SU717124A1

SU717124A1 - Method of apparatus protecting from coking

Info

Publication number: SU717124A1
Application number: SU782592976A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Таушев; Геннадий Георгиевич Валявин; Рагиб Насретдинович Гимаев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2223
Priority date: 1978-03-21
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1980-02-25

Description

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ АППАРАТОВ ОТ ЗАКОКСОВЫВАНИЯ(54) METHOD FOR PROTECTING DEVICES FROM LOCKING

Изобретение относитс к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способам защиты аппаратуры от закоксовывани .The invention relates to the oil refining industry, in particular to methods of protecting equipment from coking.

Известен способ предотвращени закоксовывани охлаждающей камеры установки пиролиза, в котором стенки камеры покрывают жид- кой пленкой нефтепродукта (например, газойл ), который ввод т извне с помощью специальных устройств, предусмотренных в кон-сгрукции камеры 1 .A known method of preventing coking of a cooling chamber of a pyrolysis unit in which the walls of the chamber are covered with a liquid film of petroleum (for example, gas oil), which is introduced from the outside using special devices provided in the con-coagulation of chamber 1.

Существенным недостатком приведенного способа вл етс то, что его невозможно применить , когда крекируемый нефтепродукт находитс в жидком или капельно-жидком состо нии . Это имеет место при переработке нефт ных остатков-основного сырь установок замедленного коксовани и Термического крекинга . При этом вводима извне жидкость немедленно смешиваетс со сплошным или кольцевым потоком перерабатываемого продукта и поставленна цель не достигаетс .A significant disadvantage of the above method is that it cannot be applied when the product being cracked is in a liquid or drop-liquid state. This takes place in the processing of petroleum residues — the main raw material of delayed coking and thermal cracking plants. When this fluid is introduced from the outside, it immediately mixes with the continuous or ring flow of the product being processed and the goal is not achieved.

Более близким к предлагаемому способу вл етс способ заищты аппаратов от,закоксовывани в процессе термической переработки |Closer to the proposed method is the method of stopping devices from, coking during thermal processing |

т желого углеводородного сырь путем создани защитной пленки холодного нефтепродукта на внутренней стенке аппаратов 2.heavy hydrocarbon feedstock by creating a protective film of cold oil on the inner wall of the apparatus 2.

Однако этот способ недостаточно эффективю снижает коксообраЗование на внутренней поверхности аппаратов. Это объ сн етс высокой скоростью процессов массообмена (следовательно , теплообмена) сред, наход щихс в одинаковом агрегатном состо нии. Быстрый нагрев увлажн ющей жидкости (защитной пленки) приводит к ее испарению, дополнительной турбулизации пристенного сло и растворению оставшейс т желой части защитной пленки в основном потоке нефт ного остатка. При недостаточном количестве вводимой извне жидкости, дл прекращени реакции крекинга, вс масса подвергаетс дальнейшему крекингу.However, this method is not effective enough to reduce coke formation on the inner surface of the apparatus. This is due to the high speed of mass transfer processes (therefore, heat exchange) of media that are in the same aggregative state. The rapid heating of the moistening liquid (protective film) leads to its evaporation, additional turbulization of the near-wall layer and the dissolution of the remaining heavy part of the protective film in the main flow of oil residue. With an insufficient amount of liquid introduced from the outside, to stop the cracking reaction, the entire mass is subjected to further cracking.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности процесса.The aim of the invention is to increase the efficiency of the process.

