DE1065119B - Process for the conversion of hydrocarbons - Google Patents
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Description
Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, nach dem eine Kohlenwasserstoffölbeschickung in einer Reaktionszone in heiße dampfförmige Ströme umgewandelt und der heiße Dampfstrom bei einer Temperatur von über 260° C in eine Fraktionierzone eingeführt wird, wo er mit einem herabströmenden COl in Berührung gebracht wird.Process for Conversion of Hydrocarbons The invention relates to a process for the conversion of hydrocarbons according to which a hydrocarbon oil feed converted into hot vaporous streams in a reaction zone and the hot vapor stream is introduced into a fractionation zone at a temperature above 260 ° C, where it is brought into contact with a COl flowing down.
Die vorliegende Erfindung wird eigens in Verbindung mit der Wirbelschichtverkokung schwerer Öle beschrieben, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Beim Wirbelschichtverkokungsverfahren wird ein schweres Öl, z. B. ein Rohöl, Bodenrückstände aus der Vakuumdestillation, in eine aufgewirbelte Masse inerter Feststoffe, wie z. B. Koks, Sand oder Glas, bei einer Temperatur von 482 bis 648° C eingeführt. Das Öl wird dabei in dampfförmige Produkte und kohlenstoffhaltige Rückstände umgewandelt, die sich auf den Schichtteilchen ablagern.The present invention is specifically described in connection with the fluidized bed coking of heavy oils, but is not limited thereto. In the fluidized bed coking process, a heavy oil, e.g. B. a crude oil, soil residues from vacuum distillation, in a fluidized mass of inert solids, such as. B. coke, sand or glass, introduced at a temperature of 482 to 648 ° C. The oil is converted into vaporous products and carbon-containing residues, which are deposited on the layer particles.
Die heißen Verkokerdämpfe werden dann - im allgemeinen nach Abtrennung der Feststoffe - in einen Fraktionierturm eingeführt, der normalerweise unmittelbar über dem Verkokungsreaktor in Form eines Waschturmes angeordnet ist. Über der Stelle, an der die Produktdämpfe in den Fraktionierturm eingeführt werden, ist meist ein Dachabschnitt vorgesehen, um die Rektifizierung der aufwärts strömenden dampfförmigen Reaktionsprodukte und des abwärts fließenden Kondensats zu begünstigen. Dieses Kondensat entsteht infolge der natürlichen Neigung der Dämpfe, sich abzukühlen, und infolge der Rückführung von außen gekühlten Rückflußgutes. Das Gasölprodukt wird als Seitenstrom abgezogen, während das Rohbenzin, die Gase und leichten Dämpfe am Kopf der Kolonne abgezogen werden. Die schweren flüssigen Restprodukte werden im allgemeinen aus dem unteren Teil der Fraktionierkolonne entfernt, und mindestens ein Teil davon wird gewöhnlich in die Verkokungsschicht zurückgeführt.The hot coker vapors are then - generally after separation of solids - introduced into a fractionation tower, usually immediately is arranged above the coking reactor in the form of a washing tower. Over the place at which the product vapors are introduced into the fractionation tower is usually a Roof section provided to the rectification of the upward flowing vapor To favor reaction products and the downward flowing condensate. This condensate arises as a result of the natural tendency of the vapors to cool down and as a result the return of externally cooled reflux material. The gas oil product is used as a side stream withdrawn while the raw gasoline, the gases and light vapors at the top of the column subtracted from. The heavy residual liquid products are generally made up the lower part of the fractionation column, and at least a portion thereof is usually returned to the coking layer.
Die Erzielung von Gasöl in den gewünschten Ausbeuten bereitete bisher beträchtliche Schwierigkeiten. Schätzungsweise gehen etwa 30% der theoretisch errechneten Gasölausbeute verloren. Das nicht gewonnene Verkokergasöl stellt einen ernsten wirtschaftlichen Verlust dar, da es sich um ein verhältnismäßig hochwertiges Produkt handelt, das als Beschickung für katalytische oder thermische Krackverfahren verwendet werden kann.The achievement of gas oil in the desired yields prepared so far considerable difficulty. It is estimated that about 30% of the theoretically calculated work Gas oil yield lost. The unrecovered coker gas oil represents a serious economic one Loss because it is a relatively high quality product that be used as feed to catalytic or thermal cracking processes can.
