RO115532B1 - Procedeu de cracare termica - Google Patents
Procedeu de cracare termica Download PDFInfo
- Publication number
- RO115532B1 RO115532B1 RO94-01843A RO9401843A RO115532B1 RO 115532 B1 RO115532 B1 RO 115532B1 RO 9401843 A RO9401843 A RO 9401843A RO 115532 B1 RO115532 B1 RO 115532B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- reaction
- process according
- zone
- steam
- heating
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 30
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 15
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- -1 copper Chemical class 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/22—Non-catalytic cracking in the presence of hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/919—Apparatus considerations
- Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S585/00—Chemistry of hydrocarbon compounds
- Y10S585/919—Apparatus considerations
- Y10S585/921—Apparatus considerations using recited apparatus structure
- Y10S585/924—Reactor shape or disposition
- Y10S585/926—Plurality or verticality
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
Invenția se referă la un procedeu de cracare termică, a hidrocarburilor. Hidrocarburile conținând 2 sau mai mulți atomi de carbon, de exemplu, etan, propan, butan, LPG și nafta sunt, în general, cracate pentru a se obține olefine, prin trecerea amestecului de hidrocarburi și abur, prin conducte fără căptușeală interioară, încălzite la temperatură ridicată, într-un reactor, în absența catalizatorului. în mod tipic, conductele au un diametru interior de 25 la 100 mm sau mai mult și amestecul de alimentare/abur trece prin conducte, cu o viteză mare de curgere, astfel încât curgerea prin conducte este extrem de turbulentă, pentru a se obține un bun transfer, termic. în mod uzual, viteza de curgere corespunde unui număr Reynolds de ordinul 500.000 sau mai mult.
Prezența aburului facilitează transferul de căldură de la pereții reactorului, la hidrocarburi: temperatura pereților conductei în contact cu fluxul de proces este în mod uzual, cu 1OO°C sau mai mult, peste cea a gazului. Aburul diminuează, de asemenea, formarea cocsului și acționează ca un diluant, pentru a micșora presiunea parțială (deoarece reacția de cracare la olefine este favorizată de presiunea parțială, scăzută a hidrocarburilor). în mod tipic, se utilizează 0,3 la 0,5 t de abur pe tonă de șarjă de alimentare de hidrocarbură și presiunea de ieșire este, în mod uzual, sub 2,5 bar absolut, de exemplu, în intervalul 1,7 la 2,1 bar absolut.
Totuși, utilizarea aburului este ineficientă din punct devedere termic și ridică probleme din punct de vedere ecologic. Astfel, aburul nu este complet inert, în condițiile utilizate: în mod normal, efluentul de cracare conține o mică proporție de compuși organici, oxigenați, cum sunt acetaldehida, acetona, acizi carboxilici și fenoli care rezultă din reacția aburului cu hidrocarbura. După reacția de cracare, efluentul gazos este răcit pentru a condensa aburul și, ca rezultat, o parte din acești componenți trec în faza apoasă lichidă. în timp ce, cea mai mare parte din apă este recirculată pentru a forma mai mult abur, prezența unor astfel de componente necesită adăugarea unor compuși sub formă de baze, cum ar fi amoniac, la apă, pentru a reduce coroziunea. De asemenea, o parte din apă este scursă prin purjare, pentru a evita formarea unor componente nedorite. Această purjă, în mod tipic, reprezentând circa 10% din apa condensată, trebuie tratată înainte de a fi îndepărtată, pentru a se evita problemele legate de poluarea mediului.
Conductele reactorului de cracare sunt, în mod normal, confecționate din oțel, conținând o proporție de nichel pentru a se obține proprietățile mecanice cerute, la temperaturile care apar în timpul procesului. Nichelul, și într-o oarecare măsură unele din celelalte componente ale oțelului, catalizează reacția hidrocarburilor cu aburul și, de asemenea, catalizează descompunerea lor la cocs, care aderă la suprafețele conductei, reducând transferul termic. Pentru a evita aceste probleme, este normal să se introducă în șarja de alimentare o serie de compuși ai sulfului (care micșorează activitatea catalitică a nichelului, acționând ca o otravă de catalizator). Totuși, compușii cu sulf trebuie îndepărtați după aceea din efluentul gazos din proces; acest lucru este deseori efectuat prin intermediul unui scruber, în care gazul de proces este contactat cu o soluție apoasă caustică. înlăturarea efluentului caustic, rezultat, crează de asemenea, probleme legate de poluarea mediului.
