HU216102B - Eljárás szénhidrogén alapanyag krakkolására - Google Patents

Abstract

Az eljárás sőrán az alapanyagőt 0,2–5 MPa közötti nyőmásőn 390–530 řCközötti hőmérsékletre hevítik, majd reakciókamrába (15) adagőlják,ezűtán a reakciókamrából (15) távőzó anyagáramőt ne éz- éskönnyűtermékáramőkra bőntják. A nehéztermékáramőt vákűűmősdesztillálótőrőnyba (30) vezetik, és őtt a nehéztermékáramőt 1–10 kPaközötti nyőmásőn és 320–420 řC közötti hőmérsékleten frakciókrabőntják. A találmány lényege, hőgy a vákűűmős desztillálótőrőnyba (30)vezetése közben a nehéztermékáramőt szűkített nyílásőn, előnyösenáramlásszabályzó szelepen (36), felmenő csőszakaszőn (38) és avákűűmős desztillálótőrőnyba (30) tőrkőlló átadócsövön (40) keresztülvezetik. A felmenő csőszakasz (38) hősszát a csőszakasz, (38) alsóvégénél a párőlgást akadályőzó méretűre választják, az átadócs vet(40) pedig úgy alakítják ki, hőgy a kiömlővégénél (41) a közegnyőmásazőnős legyen a vákűűmős desztillálótőrőnyban (30) űralkődóközegnyőmással. ŕ

Description

A találmány tárgya szénhidrogén alapanyag termikus krakkolására vonatkozó eljárás, amely krakkolás ismert például a „The Petroleum Handbook” c. kiadványból (6. Kiadás, Elsevier, 1983,279-281. oldalak).

Szénhidrogének termikus krakkolása során az alapanyagot 390-530 °C közötti hőmérsékletre hevítik, 0,2-5,0 Mpa közötti nyomáson. Miután az alapanyagot a reakciókamrába adagolják, ezt követően a reakciókamrából származó anyagáramot könnyűtermékekre és nehéztermékekre választják szét. A nehéztermékáramot vákuumos desztillálótoronyba vezetik, ahol a nehéztermékeket frakciókra bontják 320-400 °C közötti hőmérsékleten és 1,0-10,0 kPa közötti nyomáson.

Az ismert eljárásnál csővezetéket használnak arra, hogy a nehéztermékeket a vákuumos desztillálótoronyba vezessék. Mivel a nehéztermékek nyomása nagyobb, mint a vákuumos desztillálótoronyban uralkodó nyomás, a csővezetékben nyomásesés alakul ki, amely megegyezik a nehéztermékek nyomása és a vákuumos desztillálótoronyban uralkodó nyomás közötti különbséggel. Annak érdekében, hogy a csővezeték mentén ezt a viszonylag nagy nyomásesést elérjék, a csővezeték keresztmetszetét szűkítik, például áramlásszabályzó szelep alkalmazásával. Ha azonban a nehéztermékek áramát fojtják, az áramlásszabályzó szelep után gyors párolgás lép föl. Ez a gyors elpárolgás viszont kisméretű folyadékcseppek képződésével jár, amelyek nehezen kezelhetők a vákuumos desztillálótoronyban.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosság kiküszöbölése, vagyis olyan tökéletesített megoldás létrehozása, amellyel egyszerű módon elfojtható a párolgás a szűkített keresztmetszet után.

A kitűzött feladatot olyan eljárás továbbfejlesztésével oldottuk meg, amelynél a szénhidrogén alapanyagot 390-530 °C közötti hőmérsékletre hevítjük 0,2-5,0 MPa közötti nyomáson, majd a szénhidrogén alapanyagot reakciókamrába adagoljuk, ezután a reakciókamrából származó anyagáramot könnyűtermékáramra és nehéztermékáramra választjuk szét, a nehéztermékek áramát vákuumos desztillálótoronyba juttatjuk, és a nehéztermékáramot frakciókra bontjuk 320-400 °C közötti hőmérsékleten és 1-10 kPa közötti nyomáson.