Die Gasölausbeute hängt von der Dampftemperatur und dem Gasölpartialdruck unterhalb und unmittelbar an der Stelle, an der das Gasöl aus dem System entfernt wird, ab. Die höchstzulässigen Dampftemperaturen unterhalb des Gasölabzugs in einem Verkoker-Waschturm sind durch die höchstzulässigen Flüssigkeitstemperaturen begrenzt, die zulässig sind, bevor die Verkokung stattfindet. Bei einem Versuch zur Aufrechterhaltung zulässiger Temperaturwerte, wurden bisher kalte flüssige Bodenrückstände in den Waschturm zurückgeführt. Dieses Verfahren führt jedoch zu einem geringen Übergang von Dampf zu Flüssigkeit im Dachabschnitt, da die Dämpfe mit einer zurückgeführten Flüssigkeit statt mit einem frischen Kontaktmedium in Berührung kommen. Die die Konzentration fördernden Kräfte sind so verhältnismäßig gering. Wenn die schweren flüssigen Restprodukte stark überwiegen, wird die Koksbildung weiterhin begünstigt. Ferner sind außerhalb liegende Anlagen in Form von Pumpen, Kondensatoren u. dgl. erforderlich, um dieses flüssige Abschreckmittel zurückzuführen.The gas oil yield depends on the steam temperature and the gas oil partial pressure below and immediately at the point where the gas oil is removed from the system will, from. The maximum permissible steam temperatures below the gas oil flue in one Coker washing towers are limited by the maximum permissible liquid temperatures, which are permissible before coking takes place. In an attempt to maintain permissible temperature values, were previously cold liquid soil residues in the Wash tower returned. However, this method results in a slight transition from vapor to liquid in the roof section, as the vapors with a recirculated Come into contact with liquid instead of fresh contact medium. The those Powers that promote concentration are so relatively low. If the serious If liquid residues predominate, the formation of coke continues to be favored. Furthermore, external systems in the form of pumps, condensers and the like. required to recycle this liquid deterrent.
Die Erfindung stellt Mittel bereit, durch die nicht nur die Temperatur der abwärts strömenden flüssigen Restprodukte geregelt wird, sondern auch weitere bedeutende Vorteile sichergestellt werden.The invention provides a means by which not only temperature the downward flowing liquid residual products is regulated, but also others significant benefits are ensured.
Erfindungsgemäß wird eine Zone in dem Fraktioniergefäß, die nachstehend als Mischzone bezeichnet wird, zwischen dem untersten Teil der Fraktionierkolonne und den Einlaßöffnungen für die heißen Produktdämpfe vorgesehen. In diese Mischzone wird ein verhältnismäßig kühles Gas eingeführt, das dazu dient, das abwärts strömende, im Gegenstrom fließende, flüssige Gasöl abzustreifen, wobei es gleichzeitig als Abschreckmittel wirkt. Das Gas wird während des Aufwärtsströmens erhitzt und tritt mit fast derselben Temperatur wie die Produktstoffe in den Bereich der Produktdampfeinführung ein. Das so vorgewärmte Gas dient dann zur Verringerung des Gasölpartialdruckes, wodurch die Gasölgewinnung erhöht wird. Die Endtemperatur des Gasölschnittes wird erhöht, so daß höhere Gesamtausbeuten erzielt werden.According to the invention, a zone in the fractionation vessel is as follows referred to as the mixing zone, between the lowest part of the fractionation column and the inlet openings for the hot product vapors. In this mixed zone a relatively cool gas is introduced, which serves to remove the downward flowing, flowing in countercurrent, Stripping off liquid gas oil, taking it at the same time acts as a deterrent. The gas is heated during the upward flow and enters the area of product steam introduction at almost the same temperature as the product substances a. The preheated gas is then used to reduce the gas oil partial pressure, thereby increasing gas oil recovery. The final temperature of the gas oil cut is increased so that higher overall yields can be achieved.
Die Erfindung kann bei jedem Kohlenwasserstoff-Fraktioniersystem angewendet werden, bei dem abgeschreckt, abgestreift und der Partialdruck herabgesetzt werden soll.The invention can be applied to any hydrocarbon fractionation system are quenched, stripped and the partial pressure is reduced target.
