NO164783B - Fremgangsmaate ved fremstilling av aromatene, benzen, toluen, xylen (btx) fra tunge hydrokarboner. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte som

angitt i krav l's ingress. Oppfinnelsen vedrører spresielt forbedring av utbyttene av aromater (BTX) under betingelser hvori etan anvendes som hovedfortynningsmiddel ved cracking av tunge hydrokarboner.

Termisk cracking av hydrokarboer til å gi olefiner er nå veletablert og velkjent, se f.eks. US patentene 3.487.121, 4.021.501 og 4.268.375, samt DE off.skrift nr. 2.262.607. Typisk vil termisk cracking forløpe ved innføring av en hydokarboninnmatning til en pyrolyseovn hvori hydrokar-boninnmatningen først oppvarmes til en forhøyet mellom-liggende temperatur i en omdannelsessone og deretter crackes fullstendig i strålingssonen i ovnen. Det crackede produkt blir deretter raskt avkjølt for å avbryte reak-

sjonen som finner sted i pyrolysegassen og fiksere produkt-spekteret for å oppnå det mest ønskede utbyttet av olefiner og aromater.

Det er velkjent at under crackeprosessen av hydrokarboner

er reaksjonstemperaturen og reaksjonstiden de to hovedvariabler som bestemmer produktfordelingen. Produktfordelingsspekteret erholdt ved termisk cracking er en funksjon av betingelsesnivået for crackeprosessen, oppholdstiden og hydrokarbontrykk-profilen som opprettholdes i rørspiralen i reaktorsonen av ovnen. Betingelsesnivået er ment å angi intensiteten av cracke-betingelsene.

Det er generelt kjent at større mengder olefiner erholdes med korte oppholdstider og når det bibeholdes lave hydrokarbontrykk i reaksjonen i den termiske crackeovn. Korte oppholdstider er typisk 0,1 - 0,3 sekunder og lave hydrokarbontrykk er 0,35-1,26 kp/cm absolutt. Imidlertid er det antatt at mengdene av benzen, toluen og xylen som dannes under den termiske cracking er upåvirket av oppholdstiden og hydrokar-bonets partialtrykk. Det er for tiden antatt at innholdet av BTX i pyrolyseavløpet hovedsakelig er en funksjon av mengden

av innmatningen. Følgelig for en gitt innmatning vil produk-

sjonen av BTX i råpyrolysebensinen (RPG) ved et gitt omdannelsesnivå hovedsakelig være konstant.

Det er en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte, en metode som fremkom samtidig med utviklingen av "DUOCRACKING", idet ved foreliggende fremgangsmåte kan BTX innholdet i rå pyrolysebensin (RPG) delen av termisk cracket avløp forøkes, sammenlignet med det som for tiden er mulig ved et gitt omdannelsesnivå under anvend-else åv den kjente teknikk.

Det er ytterligere en hensikt med foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken BTX innholdet i råpyrolysebensindelen av det crackede avløp kan forøkes og samtidig kan mengden av uønskede og høyere diolefiner nedsettes.

Det er en ytterligere hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken et spesielt lett hydrokarbon som er unikt egnet for å forøke BTX innholdet i pyrolysegass-innholdet, velges som et fortynningsmiddel for et tungt hydrokarbon.

Det er en annen og ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hvilken tunge hydrokarboner, såsom parafin, atmosfæregassolje og vakuumgassolje crackes under betingelser som gir et forøket utbytte av BTX i råpyrolysegassproduktet.

I henhold til foreliggende fremgangsmåte blir et tungt hydrokarbon, såsom parafin eller et tyngre hydrokarbon delvis cracket i en konvensjonell pyrolyseovn. Samtidig blir etan cracket med en høyere omsetning, i den samme pyrolyseovn.

Ved partiell cracking av det tunge hydrokarbon tilføres

det crackede avløp fra etan til den tunge hydrokarbonstrøm. Dette etan tjener som et fortynningsmiddel for å bevirke fullstendig cracking av det tunge hydrokarbon.

Fremgangsmåten er således særpreget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, ytterligere trekk fremgår av kravene 2-6.