Problema pe care o rezolvă invenția este conducerea reacției de cracare termică, a hidrocarburilor, în absența substanțială a aburului. în acest caz, pentru ca reacția de
RO 115532 Bl cracare să decurgă satisfăcător, se impune a fi efectuate unele modificări în procesul de cracare.
Procedeul de cracare a hidrocarburilor, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate, prin aceea că fracția de alimentare formată din hidrocarburi saturate, conținând doi sau mai mulți atomi de carbon, lipsită substanțial de abur și, eventual, 50 conținând hidrogen sau metan ca diluant, este trecută printr-o zonă de reacție, fără catalizator, încălzită din exterior, la o temperatură cuprinsă între 700 și 1100°C, având un raport între suprafața încălzită și volum de peste 3 cm’1, la un debit astfel încât curgerea prin zona de reacție să fie esențial laminară.
Procedeul conform invenției este condus în absența substanțială a aburului, deși 55 nu se exclude prezența unei mici cantități de abur, de exemplu, până la 0,1 părți în greutate abur pe parte în greutate de hidrocarbură de alimentare. De preferință, aburul din reactanți conține mai puțin de 0,05 părți în greutate abur pe parte în greutate de hidrocarbură de alimentare. De preferință, aburul din reactanți conține mai puțin de 0,05 părți în greutate abur pe partea în greutate de hidrocarbură de alimentare. 60
Reacția poate fi condusă la presiuni parțiale, ale hidrocarburilor similare cu acelea folosite în mod convențional. Eventual, se poate folosi un diluant, cum ar fi hidrogen sau metan, dar este posibil, și, de cele mai multe ori preferabil, să se cracheze hidrocarburile de alimentare în absența diluantului.
Temperatura de reacție este, în mod curent, în intervalul utilizat în mod 65 convențional, pentru cracarea hidrocarburilor; de preferință, zona de reacție este încălzită la o temperatură în intervalul 700...1100° C, în mod particular - 700...900°C.
Pentru ca reacția de cracare să poată fi condusă în mod eficient și pentru a obține un bun transfer termic, reacția este condusă cu gazul trecând, în mod esențial, laminar printr-o zonă de reacție, având un raport mare între suprafața încălzită și volum. 70
Cu un reactor tubular, adică în care cracarea este efectuată în conducte, raportul suprafață la volum este 4/d în care d este diametrul interior al conductei. Așa cum s-a arătat mai sus, cracarea este condusă, în mod convențional, în conducte cu diametrul interior de 25...100 mm; în astfel de conducte, raportul suprafață la volum este cuprins înintervalul 0,4... 1,6 cm’1. 75 în prezenta invenție, raportul suprafață la volum, folosit, este mult mai mare, de exemplu, peste 3 cm1, și de preferință, în intervalul 4...20 cm’1. Ca rezultat al raportului ridicat între suprafață și volum, diferența de temperatură dintre suprafața reactorului și gazul care trece prin acesta este scăzută. De asemenea, viteza de curgere este astfel, încât curgerea este esențial laminară, adică având numărul Reynolds sub circa 3000. so
Din cauza proporției mici sau a absenței aburului, este important să se reducă formarea cocsului; deoarece formarea cocsului este catalizată de nichel și alte metale, suprafețele reactorului expuse la gazul care urmează a fi supus cracării, sunt, de preferință, inerte, adică nu prezintă în esență activitate catalitică, pentru reacțiile hidrocarburilor, la temperatura de reacție. Acest lucru poate fi realizat, prin construirea 8 5 reactorului dintr-un material catalitic inert, cum ar fi silice sau carbură de siliciu, sau din alte metale, cum este cuprul, care nu au activitate catalitică în condițiile folosite, sau prin realizarea unui înveliș neporos, din astfel de material de construcție adecvat, cum este oțelul. Până în prezent, învelișuri dintr-un material inert, ca silicea, nu au avut prea mare succes din cauza efectului abraziv al curenților de gaz turbulent și volatilitatea apreciabilă 90
RO 115532 Bl a silicei în abur, la temperaturi ridicate. Curgerea laminară și absența aburului, în prezenta invenție, face aceste învelișuri realizabile. în mod alternativ, un inhibitor de cocsificare se poate adăuga în curentul de reactanți, alimentat în reactor. în absența aburului, astfel de inhibitori de cocsificare pot fi mai eficient reținuți pe suprafețele reactorului.
