PL79246B1 - Hydrocarbon process[us3487121a] - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Stone i Webster Engineering Corporation, Bo¬ ston (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób termicznego krakowania weglowodorów Przedmiotem wynalazku jest sposób termicz¬ nego krakowania weglowodorów, zwlaszcza cie¬ klych nasyconych weglowodorów, na przyklad nafty podestylacyjnej i ropy naftowej, w celu se¬ lektywnego wytwarzania olefin, zwlaszcza etyle¬ nu.Znany jest sposób krakowania cieklych nasy¬ conych weglowodorów w obecnosci pary wodnej w celu otrzymania olefin, polegajacy na tym, ze nasycone weglowodory nagrzewa sie do tempe¬ ratury reakcji wynoszacej okolo 732—843°C w czasie 0,7 do 2,0 sek. w reaktorach rurowych, w których spadek cisnienia na drodze przeplywu przez wezownice jest stosunkowo wysoki.Wada tego znanego sposobu jest to, ze powsta¬ jace w reakcji prowadzonej tym sposobem duze cisnienie czastkowe rozkladanego nasyconego ciek¬ lego weglowodoru, jak równiez wystepujace w wezownicy duze spadki cisnienia, rozkladanego nasyconego plynnego weglowodoru ujemnie wply¬ waja na selektywnosc i wydajnosc otrzymywa¬ nych olefin.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyz¬ szych wad wystepujacych w dotychczasowych procesach krakowania cieklych weglowodorów w obecnosci pary wodnej a mianowicie opracowanie takiego sposobu termicznego rozkladu cieklych weglowodorów w obecnosci pary wodnej za po¬ moca którego otrzymywaloby sie duza selektyw¬ nosc i wyzsza wydajnosc olefin oraz odciek za- 10 15 20 25 wierajacy wyzszy procent etylenu od uzyskiwa¬ nego dotychczas.Cel ten osiagnieto zgodnie z wynalazkiem dzie¬ ki opracowaniu sposobu termicznego krakowania weglowodorów zwlaszcza cieklych nasyconych weglowodorów do weglowodorów nienasyconych zwlaszcza do etylenu w obecnosci pary wodnej, którego istota polega na tym, ze weglowodory pod¬ dawane krakowaniu miesza sie z para wodna, w stosunku 1:10 do 2:1, po czym wytworzona mie¬ szanine doprowadzona do strefy reakcji pod cisnieniem 2,1—5,6 kG/cm2 ogrzewa sie w tempe¬ raturze 815°—900°C w czasie okolo 0,1 — 0,5 sekund, utrzymujac czastkowe cisnienie odpro¬ wadzanych gazów weglowodorowych w zakresie 0,36 — 1,44 kG/cm2, przy czym cisnienie miesza¬ niny reakcyjnej na drodze przechodzenia jej przez strefe reakcji obniza sie o mniej niz 2,16 kG/cm2, po czym odprowadza sie gazy ze strefy reakcji, raptownie ochladza sie w czasie ponizej 30 milisekund do temperatury w której reakcje krakowania zasadniczo nie zachodza i z otrzyma¬ nej mieszaniny poreakcyjnej wydziela sie w zna¬ ny sposób zadane weglowodory nienasycone.Sposób wedlug wynalazku jest blizej przedsta¬ wiony w ponizszych przykladach jego wykonania.Przyklad I. Sposób otrzymywania olefin z ropy kuwejekiej, frakcji naftowej o nastepujacej charakterystyce: 70 3463 79 246 4 ciezar wlasciwy 0,724 destylacja wedlug ASTM: poczatkowy punkt wrzenia 43,3°C punkt 50°/o objetosci destylacji 120°C koncowy punkt wrzenia 178°C Sklad objetosciowy: parafiny 72,0% olefiny 0,4°/o nafteny 19,0% weglowodory aromatyczne 8,6% Frakcje naftowa miesza sie z para wodna utrzy¬ mujac stosunek wagowy pary do weglowodoru 7:10. Otrzymana mieszanine wstepnie podgrzewa sie do temperatury 592°C i wprowadza do spiralnych wezbwnic krakingowych pieca pod cisnieniem 2,8 kG/cm2. Do spiralnej wezownicy krakingowej wpro¬ wadza sie 457 kG frakcji naftowej na godzine czyli 1828 kG na godzine na zespól czterech spiralnych wezownic. W ogrzewanej promieniowo czesci pieca mieszanka parowo-weglowodorowa zostaje stop¬ niowo podgrzana od temperatury 592°C do tem¬ peratury 885°C. Czas przebywania mieszanki w spiralnej wezownicy wynosi 0,23 sekundy i w cza¬ sie tym nastepuje kraking, odbywajacy sie w wa¬ runkach niskiego cisnienia czastkowego weglowo¬ doru wynoszacego 0,9 kG/cm2 iw wysokiej tem¬ peraturze, w celu uzyskania duzej sprawnosci pro¬ cesu wytwarzania etylanu. Po jednym przejsciu ma¬ terialu przez aparat uzyskuje sie wagowo 30% etylenu.Temperatura wyplywajacych gazów weglowodo¬ rowych, u wylotu spiralnej wezownicy. wynosi 885°C przy cisnieniu wylotowym 1,75 