A továbbfejlesztés, vagyis a találmány szerinti eljárás lényege, hogy a vákuumos desztillálótoronyba vezetésekor a nehéztermékek áramát szűkített nyíláson vezetjük keresztül, ezután a nehéztermékáramot felmenő csőszakaszon felfelé vezetjük. A felmenő csőszakasz hosszának megválasztásával a felmenő csőszakasz végén a közegnyomást úgy állítjuk be, hogy a felmenő csőszakasz alsó végén azzal elfojtsuk a párolgást. Végül a nehéztermékáramot a vákuumos desztillátótoronyba torkolló átadócsövön vezetjük keresztül, ennek az átadócsőnek az alakzatát úgy választjuk meg, hogy annak kiömlési közegnyomása megegyezzen a desztillálótoronyban uralkodó közegnyomással.

A találmány további előnyös foganatosítási módjánál az átadócsövet egyenes csőszakaszokból állítjuk elő, amelyeket hajlított csatlakozószakaszok kötnek össze.

Előnyösen a reakciókamrából kikerülő anyagáramot ciklonos szeparátorban választjuk szét könnyű- és nehézanyagáramokra.

De a találmány szerint eljárhatunk úgy is, hogy a reakciókamrából távozó anyagáramot desztillálótoronyban választjuk szét könnyű és nehéztermékáramokra.

A leírásban és az igénypontokban „átadócső-alakzat” kifejezés alatt olyan átadócső-kialakítást értünk, amely elősegíti az átadócső mentén a nyomásesést, amit valójában az átadócső méretezésével és más áramlási ellenállással érünk el, így például az átadócsőben alkalmazott, ívelt vagy U alakú csőszakaszokkal.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakjának elvi kapcsolási vázlatát mutatjuk be. A rajzon:

- az 1. ábrán a találmány szerinti eljárás folyamatábrája látható;

- a 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás változatát szemlélteti.

Amint az 1. ábrán látható, a találmány szerinti eljárás foganatosításához 1 kemencét alkalmaztunk, amely 2 égőfejjel, 3 kéménnyel és 4 hevítőcsővel van ellátva. A 4 hevítőcső 7 beömlőcsőhöz, illetve 9 kiömlőcsőhöz csatlakozik.

A 9 kiömlőcső 15 reakciókamra beömlésével van kapcsolatban. E reakciókamra részletesebb leírása megtalálható az EP-7656 számú európai szabadalmi leírásban. A 15 reakciókamra kiömlése 17 csővezetéken keresztül 20 szétválasztókészülékre csatlakozik, amely a jelen esetben ciklonszeparátorként van kialakítva.

A 20 szétválasztókészüléknek két kiömlése van, nevezetesen a könnyűtermékek számára 21 kiömlése, valamint a nehéztermékek számára 24 kiömlése. A könnyűtermékek 21 kiömlése külön nem ábrázolt csővezetéken keresztül kezelőkészülékre csatlakozik (ezt ugyancsak nem szemléltettük), amelyben a könnyűtermékek további kezelést kapnak. A nehéztermékek 24 kiömlése 26 csőrendszeren keresztül vákuumos 30 desztillálótoronyra csatlakozik.

A vákuumos 30 desztillálótoronynak 31 kiömlőcsöve van, amely külön nem ábrázolt vákuumszivattyúval van kapcsolatban. Továbbá, a vákuumos 30 desztillálótorony a maradék nehéztermékek számára 32 kiömlőcsővel, az intermedier frakció számára pedig 33 kiömlőcsővel van ellátva. A vákuumos 30 desztillálótorony felső részénél a visszafolyó áramot biztosító készüléket, valamint az alsó részénél a párlatolajáramot biztosító készüléket külön nem ábrázoltuk.

A 26 csőrendszer 35 csőszakasszal rendelkezik, amelybe „szűkített nyílásaként a jelen esetben áramlásszabályzó 36 szelep van iktatva. A 35 csőszakaszhoz felmenő 38 csőszakasz kapcsolódik, amely pedig 40 átadócsőre csatlakozik, és ennek 41 kiömlő vége a vákuumos 30 desztillálótoronyba torkollik.