în conformitate cu procedeul prezentat în invenție, reactorul are suprafețe care sunt încălzite din exterior, adică cu ajutorul unui mediu de încălzire, care trece printr-o zonă de încălzire adiacentă zonei reactorului și separată de zona de reacție, printr-un perete relativ subțire. Mediul de încălzire poate fi produsul de combustie al unui combustibil adecvat. în mod alternativ, zona de încălzire poate fi prevăzută, pe suprafața sa, cu un înveliș dintr-un catalizator de combustie și un amestec combustibil/aer, care este trecut prin zona de încălzire astfel, încât cel puțin o parte din căldură este produsă prin combustia ce apare în zona de încălzire. în mod alternativ, mediul de încălzire poate fi heliu fierbinte, provenit dintr-un sistem de răcire a unui reactor nuclear.
Pentru a obține o producție utilă, sunt prevăzute, de preferință, o pluralitate de zone de reacție în paralel. De exemplu, reactorul poate avea configurație de fagure astfel, încât pasajele fagurelui sunt în mod alternativ zone de reacție și zone de încălzire, prin care trece un mediu de încălzire.
în mod alternativ și preferabil, reactorul este sub forma unui ansamblu, de exemplu, un ansamblu de talere paralele,. Șarja de alimentare cu hidrocarburi și mediul de încălzire sunt trecute respectiv prin spațiile alternative dintre talere. Astfel hidrocarburile de alimentare sunt trecute printre o pereche de talere, în timp ce mediul de încălzire este trecut prin spațiul aflat de fiecare parte a acelei perechi de talere. Astfel, folosind ca zonă de încălzire talere purtând catalizator de combustie, talerele au un catalizator de combustie pe o parte și sunt dispuse cu suprafețele acoperite cu catalizator, una în fața celeilalte; un amestec combustibil/aer este trecut prin spațiile dintre suprafețe opuse acoperite cu catalizator, astfel încât cel puțin o parte din căldură este produsă prin combustia catalizatorului, care are loc la nivelul acelor suprafețe și căldura este transferată, prin talere, către hidrocarburile de alimentare, care trec prin spațiile dintre suprafețele talerelor care sunt lipsite de catalizator de combustie. Acolo unde sunt folosite talere purtând un catalizator de combustie, este preferabil să se folosească învelișul de catalizator pe suprafețele adecvate, după formarea unui ansamblu de talere.
Pentru a obține un raport suprafață la volum cu valoare ridicată, pentru zona în care reacția de cracare urmează să aibă loc, într-un astfel de reactor cu configurația talerelor, talerele care definesc zona prin care este trecută șarja de alimentare de hidrocarburi sunt, de preferință, distanțate unele de altele, cu 1 ...5 mm. Astfel de spații dau un raport suprafață la volum de aproximativ 4....20 cm'1. Distanța dintre talere, definind spațiile prin care trece mediul de încălzire, poate fi de aceeași mărime, dar nu este necesar să fie aceeași cu distanța dintre talerele prin care trece șarja de alimentare de hidrocarburi.
Mediul de încălzire poate curge în echicurent, în contracurent sau transversal față de curgerea hidrocarburilor de alimentare. Totuși necesarul de căldură pentru reacția de cracare face curgerea în echicurent preferabilă. Deși construcția poate fi facilitată, curgerea mediului de încălzire, într-o direcție transversală cu cea a hidrocarburilor de
RO 115532 Bl
140 alimentare poate prezenta probleme, întrucât o parte a ansamblului reactorului va tinde să fie mult mai fierbinte decât cealaltă.
în procedeul propus, deși sulful nu este dăunător în șarja de alimentare, pentru reacție, materialul de alimentare este de preferință, lipsit de sulf sau compuși ai acestuia, în acest mod o operație ulterioară de îndepărtare a sulfului în scruber nu este necesară. Pentru acest motiv, este preferabil să se folosească, la alimentare, etan, propan, butan, LPG (gaz petrolier lichefiat] sau rafinate de la producerea aromatelor. Alimentarea cu fracțiuni nafta conține, în general, o cantitate semnificativă de sulf, dar se poate folosi, dacă este inclusă o etapă de desulfurare. Șarja de alimentare conține hidrocarburi având doi sau mai multi atomi de carbon, dar poate, de asemenea, să conțină o proporție de hidrocarburi nesaturate. Șarja poate de asemenea să conțină hidrogen sau metan ca diluant.
Se va aprecia că o formare de cocs poate să apară ca în cracarea convențională. Cocsul poate fi îndepărtat ca și în practica convențională, prin tehnici cum ar fi decocsificarea în abur, la temperaturi mai înalte sau arderea cu un gaz conținând oxigen. Ultima dintre metode este preferată acolo unde zonele de reacție au învelișuri de material, cum este silicea care prezintă volatilitate apreciabilă în abur.
Invenția prezintă numeroase avantaje. Se evită problemele legate de poluarea mediului. în plus, eliminarea aburului de proces permite reducerea costurilor; de asemenea, evitarea scruberului caustic, în care sunt folosite șarjele fără sulf, conduce la alte economii de cheltuieli. De asemenea, economiile de energie sunt realizate prin evitarea necesității aburului de proces.
în continuare, se prezintă exemple de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1, 2a, 2b care reprezintă:
- fig. 1. vedere din față a unui ansamblu de talere și distanțiere ale reactorului conform invenției;
- fig. 2a. vedere în plan al unui taler și a distanțierelor asociate;
- fig. 2b vedere în plan al unui taler și a distanțierelor sale, care este imediat adiacent celui din fig. 2a.
Pentru fiecare exemplu, s-a utilizat un tub de silice de 2m lungime și 2 mm diametru intern. Raportul suprafață la volum a fost astfel de circa 20 cm'1. S-a încălzit într-un reactor cu un profil de temperatură substanțial uniform. Șarjele de alimentare, care au fost toate lipsite de abur și sulf, nu au fost preîncălzite. Presiunea la ieșirea din reactor a fost de 1,4 bar absolut și căderea de presiune pe diagonala reactorului a fost mai mică de 0,05 bar. Viteza de curgere a fost astfel încât numărul Reynolds a fost de circa 500.
Exemplul 1. Se prezintă, în prealabil, modul de construcție și de funcționare a reactorului de cracare termică, în care se desfășoară procedeul. Reactorul este asamblat dintr-o serie de talere rectangulare 10, fiecare având colțurile tăiate, și distanțierele 11 între talerele adiacente. Fiecare distanțator are două flancuri 12, 13, corespunzând lungimii și lățimii respectiv a talerelor până la colțurile tăiate și are un membru (o piesă) integral 14 care leagă cele două flancuri 12, 13. Două distanțiere 11a, 11b sunt asociate cu fiecare taler și plasate astfel încât un distanțier 11a se prelungește de-a lungul a două margini alăturate ale talerului și de-a curmezișul unghiului inclus tăiat în timp ce celălalt distantier 11b se prelungește de-a lungul muchiilor opuse ale talerului și se întinde de-a curmezișul unghiului opus. Astfel, fiecare taler cu perechea
145
150
155
160
165
170
175
180
RO 115532 Bl sa de distanțiere formează o structură de tip tavă cu spații goale la o pereche de colțuri opuse. Distanțierele asociate cu următorul taler alăturat sunt dispuse astfel încât spațiile goale apar la cealaltă pereche de colțuri opuse ale talerului. Mijloacele de conducere, nefigurate sunt legate la colțurile ansamblului pentru a permite curgerea reactanților diagonal de-a curmezișul structurii tip tavă, a unui taler de la o conductă de intrare a reactanților la un colț, la o conductă de ieșire a produsului în colțul diagonal opus și un mediu de încălzire pentru a curge diagonal de-a curmezișul structurilor de tip tavă ale talerelor adiacente deasupra și dedesubtul acelui taler de la o conductă de admisie pentru mediul de încălzire într-un alt colț al ansamblului către o conductă de ieșire pentru mediul de încălzire în colțul diagonal opus.
Este de preferat ca talerele și ca urmare reacția și zonele de încălzire să aibă o configurație rectangulară alungită, preferabil față de cea pătrată, cu admisiile și ieșirile pentru curentul de reactant și mediul de încălzire poziționate la colțurile diagonal opuse ale zonelor lor respective, admisiile fiind la colțurile alăturate ale uneia din laturile mai scurte rectangulare. Astfel conductele de admisie sunt ambele la colțuri alăturate ale muchiilor-mai scurte ale dreptunghurilor; astfel, așa cum se arată în fig. 2a, mediul de încălzire curge în direcția săgeții 15a în timp ce reactanții, respectiv curentul de reactanți curge în general în echicurentîn direcția săgeții punctate 16b pe cealaltă parte a talerului. Asemănător, cu referire la fig. 2b, curentul de reactanți curge în direcția săgeții 16b în timp ce mediul de încălzire curge în direcția săgeții punctate 15a pe partea cealaltă a talerului.
Talerele individuale și distanțierele nu trebuie să fie sudate sau fuzionate unul de altul. Astfel ansamblul poate fi îmbinat cu conductele de intrare și ieșire și închis într-un recipient în care se încarcă un gaz adecvat, cum ar fi metanul, la o presiune ușor peste presiunea de reacție. Gazul de presurizare va trece prin orice trecere de scurgere către zona relevantă de reacție sau zonă de încălzire și, ca urmare, va deveni parte din reactanți în acea zonă. Depunerea de cocs va apărea gradat în astfel de treceri de scurgere, prin aceasta minimalizând scurgerea.
Temperatura în reactor a fost stabilită la 89D°C și un curent de etan de 84 g/h a fost trecut prin tub timp de 2 h. Produsul a fost răcit rapid și analizat la diverse intervale în timpul experimentului. □ analiză tipică a produsului este dată în tabelul care urmează. După 2 h procesul este încheiat și cocsul depozitat este ars în aer și dioxidul de carbon degajat măsurat. S-a constatat, că s-au depus 15 mg de cocs pe perioada de 2 h cât a durat reacția. Extrapolând se arată că reactorul ar putea rămâne în funcție timp de 8 zile în aceste condiții înainte ca secțiunea transversală prin tub să se reducă cu 10% datorită formării de cocs.
Exemplul 2. Se lucrează ca și în exemplul 1 folosind alimentare cu propan cu o viteză de 79 g/h și o temperatură în reactor de 875°C. Ca în exemplul 1, cantitatea de cocs depozitată în, timpul a 2 h a fost de 15 mg cocs.
Exemplul 3. Se procedează ca și în exemplul 1 utilizând o temperatură în reactor de 840°C și un debit de 81 g/h șarjă lichidă de hidrocarburi de alimentare cu o greutate moleculară de 94 și cu o compoziție în greutate de aproximativ: n-parafine 22%, iparafine 67%, ciclo-parafine 4%, aromatice 7%. Reacția a fost oprită după 1 oră și apoi cantitatea de cocs depusă determinată ca în exemplul 1. Aceasta a arătat că 12 mg de cocs a fost depozitat în timp de o oră pe durata reacției. Prin extrapolare se arată că
RO 115532 Bl
230 reactorul ar putea rămâne în funcție timp de circa 3,5 zile în aceste condiții înainte ca secțiunea transversală prin tub să se reducă cu 10% datorită formării de cocs.