Det tunge hydrokarbon ble ytterligere cracket ved varmen

som er tilgjengelig fra etan og ytterligere strålingsvarme eller kombinasjon av disse to.

Oppfinnelsen vil forstås ved betraktning av den vedlagte tegning som er et skjematisk diagram over en konvensjonell pyrolyseovn tilpasset for å muliggjøre foreliggende oppfinnelse .

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er rettet mot å tilveiebringe betingelser under hvilke tunge hydrokarboner kan crackes til å gi et forøket utbytte av benzen, toluen og xylen (BTX).

Generelt er prosessen basert på partiell cracking av hydrokarboner og deretter fullstendiggjøre crackingen med det crackede avløp fra etanstrømmen.

De tunge hydrokarboner som er påtenkt anvendt ved crackeprosessen er parafin, atmosfærisk gassolje, vakuumgassolje og rester. Det lette hydrokarbon som crackes for å tilveiebringe et fortynningsmiddel og en varmekilde for cracking av de tunge hydrokarboner er etan.

Foreliggende fremgangsmåte er en spesiell utførelsesform av "DUOCRACKING"-prosessen.

Som det fremgår av tegningen omfatter en konvensjonell ovn

2 en konveksjonssone 6 og en strålingssonen 8 og er forsynt

med konveksjons- og strålingsseksjonrørledninger som er i stand til å utføre foreliggende fremgangsmåte.

Konveksjonssonen 6 i henhold til foreliggende oppfinnelse er anordnet for å motta en innmatningsrørledning 10

for etaninnmatning og en innløpsrørledning 18 for en tung

hydrokarboninnmatning. Spiralene 12 og 20 gjennom hvilke henholdsvis etaninnmatningen og den tunge hydrokarboninnmatning føres er lokalisert i konveksjonssonen 6"i ovnen 2. Rørledningene 14 og 22 er anordnet for henholdsvis å avgi fortynningsstrømmen til konveksjonsspiralene 12 og 20.

Strålingssonen 8 er forsynt med spiraler 16 for å--cracke etaninnmatningen til en høyere omdannelse, spiraler 24 for partiell cracking av den tunge hydrokarboninnmatning og en felles spiral 26 i hvilken den tunge hydrokarboninnmatning crackes fullstendig og avløpet fra cracket etan blir raskt avkjølt for å terminere reaksjonene. En avløpsutførsels-rørledning 28 er anordnet og et konvensjonelt kjøleutstyr såsom en "USX" (Dobbeltrørutveksler) og/eller en<-"TLX"

(Flerrørsoverføringsutvekslerlinje) er anordnet for å kjøle det crackede avløp.

Systemet innebefatter også et separasjonssystemM som er konvensjonelt. Som det kan sees på tegningen er separasjons-systemet 4 tilpasset for å separere det avkjølte.avløp til en restgass (rørledning 32), et etylenprodukt (rørledning 34), et propylenprodukt (rørledning 36), et butadien/C^ produkt (rørledning 38), et pyrolysebensin/BTX produkt (rørledning 40), et lett brenseloljeprodukt (rørledning 42).'; og et brenseloljeprodukt (rørledning 44).

Eventuelt er en rørledning 24A anordnet for å "avgi det partielt crackede tunge hydrokarbon direkte fra konveksjons-spiralen 20 til den felles spiral 26. Under visse betingelser kan det tunge hydrokarbon delvis crackes i konveksjonssonen 6 hvorved en ytterligere cracking i strålingssonen er unødvendig. Hovedsakelig utføres foreliggende fremgangsmåté<p>ved å- tilføre etaninnmatningen gjennom rørledningen 10 til.konveksjonsspolene 12 i konveksjonssonen 6 i ovnen 2. Tung hydrokarboninnmatning såsom parafin, atmosfærisk gassolje og vakuumgassolje til-føres gjennom rørledningen 18 til konveksjonsspiralene 20. Fortynningsdamp tilføres gjennom rørledningen?:14 - til konvek-

sjonsspiralene 12 gjennom hvilke etaninnmatningen føres.

