SU1621812A3

SU1621812A3 - Способ получени этилена

Info

Publication number: SU1621812A3
Application number: SU864027821A
Authority: SU
Inventors: Линн Бадделл Робин; Мари Освальд Одри; Алберт Лагард Вилльям
Original assignee: Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. (Фирма)
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1986-07-10
Publication date: 1991-01-15
Also published as: EP0208359A3; EP0208359B1; US4599480A; KR940001846B1; AU589655B2; ES2000271A6; DE3673269D1; CN1006704B; BR8603226A; JPS6219538A; JPH0717530B2; CN86104303A; EP0208359A2; AU6004686A; CA1263967A; KR870001136A

Abstract

Изобретение относитс к органическому синтезу, в частности к получению этилена. Цель - увеличение продолжительности работы трубчатой печи. Получение включает предварительный термический крекинг бензиновой фракции в змеевиках трубчатой печи в услови х , обеспечивающих отложение аморфного сло кокса на внутренней поверхности змеевиков трубчатой печи толщиной 1,59-3,18 мм с получением углеводородного продукта и кокса. Процесс провод т с последующим термическим крекингом этана в тех же змеевиках трубчатой печи. 1 табл., 1 ил. о SS

Description

Изобретение относитс к способу получени этилена пиролитическим крекингом парафиновых углеводородов, имеющих не более шести атомов углерода на молекулу, в пиролитической крекинг-печи , имеющей расположенный в ней р д выт нутых змеевиковых труб термического крекинга.

Целью изобретени вл етс .создание способа крекинга низшего парафинового углеводорода в низкий олефино- вый углеводород в термической крекинг- схеме с более продолжительными сроками службы реактора термического крекинга - трубчатой печи.

Процесс ведут в крекинг-печи, обычно состо щей из большого отделени , выстроенного или футерованного высоко-.

огнеупорным материалом, со средствами . дл допуска непосредственного тепла путем пр мого сгорани метана или ископаемого топлива. В пределах объема изобретени также предполагаетс , чтобы печь нагревалась другими средствами (угольна печь или дерна энер- . ги ). В зоне предварительного нагрева- ни подаваемый материал подогреваетс , проходит через провод щую шахту и крекируетс в топочном секторе печи Перва углеводородна подача (бензинова фракци ) и втора углеводородна подача (этан) удерживаютс внутри р да расположенных змеевиком кре-, кинг-труб, которые простираютс поч- ти- от вершины и до днища печи.

О

Печными крекинг-трубами может быть одна длинна объединенна эмеевикова труба, пара или более взаимосв занных труб, расположенных в существенной.

средней секции крекинг-печи. Желательно , чтобы углеводородные материалы проходили очень быстро через змеевико- вую схему нагревательных труб. Дп этого они рассчитаны с пропускнойJQ

способностью в отношении второй углеводородной подачи при конкретной температуре , чтобы обеспечить крекирование парафина (этана) в олефиновый продукт (этилена) с получением как 15 можно меньшего количества кокса.

Способ осуществл ют следующим образом .

Этан загружают в смеси с разбав- л юшим паром при отношении этана к ру предпочтительно от 1:0,3 до 1:0,6. Этан крекируют при крекирующих услови х этана, которые предпочтительно включают температуру 315 - , давление 0,5 - 10 бар (нижнее давле- 25 ние фактически желательно), предпочтительно 1-10 бар, и часовую объемную скорость газа 0,2 -, 2 с. Неизбежно , что крекинг этана будет продуцировать некатализируемый газофазовый 30 деготь, который затем отложитс на . внутренних боковых стенках печных труб и зоны охлаждени и образует кокс. Однако количество кокса, продуцируемого в газовой фазе, за определенный 35 период времени меньше количества, которое продуцируетс каталитически в отсутствие избранного предварительного покрыти . Избирательное покрытие внутренних стенок труб крекинг-печи ДО слоем кокса от первого крекинга углеводородов ингибирует металлическое образование кокса .

Каталитические участки железа, ни- ., кел и других каталитически активных металлов маскируютс селективным покровным слоем аморфного кокса на внутренних стенках труб крекинг-печи. Непокрытые участки каталитических металлов катализируют крекирование по меньшей мере части этана в нежелательные коксовые отложени . С этого времени конверси этана пиролитически в этилен осуществл етс почти при полном отсутствии каталитической композиции вещества, добавл емого в исхрд- ное сырье, либо существующего в качестве иона, присущего материалу, из ко50

55

.

JQ

5

0 5 0 5 О

.,

0

5

торого выполнены стенки резервуара

трубчатой печи.