Tabel
| Componenți % (în greutate) | Exemplul 1 | Exemplul 2 | Exemplul 3 |
| Hidrogen | 3,84 | 1,41 | 0,83 |
| Metan | 3,96 | 19,76 | 15,07 |
| Etenă | 53,30 | 33,35 | 25,53 |
| Etan | 33,97 | 2,34 | 4,26 |
| Propenă | 1,07 | 17,25 | 17,32 |
| Propan | 0,14 | 18,09 | 0,68 |
| Butadienă | 1,80 | 2,42 | 4,41 |
| Alți compuși C4 | 0,45 | 1,56 | 8,30 |
| Benzen | 0,35 | 0,86 | 3,10 |
| Benzină | 1,10 | 2,76 | 3,93 |
| Altele | 0,00 | 0,00 | 16,52 |
235
Claims (8)
- Revendicări1. Procedeu de cracare termică a hidrocarburilor, caracterizat prin aceea că fracția de alimentare, formată din hidrocarburi saturate conținând doi sau mai mulți atomi de carbon, lipsită substanțial de aburi, eventual, conținând hidrogen sau metan ca diluant, este trecută printr-o zonă de reacție, fără catalizator, încălzită din exterior, la o temperatură între 700 și 1100°C, având un raport între suprafața încălzită și volum de peste 3 cm'1, la un debit astfel încât curgerea prin zona de reacție să fie esențial laminară.
- 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că suprafețele zonei de reacție expusă hidrocarburilor sunt acoperite sau au un înveliș din silice, carbură de siliciu sau din cupru și nu prezintă în esență nici un fel de activitate catalitică pentru reacțiile hidrocarburilor la temperatura de reacție.
- 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că zona de reacție este încălzită prin trecerea agentului de încălzire, prin această zonă, care este separată, de zona de reacție printr-un perete subțire.
- 4. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că zona de încălzire are, pe suprafața ei, un înveliș dintr-un catalizator de combustie și prin această zonă este trecut un amestec de combustibil/aer astfel încât cel puțin o parte din căldură este produsă prin combustia din această zonă de încălzire.
- 5. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că sunt prevăzute, în paralel, mai multe zone de reacție.245250255260265RO 115532 Bl270275
- 6. Procedeu conform revendicărilor 1 și 5, caracterizat prin aceea că zonele de reacție și de încălzire sunt prevăzute, alternativ, cu spații între talerele alăturate, formând un ansamblu de talere paralele separate prin distanțiere.
- 7. Procedeu conform revendicărilor 1 și 5, caracterizat prin aceea că zonele de reacție și de încălzire au o configurație rectangulară, alungită, cu orificii de admisie și evacuare, pentru curentul reactant și pentru mediul de reacție, plasate în colțurile diagonal opuse ale zonelor respective și cu orificii de admisie la colțurile alăturate ale uneia din laturile scurte ale dreptunghiului.