Die vorliegende Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.The present invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 -neigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer Waschanlage für Wirbelschichtverkokung; Fig.2 zeigt einen kombinierten, erfindungsgemäß arbeitenden Fraktionierturm.Fig. 1 inclines the application of the present invention to a car wash for fluidized bed coking; 2 shows a combined working according to the invention Fractionation tower.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, wie sie bei der Wirbelschichtverkokung schwerer Kohlenwasserstofföle angewandt wird. Die Anlage besteht aus einem Reaktionsgefäß 1, von dem nur der obere Teil gezeigt wird, und einer Fraktionieranlage 2 mit Waschturm. Die heißen Verkokerdämpfe strömen von der Reaktionsschicht bei einer Temperatur von etwa 52-1° C nach oben durch eine eine verdünnte Phase bildende Zone und dann im allgemeinen durch eine Feststoffabtrennanlage, die hier nicht gezeigt ist. Danach «-erden sie in einem Waschabschnitt 2 über eine oder mehrere Dampfleitungen 3 eingeführt. Im allgemeinen wird es bevorzugt. die Dämpfe in einem geeigneten Winkel in den Waschturm einzuführen, so daß ein Zurückfließen der Flüssigkeit in die Fließbahn verhindert wird. Die heißen Dämpfe bestehen aus gekrackten Kohlenwasserstoffprodukten, verhältnismäßig schwerflüchtigen Fraktionen und Aufwirbelungsgasen, wie Dampf, Stickstoff, die dazu dienen, die Reaktionsschicht in einem aufgewirbelten Zustand zu halten.Fig. 1 shows an embodiment of the invention as it is in the Fluidized bed coking of heavy hydrocarbon oils is used. The attachment consists of a reaction vessel 1, of which only the upper part is shown, and a fractionation plant 2 with washing tower. The hot coker fumes flow from the Reaction layer at a temperature of about 52-1 ° C up through a one diluted phase-forming zone and then generally through a solids separation plant, which is not shown here. Then «-earth in a washing section 2 via a or several steam lines 3 introduced. It is generally preferred. the Introduce vapors into the washing tower at a suitable angle so that they flow back the liquid is prevented from entering the flow path. The hot vapors consist of cracked hydrocarbon products, relatively poorly volatile fractions and fluidizing gases, such as steam, nitrogen, which serve to create the reaction layer keep in a whirled up state.
Oberhalb der Einlaßleitung der Beschickungsdämpfe in den Waschturm ist in der üblichen Weise ein Dachabschnitt vorgesehen, der Ringplatten 4 oder ähnliche Vorrichtungen zur Förderung des Kontakts von Dampf und Flüssigkeit enthält. Die Dämpfe strömen durch den Dachabschnitt und die darauffolgenden Rektifizierböden 5 im Gegenstrom zu der abwärts fließenden Flüssigkeit nach oben, die durch die natürliche Kondensation der Dämpfe und durch die zweckmäßig eingeführten kühlen Umlaufprodukte gebildet wird. Die flüchtigen Fraktionen, wie Rohbenzine und leichtere Bestandteile, werden am Kopf der Kolonne durch die Abzugsöffnung 9 abgezogen und zur Gewinnung der gewünschten Produkte kondensiert und verdichtet, usw.Above the inlet line for the feed vapors into the washing tower a roof section is provided in the usual way, the ring plates 4 or the like Contains devices for promoting the contact of vapor and liquid. the Vapors flow through the roof section and the subsequent rectifying floors 5 in countercurrent to the downward flowing liquid flowing upwards through the natural Condensation of the vapors and due to the appropriately introduced cool circulation products is formed. The volatile fractions, such as raw gasoline and lighter components, are withdrawn at the top of the column through the withdrawal opening 9 and for recovery of the desired products condensed and compressed, etc.
