RU1790597C

RU1790597C - Способ получени низших олефинов

Info

Publication number: RU1790597C
Application number: SU894730941A
Authority: RU
Inventors: Георгий Иванович Ксандопуло; Зоя Алексеевна Лейман; Наталья Петровна Томаровская; Николай Юрьевич Воронов
Original assignee: Институт проблем горения
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1993-01-23
Also published as: AU6285590A; CA2040406A1; EP0451280A1; BR9006903A; EP0451280A4; WO1991003444A1; JPH06511464A

Abstract

Сущность изобретени : низшие олефи- ны получают предварительным нагревов углеводородного сырь до температуры 600-650&deg;С с последующим непосредственным контактом его с инициирующими добавками - промежуточными продуктами горени водорода и окислител , образую-. щихс в факеле пламени, в течение 1-30 мс. Факелы пламени организуют по оси и/или периферии потока углеводородного сырь . Процесс ведут при температуре 600-800&deg;С. Водород подают в количестве 0,1-1,0 л, а кислород в количестве 0,01-0.5 л на 1 л углеводородного сырь при объемном соотношении кислород:водород, равном 1:2-10. 3 з,п. ф-лы. 8 табл.

Description

Изобретение относитс к области переработки нефт ного сырь , а именно к способу получени низших олефинов, и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности.

Целью изобретени . вл етс увеличение выхода низших олефинов.

Способ осуществл ют следующим образом .

Углеводородное сырье, нагретое до температуры 600°С, поступает в зону воздействи факелов водород-кислородного пламени, где в течение 1 -30 мс подвергаетс активному воздействию промежуточных продуктов горени радикалов -Н, ОН, HOai с одной стороны и локальному воздействию теплового удара факела с другой стороны,

При этом сырье расщепл етс и происходит зарождение цепей пиролиза при относительно низких температурах сырь 600-650°С, что в свою очередь приводит к последующему снижению температуры пиролиза на 60-110°С, а вместе с тем и тепло- напр женности труб змеевиков.

За счет размещени и соответствующей ориентации в зоне пиролиза нескольких факелов увеличиваетс поверхность взаимодействи сырь с названными активными частицами, повысив тем самым эффективность инициировани пиролиза и соответственно выход олефинов. ..

Температурный интервал 600-650°С определ етс максимальной эффективностью инициировани , поскольку при Температуре ниже 600°С пиролиз углеводородов невозможен , а выше 650°С требуетс полное изменение технологических параметров процесса пиролиза,

Пиролиз углеводородного сырь при инициировании водород-кислородным пламенем , начинаетс при температуре 600°С и завершаетс при температуре 800°С, при этом оснавна дол олефинов образуетс в интервале температур 700-800°С.

N4

Ю О СП Ю VI

СО

До 800°С происходит полное превращение сырь , что приводит к снижению энергозатрат на осуществление процесса.

Далее продукты пиролиза вывод тс из печей, подвергаютс охлаждению и разделению .

Факел формируют подаваемыми потоком кислорода и по его периферии параллельным потоком водорода в соотношении 1:2-10, из расчета на 1 л сырь 0,1-1,0 л водорода и 0,01-0,5 л кислорода.

Это позвол ет локализовать кислород в област.и факе лгги исключить его попадание в и окисление сырь до оксидов углерода ; .„;;fi,J -:

Названные инициирующие добавки дл эффективного их воздействи необходимо вводить по оси и/или периферии потока углеводородного сырь в зоне пиролиза в интервале температур 600-650°С путем соответствующего размещени в ней не менее двух факелов, по меньшей мере один из которых дополнительный.

Организацию факелов можно осуществить на известных горелках различного типа , например диффузионного, причем установка этих горелок в зоне пиролиза на стенках трубчатых печей может быть осуществлена любым известным способом.

П р и м е р 1. В змеевик трубчатой печи подают поток углеводородного сырь , состо щий из пропана (55,7%) и бутана(43,3%) и разбавител - пара, нагревают до 600°С и . ввод т по его оси инициирующие добавки- промежуточные продукты горени водорода и кислорода, образующиес в факеле пламени..

Контактирование этих добавок с углеводородным сырьем осуществл ют при температуре последнего, не превышающей 650°С.;

Дл формировани факелов пламени в коленах труб змеевика в интервале температур устанавливают 2 диффузионные горелки , в центральную часть которых подают кислород со скоростью 30 м /ч, а по периферии - водород со скоростью - 120 м /ч, что соответствует расходу Н2/02 на 1 л сырь -0,1 /0,025. При этом скорость подачи углеводородного сырь составл ет 1200 м /ч, пара 1000 м3/ч. Врем контакта иницииру- ., ющих добавок с углеводородным сырьем составл ет 7 мс. Пиролиз провод т при температуре 800°С и времени контакта 0,3 с. :

Полученные продукты пиролиза резко охлаждают и раздел ют.

П р и м е р 2. Пиролиз провод т как в примере 1, за исключением того, что проме-. жуточные продукты горени водорода и.киспорода ввод т в зону пиролиза по периферии потока углеводородного сырь , дл этого на стенках трубы змеевика устанавливают 6 диффузионных горелок дл

формировани факелов водород-кислородного пламени по периферии потока.

Выход олефинов представлен в табл.1. Пример 3. Пиролиз провод т как в примере 1, за исключением того, что иници0 ирующие добавки - промежуточные продукты горени водорода и кислорода - одновременно ввод т по оси и по периферии углеводородного потока. Дл этого в колене змеевика устанавливают 1 диффузи5 онную горелку и на стенках трубы змеевика - 3 диффузионных горелки, обеспечивающих формирование факелов водород-кислородного пламени по оси и по периферии потока.

