FI85598C - FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER. - Google Patents

FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER. Download PDF

Info

Publication number
FI85598C
FI85598C FI894313A FI894313A FI85598C FI 85598 C FI85598 C FI 85598C FI 894313 A FI894313 A FI 894313A FI 894313 A FI894313 A FI 894313A FI 85598 C FI85598 C FI 85598C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reaction vessel
liquid
gas
gas phase
flow
Prior art date
Application number
FI894313A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI894313A (en
FI85598B (en
FI894313A0 (en
Inventor
Antero Ollila
Original Assignee
Antero Ollila
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 Antero Ollila filed Critical Antero Ollila
Priority to FI894313A priority Critical patent/FI85598C/en
Publication of FI894313A0 publication Critical patent/FI894313A0/en
Priority to AU62987/90A priority patent/AU6298790A/en
Priority to PCT/FI1990/000211 priority patent/WO1991004308A1/en
Publication of FI894313A publication Critical patent/FI894313A/en
Publication of FI85598B publication Critical patent/FI85598B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI85598C publication Critical patent/FI85598C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/06Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by pressure distillation
    • C10G9/08Apparatus therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

8559885598

MENETELMÄ JA LAITE HIILIVETYÖLJYJEN TERMISTÄ KRAKKAUSTA JA MUITA NESTE/KAASUREAKTIOITA VARTENMETHOD AND APPARATUS FOR THERMAL CRACKING OF HYDROCARBON OILS AND OTHER LIQUID / GAS REACTIONS

Keksinnön kohteena on menetelmä hiilivetyjen termistä krak-5 kausta ja muita neste/kaasuprosesseja varten, jossa menetelmässä nestesyöttö kuumennetaan krakkauslämpötilaan ja johdetaan oleellisesti vaaka-asennossa olevaan soaking-krakkeriin, jossa suuremmasta virtauspoikkipinta-alasta johtuen virtausnopeus pienenee ja aikaansaadaan viipymä haluttujen lisäreak-10 tioiden saavuttamiseksi, ja jossa menetelmässä kaasua poistetaan reaktioastian alkuosassa. Keksintö kohdistuu myös menetelmää toteuttavaan soaking-krakkeriin.The invention relates to a process for the thermal cracking of hydrocarbons and other liquid / gas processes, in which the liquid feed is heated to the cracking temperature and passed to a substantially horizontal soaking cracker, where due to the larger flow cross-section the flow rate is reduced , and wherein the gas is removed at the beginning of the reaction vessel. The invention also relates to a soaking cracker implementing the method.

Menetelmä sopii myös muihin neste/kaasuprosesseihin, joissa 15 kaasufaasin läsnäolo ei ole reaktioteknisesti tarpeellinen, mutta sitä esiintyy reaktioastian olosuhteissa.The method is also suitable for other liquid / gas processes in which the presence of a gas phase is not technically necessary, but occurs under the conditions of a reaction vessel.

Hiilivetyjen termisen krakkauksen tarkoituksena on pilkkoa raskaita öljyjakeita kevyemmiksi ja lisätä näiden arvokkaam-20 pien kevyiden jakeiden määrää. Käytössä on kaksi päämenetelmää. Yksinkertaisemmassa menetelmässä öljysyöttö johdetaan krakkausuunin kautta tislaimeen. Uunissa öljyn lämpötila nousee 450°-480°C:seen, jolloin osa raskaista jakeista pilkkoutuu pienemmiksi. Viipymäaika prosessilämpötilassa on 1-4 25 minuuttia.The purpose of thermal cracking of hydrocarbons is to break down heavy oil fractions into lighter ones and increase the number of these more valuable light fractions. There are two main methods. In a simpler method, the oil feed is passed through a cracking furnace to a distiller. In the oven, the oil temperature rises to 450 ° -480 ° C, which breaks down some of the heavy fractions. The residence time at the process temperature is 1-4 25 minutes.

Toisessa menetelmässä käytetään matalampaa (410°-450°C) lämpö-.. tilaa ja pidempää viipymä- eli reaktioaikaa. Tämä tapahtuu * siten, että uunin jälkeen kuuma öljysyöttö johdetaan reaktio- 30 astiaan, jossa viipymä on 10-30 minuuttia.The second method uses a lower temperature (410 ° -450 ° C) and a longer residence time. This is done * so that, after the furnace, the hot oil feed is passed to a reaction vessel with a residence time of 10-30 minutes.

Jälkimmäisen menetelmän reaktioastian muodostaa tavallisesti sylinterimäinen paineastia, jonka toiseen päähän johdetaan :krakkausuunista syöttö ja toisesta päästä poistetaan neste/-35 kaasuseos seuraavaan prosessivaiheeseen. Virtaussuunta reak-tioastiassa on ollut joko ylhäältä alaspäin tai alhaalta ylöspäin, joka on nykyisin tavallisempi.The reaction vessel of the latter method is usually formed by a cylindrical pressure vessel, to which one end is fed: a feed from the cracking furnace and a liquid / -35 gas mixture is removed from the other end to the next process step. The flow direction in the reaction vessel has been either top-down or bottom-up, which is more common today.