A találmány szerint a felmenő 38 csőszakasz hossza úgy van megválasztva, hogy normál üzemmódban a felmenő 38 csőszakasz alsó végénél a közegnyomás olyan értékű, hogy a közeg párolgását az alsó végen

HU 216 102 Β teljesen elfojtsuk. A leírásban és az igénypontokban „a közeg párolgásának elfojtása” kifejezés alatt azt értjük, hogy legfeljebb a folyadéknak csekély része párologhat el (kisebb, mint 5 térfogat% körüli értéke).

A 40 átadócső úgy van kialakítva, hogy normál üzemállapotban a 40 átadócső 41 kiömlő végénél a közegnyomás lényegében megegyezzen a vákuumos 30 desztillálótoronyban uralkodó közegnyomással. Ez előfeltételezi, hogy a 40 átadócsövet a találmány szerint úgy kell méretezni, hogy a 40 átadócsőben áramló közeg súrlódási veszteségei megegyezzenek a felmenő 38 csőszakasz kiömlésénél és a vákuumos 30 desztillálótoronyban uralkodó nyomások különbségével. A jelen esetben a 40 átadócsőnek vízszintes, egyenes 43 csőszakaszai vannak, amelyeket egymással hajlított csőelemek, nevezetesen U alakú 44 csatlakozószakaszok kötnek össze.

A találmány szerinti eljárás foganatosításakor 3000 tonna szénhidrogén alapanyagot folyamatosan adagolunk naponta az 1 kemencébe 3,0 MPa nyomással. Az alapanyagot az 1 kemencében például 450 °C hőmérsékletre hevítjük. Ezután a felmelegített alapanyagot a 15 reakciókamrába adagoljuk, ahol az krakkolódik. A 15 reakciókamrából távozó termékáramot a szétválasztókészülékben 900 tonna/nap mennyiségű könnyűtermékekre és 2100 tonna/nap mennyiségű nehéztermékekre választjuk szét. A könnyűtermékeket a kiömlésen keresztül vezetjük el, a nehéztermékek viszont az alsó 24 kiömlésen keresztül távoznak. A nehéztermékeket a 26 csőrendszeren keresztül a vákuumos 30 desztillálótoronyba vezetjük, amely a jelen esetben 380 °C-os hőmérsékleten és 5 kPa nyomáson működik. A vákuumos 30 desztillálótoronyban a nehéztermékek áramát 200 tonna/nap mennyiségű gáznemű frakcióra és 400 tonna/nap mennyiségű intermedier frakcióra, valamint 1500 tonna/nap mennyiségű maradék nehézfrakcióra bontjuk szét, és ezek közül a gáznemű frakció a 31 kiömlőcsövön, az intermedier frakció a 33 kiömlőcsövön, a maradék nehézfrakció pedig a 32 kiömlőcsövön keresztül távozik.

A szűkített keresztmetszetet képező áramlásszabályzó 36 szelep után a nyomásesés 150,0 kPa értékű volt a kísérleteink során. A felmenő 38 csőszakasz hosszát 15 m-re választottuk. A felmenő 38 csőszakaszban lévő folyadékoszlop megakadályozza az áramlásszabályzó 36 szelep utáni alsó csővégen a folyadék elpárolgását.

A 40 átadócső hosszát 70 m-re, a belső átmérőjét pedig 50 cm-re választottuk. A 40 átadócső a jelen esetben négy U alakú 44 csatlakozószakasszal rendelkezik. A 40 átadócső beömlésénél a közegnyomás értéke 60 kPa volt, a 41 kiömlővégénél viszont a közegnyomás értéke megegyezett a vákuumos 30 desztillálótoronyban uralkodó közegnyomással.

A felmenő 38 csőszakasz elhagyása azt eredményezné, hogy az áramlásszabályzó 36 szelephez közeli csővégen párolgás lépne föl, ami viszont szabályozhatatlan lenne, és rendkívül kis méretű folyadékcseppek képződéséhez vezetne, ami a fentebb már részletezett módon nemkívánatos.