0 Как следует из данных табл. 1, максимальные выходы олефинов наблюдаютс при одновременном введении инициирующих Добавок по оси и по периферии потока, что обеспечиваетс соответствующим рас 5 положением горелок, как описано в примере 3.

Ниже в.табл. 2 приведена зависимость выхода олефинов от температуры сырь в зоне инициировани ; в табл. 3 - зависи0 мость выхода олефинов от температуры в зоне пиролиза; в табл. 4 приведена зависимость выхода олефинов от времени контактировани сырь с активными частицами водород-кислородного факела; в табл. 5 и б

5 представлена зависимость выхода олефинов от отношени топливной смеси к сырью и от соотношени топлива к окислителю соответственно .

Таким образом, результаты приведен0 ные в табл. 2-6, показывают, что инициирование пиролиза углеводородного сырь продуктами горени водород-кислородного пламени при непосредственном его контакте с сырьем и в указанных режимах приво5 дит к увеличению выхода олефинов на 5-10 мас.%, снижает температуру пиролиза на . 60-110°С, уменьша при этом энергозатраты процесса.

П р и м е р 4. В трубчатую печь подают

0 поток жидкого углеводородного сырь - гек- сана и пара-разбавител и нагревают до 600°С, далее поток поступает в зону инициировани , куда ввод т также инициирующие добавки - промежуточные продукты

5 горени водорода и кислорода одновременно по оси и по периферии потока как описано в примере 3, Дл этого в колене змеевика устанавливают 1 диффузионную горелку и на стенке трубы змеевика - 4-диффузион- ные горелки, обеспечивающие формирование факелов водород-кислородного п омо ни по оси и по периферии потока При этом скорость подачи гексана составл ет 600 м3/ч, пара - 1600 м /ч водорода и кислорода п горелке 160 м3/ч и 50 м3/ч соответственно. Пиролиз провод т в интервале температур 700-800°С и времени контакта 0,3 с. Полученные продукты пиролиза охлаждают и подвергают разделению.

В табл. 7 представлены выходы олефи- нов в зависимости от температуры по примеру 4 и дл сравнени выходы олефинов по термическому пиролизу, осуществленному в тех же услови х без введени инициирующих добавок.

Из данных табл. 7 видно, что введение инициирующих добавок - промежуточных продуктов горени водорода и кислорода при пиролизе гексана увеличивают выход этилена на 10-11 мас.% по сравнению с термическим пиролизом, а также на 7-11 мас.% выход суммы олефинов.

В табл. 8 представлены выходы низших олефинов в зависимости оттемпературы пи ррлиза по данному способу и аналогу.

Сравнительна таблица показывает, что использование дл инициировани промежуточных продуктов горени водорода с кислородом значительно эффективнее, чем промежуточные продукты углеводородных пламен, поскольку увеличиваетс скорость зарождени цепей и завершение пиролиза Так пиролиз сырь в 1 случае фактически завершаетс при температуре 800°С, при

этом максимальный выход этилена превышает пыход этилена в прототипе на 5 м с.% при температуре на 120°С ниже, чем в изпе- стном способе.

Из данных 2-6 видно, что оптимальной температурой воздействи инициирующих добавок, промежуточных продуктов горени водорода и кислорода, вл етс 600- 650°С. Максимальное значение выхода суммы олефинов и этилена достигаетс при температуре пиролиза - 800°С и времени контактировани углеводородного сырь с инициирующими добавками равном 7 мс. Соотношение водорода и кислорода, задаваемое при формировании факела в пределах от 1,24 до 0,036 дл водорода и от 0.01 до 0,36 дл кислорода, из расчета на 1 л сырь , не оказывает сущ ёствейно гй вли - ни на выходы олефинов. Однако следует отметить, что использование факелов с максимально заданным значением водорода и кислорода, по отношению к сырью, приводит к увеличению выхода этилена на 0,7 мас.% и снижению выхода пропилена на 9,7 мзс.%. В прототипе суммарный выход олефинов 15-25 мас.% (из нефт ных остатков ).

Наиболее приемлемым соотношением водорода и кислорода, задаваемых в горелки , вл етс 4:1, позвол ющее получить максимальный выход этилена и исключить проникновение кислорода в сырье и образование оксидов углерода (см. табл. 5).

Claims

1. Способ получени низших олефинов, включающий нагрев потока углеводородного сырь , его пирюлиз в присутствии инициирующих добавок - промежуточных продуктов горени водорода и окислител , образующих в факелах пламени, охлаждение образующихс продуктов пиролиза с последующим выделением из них целевых продуктов, отличающийс тем, что, с целью увеличени выхода олефинов, процесс ведут при непосредственном контакте углеводородного сырь с факелом пламени в течение 1-30 мс и предварительном нагреве углеводородного сырь до температуры 600-650°С.

2. Способ по п. 1,отличающийс тем, что факелы пламени организуют по оси и/или периферии потока углеводородного сырь .

3. Способ по п. 1,отли чающийс тем, что процесс ведут при температуре 600800°С .

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что водород подают в количестве 0,1- 1,0 л, а кислород в количестве 0.01-0,5 л на 1 л углеводородного сырь при массовом соотношении кислород и водорода равном 1Г2-10.

бутан и изобутан даны в сумме.

Т а б л и ц а 2

Состав пирогзза при проведении инициированного пиролизе при условии лодачи О со скоростью 30 мэ/ч, HI - 120 м3/ч. скорость углеводородного сырь - 1200 м3/ч. пара - 1000 м /ч. врем контактировани 0.3 с. при расположении горелок: 1 по оси и 3 - по периферии потока сырь

Таблица 1

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8