Hiilivetyjen termisessä krakkauksessa tapahtuu kahta päätyyp-; 40 piä olevia reaktioita. Toinen on toivottu krakkausreaktio, 2 85598 jossa pitkäketjuiset hiilivetymolekyylit pilkkoutuvat pienemmiksi aiheuttaen viskositeetin laskua. Toinen reaktiotyyppi on ei-toivottu polykondensoituminen, jossa molekyylit yhtyvät toisiinsa muodostaen pikeä, koksia ja vetyä sekä aiheuttaen 5 asfalteenien kasvua, jotka huonontavat krakatun raskaan polttoöljyn laatua. Kondensoitumisreaktiot kasvavat lämpötilan noustessa, joten on pyritty käyttämään alhaisempia reaktioläm-pötiloja ja vastaavasti pidempiä viipymäaikoja. Tämä on jälkimmäisen menetelmän oleellinen etu pelkkään uunikrakkaukseen 10 verrattuna. Menetelmän muita etuja ovat pienempi energiankulutus sekä krakkausuunin putkien hitaampi kiinnikoksaan-tuminen, joka mahdollistaa pidemmät käyntijaksot.There are two main types of thermal cracking of hydrocarbons; 40 silicon reactions. The second is the desired cracking reaction, 2,85598 in which long chain hydrocarbon molecules are cleaved smaller, causing a decrease in viscosity. Another type of reaction is unwanted polycondensation, in which the molecules coalesce to form pitch, coke, and hydrogen, causing the growth of asphaltenes that degrade the quality of the cracked heavy fuel oil. Condensation reactions increase with increasing temperature, so efforts have been made to use lower reaction temperatures and correspondingly longer residence times. This is an essential advantage of the latter method over mere oven cracking. Other advantages of the method are lower energy consumption and slower clogging of the cracking furnace tubes, which allows longer operating cycles.

Viipymäaika reaktioastiassa on termisen krakkauksen kannalta 15 tärkeä suure. Krakkauksen toivotut reaktiot eivät ehdi tapahtua, jos viipymäaika on liian lyhyt. Jos viipymäaika on liian pitkä, ei-toivotut reaktiot muodostavat haitallisia yhdisteitä, joista aiheutuu vaikeuksia raskaan polttoöljyn jatko-käytössä. Pyrkimyksenä on siten mahdollisimman hallittu ja 20 tasainen viipymäaika, koska silloin saadaan homogeeninen lopputuote.The residence time in the reaction vessel is an important quantity for thermal cracking. The desired cracking reactions do not have time to occur if the residence time is too short. If the residence time is too long, undesired reactions form harmful compounds which cause difficulties in the continued use of heavy fuel oil. The aim is thus to have a control time that is as controlled and even as possible, because then a homogeneous end product is obtained.

Pääongelman jälkimmäisessä reaktioastiamenetelmässä muodostaa kaasufaasin läsnäolo. Krakkausreaktioissa syntyy kevyitä kom-25 ponentteja, jotka ovat kaasumuodossa reaktioastiassa.The main problem in the latter reaction vessel process is the presence of the gas phase. The cracking reactions produce light components which are in gaseous form in the reaction vessel.

·*·*: Eräässä tehdyssä tutkimuksessa on sekä viipymäaika- että ....: tiheysmittauksilla todettu kaasufaasin tilavuudeksi reaktio- astiassa n. 60 prosenttia (Lauri Rantalainen, "Lämpökrakkaus-j 30 yksikkö 2:n virtausdynamiikan kartoitus radioaktiivisella merkkiaineella'·, diplomityö 1979,TKK Espoo) . Kevyiden jakeiden / osuus lopputuotteiden määrästä on yleensä luokkaa 3-7 paino- prosenttia, mikä johtaa samanlaiseen arvioon kaasufaasin osuudesta. Kaasufaasin suuresta osuudesta aiheutuu kaksi 35 ongelmaa. Ensinnäkin reaktioastian efektiivinen tilavuus on alle puolet teoreettisesta arvosta, joten nestefaasin keskimääräinen viipymäaika on vastaavasti puolet teoreettisesta arvosta. Toiseksi kaasufaasin nopeus on suurempi kun neste-faasin nopeus. Tästä aiheutuu voimakas sekoittumisilmiö. Tästä 3 85598 johtuen nestefaasin viipymäaika ei ole tulppavirtauksen virtauksen mukaisesti lähes tasainen, vaan viipymäaikäjakautuma on varsin leveä. Tämä johtuu siitä, että osa nesteestä kulkee nopeammin liikkuvien kaasukuplien mukana hyvin nopeasti reak-5 tioastian läpi ja osa nesteestä sekoittuu ja viipyy pitempään reaktioastiassa. Tällä on tietysti vaikutuksia sekä toivottujen että varsinkin ei-toivottujen reaktioiden kannalta. Koska todellinen viipymäaika on alle puolet teoreettisesta arvosta, joudutaan prosessilämpötilaa vastaavasti nostamaan 10 samaan konversioarvoon pääsemiseksi. Tämä heikentää mm. prosessin lämpötaloutta ja koksaantuminen nopeutuu.· * · *: In one study, both the residence time and ....: the density of the gas phase in the reaction vessel was found to be about 60% by density measurements (Lauri Rantalainen, "Thermal cracking-j 30 unit 2 flow dynamics mapping with a radioactive tracer" 1979, TKK Espoo) The fraction of light fractions / proportion of the final products is usually in the range of 3 to 7% by weight, which leads to a similar estimate of the proportion of the gas phase, which poses two problems: first, the effective volume is less than half the theoretical value. the residence time is correspondingly half of the theoretical value.Second, the velocity of the gas phase is higher than the velocity of the liquid phase.This results in a strong mixing phenomenon.Therefore, the residence time of the liquid phase is not nearly uniform according to the plug flow, but the residence time distribution is quite wide. that part of the liquid passes very rapidly through the reaction vessel with the moving gas bubbles and part of the liquid mixes and stays longer in the reaction vessel. This, of course, has implications for both desired and especially undesired reactions. Since the actual residence time is less than half of the theoretical value, the process temperature must be raised accordingly to reach the same conversion value. This weakens e.g. the heat economy of the process and coking is accelerated.

