DE1443904C - Verfahren zur Verdampfung und Überhitzung chemisch und thermisch instabiler Kohlenwasserstoffe für Spaltprozesse - Google Patents

Description

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Es sind bereits Krackverfahren beschrieben und in ungesättigten Kohlenwasserstoffen nach Abtrennung großtechnischem Einsatz, bei welchen neben den in der Endprodukte anfallen und zur weiteren Spaltung der Regel chemisch Und thermisch stabilen Einsatz- in die Reaktionszone zurückgeführt werden sollen, materialien auch Reaktionsprodukte, welche nicht im technischen Dauerbetrieb in einfacher Weise vergewonnen werden sollen, z. B. höhere Olefine, jedoch 5 meiden kann, wenn man diese Kohlenwasserstoffe zur weiteren Umwandlung in das Endprodukt (bei- durch indirekte Wärmeübertragung verdampft und spielsweise Äthylen) geeignet sind, als Rücklauf der dabei nur auf 150ⁿC erhitzt, anschließend von flüssig Reaktionszone wieder zurückgeführt werden. Da beim gebliebenen Anteilen und gebildeten Polymerisaten Krackprozeß allgemein hohe Temperaturen sowie befreit und unmittelbar darauf zur Überhitzung auf ein erheblicher Energiebedarf für die endotherme io Temperaturen oberhalb 350⁰C mit einem auf 400 Reaktion erforderlich sind, wird man bestrebt sein, bis 500"C erhitzten, aus thermisch stabilen Kohlendie umzuwandelnden Kohlenwasserstoffe bereits bei Wasserstoffen bestehenden Produktstrom vereinigt möglichst hohen Temperaturen der Krackzone zu- und das auf 350 bis 400⁰C erhitzte Gasgemisch der zuführen. Reaktionszone zuführt.

Es ist bekannt, daß man vornehmlich gesättigte 15 Als thermisch stabiles Kohlenwasserstoffgemisch

Verbindungen enthaltende Einsatzmaterialien für wird bei vorliegendem Verfahren und ebenso auch

Krackreaktionen, wie Benzine, Dieselöle oder Rohöl- gegebenenfalls in anderen Fällen das primäre Ein-

fraktionen, im folgenden als chemisch und thermisch satzprodukt der Spaltanlage, d. h. die Rohölfraktion,

stabil bezeichnet, ohne merkliche Zersetzung auf verwendet. Vorteilhaft ist es, bei der Erhitzung und

Temperaturen bis über 400"C erhitzen kann, daß 20 Verdampfung der Kohlenwasserstoffe noch geringe

aber ungesättigte, vor allem mehrere Doppelbin- Mengen Wasserdampf, etwa 5 bis 10°/₀, bezogen

düngen und Dreifachbindungen enthaltende Kohlen- auf das Gewicht der Kohlenwasserstoffe, beizumengen,

wasscrstoffgemische, welche bei Krackreaktionen Durch diese stufenweise Erhitzung der Kohlenwasser-

anfallen und bereits beim Erhitzen oder Verdampfen stoffe, vor allem durch die in der zweiten Stufe ange-

bei tieferen Temperaturen unerwünschte Veränderun- 25 wandte interne Weitererhitzung der chemisch und

gen erleiden, wie Polymerisationen oder Zersetzungen thermisch instabilen Kohlenwasserstoffe, wird eine

unter Kohlenstoffabscheidung, als chemisch und Überhitzung, welche bei Außenheizung unvermeidlich

thermisch instabil zu bezeichnen sind; außerdem ist, und somit eine unerwünschte und unkontrollier-

zcrfallen so entstandene Polymerisate oder noch im bare Umwandlung des Einsatzgutes vor der eigent-

unverdampften Zustand in die Krackzone ge- 30 liehen Reaktionszone ausgeschlossen. Ein wesent-

langende, chemisch und thermisch instabile Koh- liches Merkmal der hier beschriebenen Arbeitsweise

lenwasserstoffe dort sehr leicht unter Kohlenstoff- ist die Einschaltung von Abscheidern nach der ersten ■

bildung. Erhitzung der thermisch labilen Kohlenwasserstoffe.

Solche thermisch und chemisch instabile Kohlen- Ein weiteres Merkmal ist die mit der zweiten Aufwasserstoffe sind vor allem Diolefine mit kumulierten, 35 heizung gleichzeitig verlaufende Verdünnung der ungekonjugiertcn und isolierten Doppelbindungen, Cyclo- sättigten mit stabilen Kohlenwasserstoffen und die diolefine, Aromaten mit ungesättigten Seitenketten, damit verbundene Absenkung des Partialdruckes Acetylenderivate, Verbindungen wie Cyclopentadien, dieser ungesättigten Kohlenwasserstoffe, wobei Diallyl, Allen, Pentadien-1,3 oder Cyclohexadien, die sowohl weitere Polymerisationsreaktionen vermiebereits unter relativ milden Bedingungen, wie bei 40 den werden wie auch gebildete Flüssigkeitsteil-Femperaturen unter 200°C, also weit außerhalb des chen, die unter Umständen aus dem Abscheider Krackbereiches, unter Bildung der genannten und mitgerissen werden, wieder in die Gasphase überunerwünschten Produkte sich zersetzen oder umwan- führt werden.

dein können (deutsche Auslegeschrift 1 149123, Die Anwendung der hier beschriebenen Arbeits-

erste Spalte, Zeilen 5 bis 21). 45 weise beschränkt sich nicht allein auf die eingangs

