130 ° C. Washing oil provides only part of the heat required in the heat exchangers 2 for the generation of process steam; the remainder is covered by medium pressure steam K in the exchangers 2 ·

Nové řešení spočívá v následující úpravě popsaného systému:The new solution consists in the following modification of the described system:

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.a) From the 15th floor of the oil scrubber 2, a middle fraction of about 175 ° C is collected in an amount corresponding to approximately twice the overhead reflux C and ^is recirculated through the exchangers 2 to the 12th floor through the exchangers 2. In the exchangers 2, the oil heats the process water G by about 14 ° C and cools itself to about 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.b) After the exchangers 2 ^{, a} portion of the recirculated scrubbing oil is passed through the exchangers 10 where the process water is heated to about 160 ° C. The oil flow rate is selected such that the mixed inlet temperature at the 15th floor is about 145-150 ° 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.c) The bottom temperature is no longer required to be kept as high as possible and can be reduced by, for example, 2 to ° C. Instead of adjusting the return flow, it now controls the inlet temperature to the 16th floor. The temperature of the drawn off pyrolysis fuel oil is reduced accordingly.

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.d) In proportion to the amount of heat extracted from the main fractionator in heat exchangers 2 »10, the amount of return flow C is reduced. The vast majority of this heat is used for generating process steam, a small part is lost due to unchanged heat exchanger 2 exchangers.

Claims

Process for producing olefins from pyrolysis gases formed from hydrocarbonaceous feedstock in the presence of process water vapor at a temperature of 750-850 ° C and subsequent multi-stage cooling, wherein the primary pyrolysis gas is cooled by contact with the pyrolysis liquid fractions and separating the desired components by partial condensation, characterized in that during primary cooling and partial condensation of the hot pyrolysis products, it is circulated, preferably in an amount corresponding to twice the overhead reflux, and cooled by the pyrolysis gas oil and / or the scrubbing oil is cooled in at least two stages, The process water entering the process steam generation system is preheated by the pyrolysis gas oil and the second or further stages of scrubbing oil cooling.