Reaktioastian painesäädöllä voidaan jossain määrin vaikuttaa kaasufaasin määrään, mutta ei missään tapauksessa poistaa tätä 15 ongelmaa.By controlling the pressure in the reaction vessel, the amount of the gas phase can be affected to some extent, but in no way eliminates this problem.

Kaasufaasin aiheuttamia ongelmia nestefaasin viipymäajalle on pyritty ratkaisemaan erilaisilla järjestelyillä reaktio-astioissa, joissa virtaus tapahtuu alhaalta ylöspäin. US-20 patentissa 4.247.387 on reaktioastian sisään asennettu revitettyjä välipohjia, jotka muodostavat reaktoriin lukuisia sekoituskohtia ja näin estetään takaisinvirtausta ja pyritään aikaansaamaan tasainen viipymäaika. Ratkaisu ei eliminoi kaasufaasin aiheuttamaa reaktiotilavuuden menetystä. Ratkaisu 25 aiheuttaa huoltotöitä välilevyjen puhdistamisessa ja tietyn riskin koko reaktorin koksaantumisesta umpeen virheoperaatioi-den johdosta.Attempts have been made to solve the problems caused by the gas phase with the residence time of the liquid phase by means of various arrangements in the reaction vessels in which the flow takes place from the bottom up. U.S. Pat. No. 4,247,387 discloses torn intermediate bases inside the reaction vessel, which form a number of mixing points in the reactor, thus preventing backflow and aiming to provide a uniform residence time. The solution does not eliminate the loss of reaction volume caused by the gas phase. Solution 25 causes maintenance work to clean the baffles and a certain risk of the entire reactor coking due to fault operations.

Suomalaisessa patentissa 65275 on reaktioastian muotoilulla 30 ylöspäin kartiokkaasti avautuvana pyritty luomaan kaasu-faasille ja nestefaasille sama virtausnopeus huomioimalla paineen laskusta aiheutuva kuplakoon kasvu. Kaasufaasin virtausnopeus on sekoittumisilmiön luonteen perusteella kuitenkin suurempi kuin nestefaasin nopeus, joten tilanne ei ratkai-35 sevasti parantune.In Finnish patent 65275, the design of the reaction vessel 30, which opens upwards in a conical manner, seeks to create the same flow rate for the gas phase and the liquid phase, taking into account the increase in bubble size caused by the pressure drop. However, due to the nature of the mixing phenomenon, the gas phase flow rate is higher than the liquid phase rate, so the situation does not improve significantly.

Suomalaisessa patentissa 65274 on esitetty kolme erilaista menetelmää viipymäajan tasaamiseksi. Yksi suoritusmuoto on sijoittaa reaktioastian täyttävä spiraalimainen kierukka 4 85598 reaktoriin. Kahdessa muussa menetelmässä neste/kaasuseos pyritään saamaan tangentiaaliseen pyörimisliikkeeseen suut-timien avulla tai reaktoriin tangentiaalisesti johdetun syötön avulla. Kaasufaasi pyrkii nestefaasista eroon ja aiheuttaa 5 sekoittumisilmiön koko reaktioastian matkalla huolimatta näistä järjestelyistä.Finnish patent 65274 discloses three different methods for equalizing the residence time. One embodiment is to place a helical coil filling a reaction vessel in a reactor 4,85598. In the other two methods, the aim is to bring the liquid / gas mixture into tangential rotation by means of nozzles or by feeding tangentially to the reactor. The gas phase tends to separate from the liquid phase and causes 5 mixing phenomena along the entire reaction vessel despite these arrangements.

Mikään edellä kuvatuista tunnetuista ratkaisuista ei pyri erottamaan kaasufaasia nestefaasista.None of the known solutions described above seeks to separate the gas phase from the liquid phase.