Vorgänge der beschriebenen Art können selbst erwähnten Nebenprodukte eines Krackprozesses; sie

bei Anwesenheit geringster Mengen derartiger ther- ist ebenfalls vorteilhaft anwendbar, wenn chemisch

misch instabiler Kohlenwasserstoffe bereits den lau- und thermisch instabile Kohlenwasserstoffe oder

fenden Betrieb einer technischen Anlage durch Koh- deren Gemische anderer Herkunft einer Krackanlage

lenstoff- und Polymerisatablagerungen in den Appa- 50 zugeführt werden sollen.

raturen und Rohrleitungen gefährden und zu hau- Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung

figen Betriebsunterbrechungen führen. ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese chemisch Wasserdampf, der als Wärmeträger für die Spalte- und thermisch instabilen Kohlenwasserstoffe durch reaktion dient, wird teils durch indirekte, teils durch katalytische Hydrierung bei erhöhten Temperaturen 55 direkte Überhitzung auf 1300 bis 1500°C gebracht und erhöhtem Druck in chemisch und, thermisch (1) und in den Reaktor 2 geleitet. Die in der Gasstabilere Kohlenwasserstoffe überzuführen (s. a. ö., trennung 4 anfallenden und nicht als Endprodukt Spalte 1, 2. Abschnitt, ferner französische Patent- erwünschten ungesättigten Kohlenwasserstoffe werschrift 1249 045, 1. Seite), doch sind diese Ver- den durch indirekte Wärmeübertragung verdampft fahren als Vorstufe für die Verdampfung und Über- 60 (S), in einem Abscheider 6 von nicht verdampfbaren hit/.ung chemisch instabiler Kohlenwasserstoffe und Anteilen befreit und unmittelbar anschließend mit nachfolgende Rückführung in Spaltanlagen zu auf- dem in den Verfahrensstufen 7 verdampften und wendig und zu kostspielig. 8 auf 400 his 500"C überhitzten frisch eingesetzten

Ks wurde nun gefunden, daß man die aufgezeigten chemisch und thermisch stabilen Kohlenwasserstoffen Schwierigkeiten bei der Verdampfung und Über- 65 vereint und in den Reaktor 2 geleitet. Die bei der hitzung olefinisch ungesättigter, chemisch und thcr- Abkühlung der Reaktionsprodukte anfallende Wärmemisch instabiler Kohlenwasserstoffe, welche bei der menge wird in einer Abwärmeanlage 3 zur Erzeugung thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu von Wasserdampf ausgenützt.

Beispiel

Nach einer Ausführungsform der Erfindung, werden 4650 kg/h einer Leichtbenzinfraktion mit etwa

63 Gewichtsprozent n-Paraffine,

27 Gewichtsprozent i-Paraffine und

10 Gewichtsprozent Naphthene und Aromaten

IO

auf 450⁰C erhitzt. 2000 kg/h eines chemisch und thermisch instabile Kohlenwasserstoffe enthaltenden, bei der thermischen Spaltung der erstgenannten Kohlenwasserstoffe anfallenden Produkts, welches in seiner Hauptmenge aus ungesättigten Verbindungen besteht und unter anderem etwa 10 Volumprozent Butadien und etwa 3°/o Methylcyclopentadien enthält, werden auf 150° C erhitzt, in einem Abscheider von gebildeten flüssigen Anteilen befreit und unmit- ao telbar anschließend mit den 450°C heißen, erstgenannten, stabilen Kohlenwasserstoffen vereint. Die beiden vereinten Gasströme, die nun eine Temperatur von 360°C aufweisen, werden anschließend in den Reaktor eingefahren. Auf diese Art kann der Reaktor über 5 Monate betrieben werden, ohne daß Ablagerungen zu einer Abstellung zwingen.

Unterläßt man die hier geschilderte Vorbehandlung des Rücklaufs, so werden nur wesentlich kürzere Betriebszeiten des Reaktors erreicht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verdampfung und Überhitzung olefinisch ungesättigter, chemisch und thermisch instabiler Kohlenwasserstoffgemische, die bei der thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu ungesättigten Kohlenwasserstoffen nach Abtrennung der Endprodukte anfallen und zur weiteren Spaltung in die Reaktionszone zurückgeführt werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Kohlenwasserstoffe durch indirekte Wärmeübertragung verdampft und dabei nur auf 150° C erhitzt, anschließend von flüssig gebliebenen Anteilen und gebildeten Polymerisaten befreit und unmittelbar darauf zur Überhitzung auf Temperaturen oberhalb 350° C mit einem auf 400 bis 500°C erhitzten, aus thermisch stabilen Kohlenwasserstoffen bestehenden Gasstrom vereint und das auf 350 bis 400⁰C erhitzte Gemisch der Reaktionszone zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem zu erhitzenden und verdampfenden Kohlenwasserstoffen Wasserdampf in einer Menge von 5 bis 10 Gewichtsprozent zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den vorerhitzten, aus ungesättigten, chemisch und thermisch instabilen Kohlenwasserstoffen bestehenden Dampfstrom mit einem thermisch stabilen, auf 400 bis 500°C erhitzten Kohlenwasserstoff-Gasstrom vereinigt, welcher aus dem in die Spaltung einzusetzenden Ausgangsmaterial besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen