CS239806B1 - A method of producing ethylene and acetylene - Google Patents
A method of producing ethylene and acetylene Download PDFInfo
- Publication number
- CS239806B1 CS239806B1 CS202684A CS202684A CS239806B1 CS 239806 B1 CS239806 B1 CS 239806B1 CS 202684 A CS202684 A CS 202684A CS 202684 A CS202684 A CS 202684A CS 239806 B1 CS239806 B1 CS 239806B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- temperature
- acetylene
- gas
- carbon monoxide
- residual gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Predmetom vynálezu je spósob výroby etylénu a acetylénu z ropných surovin vysokoteplctoou pyrolýzou. Ako nosič tepla, ktorý priamo odovzdáva energiu surovině sa používajú spaliny zvyškového' plynu, z ktorého sa odstraňuje okrem oxidu uhličitého aj oxid uholnatý nízkotepiotnou kondenzá- ciou alebo absorpčným delením. Takto vzniknutý pyroplyn obsahuje zvýšené množstvo žiadúcej Cz-frakcie na úkor obsahu oxidu uholnatého a uhličitého.The subject of the invention is a method for producing ethylene and acetylene from petroleum raw materials by high-temperature pyrolysis. The heat carrier, which directly transfers energy to the raw material, uses residual gas flue gases, from which, in addition to carbon dioxide, carbon monoxide is also removed by low-temperature condensation or absorption separation. The pyrogas thus formed contains an increased amount of the desired Cz fraction at the expense of the carbon monoxide and carbon dioxide content.
Description
233308233308
Vynález rieši spůsob výroby etylénu a/a-lebo acetylénu vysokoteplotnou pyrolýzouropy, ropných frakcií a/alebo uhlovodíkovs priamym stykom pyrolýzovanej surovinys nosičom tepla pri vydělovaní oxidov uhlí-ka.The present invention provides a process for the preparation of ethylene and / or acetylene by high temperature pyrolysis furnaces, petroleum fractions and / or hydrocarbons by direct contact of the pyrolyzed feedstock with a heat carrier in the separation of carbon oxides.
Vysokoteplotná pyrolýza ropy, ropnýqhfrakcií a/alebo uhlovodíkov je petrochemic-ký proces zhodnocujúci uhlovodíková suro-vinu na výrobu energeticky bohatých níz-kých uhlovodíkov, najma acetylénu a jehohomológov, za súčasnej produkcie olefínov,najmá etylénu a propylénu.High temperature pyrolysis of crude oil, petroleum and / or hydrocarbons is a petrochemical process that utilizes hydrocarbon feedstocks to produce energy-rich low hydrocarbons, especially acetylene and its homologues, while producing olefins, especially ethylene and propylene.
Na rozdiel od etylénových jednotiek, kdesa teplota pyrolýzy pohybuje do 850 °'C, vy-sokoteplotně pyrolýzy využívajú teploty nad1000 °C. Množstvo energie dodané surovině,ovplyvňuje priamo energetický obsah pro-duktov, predovšetkým poměr acetylén : ety-lén. Pri vyššom podjeli acetylénu sa koneč-ná teplota pyrolýzy pohybuje nad 1 200 °C,a preto váčšina úspěšných technologickýchpostupov volí pri dodávke energie pyrolýzepriamy styk ohrevného média so surovinou(Šlejnikov V. M.: Ustanovki po· proizvodstvuacetilena iz nefti i gaza, Moskva 1905).Unlike ethylene units, where the pyrolysis temperature is up to 850 ° C, high temperature pyrolysis uses temperatures above 1000 ° C. The amount of energy supplied to the raw material is directly influenced by the energy content of the products, especially the acetylene: ethylene ratio. At higher acetylene temperatures, the final pyrolysis temperature is above 1,200 ° C, and therefore most successful technological processes select the pyrolysis of the direct contact of the heating medium with the raw material (Šlejnikov V. M .: Ustanovki po · proizvodstvuacetilena iz nefti i gaza, Moscow 1905).