kG/cm2 i przy cisnieniu czastkowym weglowodoru wynoszacym 0,84 kG/cm. Lotne frakcje chlodzone gwaltownie do 648°C w czasie 15 milisekund.Cisnienie wylotowe gazów weglowodorowych przy ich wyjsciu z urzadzenia chlodzacego jest równe 1,68 kG/cm2. Stosunek wagowy wody chlo¬ dzacej o temperaturze 316°C i pod cisnieniem 112 kG/cm2, w stosunku do goracych gazów weglowo¬ dorowych wynosi 10:1 do 1:1. Temperatura mie¬ szanki parowowodnej opuszczajacej aparat chlo¬ dzacy wynosi 316°C Na kazde 15 kG cyrkuluja- cej w urzadzeniu chlodzacym wody tworzy sie kilo¬ gram pary. Sklad procentowy (objetosciowo) gazów weglowodorowych wyplywajacej z urzadzenia chlo¬ dzacego jest nastepujacy: wodór metan acetylen etylen etan acetylen metylowy i propylen propan 1,3 butadien buteny C5 i ciezarze propadien 1,1 14,6 1,0 29,5 3,0 1,0 13,5 0,3 4,3 3,7 28,0 niach chlodzacych a po tym w znanych urzadze¬ niach oddziela sie olefiny w celu uzyskania etylenu.Przyklad II. Sposób otrzymywania olefin z _g. ropy nigeryjskiej frakcji naftowej o nastepujacej charakterystyce: 10 15 25 30 35 40 45 Chlodzone do temperatury 648°C gazy weglowo¬ dorowe chlodzi sie je dalej w znanych urzadze- 55 60 65 ciezar wlasciwy destylacja wedlug ASTM: poczatkowy punkt wrzenia punkt 50% objetosci destylacji koncowy punkt wrzenia Sklad objetosciowo procentowy: parafiny olefiny nafteriy weglowodory aromatyczne 0,74 46°C 117,5°C 117,5°C 46,5% 0,1% 41,5% ¦¦11,9% Frakcje naftowa miesza sie z para wodna utrzy¬ mujac stosunek wagowy pary do weglowodoru 5:10.Otrzymana mieszanine wstepnie podgrzewa sie do temperatury 592°C i wprowadza sie do spiralnych wezownic krakingowych pod cisnieniem wloto¬ wym 3 kG/cm2. Do spiralnej wezownicy krakin¬ gowej wprowadza sie 511 kG frakcji naftowej na godzine, czyli 2070 kG na godzine na zespól czte¬ rech spiralnych wezojvnic. W ogrzewanej promie¬ niowo czesci pieca mieszanka parowo-weglowodo- rowa zostaje stopniowo podgrzana od 592°C do 895°C. Czas przebywania mieszanki w spiralnej wezownicy wynosi 0,25 sekundy i w czasie którego nastepuje kraking odbywajacy sie w warunkach niskiego cisnienia czastkowego weglowodoru wy¬ noszacego 0,9 kG/cm2 oraz w wysokiej tempera¬ turze, w celu uzyskania wysokiej sprawnosci u- zysku etylenu. Po jednym przejsciu materialu przez spiralna wezownice otrzymuje sie uzysk wa¬ gowy 24%. Temperatura wyplywajacych gazów weglowodorowych u wylotu spiralnej wezownicy wynosi 895°C przy cisnieniu wylotowym 1,75 kG/cm2 i cisnieniu czastkowym weglowodoru równym 0,98 kG/cm2. Gazy weglowodorowe sa gwaltownie ochlo¬ dzone do 648°C w czasie 15 milisekund. Cisnie¬ nie ochladzanych gazów weglowodorowych u wy¬ lotu urzadzenia chlodzacego wynosi 1,68 kG/cm2.Stosunek wagowy wody chlodzacej o temperaturze 316°C i pod cisnieniem 112 kG/cm2, w stosunku do goracych gazów weglowodorowych wynosi 10:1 do 1:1.Temperatura mieszanki parowo-wodnej opuszcza¬ jacej aparat chlodzacy wynosi 316°C. Na kazde 15 kG cyrkulujacej w urzadzeniu chlodzacym wo¬ dy tworzy sie kilogram pary. Sklad procentowy (objetosciowo) gazów weglowodorowych wyplywa¬ jacych z urzadzenia chlodzacego jest nastepujacy: wodór metan acetylen etylen etan acetylen metylowy i propadien propylen propan 1,0 13,5 0,9 24,0 2,5 1,0 12,0 0,27*246 1,3 butadien buteny C5 i ciezarze 4,0 3,0 37,9 Ochlodzone do temperatury 648°C lotne gazy weglowodorowe chlodzi sie je dalej w znanych urzadzeniach, a po tym w znanych urzadzeniach oddziela olefiny w celu uzyskania etylenu.Przy calkowitym cisnieniu u wylotu wezownic wynoszacym 1,75 — 2,1 kG/cm2 cisnienie czastkowe weglowodorów u wylotu jest okreslone przez ilosc doprowadzonej pary wodnej na jednostke ilosci weglowodorów i przez ciezar czastkowy gazów wy¬ lotowych.Stosunek wagowy pary do weglowodorów powi¬ nien wynosic 3:10 do 1:1 korzystnie 5:10. Przy kra¬ kowaniu benzyny ciezkiej w celu uzyskania etyle¬ nu, gdy calkowite cisnienie u wylotu wezownic wy¬ nosi 1,75 kG/cm2, a stosunek pary wodnej do weg¬ lowodorów wynosi 5:10, cisnienie czastkowe weglo¬ wodorów u wylotu wezownic rurowych wynosi 0,98 kG/cm*. 10 15 20 PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.