Поставленна цель достигаетс тем, что дл защиты аппаратов от закоксовывани в процессах термического Kpi кицга т желого углеводородного сырь пугем создани защитной пленки иэ нефтепродуктов на внутренней стенке аппаратов стейки аппаратов дополнительно охлаждают до температуры 50-250 0. Охлаждение желательно производить снаружи с помощью воздуха, ды или легких нефтепродуктов .; Способ заключаетс в следзтощем. Т желые нефтепродукты, нагретые в печи до 350- 540°С, поступают в аппарат с охлаждаемыми стенками. В аппарате протекают: процессы испа рени , реакции разложени и термоконденсащш . Высокомолекул рные углеводороды, преи щественно асфальтены, вследствие селективной адсорбщш прилипают к холодным стенкам ;аппарата, охлаждаютс , тер ют подвижность и образуют защитнь1Й слой, блокирующий внутреннюю поверхность от остальной части крекируемого нефтепрод)гкта. Верхний температурный предел охлаждени ограничиваетс тем, что при температуре стенки свыше 250С защитный слой из асфаль тенов разлагаетс и закоксовывает аппарат. Охлаждение стенок j ниже 50 С нецелесообразн из-за высоких затрат на охлаждение. Дл охлаждени стенок аппаратов и трубопроводов используетс замкнута циркул ционна система с принудительной циркул цией охлаждающего агента, термосифонна испарительна ( стема или система с принудительной подачей воздуха. В качестве теплоиюснтеЯ используютс воз дух, вода, легкие нефтепродз ты. . Сь1рье , нагретое до 350-540°С, из печи кре кинга noiJTj aeT в аппарат дл проведени про цесса крекинга и отгонки легких фракций. Дл предотвращени закоксовыва и поверхности стенки аппарата охлаждают циркулирующим потоком теплоносител . При охлаждении стенки до 50-250° С на внутренней повер ности аппарата образуетс защитна пленка из высокомолекул рной части перерабатываемого продукта, котора предотвращает закокс вывание поверхности. Циркул ци теплоносител осуществл етс , насосом. В теплообменнике тепло от циркулирующего потока передаетс холодному нефтепродукту, поступающему на переработку Продукт после обработки выводитс из ащ1арата. Циркул цию теплоносител можно ; проводить через воздушный холодильник за счет разницы плотностей холодного и гор чего или парообразного теплоносител либо атмосферным воздухом, нагнетаемым вентил тором в рубашку. 4., Защитный слой из нефтепродуктов вл етс диэлектриком и поэтому имеет хороише теплоизолирующие свойства. Последнее благоП55ИЯТНО дл сохранени тепла в реакционной зоне и снижени велиЗДны теплопередачи от перерабйтьгеаемого продукта к стенке аппарата. Толщину защитного сло можно регулировать внутренним и внеппшм оребрением поверхности аппарата. Причем констр)пкци внутреннего оребрени должна способствовать снижению коэффициента теплопередачи , например, путем образовани застойных зон у стенки. За1цитный слой обновл ют или полностью удал ют путем чередовани режима охлаждени и нагрева стенки аппарата. В последнем случае достаток, ю прекратить подачу халадм агента в охлаждающую рубашку аппарата. Предлагаемый Способ предотвращени закоксовьгеани аппаратзфы испЬ1тан в лабораторных услови х и может быть легко осуществлен в промышленности. Пример. Сырье - гуДрон западносибирской иефти имеет плотность 0,9927; коксуемость 12,3%; групповой химический состав,%: парафино-нафтеновые углеводороды 13,06, ароматические углеводороды-легкие 13,18, средние 31,17, т желые 7,78, смолы 29,81, асфальтены 2,61, карбовды 0,13; температура начала кипени 444°С. Указанный гудрон подвергают крекингу на лабораторной проточной установке. В состав установки вход т сырьевой бачок, насос, печь высокотемпературного нагрева сырь , реактор с охлаждаемыми стенками (испытательна зона), конденсационно-разделительна аппаратура, электрооборудование и контрольно-измерительные приборы. Сырьевой поток последовательно проходит печь, испытательную зону, конденсациовнораздеЛительную аппаратуру. Температуру охлаждаемых стенок регулируют подачей воды и вод ного пара., Опыт прекращают при закоксовьшании печи или после 24-час непрерывной работы установки. Закоксовывание печи определ ют по повышению давлени (на 2 атм) на входе в печь. Состо ние внутренней поверхности стенок аппаратов контролируют визуально и по результатам анализов отложений , вз тых со стенок. Результаты опытов приведены в таблице. Примеры 1-6 иллюстрируют данный способ, примеры 7,8 - способ без охлаждени стенки аппарата.This goal is achieved by the fact that in order to protect apparatus from coking kitsg of heavy hydrocarbon raw materials in the process of thermal Kpi, creating a protective film for oil products on the inner wall of the apparatus, the steaks of the apparatus are additionally cooled to a temperature of 50-250 0. or light petroleum products .; The method is to follow. Heavy petroleum products, heated in a furnace up to 350-540 ° C, enter the apparatus with cooled walls. The apparatus proceeds: processes of evaporation, decomposition reactions and thermal condensation. High molecular weight hydrocarbons, predominantly asphaltenes, due to selective adsorption adhere to cold walls; the apparatus cools, loses mobility and forms a protective layer that blocks the inner surface from the rest of the cracked oil pipeline. The upper temperature limit of cooling is limited by the fact that when the wall temperature is above 250 ° C, the protective layer of asphaltenes decomposes and cokes the apparatus. Cooling of walls j below 50 C is impractical because of the high cost of cooling. A closed circulation system with forced circulation of a cooling agent, a thermosiphon evaporator (system or system with forced air supply, is used to cool the walls of the apparatus and pipelines. Air, water, and light oil pipes are used as the heat sink.). ° C, from the cracking furnace noiJTj aeT into the apparatus for carrying out the process of cracking and stripping of light fractions. To prevent coking and the surface of the apparatus, it is cooled with a circulating coolant flow. cooling the wall to 50-250 ° C on the internal surface of the apparatus forms a protective film of the high molecular part of the product being processed, which prevents coking of the surface. The heat carrier circulates by the pump. In the heat exchanger, the heat from the circulating stream is transferred to the cold oil product being processed The product after processing is removed from the product. The circulation of the coolant can be carried out through an air cooler due to the difference in the densities of cold and hot or steam shaped heat transfer fluid or the atmospheric air being blown by the fan into the jacket. 4. The protective layer of petroleum products is a dielectric and therefore has good thermal insulation properties. The latter is favorable for preserving heat in the reaction zone and reducing the great heat transfer from the peregeted product to the wall of the apparatus. The thickness of the protective layer can be adjusted by internal and external fins of the apparatus. Moreover, the design of internal fringing should help reduce the heat transfer coefficient, for example, by forming stagnant zones near the wall. The cyclic layer is renewed or completely removed by alternating the cooling mode and heating the wall of the apparatus. In the latter case, prosperity, stop the supply of haladm agent in the cooling jacket of the device. The proposed Method for preventing coking apparatus is used under laboratory conditions and can be easily implemented in industry. Example. Raw materials - guDron of West Siberian and iefti has a density of 0.9927; coking ability of 12.3%; group chemical composition,%: paraffin-naphthenic hydrocarbons 13.06, aromatic hydrocarbons-light 13.18, average 31.17, heavy 7.78, resin 29.81, asphaltenes 2.61, carbides 0.13; initial boiling point is 444 ° C. The specified tar is subjected to cracking in a laboratory flow installation. The installation includes a raw material tank, a pump, a furnace for high-temperature heating of the raw materials, a reactor with cooled walls (test zone), condensing and separation equipment, electrical equipment and instrumentation. The feed stream passes through the furnace, test zone, condensation separation equipment in series. The temperature of the cooled walls is regulated by the supply of water and water vapor., The experiment is stopped when the furnace cools down or after a 24-hour continuous operation of the installation. The coking of the furnace is determined by the pressure increase (by 2 atm) at the entrance to the furnace. The condition of the inner surface of the apparatus walls is monitored visually and by the results of analyzes of deposits taken from the walls. The results of the experiments are given in the table. Examples 1-6 illustrate this method, examples 7.8 illustrate the method without cooling the wall of the apparatus.