1010

Suomalaisessa patenttihakemuksessa 843423 on kuvattu kolme erilaista reaktoriratkaisua, joissa kaikissa on päätavoitteena erottaa kaasufaasi nestefaasista. Tämä on saatu aikaan reak-toriastian sisään sijoitetuilla virtauksenohjäimillä. Näin 15 muodostuu kuolleita alueita, joihin keräytyvä kaasu johdetaan ulos useampien kaasuyhteiden kautta. Kaikkien näiden ratkaisujen heikkoutena on, että juuri tämän prosessin kannalta tärkeä tasainen virtaus tarkoituksella häiritään. Reaktoriin täytyy myös sijoittaa monimutkaisia rakenteita, joista aiheutuu 20 kiinnikoksaantumisriski ja lisää huoltokustannuksia. Useat kaasunpoistoyhteet aiheuttavat yhtä monen pintasäädön rakentamisen, mikä nostaa kustannuksia.Finnish patent application 843423 describes three different reactor solutions, all of which have the main objective of separating the gas phase from the liquid phase. This is achieved by flow deflectors located inside the reactor vessel. In this way, dead areas are formed into which the gas collected is discharged through several gas connections. The weakness of all these solutions is that the steady flow that is important for this process is deliberately disrupted. Complex structures must also be placed in the reactor, which poses a risk of entrapment and increases maintenance costs. Multiple degassing connections cause the construction of an equal number of surface adjustments, which increases costs.

Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnet-25 tuihin menetelmiin. Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisessa patenttivaatimuk-sessa 1 ja keksinnön mukaisen soaking-krakkerin tunnusmerkil-liset piirteet vaatimuksessa 6. Keksinnön mukainen menetelmä ;·.·. mahdollistaa kaasuf aasin erottamisen nopeasti nestefaasista 30 häiriten mahdollisimman vähän tasaista virtausta reaktorissa. Näin saavutetaan suuri tehollinen tilavuus ja pitempi keski-' määräinen viipymisaika nestevirtaukselle sekä pienemmän ’·*·* sekoittumisen johdosta tasaisempi viipymäaikajakautuma. Reak- toriastiaan ei myöskään tarvitse sijoittaa mitään ylimääräisiä 35 rakenteita.It is an object of the invention to provide an improvement on the methods currently known. The characteristic features of the method according to the invention are set out in the appended claim 1 and the characteristic features of the soaking cracker according to the invention in claim 6. The method according to the invention; allows the gas phase to be rapidly separated from the liquid phase 30 with as little disturbance as possible in the reactor. This results in a high effective volume and a longer average residence time for the liquid flow, as well as a more even residence time distribution due to less mixing. There is also no need to place any additional structures in the reactor vessel.

Muut keksinnön erityispiirteet ja edut selvitetään tarkemmin jäljempänä esitetyn sovellutusmuodon yhteydessä. Keksinnön 5 85598 perusteita ja eräs keksinnön mukainen soaking-krakkeri esitellään seuraavien kuvien avulla.Other features and advantages of the invention will be explained in more detail in connection with the embodiment shown below. The basics of the invention 5 85598 and a soaking cracker according to the invention are illustrated by the following figures.

Kuvat 1 ja 2 esittävät tekniikan tason mukaisia krakkausmene-5 telmiäFigures 1 and 2 show prior art cracking methods

Kuva 3 esittää erään viipymäaikamittauksen tuloksiaFigure 3 shows the results of a residence time measurement

Kuva 4 kaasukuplan nopeuskuvio vaakasuorassa neste/kaasufaa-sivirtauksessaFigure 4 Gas bubble velocity pattern in horizontal liquid / gas phase flow

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen menetelmän erästä edullis- 10 ta suoritusmuotoa kaaviomaisena prosessikaavionaFigure 5 shows a schematic process diagram of a preferred embodiment of the method according to the invention

Kuvat 6a ja 6b esittävät kuviossa 5 esitettyä reaktioastiaa yksityiskohtaisemminFigures 6a and 6b show the reaction vessel shown in Figure 5 in more detail

Tunnetussa yksinkertaisemmassa menetelmässä, kuvio 1, krakkaus 15 suoritetaan johtamalla putkijohtoa 1 pitkin öljysyöttö krak-kausuunin 2 putkistoon 3, jossa krakkaus pääosin tapahtuu ja reaktio jatkuu sitä seuraavassa putkijohdossa 4, jota pitkin hiilivedyt johdetaan seuraavaan prosessivaiheeseen 5. Tämä on normaalisti tislaus, jossa tuotteet erotetaan esimerkiksi 20 kaasu- ja bensiinijakeiksi 6, kevyeksi polttoöljyksi 7 ja raskaaksi polttoöljyksi 8. Viipymäajat ovat prosessilämpö-tilasta riippuen luokkaa 1-4 minuuttia ja lämpötila luokkaa 450 ®-480"C.In a known simpler method, Fig. 1, cracking 15 is carried out by passing an oil supply via pipeline 1 to the piping 3 of the cracking furnace 2, where the cracking mainly takes place and the reaction continues in the next pipeline 4 along which the hydrocarbons are passed to the next process step 5. This is normally distilled. for example, 20 for gas and gasoline fractions 6, light fuel oil 7 and heavy fuel oil 8. The residence times are of the order of 1-4 minutes and the temperature of the order of 450 ®-480 ° C, depending on the process temperature.