Ako ohrevné médium sa zvyčajne použí-vá já spaliny, či už časti suroviny (postupKELOGG, MONTECATINI ap.) alebo u nov-ších postupov čas i pyroplynu, ktorá sa che-micky nezužitkuje (postup HTP fy. HOECHST,KUREHA CHIYODA, BASF atď.). Na spalo-vanie sa používá čistý kyslík jednak na za-medzenie straty energie na ohřev inertnýchplynov, ale predovšetkým pre možnost vzni-ku oxidov dusíka pri vyšších teplotách.Typically, the flue gas is used as the heating medium, either the raw material portion (process KELOGG, MONTECATINI, etc.) or, in the newer processes, the time of the pyropolymer, which is not chemically utilized (the process of HTP by HOECHST, KUREHA CHIYODA, BASF etc. .). For the combustion, pure oxygen is used, both to prevent the loss of energy for heating the inert gases, but in particular to allow the formation of nitrogen oxides at higher temperatures.
Zvyškový plyn, používaný na spalovaniebežne obsahuje vodík, metán, oxid uholna-tý a uhličitý, uhlovodíky Cz a C3..4 frakciesa vo zvyškovom plyne vyskytujú v minimál-nych množstvách, nakolko ide o zužitkova-tel'né výrobky, príp. s možnosťou recykláciedo pyrolýzy. Časť zvyškového plynu je potřebné odpúš-ťať pre zamedzenie zvyšovania obsahu iner-tov (CO2, Na, Ar) v pyrolýze. Niéktoré pro-cesy (HTP proces) vydelujú CO2 z pyroply-nu ako samostatná zložku (Kamptner Η. K.:Chem. Eng.). (Feb. 28. 1966, p. 80 až 82.)The residual gas used for the combustion comprises hydrogen, methane, carbon monoxide and carbon dioxide, the hydrocarbons Cz and C3-4 fractions in the residual gas are present in the minimum amounts in terms of recoverable products or in the residual gas. with the possibility of recycling pyrolysis. Part of the residual gas needs to be vented to prevent incrementing (CO2, Na, Ar) content in the pyrolysis. Some processes (HTP process) divide the CO2 from the pyridine as a separate component (Kamptner Η K.:Chem. Eng.). (Feb. 28, 1966, pp. 80-82.)
Zloženie pyroplynu a výťažnosť pyrolýzje závislá na termodynamických rovnová-hách a kinetike jednotlivých parciálnychreakcií. Najvyššie výťažnosti májá dvojstup-ňové reaktory, pri ktorých sa vytvárajú v 1. stupni horiace spaliny a v 2. stupni savstrekuje surovina. V prvom stupni takýchto reaktorov sa vy-tvára teplota viac ako 2 600 "C, kedy dochá-dza k značnej radikálovej disociácii vačšinyvstupných zložiek, ako aj produiktov hore-nia. Pri nastreknutí suroviny do horúcejplazmy dochádza k jej rozštiepeniu až najednouhlíkové radikálové štěpy a k ich re-kombinácii. Na potlačenie degradačných re-akcií rozpadu uhlíkatých struktur až naelementárny uhlík sa používá jednak velmikrátká reakčná doba (řádové 10-3 s) a pří- davek vodnéj páry (sekundárná vodná pa-ra ) na účinný posun reakčných rovnováh. V reaktore prebiehajú predovšetkým tie-to reakcie: (Vvedenskij: Termodynamickévýpočty petrochemických pochodov, SNTZ1963):The pyropylene composition and pyrolysis yield depend on the thermodynamic equilibria and the kinetics of the individual partial reactions. The highest yields have two-stage reactors in which the combustion gases are produced in the first stage and the raw material is sprayed in the second stage. In the first stage of such reactors, a temperature of more than 2600 < 0 > C is formed, with considerable radical dissociation of most of the inlet components as well as upstream products. To combine the degradation reactions of the decomposition of carbonaceous structures to carbonaceous carbon, a large-scale reaction time (10-3 s) and an addition of water vapor (secondary water vapor) are used to effectively shift the reaction equilibria. in particular, there are those reactions: (Vvedensky: Thermodynamic Calculations of Petrochemical Processes, SNTZ1963):