Ein verhältnismäßig kühles Gas wird in die Mischzone 13 eingeführt, die in dem unteren Teil der Waschanlage unterhalb der Einlaßleitung für die heißen Dämpfe angeordnet ist. Das Kühlgas wird vorzugsweise auf einer Anfangstemperatur von 15 bis 1-18° C gehalten, obwohl es in der Praxis bei jeder beliebigen Temperatur gehalten werden kann, die unterhalb der der abwärts fließenden Kohlenwasserstoffflüssigkeit liegt. Um die erfindungsgemäße vorteilhafte Herabsetzung des Partialdruckes zu bewirken, sollte das Kühlgas einen Siedepunkt bei Atmosphärendruck von weniger als 148°C, vorzugsweise von unter 93° C, haben. Mit anderen Worten, sein Siedepunkt sollte so weit unter dem des Gasöls liegen, daß sein Partialdruck erheblich verringert wird. Geeignete Gase für diesen Zweck sind daher unter anderem Dampf, Stickstoff und Kohlenwasserstoffgase mit vier und weniger C-Atomen. Leichte Kohlenwasserstoffe werden zweckmäßig so zugeführt, daß man einen Teil der am Kopf der Kolonne aus dem Waschturm abgezogenen Gase nach genügender Kühlung zurückführt.A relatively cool gas is introduced into the mixing zone 13, those in the lower part of the washer below the inlet line for the hot ones Fumes is arranged. The cooling gas is preferably at an initial temperature Maintained from 15 to 1-18 ° C, although in practice it is at any temperature can be kept below that of the downward flowing hydrocarbon liquid lies. In order to bring about the advantageous reduction in the partial pressure according to the invention, the cooling gas should have a boiling point at atmospheric pressure of less than 148 ° C, preferably below 93 ° C. In other words, its boiling point should so far below that of the gas oil that its partial pressure is considerably reduced will. Suitable gases for this purpose are therefore steam, nitrogen, among others and hydrocarbon gases with four or fewer carbon atoms. Light hydrocarbons are expediently fed in such a way that part of the at the top of the column from the Gases withdrawn from the scrubbing tower are returned after sufficient cooling.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wird das Kühlgas über den Querschnitt der Waschzone mittels einer Verteilerdüse 12 oder einer anderen geeigneten Gaszufuhrvorrichtung verteilt, die am Ende der Kühlgaseinlaßleitung 11 angebracht ist. Neben oder an Stelle einer Düsenvorrichtung kann die Mischzone 13 auch F raktionierböden oder Ringplatten enthalten, um die Vermischung des aufsteigenden Kühlgases und der abwärts fließenden Fraktionen zu begünstigen.As can be seen from the drawing, the cooling gas is over the cross section the washing zone by means of a manifold nozzle 12 or other suitable gas supply device distributed, which is attached to the end of the cooling gas inlet pipe 11. Next to or on Instead of a nozzle device, the mixing zone 13 can also have fractionation floors or Ring plates contain to the mixing of the ascending cooling gas and the descending one to favor flowing fractions.
Das Kühlgas dient also dazu, die nach unten fließendeKohlenwasserstoffflüssiglteit auf eineTemperatur von etwa 370° C abzuschrecken, wobei sich die Flüssigkeit im unteren Teil 10 absetzt und ansammelt. Ferner dient das Gas als Abstreifmittel, wodurch Gasöl und ähnliche wertvolle Stoffe aus den schweren flüssigen Endprodukten gewonnen werden. Während das Kühlgas durch die Mischzone nach oben steigt, wird es erwärmt und besitzt bei Erreichen der Einführungsstelle für die Produktdämpfe im wesentlichen die gleiche Temperatur wie diese, d. h. eine Temperatur von 370 bis 426° C. Es kühlt somit die eintretenden Produktdämpfe nicht wesentlich ab und verursacht außerdem keine kohlenstoffablagernde Kondensation. Danach dient das erfindungsgemäß ver-,vendete Kühlgas als Mittel zur Herabsetzung des Gasölpartialdrucks. Wie dem Fachmann bekannt, führt die Verringerung des Gasölpartialdrucks zu einer Erhöhung der Endtemperatur des Gasölschnitts und infolgedessen zu erhöhten Ausbeuten der gewünschten Gasölprodukte. Im allgemeinen kann der Gasölpartialdruck um bis zu 0,075 Atm. reduziert werden, wodurch die Endtemperatur der Fraktion von etwa 537 bis zu 565° C erhöht wird.The cooling gas thus serves to keep the hydrocarbon liquid flowing downwards to a temperature of about 370 ° C, the liquid being in the lower part 10 settles and accumulates. The gas also serves as a stripping agent, thereby removing gas oil and similar valuable substances from the heavy liquid end products be won. As the cooling gas rises through the mixing zone, will it heats up and has when it reaches the point of introduction for the product vapors substantially the same temperature as this; H. a temperature of 370 up to 426 ° C. It does not significantly cool the incoming product vapors and also does not cause carbon-depositing condensation. Then this is used according to the invention used, used cooling gas as a means of reducing the gas oil partial pressure. Like that Known to those skilled in the art, the reduction in the gas oil partial pressure leads to an increase the final temperature of the gas oil cut and, as a result, increased yields of the desired gas oil products. In general, the gas oil partial pressure can increase by up to 0.075 Atm. can be reduced, reducing the final temperature of the fraction from about 537 up to 565 ° C is increased.