- 8. Procedeu conform revendicărilor 1 și 5, caracterizat prin aceea că ansamblul este prevăzut cu conducte de admisie și evacuare și este inclus într-un reactor, în care gazul este alimentat la o presiune peste presiunea de reacție.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929210655A GB9210655D0 (en) | 1992-05-19 | 1992-05-19 | Thermal cracking |
| PCT/GB1993/000920 WO1993023498A1 (en) | 1992-05-19 | 1993-04-30 | Thermal cracking |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO115532B1 true RO115532B1 (ro) | 2000-03-30 |
Family
ID=10715712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO94-01843A RO115532B1 (ro) | 1992-05-19 | 1993-04-30 | Procedeu de cracare termica |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5728916A (ro) |
| EP (1) | EP0641373B1 (ro) |
| JP (1) | JP3501803B2 (ro) |
| KR (1) | KR100255219B1 (ro) |
| CN (1) | CN1032433C (ro) |
| AT (1) | ATE145423T1 (ro) |
| AU (1) | AU663953B2 (ro) |
| BR (1) | BR9306383A (ro) |
| CA (1) | CA2134209C (ro) |
| CZ (1) | CZ287517B6 (ro) |
| DE (1) | DE69306107T2 (ro) |
| DK (1) | DK0641373T3 (ro) |
| ES (1) | ES2093966T3 (ro) |
| GB (2) | GB9210655D0 (ro) |
| HU (1) | HU214224B (ro) |
| MY (1) | MY107775A (ro) |
| RO (1) | RO115532B1 (ro) |
| RU (1) | RU2106385C1 (ro) |
| SK (1) | SK280311B6 (ro) |
| TW (1) | TW284782B (ro) |
| UA (1) | UA27897C2 (ro) |
| WO (1) | WO1993023498A1 (ro) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040037760A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-02-26 | Abb Lummus Heat Transfer | Steam reforming catalytic reaction apparatus |
| JP7352991B1 (ja) * | 2022-08-18 | 2023-09-29 | マイクロ波化学株式会社 | 分解装置、分解方法及び分解物の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760398B2 (ro) * | 1974-01-14 | 1982-12-18 | Babcock Hitachi Kk | |
| US4636297A (en) * | 1984-08-16 | 1987-01-13 | Hakuto Chemical Co., Ltd. | Method for preventing coking in hydrocarbon treatment process |
| FR2648145B1 (fr) * | 1989-06-08 | 1991-10-04 | Inst Francais Du Petrole | Utilisation d'alliages a base de nickel dans un procede de craquage thermique d'une charge petroliere et reacteur pour la mise en oeuvre du procede |
| FR2662158B1 (fr) * | 1990-05-17 | 1992-08-14 | Inst Francais Du Petrole | Procede de conversion thermique du methane et reacteur pour la mise en óoeuvre du procede. |
| US5270016A (en) * | 1990-05-17 | 1993-12-14 | Institut Francais Du Petrole | Apparatus for the thermal conversion of methane |
| US5162599A (en) * | 1991-09-19 | 1992-11-10 | Exxon Research And Engineering Co. | Rapid thermal pyrolysis of gaseous feeds containing hydrocarbon molecules mixed with an inert working gas |
-
1992
- 1992-05-19 GB GB929210655A patent/GB9210655D0/en active Pending
-
1993
- 1993-04-28 GB GB939308733A patent/GB9308733D0/en active Pending
- 1993-04-30 RU RU94046001A patent/RU2106385C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 RO RO94-01843A patent/RO115532B1/ro unknown
- 1993-04-30 DE DE69306107T patent/DE69306107T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-30 JP JP51996793A patent/JP3501803B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-30 UA UA94119037A patent/UA27897C2/uk unknown
- 1993-04-30 AU AU40773/93A patent/AU663953B2/en not_active Ceased
- 1993-04-30 HU HU9403090A patent/HU214224B/hu not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 DK DK93910161.4T patent/DK0641373T3/da active
- 1993-04-30 CA CA002134209A patent/CA2134209C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-30 ES ES93910161T patent/ES2093966T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-30 US US08/347,374 patent/US5728916A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-04-30 KR KR1019940704150A patent/KR100255219B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 WO PCT/GB1993/000920 patent/WO1993023498A1/en active IP Right Grant