.i

ч

После образовани этилена вытекающий поток продукта отводитс от труб крекинг-печи и пропускаетс в зону охлаждени и разделени . Зона охлаждени , котора быстро охлаждает этилен , может быть любого известного типа , Предпочтительное средство охлаждени содержит кожухотрубный теплообменник с большим числом труб, достаточным дл прохождени гор чего выход щего потока этилена, направленного вверх в теплообмене через стенку с жидким материалом, таким как бойлерна питающа вода, имеющим температуру ниже температуры выход щего потока этилена. Температура выход щего потока этилена понижаетс до значени не выше чем 482&С, по крайней мере на , предпочтительно на , от температуры 982 или 1093°С, существующей при эмиссии от конечной стадии процесса в трубчатой установке термического крекинга. Понижение температуры этилена гарантирует, что в дальнейшем не произойдет дополнительной конверсии или крекировани с образованием кокса или других менее желательных углеводородов.

Направленный по потоку от зоны охлаждени охлажденный реакционный продукт проходит через р д установок фракционировани дл дальнейшего понижени температуры и фракционирова ни этилена в чистое состо ние. Возможно , что некоторые примеси в этане будут присутствовать в этилене и поэтому создадут необходимость в дальнейшей ректификации. Любое восстановление некрекированного этана или парафинового побочного продукта может быть рециркулировано в крекинг-зону с использованием или без использовани очистительной методики дл защиты от нежелательного накоплени примесей в крекинг-трубах.

На чертеже графически представлены данные по сравнению сроков служб печных труб в дн х дл экспериментов, проведенных с начальным крекированием этана и с последующим крекированием жидкостей, только с крекингом этана, а также с крекингом этана, которому предшествовал селективный крекинг- процесс дл покрыти печных труб от

м , как предполагаетс , на стенках крекинг-печи и в нагнетательном теплообменнике осаждаетс слой этано- вого кокса. Затем после приостановлени прохождени этана в крекинг-печь добавл ют жидкое сырье, содержащее материал с пределами кипени бензина. Сразу же этан - производный кокс начинает растрескиватьс и немедленно закупоривает трубы нагнетательного теплообменника. Продолжительность процесса 25 дней дл этана и менее одного дн дл жидкого материала подачи. Это показано на чеотеже кривой А и в таблице. На чертеже перепад давлени через теплообменник отложен в барах по вертикальной оси и срок службы в дн х по горизонтальной оси.

Сравнительный эксперимент В.

В этом эксперименте оп ть сначала крекируют этан с последующим крекированием в паровой фазе сухого газа, содержащего испаренные фракции С$/С$. Обща продолжительность рабочего цик- ла с этаном 26 дней и давление сразу низко повышаетс в нагнетательном теплообменнике после начала крекировани второй углеводородной подачи. Определено, что немедленное повышение давлени в нагнетательном теплообменнике исключает продолжение крекировани второй углеводородной подачи.

Сравнительный эксперимент С.

В этом эксперименте в этилен крекируют только этан без какого-либо другого материала. Перепад давлени через теплообменник достигает трудноконтролируемого уровн через 35 дней полного рабочего цикла; этот показа- тель может быть достигнут без предварительно отобранного покрыти труб крекинг-печи. Это показано на чертеже кривой С.

Примеры 1-2. Нагл дно по- казывают предварительно выбранное покрытие труб крекинг-печи предлагаемого изобретени . Жидкое бензиновое сырье пропускают через систему в течение 11 дней при температуре на выходе из змеевика 804-815°С дл селективного нанесени на стенки труб крекинг- печи относительного ровного сло , аморфного кокса, имеющего глубину

3,18 - 1,59 мм. После этого крекировани загружают этан, и реактор находитс в рабочем состо нии до тех пор, пока давление на выходе теплообменника становитс недопустимым. Перепад

15

0

.

5 JQ

40

дг

35

50

55

цавпени через теплообменник как функци продолжительности рабочего цикла показан на чертеже при помощи кривых 1 и 2, соответственно дл примеров 1 и 2.

Сравнительные эксперименты D - С.

Крекинг жидкого углеводорода впервые использован в сравнительных экспериментах в течение периода времени , недостаточного дл образовани необходимого сло кокса в трубах. Продолжительность рабочих циклов с этаном 21,20,48 и 35 дней соответственно. Результаты этих экспериментов сведены в таблице.

Видно, что определенное количество кокса, получаемого в результате подачи жидкого углеводорода, должно быть нанесено на внутренние поверхности труб крекинг-печи с тем, чтобы достичь более продолжительных периодов пропускани подачи этана, как показано в примере 1. Точна продолжительность этих рабочих циклов может варьироватьс в зависимости от условий и конкретной подачи углеводорода, который должен крекироватьс в первую очередь. Продолжительность рабочего цикла первой стадии предпочтительного покрыти должна быть достаточной дл того, чтобы нанести слой кокса, образованного путем крекинга углеводородов, содержащих более двух атомов углерода с глубиной более 1,59 мм, но менее 3,18 мм.

Предел продолжительности рабочего цикла крекинг-печи, указываемый давлением на входе теплообменника, и вл етс окончанием рабочего цикла. Это точное давление может варьироватьс дл различных крекинг-процессов, однако как только это давление начинает подниматьс выше значений 1,4 бар, наступает момент, когда в продолжение непрерывной работы печи давление повышаетс резко экспонен-, циально. Быстрое повышение давлени отмечено ординатой на чертеже.