Nachdem das Gasöl weitere Rektifizierteile passiert hat, wird es bei einer Schnittemperatur von etwa 565° C durch Leitung 7 aus dem Aufnahmeboden 6 abgezogen. Es kann dann in einen Lagerbehälter oder eine katalytische Krackanlage geleitet oder auf andere Weise behandelt werden. Gewöhnlich wird ein Teil durch Leitung 8 als Rektifizierhilfsmittel in die Waschanlage zurückgeführt.After the gas oil has passed further rectification parts, it becomes at A cutting temperature of about 565 ° C. is withdrawn from the receiving base 6 through line 7. It can then be directed to a storage tank or catalytic cracking plant or otherwise treated. Usually a part is passed through line 8 returned to the washing plant as a rectification aid.
Die am Boden angesammelte Flüssigkeit wird durch Leitung 14 abgezogen. Obwohl die Verwendung flüssiger Abschreckmittel erfindungsgemäß auch völlig unterlassen werden kann, zeigt die Zeichnung eine äußerst anpassungsfähige Anordnung, wobei ein Teil der schweren Flüssigkeit durch die Leitung 15 zwecks Kühlung in den Kondensator 16 geleitet und von da durch den Durchgang 17 in den Dachabschnitt der Waschzone zurückbefördert wird. Auf diese Weise wird ein weiterer Rückfluß sowie Kühlung erzielt.The liquid that has accumulated at the bottom is withdrawn through line 14. Although the invention also completely omits the use of liquid quenchants can be, the drawing shows an extremely adaptable arrangement, wherein a portion of the heavy liquid through line 15 for cooling in the condenser 16 and from there through the passage 17 in the roof section of the washing zone is returned. In this way further reflux and cooling is achieved.
Fig. 2 zeigt die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei einer kombinierten Fraktionieranlage 100. Bei einer solchen Anlage werden üblicherweise heiße dampfförmige Stoffe, wie z. B. überhitzte Dämpfe, aus einem Reformer, einer katalytischen oder inerten Reaktionsstufe, einer Anlage zur Herabsetzung der Viskosität über die Leitung 101 in den Dachabschnitt 102 der Fraktionierkolonne geleitet, wo sie mit dein abwärts strömenden flüssigen Öl in Berührung kommen, das durch die Einführung von Rückstandsölen der ersten Rohöldestillation durch Leitung 103 bereitgestellt wird. Das Rückstandsrohöl wird dabei durch die Dämpfe erwärmt, wodurch wünschenswerte Kohlenwasserstofffraktionen zu Gasöl od. dgl. verdampfen.Fig. 2 shows the application of the present invention to a combined Fractionation plant 100. In such a plant, hot, vaporous Substances such as B. superheated vapors, from a reformer, a catalytic or inert reaction stage, a system for reducing the viscosity via the line 101 passed into the roof section 102 of the fractionating column, where it descends with your flowing liquid oil come into contact, which is caused by the introduction of residual oils the first crude oil distillation is provided by line 103. The residual crude oil is going through the vapors are heated, creating desirable hydrocarbon fractions evaporate to gas oil or the like.
Erfindungsgemäß wird ein Kühlgas der oben beschriebenen Art durch Leitung 104 und eine aus mehreren Düsen bestehende Dispergiervorrichtung 105 unterhalb der Einlaßleitung für die heißen Dämpfe in die Fraktionierkolonne eingeblasen. Die nach unten fließende Flüssigkeit wird so gleichzeitig abgeschreckt und abgestreift, wobei sie in den Auffangabschnitt 106 gelangt. Die im Behälter 107 am Boden der Kolonne gebildete Flüssigkeit kann durch entsprechende Handhabung des Ventils 8 diskontinuierlich oder kontinuierlich über die Leitung 109 abgezogen werden.According to the invention, a cooling gas of the type described above is through Line 104 and a dispersing device 105 consisting of several nozzles below the inlet line for the hot vapors into the fractionating column. the Liquid flowing downwards is quenched and stripped off at the same time, whereby it enters the collecting section 106. The in the container 107 at the bottom of the The liquid formed in the column can be adjusted by handling the valve 8 be withdrawn discontinuously or continuously via line 109.
Das Kühlgas, das während des Aufsteigens kontinuierlich erhitzt wird, kommt mit den Beschickungsdämpfen in Abschnitt 102 zusammen und dient danach als Mittel zur Herabsetzung des Kohlenwasserstoffpartialdrucks. Die gesamten abströmenden Gase können durch die Auslaßöffnung 110 entfernt werden.The cooling gas, which is continuously heated during the ascent, comes together with the feed vapors in section 102 and then serves as a Means for reducing the partial pressure of hydrocarbons. The entire outflow Gases can be removed through the outlet port 110.
In nachstehender Tabelle werden die betreffenden Bedingungen für das
erfindungsgemäße Verfahren aufgeführt.
Claims (6)
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