2 Ur -}- O2 --2 H2O 2 CO + O2 ---> 2 CO22 Ur -} - O2 H2O2 CO + O2 ---> 2 CO2
2 CHi + 3 O2 ------ 2 CO + 4 H2O Ο,,Η?,, ► n ' CH2‘ H2O > H" +- OH" CO2 > CO + 0' 'CH2' >· C-j-2 H‘ n -CHť, CH3'---> a C2H2 + b CžHd + + CxHy V reakcii sa uplatňujú predovšetkým ra-dikálové štěpy kyslíka, vody a uhlovodíkov.Výsledný produkt je závislý od množstvaenergie, t. j. teploty a od nej závislého stup-ňa radikalizácie, ktorá ovplyvňuje reaktív-nosť vstupných látek, ďalej od reakčnéhočasu a cd zloženia spalného plynu a suro-viny.2 CHi + 3 O2 ------ 2 CO + 4 H2O Ο ,, Η? ,, ► n 'CH2' H2O> H "+ - OH" CO2> CO + 0 '' CH2 '> · Cj-2 H 'n -CH 3, CH 3' -> and C 2 H 2 + b C z H d + + C x H y In particular, radical grafts of oxygen, water and hydrocarbons are used in the reaction. The resulting product is dependent on the amount of energy, ie the temperature and the degree of radicalization, which affects the reactivity of the feedstock, further from the reaction time and the composition of the combustion gas and the raw material.
Teplota, reakcie pri danej konštrukcíi re-aktora je daná predovšetkým nmožstvom aivýhrevnosfou zvyškového plynu v pomere ksurovině a sekundárnej vodnej pare. Reakč-ný čas je daný konštrukciou a zataženímreaktora, ako aj účinnosfou kvenčovania(zastavenia) reakcie na výstupe z reaktora(Ja.p. pat. 1 460 638). V súvislosti s predmetom vynálezu sa zis-tilo, že reakčné rovnováhy výrazné ovplyv-ňujú oxidy uhlíka a koncentrácie radíkálov,ktoré sa na ich vzniku podielajú, respektivevznikajá pri ich rozklade. Doležitý je ichpoměr k uhlovodíkovej surovině a vodíku.Spalovanie zvyškového plynu prebleha zamierneho přebytku plynu (1 až 5 %), t. j.dochádza k úplnému zreagovaniu kyslíka. V reaktore je výrazné redukčná atmosfé-ra, a tak popři oxide uhličitom vzniká ajoxid uholnatý. Významná úlohu tu zohrávatiež kinetika spalovania dvoch zložiek zvyš-kového plynu — metánu a oxidu uholnatého.Vyššia rýchlosť spalovania, ako aj rovno-váha CO/CO2 posunutá značné v prospěchCO, má za následek narastanie obsahu oxi-du uholnatého.The temperature of the reaction in the given structure of the reactor is mainly due to the amount and the heating of the residual gas in the ratio of the soil and the secondary water vapor. The reaction time is determined by the design and loading of the reactor, as well as the efficiency of quenching the reaction at the outlet of the reactor (Pat. No. 1,460,638). In the context of the present invention, it has been found that the reaction equilibria significantly affect the carbon oxides and the concentrations of radicals involved in their formation and their decomposition. Important is their ratio to the hydrocarbon feedstock and hydrogen. The combustion of the residual gas takes place with a target gas excess (1 to 5%), i.e. the oxygen is completely reacted. There is a significant reduction atmosphere in the reactor, and carbon monoxide is produced in addition to carbon dioxide. The kinetics of combustion of two residual gas components, methane and carbon monoxide, also play an important role here. The higher combustion rate, as well as the CO / CO2 equilibrium shifted considerably in favor of CO, results in an increase in carbon monoxide content.