Claims

Формула изобретени

Способ получени этилена, включающий предварительный термический крекинг бензиновой фракции в змеевиках трубчатой печи с получением углеводородного продукта и кокса с последующим термическим крекингом этана в тех же змеевиках трубчатой печи, о т л и

носительно ровнмм слоем аморфного кокса.

Пример. Этан подвергают крекированию в этилен в присутствии разбавленного пара. Этан загружают в сектор подогрева печи через трубопровод и всасывающий патрубок. Пар через трубопровод и патрубок смешивают с этаном. Любой из этих компонентов может быть предварительно перемешан перед загрузкой в патрубок с применением трубопровода и подвижного клапана . Патрубок сообщаетс с элементами трубчатого крекинг-реактора, выпол ненного дл прохождени через печь, содержащую зону подогрева, шихту и топку. В секторе подогрева печи может быть расположен р д горелок непосредственного огневого обогрева подаваемого этана. При необходимости непосредственные подогреватели дл поддержани эндотермических условий пи- ролитического крекинга в топке могут быть использованы дл подогрева при подаче этана в трубопровод (даже в сектор подогрева), в таком случае нет необходимости в установке горелок непосредственного огневого обогрева. Этан течет очень быстро по трубам в сектор подогрева через шахтное пространство к топке. Предполагаетс (однако не вл етс необходимым), что сектор подогрева и шахтный сектор могут исключатьс дл устранени капитальных затрат, поскольку определенный тип средств подогрева предусмотрен дл переноса нагретого этана к топке. Предполагаетс также, что топочный блок может быть разделен предпочтительно на три части дл более полного использовани рассчитанных профилей распределени температуры дл крекинга этана.

Температура в нижней части труб может опускатьс до 315°С, тогда как т ;щература в верхней части труб может доходить до 1093°С, по этой причине посто нное охлаждение и нагревание этана во врем прохождени по трубчатым крекинг-реакторам создают значительное напр жение, которое может вызвать изгибание труб таким образом , что они не будут располагатьс в строго линейном пор дке одна над другой. Этан крекируют в этилен в трубах . Этилен выходит из топочного бло- ка по трубам пиролитического крекинга через трубопровод и проходит с помо

0

0

5

5

0

5

0

5

0

щью напорного трубопровода (не показан ) во множество трубчатых секций дл восход щего движени к верхней части теплообменника, Теплообменна текуча среда (вода или вод ной пар) подводитс к кожуху кожухообразного теплообменника при помощи впускных и выпускных средств. Температура эти- тена в трубопроводе намного выше, чем температура этилена в зоне охлаждени (теплообменнике) эфлюента, температура текучей среды в трубопроводе намного выше, чем температура текучей среды в трубопроводе.

Образцы кокса, вз тые либо из нагнетательных секций охлаждени , либо из трубчатых печей, имеют различные видимые субстраты. Например, один из этих субстратов представл ет собой блест ще-черный субстрат - типичный представитель коксообразуемого производного крекинга углеводородов, содержащих более двух атомов углерода на молекулу, тогда как этанпроизвод- ный кокс вл етс очень пористым и хрупким.

Следующие примеры даны дл иллюстрации непредсказуемого повышени сроков эксплуатации, достигаемого посредством селективного покрыти коксовым производным крекинга углеводородов, содержащих более чем два атома углерода на молекулу, перед впуском этана . Неожиданные результаты обнаружены при фактической работе крекинг- печи, модифицированной дл размещени как жидких, так и газообразных подаваемых материалов, и эти примеры не ограничивают формулу изобретени . Сравнительные эксперименты представлены не в соответствии с изобретением .

Сравнительный эксперимент А.

В этом эксперименте систему последовательного гидрокрекинга осуществл ют таким образом, что вначале крекируют этан дл осаждени этанпроизвод- ного коксовового сло на стенках труб крекинг-печи перед введением жидкого сырь , имеющего пределы кипени бензина . Этан добавл ют в секцию предварительного нагрева печи при , выпускают из секции предварительного нагрева при 593-643 С и подают в топочную секцию, поддержива в последней температуру 1121dC. Этан непре- , рывно крекируют в продолжение 25 дней непрерьюной работы печи и в это вречающийс тем, что, с целью увеличени продолжительности эксплуатации трубчатой печи, предварительный термический крекинг бензиновой фракции недуг в услови х, обеспечивающих отложение аморфного сло кокса на внутренней поверхности змеевиков трубчатой печи толщиной 1,59-3,18 мм.

Газ F СС - отход щий газ установки каталитического крекинга в псевдо- ожиженном слое, содержит до 10 мас.% материала Cg/Cf.

1,380 1,240

f,f04 0,Ш 0,828 0,690 0,552. 0,W 0,Z76

o,m

0 5 Ю 15 W 25 30 35 W ft 50 55 60 65 70 75 80 85 30 35 Ш