PL168213B1 - Sposób krakingu termicznego smoły koksowniczej i urządzenie do krakingu termicznego smoły koksowniczej - Google Patents

Abstract

1. Sposób krakingu termicznego smoły koksowniS czej polegający na termicznej obróbce smoły, znamienny tym, ze do układu dwóch sprzężonych osiowo reaktorów fluidalnych doprowadzasię równocześniepoprzezoddzielne urządzenia dozująco-mieszające kontrolowaną ilość mieszaniny smoły koksowniczej i materiału ziarnistego podając smołę koksowniczą do urządzeń dozująco- -mieszających zawsze na warstwęmateriału ziarnistego a gorący reagent gazowy doprowadza się do dolnego wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego tak, aby utrzymać temperaturę złoża fluidalnego w przedziale 850-1Ó00°C zaś górny niskotemperaturowy reaktor fluidalny zasila się gorącymi paro-gazami pochodzącymi z wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego utrzymując temperaturę złoża fluidalnego wprzedziale440-540°C przy czym materiał ziarnisty z osadzoną na nim ciężką pozostałością smołową, z reaktora fluidalnego przesypuje się do reaktora fluidalnego przelewem. 7. Urządzanie do krakingu termicznego smoły koksowniczej zawierające układ zasilania gorącym medium gazowym, urządzenia dozujące i układy odprowadzenia produktów, znamienne tym, że składa się z wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego (1) i sprzężonego, usytuowanego osiowo nad nim niskotemperaturowego reaktora fluidalnego (2), do których podłączone są dwa niezależne urządzeniadozująco-mieszające (3 i 4) mieszaniny smoły koksowniczej i surowca ziarnistegoprzy czym reaktoryfluidalne (1 i 2) połączone są przelewem (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do krakingu termicznego smoły koksowniczej.

Smoła koksownicza jest produktem rozkładu węgla kamiennego otrzymywanym w procesie wysokotemperaturowego odgazowania węgla. Smoła ta zwiera ponad 60% pozostałości niedestylujących (paku).

Znane technologie przerobu smoły koksowniczej polegają na jej destylacji, która umożliwia rozdział smoły na frakcje oraz dalszy podział tych frakcji na przydatniejsze do przerobu oleje. Destylację prowadzi się w ciągu: piec rurowy-kolumna pakowa-rektyfikacyjna kolumna olejowa. W technologiach tych występuje zjawisko niepożądanego krakingu termicznego smoły podczas jej ogrzewania w części radiacyjnej pieca rurowego. Daje to w efekcie podwyższenie zawartości nie destylującej części smoły koksowniczej (paku).

Innym znanym sposobem przerobu smoły koksowniczej jest poddanie jej obróbce termicznej w piecu obrotowym z użyciem koksowego nośnika ciepła w temp. 480-680°C, a uzyskany produkt poddaje się dalszej obróbce termicznej w procesie zwolnionego koksowania.

168 213

Celem wynalazku jest modyfikacja smoły koksowniczej dla uzyskania gazu opałowego i użytecznych ciekłych produktów o niskim ciężarze cząsteczkowym i wysokim stosunku H/C, gazu opałowego oraz koksu pakowego lub węgla aktywnego.

Istota sposobu według wynalazku polega na równoczesnym doprowadzeniu do układu dwóch sprzężonych osiowo reaktorów fluidalnych kontrolowanej ilości mieszaniny smoły koksowniczej i materiału ziarnistego. Mieszaninę tę podaje się poprzez oddzielne dla każdego reaktora urządzenia dozująco-mieszające, do których smołę koksowniczą podaje się zawsze na warstwę materiału ziarnistego. Gorący reagent gazowy doprowadza się do dolnego wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego utrzymując temperaturę złoża fluidalnego w przedziale 850°C-1000°C. Górny niskotemperaturowy reaktor fluidalny zasilany jest gorącymi paro-gazami pochodzącymi z wysokotemperaturowego reaktora utrzymując temperaturę złoża fluidalnego w przedziale 440-540°C. Materiał ziarnisty z osadzoną na nim ciężką pozostałością smołową, z niskotemperaturowego reaktora fluidalnego przesypuje do wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego przelewem. Jako gorący reagent gazowy stosuje się gorący gaz zawierający 3-5% wodoru, lub gorące spaliny zawierające powyżej 5% tlenu i powyżej 40% pary wodnej, lub mieszaninę powietrzno-gazową o temperaturze od 200-250°C o zawartości pary wodnej powyżej 40% i tlenu powyżej 12%, lub przegrzaną do temperatury 900-1000°C mieszaninę powietrzno-gazową o zawartości tlenu powyżej 6%, lub przegrzaną do temperatury 1050°C czystą parę wodną.