Vyšší obsah 00 vo zvyškovom plyne zni-žuje spalovaciu rýchlosť, t. j. pri velmi krát-ikej reakčnej době v reaktore má dopad naenergetické využitie zvyškového plynu a navýťažnosť procesu.The higher 00 content in the residual gas reduces the combustion rate, i.e., at a very short reaction time in the reactor, the energy utilization of the residual gas has an impact and the process yield.
Preto v zmysle nových poznatkov je po-třebné obsah CO v systéme minimalizovat.Pre udržanie hladiny inertov, najma dusíkaje potřebné časť recirkulovaného plynu zosystému vydělovat, avšak vysoká úroveň COsposobuje zníženie výťažkov C2-frakcíe.Therefore, in the sense of the present invention, the CO content of the system is to be minimized. To maintain the inert level, especially the nitrogen, the required portion of the recirculated gas is separated by the system, but a high level of CO 2 reduces the yields of the C2-fraction.
Sposob výroby etylénu a acetylénu z uh-lovodíkových surovin v zmysle predmetuvynálezu vysokoteplotnou pyrolýzou pri tep-lete 1 OOiO až 2 800 °C a tlaku 0,03 až 2,0 MPa 5 - s priamym stykom suroviny s nosičom re-' akčného tepla, ktorým sú spaliny zvyškové-ho plynu, který vzniká z pyroplynu vyděle-ním frakcií s ipočtom uhlíkev v molekuledva a viac a oxidu uhličitého, vyznačujúcisa tým, že sa zo zvyškového plynu vydělíoxid uhelnatý, na koncentráciu pod 15 % ,obj., s výhodou pod 5 % obj. fyzikálnymia/alebo chemickými postupmi. Výhodné jepoužit nízkoteplotnú kondenzáciu s násled-nou destiláciou, pri teplote —109 až —160stupňov C, pričom destilačný. zvyšok sa vra-cia do pyroplynu a/alebo na absorpčně de-lenie. Následovně příklady ilustrujú, ale nevy-medzujú .možnosti využitia: P r í k lad 1The process of producing ethylene and acetylene from hydrocarbon feedstocks in accordance with the invention by high temperature pyrolysis at a temperature of 10-10 800 ° C and a pressure of 0.03 to 2.0 MPa 5 - with direct contact of the feedstock with the heat recovery carrier which are the flue gas of the residual gas which is generated from the pyrolysis by dividing the fractions including carbon in the molecule and more and the carbon dioxide being characterized by separating the carbon monoxide from the residual gas to a concentration below 15%, preferably below 5% by volume physical / or chemical procedures. It is preferred to use a low temperature condensation followed by distillation at a temperature of -109 ° C to 160 ° C with distillation. the remainder is returned to the pyropolymer and / or to the absorption decomposition. In the following, the examples illustrate, but do not limit, the use of the invention
Na dvojstupňovom pyrolýzuom reaktoresystému HTP Hoechst sa pyrolýzuje uhlovo-díková surovina primárný 1’ahký benzín o zložení: parafíny nafteny aromáty olefíny 72 až 77 % hmot.22 až 26 % hmot. 0,9 % hmot,0,1 % hmot.On the two-stage pyrolysis of the HTP Hoechst reactor, the hydrocarbon feedstock is primary gasoline, composed of: paraffins naphthenes aromatics olefins 72 to 77% by weight2 to 26% by weight. 0.9 wt.%, 0.1 wt.
Destilačné rozmedzie suroviny je 30 až120 °C. Primárný benzín sa v benzínovéj ivy-pierke pyroplynu obohacuje o nasýtenú C3až C5 fralkciu pyroplynu (15 až 17 % z cel-kového množstva) a splynený a ohriaty na180 °C vstupuje do reaktora.The raw material distillation range is 30 to 120 ° C. Primary gasoline is enriched in saturated pyrrole gas with a saturated C 3 to C 5 pyrrole fraction (15 to 17% of total) and gassed and heated to 180 ° C enters the reactor.