25 Toisessa tekniikan tason mukaisessa, kehittyneemmässä krak-kausmenetelmässä, kuvio 2, öljysyöttö johdetaan putkijohtoa 1 pitkin krakkausuunin 2 putkistoon 3, jossa lämpötila nostetaan krakkauslämpötilaan (410-450®C) ja johdetaan putkijohtoa 4 .. .. pitkin reaktioastiaan 9, jossa viipymäaika on luokkaa 10-30 * ! 30 minuuttia. Reaktioastiasta hiilivedyt voidaan johtaa kuvion 1 tapaisesti tislausprosessiin. Reaktioastiaan ei tuoda lämpöä " ja koska reaktiot ovat pääosiltaan endotermisiä, lämpötila ·.*.· laskee 10-20 astetta. Matalammassa lämpötilassa prosessilait teet likaantuvat hitaammin, joten käyntijaksot ovat pitempiä.In another more advanced cracking method according to the prior art, Fig. 2, the oil supply is led via a pipeline 1 to the piping 3 of a cracking furnace 2, where the temperature is raised to a cracking temperature (410-450 ° C) and led via a pipeline 4 .. .. to a reaction vessel 9 with a residence time 9. classes 10-30 *! 30 minutes. The hydrocarbons can be passed from the reaction vessel to the distillation process as in Figure 1. No heat is introduced into the reaction vessel "and since the reactions are mainly endothermic, the temperature ·. *. · Drops by 10-20 degrees. At lower temperatures, the process equipment becomes dirty more slowly, so longer operating cycles.

Reaktioastia voi olla myös hieman vinossa. Edullisimmin kaasu-faasikerros ulottuu koko reaktioastian pituudelle.The reaction vessel may also be slightly skewed. Most preferably, the gas phase layer extends the entire length of the reaction vessel.

“·: 35 6 85598“·: 35 6 85598

Kuviossa 3 on esitetty aikaisemmin mainitun merkkiäinekokeen tulokset pystysuorassa reaktiokammiossa. Käyrä 11 esittää teoreettista viipymäaikajakaantumaa ja -kestoa. Käyrä 10 osoittaa, että käytännössä keskimääräinen viipymäaika on noin 5 40 prosenttia teoreettisesta arvosta ja se on varsin leveä.Figure 3 shows the results of the aforementioned tracer experiment in a vertical reaction chamber. Curve 11 shows the theoretical residence time distribution and duration. Curve 10 shows that in practice the average residence time is about 5 to 40 percent of the theoretical value and is quite wide.

Käyttämällä keksinnön mukaista makaavaa reaktioastiaa, pystytään erottamaan kaasufaasi ja nestefaasi nopeasti toisistaan ja näin oleellisesti estämään sekoittumisilmiö koko reaktorin 10 matkalla. Kun hiilivetysyöttö johdetaan reaktioastiaan, se sisältää jo valmiiksi kaasufaasia krakkausuunin reaktioiden johdosta. Kaasukuplat pyrkivät keveytensä ansiosta välittömästi nousemaan reaktioastian yläosaan. Reaktioastiassa syntyvät kaasumaiset reaktiotuotteet nousevat myös välittömästi reak-15 tioastian yläosaan, josta ne voidaan hallitusti johtaa pois pintamittauksen ja säädön avulla.By using the lying reaction vessel according to the invention, it is possible to quickly separate the gas phase and the liquid phase from each other and thus substantially prevent the mixing phenomenon along the entire path of the reactor 10. When the hydrocarbon feed is introduced into the reaction vessel, it already contains the gas phase due to the reactions of the cracking furnace. Due to their lightness, the gas bubbles tend to rise immediately to the top of the reaction vessel. The gaseous reaction products generated in the reaction vessel also rise immediately to the top of the reaction vessel, from where they can be removed in a controlled manner by means of surface measurement and adjustment.

Kuten aikaisemmin on tutkimustulosten perusteella osoitettu, kaasufaasin virtausnopeus on suurempi kuin nestefaasin nopeus.As previously shown by the research results, the gas phase flow rate is higher than the liquid phase rate.