Istota urządzenia według wynalazku polega na tym, że składa się z wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego i sprzężonego, usytuowanego osiowo nad nim niskotemperaturowego reaktora fluidalnego. Oba reaktory fluidalne połączone są ze sobą przelewem. Do każdego reaktora fluidalnego podłączone są niezależne urządzenia dozująco-mieszające mieszaniny smoły koksowniczej i surowca ziarnistego.

Sposób według wynalazku omówiono w oparciu o rysunek przedstawiający przykładową instalację do krakingu smoły koksowniczej.

Do układu dwóch sprzężonych reaktorów fluidalnych 1 i 2, poprzez urządzenia dozująco-mieszające 3 i 4 doprowadza się mieszaninę smoły koksowniczej i surowca ziarnistego. W zależności od przyjętej technologii, z przegrzewacza pary lub mieszaniny para-powietrze 6 bądź z komory spalania 7, do wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego 1 doprowadza się gorący reagent gazowy. W dolnym wysokotemperaturowym reaktorze 1 surowiec węglopochodny (mieszanina smoły koksowniczej i materiału ziarnistego) ulega rozkładowi termicznemu i częściowemu zgazowaniu, któremu towarzyszą reakcje krakingu, odwodornienia, dealkilacji, polikondensacji i zgazowania częściowego. W ich efekcie związki występujące w mieszaninie smoły koksowniczej i materiału ziarnistego, ulegają reakcjom dysproporcjonowania w kierunku karbonizatu, wodoru i lekkich węglowodorów alkilowych (CH4, etan, etylen), naftenowych, alkiloaromatycznych i aromatycznych.

W górnym niskotemperaturowym reaktorze 2, wykorzystującym ciepło reaktora 1, przeważa proces fizycznego odparowania nad zachodzącym w mniejszym stopniu krakingiem wprowadzonej mieszaniny smoły i materiału ziarnistego. Materiał ziarnisty z osadzoną na nim ciężką pozostałością smołową przesypuje się przelewem 5 do dolnego reaktora 1, do którego doprowadza się równocześnie nową porcję mieszaniny smoły i materiału ziarnistego. Produkt finalny odbiera się z dolnego reaktora 1.

Dzięki zastosowaniu sposobu według wynalazku w dwustopniowym urządzeniu, następuje korzystna modyfikacja ciekłych produktów w kierunku zwiększenia stosunku H/C. Wykorzystanie ciepła wysokotemperaturowego reaktora, umożliwiające prowadzenie procesu w reaktorze niskotemperaturowym, podwyższa sprawność cieplną układu.

para - gazy

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób krakingu termicznego smoły koksowniczej polegający na termicznej obróbce smoły, znamienny tym, że do układu dwóch sprzężonych osiowo reaktorów fluidalnych doprowadza się równocześnie poprzez oddzielne urządzenia dozująco-mieszające kontrolowaną ilość mieszaniny smoły koksowniczej i materiału ziarnistego podając smołę koksowniczą do urządzeń dozującomieszających zawsze na warstwę materiału ziarnistego a gorący reagent gazowy doprowadza się do dolnego wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego tak aby utrzymać temperaturę złoża fluidalnego w przedziale 850-1000^oC zaś górny niskotemperaturowy reaktor fluidalny zasila się gorącymi paro-gazami pochodzącymi z wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego utrzymując temperaturę złoża fluidalnego w przedziale 440-540°C przy czym materiał ziarnisty z osadzoną na nim ciężką pozostałością smołową, z reaktora fluidalnego przesypuje się do reaktora fluidalnego przelewem.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gorący reagent gazowy stosuje się gorący gaz zawierający 3-5% wodoru.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gorący reagent gazowy stosuje się gorące spaliny zawierające powyżej 5% tlenu oraz powyżej 40% pary wodnej.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gorący reagent gazowy stosuje się mieszaninę powietrzno-gazową o temp. 200-250°C, zawartości pary wodnej powyżej 40% i tlenu powyżej 12%.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gorący reagent gazowy stosuje się przegrzaną do temp. 900-1000OC mieszaninę powietrzno-parową o zawartości tlenu powyżej 6%.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gorący reagent gazowy stosuje się przegrzaną do temp. 1050°C czystą parę wodną.
7. 7. Urządzanie do krakingu termicznego smoły koksowniczej zawierające układ zasilania gorącym medium gazowym, urządzenia dozujące i układy odprowadzenia produktów, znamienne tym, że składa się z wysokotemperaturowego reaktora fluidalnego (1) i sprzężonego, usytuowanego osiowo nad nim niskotemperaturowego reaktora fluidalnego (2), do których podłączone są dwa niezależne urządzenia dozująco-mieszające (3 i 4) mieszaniny smoły koksowniczej i surowca ziarnistego przy czym reaktory fluidalne (1 i 2) połączone są przelewem (5).