Do prvého stupňa reaktora vstupuje kys-lík a zvyškový plyn v přebytku 4 % o zlo-žení: vodík 62,5 % obj. metán 1.6,0 % obj. oxid uholnatý 20,0 % obj, ostatně (dusík, argon, etylén) 1,5 % obj.Oxygen and residual gas entering the first stage of the reactor are in excess of 4% of the compound: hydrogen 62.5% v / v methane 1.6.0% v / v carbon monoxide 20.0% v / v, moreover (nitrogen, argon, ethylene) 1.5% vol.
Sekundárná vodná para sa přidává o tep-lete 380 QC a množstve. 70 % váh. suroviny.Množstvo plynu je 52 % váh. suroviny.Secondary water vapor is added at a temperature of 380 QC and the amount. 70% by weight. The amount of gas is 52% by weight. raw materials.
Hořením plynu sa vytvára teplota 2 600stupňov C a po přidaní suroviny je reakčnáteplota 1 200 až 1 250 °C. Tlak v reaktore je0,3 MPa. Reakčný čas je 1 až 10~3 s. Vyro-bený pyroplyn sa ochladzuje na 250 °C, ďa-lej sa kondenzujú vyššie podiely a voda.By burning the gas, a temperature of 2500 degrees C is formed, and after the feedstock is added, the reaction temperature is 1200 to 1250 ° C. The pressure in the reactor is 0.3 MPa. The reaction time is from 1 to 10 -3 s. The pyridine gas produced is cooled to 250 ° C, higher portions are condensed and water is condensed.
Po ochladení na —30 °C a oddělení C3 ažC5 frakcie má pyroplyn zloženie: ιθ/ο obj. % hmot.After cooling to 3030 ° C and separation of the C 3 to C 5 fraction, the pyrrole gas has the composition: θθ / ο v / v% v / v.
BB
Nižšia výfažriosť na acetyléu a etylén jesposobsná nedokonalým oddělením frakcieoxidov uhlíka, spočívajúcou v oddělení CO2.a odpuštěním časti zvyškového plynu zo sy-stému. Vačšla časť oxidu uhoínatého sa vra-cia do reaktora vo zvyškovom plyne. Příklad 2 rovinu v zložení: vodík metán oxid uholnatýdusík, .argon, etylén 1 S:16 % 1 přivá-na su- 65,5 % obj. 17,6 % obj. 15,5 % obj. ,i;-s % obj.The lower acetylene and ethylene depletion is due to the imperfect separation of the carbon oxides, consisting in the separation of CO 2 and the release of part of the residual gas from the system. A portion of the carbon monoxide was returned to the reactor in the residual gas. Example 2 Plane in the composition: hydrogen methane oxide carbon monoxide, .argon, ethylene 1 S: 16% 1 binds to 65.5% v / v 17.6% v / v 15.5% v / v, i; Art.
Množstvo .a zloženie suroviny ako aj množ-stvo sekundárnej vodnej páry zostáva ne-změněné.The amount and composition of the feedstock as well as the amount of secondary water vapor remain unchanged.