20 Kuviossa 4 on kaavamaisesti osoitettu, kuinka nestevirtauksen 24 vaakasuora nopeuskomponentti ja kaasukuplan vertikaalinen nopeuskomponentti 25 johtavat kaasukuplan lopulliseen nopeus- vektoriin 26 suuruudeltaan ja suunnaltaan. Näin ollen epäedul- lisimmassakin tapauksessa, jos kaasukupla irtoaa reaktioastian 25 pohjalla nestefaasista, se nousee reaktioastian kaasutilaan horisontaalisella matkalla, joka on pienempi kuin reaktio- **’; astian halkaisija. Se matka, jolla kaasukuplat häiritsevät • · ____: nestevirtausta, jää selvästi alle sen matkan, joka on mahdol- lista pystysuoraan sijoitetuissa reaktoreissa. Reaktioastian 30 mitoituksen kannalta on edullista käyttää suurta suhdetta pituus/halkaisija, jonka optimaaliset arvot olisivat luokkaa 15:1 - 25:1.Figure 4 schematically shows how the horizontal velocity component of the liquid flow 24 and the vertical velocity component 25 of the gas bubble lead to the final velocity vector 26 of the gas bubble in magnitude and direction. Thus, even in the most unfavorable case, if the gas bubble detaches from the liquid phase at the bottom of the reaction vessel 25, it rises to the gas space of the reaction vessel by a horizontal distance smaller than the reaction ** '; the diameter of the container. The distance by which the gas bubbles interfere with the • · ____: liquid flow is well below the distance possible in vertically arranged reactors. From the point of view of dimensioning the reaction vessel 30, it is advantageous to use a large length / diameter ratio, the optimal values of which would be in the order of 15: 1 to 25: 1.

• · • · ·• · • · ·

Virtauksen ohjaus reaktioastiaan ja siitä pois on edullista *"· 35 järjestää joko kartion- tai ellipsinmuotoisten pääty- suppiloiden kautta. Eräs lisäetu, joka kaasufaasin erottamisella saadaan aikaan, saavutetaan normaalisti seuraavana prosessivaiheena olevassa tislauksessa. Tämän tislauksen potentiaalisia ongelmia on vaahtoaminen, joka johtuu pääasias- 7 85598 sa siitä, että syöttö sisältää 50-60 prosenttisesti kaasua. Tislauskolonnissa kaasufaasi pyrkii nopeasti nousemaan tislauskolonnin yläosaan vetäen mukanaan raskaita jakeita ja näin tislauskolonnin toiminta häiriintyy pahasti.It is advantageous to provide flow control into and out of the reaction vessel via either conical or elliptical end funnels. An additional advantage provided by gas phase separation is normally achieved in the next process distillation. Potential problems with this distillation are due to foaming. 7 85598 sa that the feed contains 50-60% gas In the distillation column, the gas phase tends to rise rapidly to the top of the distillation column, carrying heavy fractions with it, and thus the operation of the distillation column is severely disturbed.

55

Kun kaasufaasi on pääosin erotettu jo reaktioastiässä, voidaan se johtaa tislauskolonniin nestesyötön yläpuolisille pohjille optimaaliseen kohtaan ja näin oleellisesti pienentää vaah-toamisongelmaa. Krakkausreaktion kannalta on todettu, että 10 teollisuusmittakaavassa sopiva lämpötila on välillä 410-470” ja paine 2-20 bar. Kaasufaasin läsnäolo krakkausuunin jälkeisissä reaktio-olosuhteissa ei ole tarpeellinen toivottujen reaktioiden kannalta, vaan siitä aiheutuu yksinomaan ongelmia.Once the gas phase has been largely separated already in the reaction vessel, it can be passed to the distillation column on the bottoms above the liquid feed at an optimal location and thus substantially reduce the foaming problem. From the point of view of the cracking reaction, it has been found that on a 10 industrial scale a suitable temperature is between 410-470 ”and a pressure of 2-20 bar. The presence of a gas phase in the reaction conditions after the cracking furnace is not necessary for the desired reactions, but only causes problems.

15 Kuviossa 5 öljysyöttö johdetaan putken 1 kautta krakkausuunin 2 putkistoihin 3, jossa sen lämpötila nostetaan välille 410 -470”C. Uunista 2 öljy johdetaan putken 4 kautta reaktioastiaan 14, joka on pääsääntöisesti vaakasuorassa, mutta voidaan sijoittaa myös kaltevaan asentoon ääriasentojen vaihdellessa 20 edullisimmin välillä -5° - +5°. Reaktioastiasta nestefaasi johdetaan ulos putkijohtoa 23 pitkin ja kaasufaasi putkijohtoa 22 pitkin. Seuraavassa prosessivaiheessa voidaan esimerkiksi erottaa tislauskolonnissa 5 toisistaan kaasu + bensiini 6, kevyt polttoöljy ja raskas polttoöljy 8. Keskimääräinen viipy- 25 misaika reaktiovyöhykkeessä on mitoituksesta riippuen 5-100 minuuttia.In Fig. 5, the oil supply is led through a pipe 1 to the pipelines 3 of the cracking furnace 2, where its temperature is raised to between 410 and 470 ° C. From the furnace 2, the oil is led through a pipe 4 to a reaction vessel 14, which is generally horizontal, but can also be placed in an inclined position, the extreme positions 20 preferably varying between -5 ° and + 5 °. From the reaction vessel, the liquid phase is led out via line 23 and the gas phase via line 22. In the next process step, for example, gas + petrol 6, light fuel oil and heavy fuel oil 8 can be separated in the distillation column 5. The average residence time in the reaction zone is 5-100 minutes, depending on the dimensioning.