Защитный слой из тугоплавких углеводородов, не растворимых в изооктане, не растворимых в толуоле, со средней толпцпюй 0,05 мм. Protective layer of refractory hydrocarbons, insoluble in isooctane, insoluble in toluene, with an average thickness of 0.05 mm.

При крекинге (в печи и зоне с охлаждаемыми стенками) выход газа достигает 5%, содержание; карбоидов и асфальтенов в жидком продукте возросло примерно в 7 раз, что соответствует глубине разложени сырь в промьсшленных услови х.When cracking (in the furnace and the zone with cooled walls) the gas yield reaches 5%, the content; Carboids and asphaltenes in the liquid product increased by about 7 times, which corresponds to the depth of decomposition of the raw material under industrial conditions.

Следовательно, применение данного защиты поверхности аппаратов от закоксобмвани обеспечивает достижение высокой глубины превращени нефт ного сырь без закоксовывани поверхности.Consequently, the use of this protection of the surface of the apparatus from coking ensures the attainment of a high degree of conversion of the oil feedstock without coking of the surface.

Claims

1. Method of protecting apparatuses against coking during thermal processing

heavy hydrocarbon feedstock by creating a protective film of oil products on the inner wall of the apparatuses, characterized in that, with a chain to improve the efficiency of the process, the walls of the apparatuses are additionally cooled to a temperature of 50-250 ° C2. Spbsob pop 1, characterized in that the cooling of the walls of the apparatuses shall be carried out with help of air, water or light oil products.

Sources of information taken into account in the examination 1. US patent N 3593968, cl. 261-118, published. 1971.

.

2. US patent No. 3674679, CL. 208-48, published. 1972 (prototype).