- 1993-04-30 SK SK1386-94A patent/SK280311B6/sk unknown
- 1993-04-30 BR BR9306383A patent/BR9306383A/pt not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 CZ CZ19942833A patent/CZ287517B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 AT AT93910161T patent/ATE145423T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-04-30 EP EP93910161A patent/EP0641373B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-05-14 MY MYPI93000901A patent/MY107775A/en unknown
- 1993-05-18 TW TW082103908A patent/TW284782B/zh active
- 1993-05-19 CN CN93107079A patent/CN1032433C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU4077393A (en) | 1993-12-13 |
| CA2134209A1 (en) | 1993-11-25 |
| CZ283394A3 (en) | 1995-03-15 |
| ATE145423T1 (de) | 1996-12-15 |
| US5728916A (en) | 1998-03-17 |
| WO1993023498A1 (en) | 1993-11-25 |
| JPH07506613A (ja) | 1995-07-20 |
| KR950701673A (ko) | 1995-04-28 |
| HU214224B (hu) | 1998-01-28 |
| ES2093966T3 (es) | 1997-01-01 |
| SK138694A3 (en) | 1995-06-07 |
| DE69306107T2 (de) | 1997-04-03 |
| CN1032433C (zh) | 1996-07-31 |
| TW284782B (ro) | 1996-09-01 |
| UA27897C2 (uk) | 2000-10-16 |
| GB9210655D0 (en) | 1992-07-01 |
| MY107775A (en) | 1996-06-15 |
| SK280311B6 (sk) | 1999-11-08 |
| CA2134209C (en) | 2004-07-27 |
| RU94046001A (ru) | 1996-09-20 |
| CZ287517B6 (en) | 2000-12-13 |
| RU2106385C1 (ru) | 1998-03-10 |
| CN1082092A (zh) | 1994-02-16 |
| HUT67844A (en) | 1995-05-29 |
| DE69306107D1 (de) | 1997-01-02 |
| EP0641373B1 (en) | 1996-11-20 |
| DK0641373T3 (da) | 1997-04-28 |
| HU9403090D0 (en) | 1995-01-30 |
| KR100255219B1 (ko) | 2000-05-01 |
| AU663953B2 (en) | 1995-10-26 |
| GB9308733D0 (en) | 1993-06-09 |
| BR9306383A (pt) | 1998-09-15 |
| EP0641373A1 (en) | 1995-03-08 |
| JP3501803B2 (ja) | 2004-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4830834A (en) | Reactor for the catalytic reforming of hydrocarbons | |
| EP2639287B1 (en) | Method for reducing coke deposition | |
| JPS63500386A (ja) | 炭化水素の改良水蒸気クラッキング方法 | |
| US2345487A (en) | Method for effecting catalytic conversions | |
| US4761515A (en) | Liquified natural gas conversion process | |
| US2943062A (en) | Conversion of hydrocarbons to a hydrogen-rich gas | |
| US20130211165A1 (en) | Hydrocarbon Pyrolysis Method | |
| JPH04507258A (ja) | 石油仕込原料の熱分解方法におけるニッケルベースの合金の使用法およびその方法の実施のための反応器 | |
| US7169960B2 (en) | Dehydrogenation process | |
| RO115532B1 (ro) | Procedeu de cracare termica | |
| US3972688A (en) | Reactor for cracking hydrocarbons | |
| US3156544A (en) | Apparatus for making combustible gas | |
| KR100813376B1 (ko) | 탄화수소의 흡열 전환 방법과, 이 방법을 실행하기 위한 장치 및 탄화수소의 탈수소화 방법 | |
| US2513995A (en) | Apparatus for contacting gases with granular solids | |
| PL180515B1 (pl) | Sposób zmniejszenia zanieczyszczenia nagarem powierzchni wymiany ciepla PL | |
| CN207042447U (zh) | 一种由乙炔生产轻质芳烃的装置 | |
| US3240836A (en) | Process for cracking hydrocarbons | |
| EP0205598A1 (en) | NATURAL GAS CONVERSION PROCESS. | |
| Czechowicz et al. | An integrated process of oxidative coupling of methane and pyrolysis of naphtha in a scaled‐up unit | |
| US2700594A (en) | Apparatus for production of unsaturated hydrocarbons | |
| CN107213854A (zh) | 一种实现反应再生的由乙炔生产轻质芳烃的装置和方法 | |
| GB794915A (en) | Method and apparatus for catalytic processes | |
| US1991593A (en) | Conversion of gases and other hydrocarbon materials into motor fuel, etc. | |
| GB845401A (en) | Improved process for the production of gases containing hydrogen | |
| Energy | CONVERSION OF NATURAL GAS TO LIQUID FUELS |