Det er foretrukket at fortynningsdampen er overhetet vanndamp med en temperatur i området 185-540°C i konveksjonsseksjonen 6. Deretter føres fortynnet etan gjennom spiralen 16 i strålingsseksjonen 8 i ovnen 2. I strålingssonen vil etaninnmatningen crackes under høye omdannelsesbetingelser ved temperaturer i området 815-925°C med en oppholdstid på ca.

0, 2 s.

Samtidig vil den tunge hydrokarboninnmatning tilføres gjennom rørledningen 18 til konveksjonsspiralene 20 i konveksjonssonen 6 i ovnen 2. Fortynningsdamp tilføres gjennom rørled-ningen 22 til konveksjonsspolene 20 og blandes med tunge hydrokarboninnmatninger i forholdet 0,15-0,30 kg damp pr.

kg tungt hydrokarbon. Det tunge hydrokarbon heves til en temperatur i området 480-540°C i konveksjonssonen 6 i ovnen 2. Deretter blir den tunge hydrokarboninnmatning fra kon-veks jonssonen 6 tilført til strålingsspiralen 24 hvori den delvis crackes under midlere betingelser ved en temperatur i området 650-790°C med en oppholdstid på ca. 0,05 s.

Den partielt crackede tunge hydrokarboninnmatning tilføres

til den felles spiral 26 og den fullstendig crackede etan-pyrolysegass fra spiralen 16 tilføres også til den felles spiral 26. I den felles spiral 26 tilveiebringer det fullstendig crackede lette hydrokarboninnmatningsavløp varme for å effektuere ytterligere cracking av det partielt crackede tunge hydrokarbon og samtidig vil etanavløpet avkjøles som følge av den lavere temperatur til det delvis crackede tunge hydrokarbon. Det sammensatte produkt crackes til det ønskede nivå og deretter avkjøles raskt i et konvensjonelt kjøle-utstyr og separeres deretter til de forskjellige spesifikke produkter.

Illustrering av foreliggende fremgangsmåte viser det forbedrede utbyttet av BTX sammenlignet med konvensjonelle prosesser.

De rapporterte data i eksempel 1 er fra prosesseksempelet rapportert i den samtidige søknad med tittelen "PROCESS AND

APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF OLEFINS FROM BOTH HEAVY AND

LIGHT HYDROCARBONS (Swabi Narayanan, et al).

Eksempel 1

"DUOCRACKING" utbyttedataene vist i eksempel 1 og 2 angir kun gassoljebidragene fra den kombinerte crackeprosess. Etanbidraget ble erholdt ved å tillate at etan cracket under identiske prosessbetingelser som blandingen. Bidraget fra etan ble deretter substrahert fra blandingsutbyttene for å oppnå kun bidraget fra gassolje under "DUOCRACKING" prosess-betingelsene.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av benzen, toluen og xylen med forhøyet utbytte fra et tungt hydrokarbon ved termisk cracking, karakterisert ved de følgende trinn: a) å fortynne den tunge hydrokarbonstrøm med ca. 0,2 vektdeler damp pr. vektdel tungt hydrokarbon, partielt cracke det tunge hydrokarbon ved en temperatur i området 650-780°C ved en oppholdstid på ca. 0,05 s; b) å termisk cracke en etanstrøm i nærvær av fortynningsdamp til høy omdannelse; og c) å blande den partielt termisk crackede hydrokarbonstrøm - med den termisk crackede etanstrøm for å fullstendiggjøre cracking av den erholdte gassblanding.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et forhold mellom tungt hydrokarbon og etan på 65:35 vekt%.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at før den partielle cracking av den tunge hydrokarbonstrøm blir denne hevet til en temperatur i området 480-540°C.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at etan crackes under høye omdannelsesbetingelser ved en temperatur i området 815-925°C med en oppholdstid på 0,1-0,3 s.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at før den fullstendige cracking av etan blandes denne med fortynningsdamp som er overopphetet til en temperatur i området 185-540°C, idet dampen tilsettes i en mengde på ca. 0,4 kg. damp pr. kg etan.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den fullstendige cracking av det tunge hydrokarbon finner sted i en tredje sone og at denne crackesone omfatter separate spiraler.