Kuvio 6a esittää reaktioastiaa 14 makaavassa asennossa ilman lämpöeristeitä, jossa on kartiomainen sisääntulo-osa 12 ja 30 varsinainen reaktiovyöhyke, jossa voidaan erottaa toisistaan nestefaasi 19 ja kaasufaasi 20. Nestefaasi poistetaan kartio-maisen ulostulo-osan 15 kautta ja kaasufaasi kartiomaisen tai putkimaisen ulostulo-osan 16 kautta. Kaasufaasin ulostulo-osan sijainti ei ole makaavassa konstruktiossa kriittinen, mutta - 35 optimaalinen sijoitus on reaktioastian alkupäässä jossa suurin osa kaasua erottuu nestefaasista.Figure 6a shows the reaction vessel 14 in a supine position without thermal insulation with a conical inlet section 12 and 30 in the actual reaction zone in which the liquid phase 19 and the gas phase 20 can be separated. The liquid phase is removed through the conical outlet section 15 and the gas phase at the conical or tubular outlet section. 16 through. The location of the gas phase outlet is not critical in the horizontal structure, but the optimal placement is at the beginning of the reaction vessel where most of the gas separates from the liquid phase.

Toimintavarma pintamittaus reaktioastian olosuhteisiin voidaan rakentaa käyttäen radioaktiivista mittausta. KäyttämälläA reliable surface measurement for the reaction vessel conditions can be constructed using radioactive measurement. using the

Claims (7)

8 85598 hyväksi reaktioastian omaa tilavuutta vältytään rakentamasta erillisiä rakenteita reaktioastian sisään. Kuvio 6b esittää reaktioastiaa 4 poikkileikattuna kaasufaasin poisto-osan 16 kohdalta. 58 85598 in favor of the reaction vessel's own volume, separate structures are avoided inside the reaction vessel. Figure 6b shows the reaction vessel 4 in cross section at the gas phase outlet section 16. 5 1. Menetelmä hiilivetyjen termistä krakkausta ja 10 muita neste/kaasuprosesseja varten, jossa menetelmässä neste- syöttö lämmitetään, johdetaan oleellisesti vaaka-asennossa olevan reaktioastian (14) läpi, jossa suuremmasta virtaus-poikkipinta-alasta johtuen virtausnopeus pienenee ja aikaansaadaan viipymä haluttujen lisäreaktioiden saavuttamiseksi, ja 15 jossa menetelmässä kaasua poistetaan reaktioastian (14) alkuosassa, tunnettu siitä, että järjestetään nestefaasin (19) päälle kaasufaasikerros (20) reaktioastian (14) suurelta pituudelta ja pidetään nestepinta oleellisesti vakiona poistamalla kaasua tarpeen mukaan. 20A process for the thermal cracking of hydrocarbons and other liquid / gas processes, wherein the liquid feed is heated through a substantially horizontal reaction vessel (14) where, due to a larger flow cross-sectional area, the flow rate decreases and a delay is achieved to achieve the desired additional reactions. and 15 in which the gas is removed at the beginning of the reaction vessel (14), characterized in that a gas phase layer (20) is arranged over the liquid phase (19) over a large length of the reaction vessel (14) and the liquid surface is substantially constant by removing gas as required. 20 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjataan virtaus reaktioastiaan (14) tasaisesti laajenemaan koko virtauspoikkipinnalle ja poistetaan virtaus tasaisesti suppenevana virtauksena. 25A method according to claim 1, characterized in that the flow is directed to the reaction vessel (14) to expand evenly over the entire flow cross-section and the flow is removed as a uniformly converging flow. 25 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasunpoistoa ohjataan pintamittaukseen ] ja -säätöön perustuen.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the degassing is controlled on the basis of surface measurement and adjustment. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neste lämmitetään 410-470 *C-asteeseen, ·.' paine on välillä 2-20 bar ja keskimääräinen viipymä 5-100 min.Process according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the liquid is heated to 410 to 470 ° C,. the pressure is between 2-20 bar and the average residence time 5-100 min. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel-: 35 mä, tunnettu siitä, että kaasufaasikerros ulottuu oleellisesti koko reaktioastian (14) pituudelle.Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the gas phase layer extends over substantially the entire length of the reaction vessel (14). 6. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi tarkoitettu soaking-krakkeri, johon kuuluu oleelli- 9 85598 sesti vaakasuora putkimainen reaktioastia (14) nesteen viipymän aikaansaamiseksi ja kaasunpoistolaitteet, tunnettu siitä, että reaktioastiaan (14) kuuluu tulo- ja poistosuppilopäädyt (12,15), ja että kaasunpoistolaitteisiin kuuluu pintamittaus-5 anturi ja -lähetin (21), säätölaite (18) ja kaasunpoistoyh-teeseen (16) liitetty venttiili (17), jotka on siten sovitettu, että ne pitävät nestepinnan vakiokorkeudella reaktioas-tiassa (14) ja pitkittäisen kaasufaasikerroksen (20) reaktio-astian (14) yläosassa.A soaking cracker for carrying out the method according to claim 1, comprising a substantially horizontal tubular reaction vessel (14) for retaining liquid and degassing devices, characterized in that the reaction vessel (14) comprises inlet and outlet funnel ends (12, 15), and that the degassing devices comprise a surface-measuring sensor and transmitter (21), a control device (18) and a valve (17) connected to the degassing connection (16), adapted to keep the liquid surface at a constant height in the reaction vessel (14) and longitudinally a gas phase layer (20) at the top of the reaction vessel (14). 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen soaking-krakkeri, tunnettu siitä, että tulosuppilon (12) laajenemiskulma on alle 15°. 15Soaking cracker according to Claim 6, characterized in that the angle of expansion of the hopper (12) is less than 15 °. 15
FI894313A 1989-09-13 1989-09-13 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER. FI85598C (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI894313A FI85598C (en) 1989-09-13 1989-09-13 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER.
AU62987/90A AU6298790A (en) 1989-09-13 1990-09-11 A method for the thermal cracking of hydrocarbon oils and other liquid/gas reactions
PCT/FI1990/000211 WO1991004308A1 (en) 1989-09-13 1990-09-11 A method for the thermal cracking of hydrocarbon oils and other liquid/gas reactions