A 2. ábrán a találmány szerinti eljárás foganatosításának további változatát tüntettük fel. A hasonló részleteket itt is azonos hivatkozási számokkal jelöltük.

A 2. ábra szerint a 15 reakciókamrából származó anyagáramot 50 desztillálótoronyban választjuk szét könnyűtermékáramra és nehéztermékáramra. A könnyűtermékáram 51 kiömlésen keresztül, a nehéztermékáram pedig az alsó 52 kiömlésen keresztül távozik.

A nehéztermékek áramát a 26 csőrendszeren keresztül vezetjük itt is a vákuumos 30 desztillálótoronyba.

Az 50 desztillálótorony felső részénél a megfelelő visszafolyást biztosító készüléket, valamint a fenékrészénél a párlatolaj készülékét külön nem szemléltettük.

Az ívelt 44 csatlakozószakaszok itt is U alakúak, de adott esetben azok lehetnek hajlított L alakúak is.

A 2. ábra szerinti kivitelnél is a felmenő 38 csőszakasz megakadályozza, hogy a szűkített keresztmetszet után, azaz az áramlásszabályzó 36 szelep után a folyadék párologjon. A felmenő 38 csőszakasz elhagyása amint arra fentebb már utaltunk - azt idézné elő, hogy a szűkített keresztmetszetű szakasz után a folyadék párologna, és igen kis méretű folyadékcseppek képződnének. A vákuumos 30 desztillálótoronyban ezeket a finom folyadékcseppeket nem lehetne kielégítően leválasztani a gázáramból, így ezek a folyadékcseppek a gáznemű vagy az intermedier frakciókkal együtt távoznának a 31, illetve 33 kiömlőcsövön keresztül. Ez viszont hátrányosan befolyásolná a vákuumos 30 desztillálótorony szétválasztási hatásfokát.

A felmenő 38 csőszakasz az 1. és 2. ábra szerinti kivitelnél függőleges csőszakaszként van kialakítva. Megjegyezzük azonban, hogy a felmenő 38 csőszakaszként adott esetben alkalmazhatunk ferde csőszakaszt is, feltéve, hogy normál üzemmód esetén a ferde csőben lévő folyadékoszlop képes megakadályozni a párolgást.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás szénhidrogén alapanyag krakkolására, amelynél az alapanyagot 0,2-5 MPa közötti nyomáson 390-530 °C közötti hőmérsékletre hevítjük, majd reakciókamrába adagoljuk, ezután a reakciókamrából távozó anyagáramot nehéz- és könnyűtermékáramokra bontjuk, a nehéztermékáramot vákuumos desztillálótoronyba vezetjük, és ott a nehéztermékáramot 1-10 kPa közötti nyomáson és 320-420 °C közötti hőmérsékleten frakciókra bontjuk, azzal jellemezve, hogy a nehéztermékáram vákuumos desztillálótoronyba (30) vezetése közben a nehéztermékáramot szűkített nyíláson előnyösen áramlásszabályzó szelepen (36), felmenő csőszakaszon (38) és a vákuumos desztillálótoronyba (30) torkolló átadócsövön (40) vezetjük keresztül, továbbá a felmenő csőszakasz (38) hosszát a csőszakasz (38) alsó végénél a párolgást akadályozó méretűre választjuk, az átadócsövet (40) pedig úgy alakítjuk ki, hogy a kiömlővégénél (41) a közegnyomás azonos legyen a vákuumos desztillálótoronyban (30) uralkodó közegnyomással.

   HU 216 102 Β készülékben (20) választjuk szét könnyű- és nehézanyagáramokra.

   4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciókamrából (15) távozó anyagáramot

   5 desztillálótoronyban (50) választjuk szét könnyű- és nehézanyagáramokra.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az átadócsövet (40) egyenes csőszakaszokból (43) és ezeket összekapcsoló, hajlított csatlakozószakaszokból (44) alakítjuk ki.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciókamrából (15) távozó anyagáramot ciklonos szeparátorként kialakított szétválasztó-