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI894313 1989-09-13
FI894313A FI85598C (en) 1989-09-13 1989-09-13 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI894313A0 FI894313A0 (en) 1989-09-13
FI894313A FI894313A (en) 1991-03-14
FI85598B FI85598B (en) 1992-01-31
FI85598C true FI85598C (en) 1992-05-11

Family

ID=8528977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI894313A FI85598C (en) 1989-09-13 1989-09-13 FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU6298790A (en)
FI (1) FI85598C (en)
WO (1) WO1991004308A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1437229A (en) * 1922-11-28 Process of treating petroleum
US1423500A (en) * 1921-05-02 1922-07-18 Gasoline Prod Co Inc Process of treating petroleum oil
DE829343C (en) * 1948-10-21 1952-01-24 Roman Schestopal Dipl Ing Process for splitting petroleum, tar and coal tar
CA1137434A (en) * 1978-07-11 1982-12-14 Mohammed Akbar Process for the continuous thermal cracking of hydrocarbon oils
FI65274C (en) * 1982-06-14 1984-04-10 Neste Oy FOERFARANDE FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJA
FI65275C (en) * 1982-06-14 1984-04-10 Neste Oy FOERFARANDE FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJA
GB8323635D0 (en) * 1983-09-02 1983-10-05 Shell Int Research Continuous thermal cracking of hydrocarbon oils
GB8504807D0 (en) * 1985-02-25 1985-03-27 Shell Int Research Thermal cracking of hydrocarbon oils

Also Published As

Publication number Publication date
FI894313A (en) 1991-03-14
FI85598B (en) 1992-01-31
WO1991004308A1 (en) 1991-04-04
AU6298790A (en) 1991-04-18
FI894313A0 (en) 1989-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7993435B2 (en) Process and apparatus for cracking hydrocarbon feedstock containing resid
KR102136854B1 (en) Integrated slurry hydroprocessing and steam pyrolysis of crude oil to produce petrochemicals
US7550642B2 (en) Olefin production utilizing whole crude oil/condensate feedstock with enhanced distillate production
CA2567176C (en) Vapor/liquid separation apparatus
US7767008B2 (en) Vapor/liquid separation apparatus
EP0007656B1 (en) Process for the continuous thermal cracking of hydrocarbon oils and hydrocarbon mixtures thus prepared
FI65274B (en) FOERFARANDE FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJA
US6193849B1 (en) Fractionator with liquid-vapor separation means
US5925236A (en) Processes for visbreaking heavy hydrocarbon feedstocks
US5370789A (en) Ultrapyrolytic heavy oil upgrading in an internally circulating aerated bed
FI85598C (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJOR OCH FOER ANDRA VAETSKE / -GASREAKTIONER.
CN104395432B (en) The method used for reducing silicone antifoams agent in delay coking process
EP0138247B1 (en) Process and apparatus for the continuous thermal cracking of hydrocarbon oils and hydrocarbon mixtures thus prepared
CA1203192A (en) Procedure for thermal cracking of hydrocarbon oils
US5853567A (en) Methods and apparatus for the viscosity reduction of heavy hydrocarbon feedstocks
RU2786846C1 (en) Method for producing petroleum needle coke
WO2008038490A1 (en) Method of thermal cracking for petroleum-derived heavy oil and thermal cracking apparatus therefor
RU2141501C1 (en) Reactor for coking of oil residues
RU2196165C1 (en) Apparatus for preparation of raw materials for production of petroleum coke
US20010032804A1 (en) Fractionator with liquid-vapor separation arrangement
RU1778135C (en) Method for slow coking

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: OLLILA, ANTERO