Zloženie pyroplynu po oddělení ťažšíchpodielov. vody, C3 až Cs frakcie je následov-ně: % obj. % obj acetylén 12,6 16,5 etylén 12,0 17,0 vodík 33,5 3,4 metán 13,0 ’ ' 10,5 oxid uholnatý 13.5 19,1 oxid uhličitý 14,5 32,2 inerty 0,9 1,3The composition of the pyrope after separation of the heavier parts. water, the C3 to Cs fraction is as follows:% vol% vol acetylene 12.6 16.5 ethylene 12.0 17.0 hydrogen 33.5 3.4 methane 13.0 '' 10.5 carbon monoxide 13.5 19 , 1 carbon dioxide 14.5 32.2 inerts 0.9 1.3
Vyšší obsah acetylénu a etylénu sposobujezníženie obsahu oxidu uhoínatého vo zvyš-kovom plyne, sposobené čiastoěným'rozdě-lením pyroplynu na vodíkovú a metánovúfrakciu, pričom CO sa nachádza najma vmetánovej fralkcii. Na zvyškový plyn sa po-užívá najma vodíková frakcia, ktorej pří-padné výkyvy sú vyrovnávané z tlakovéhoplynojemu. Tým sa šetří zemný plyn při ná-běhu zariadenia, ale najma znižuje sa dobanáběhu zariadenia. Příklad 3The higher content of acetylene and ethylene results in a reduction of the carbon monoxide content of the residual gas caused by the partial separation of the pyrolysis gas into hydrogen and methane fractions, with CO being mainly present in the methane fraction. In particular, a hydrogen fraction is used for the residual gas, the possible fluctuations of which are equalized from the pressure gas cylinder. This saves natural gas when the machine is started up, but it reduces the running time of the machine. Example 3
Na zariadenie ako v příklade 1 sa přivádza zvyškový plyn v množstve 32,6 % na surovinu o zložení: vodík metán oxid uholínatýdusík, argon, etylén 73,8 '% obj.,19,7. % obj.5,0 % obj. 1,5 % obj. acetylén 12,0 15,1 etylén 11,5 15,6 vodík 31,8 3,1 metán 13,0 10,1 oxid uholnatý 14,2 19,3 oxid uhličitý 16,6 35,5 inerty 0,9 1,2Residual gas is supplied to the apparatus as in Example 1 in an amount of 32.6% to the feedstock of the composition: hydrogen methane oxide carbon monoxide, argon, ethylene 73.8% v / v, 19.7. % vol.5.0% vol 1.5% vol acetylene 12.0 15.1 ethylene 11.5 15.6 hydrogen 31.8 3.1 methane 13.0 10.1 carbon monoxide 14.2 19 3 carbon dioxide 16.6 35.5 inerts 0.9 1.2
Množstvo a zloženie suroviny ako aj množ-stvo sekundárnej vodnej páry zostáva ne-změněné.The amount and composition of the feedstock as well as the amount of secondary water vapor remain unchanged.
Zloženie pyroplynu po oddělení ťažšíchpodielov, vody, C3 až C5 je následovně:The composition of the pyropolymer after the separation of the heavier parts, water, C3 to C5 is as follows:
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS202684A CS239806B1 (en) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | A method of producing ethylene and acetylene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS202684A CS239806B1 (en) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | A method of producing ethylene and acetylene |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS239806B1 true CS239806B1 (en) | 1986-01-16 |
Family
ID=5356150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS202684A CS239806B1 (en) | 1984-03-21 | 1984-03-21 | A method of producing ethylene and acetylene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS239806B1 (en) |
-
1984
- 1984-03-21 CS CS202684A patent/CS239806B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4134824A (en) | Integrated process for the partial oxidation-thermal cracking of crude oil feedstocks | |
| DE69415728T2 (en) | Partial oxidation process for the production of a stream of hot purified gas | |
| US4115467A (en) | Hydrocarbon conversion process | |
| US2621216A (en) | Production of ethylene | |
| AU621293B2 (en) | Processing nitrogen-rich, hydrogen-rich, and olefin-rich gases with physical solvents | |
| US4074981A (en) | Partial oxidation process | |
| US1957743A (en) | Production of hydrogen | |
| NO157756B (en) | PROCEDURE AND APPARATUS FOR EXAMINATION OF PROPERTIES AND BASIC INFORMATION SURROUNDING A BORING HOLE. | |
| US4487683A (en) | Acetylene from coal and an electric arc | |
| PL141831B1 (en) | Method of manufacture of acetylene and synthesis gas or reduction gas from the coal in arc process | |
| US3765851A (en) | Gas production | |
| US3252774A (en) | Production of hydrogen-containing gases | |
| DE2413576A1 (en) | PROCESS FOR CRACKING HYDROCARBONS | |
| Egloff et al. | The decomposition of the paraffin hydrocarbons | |
| US3784364A (en) | Production of fuel gas | |
| US2813919A (en) | Process for manufacture of acetylene | |
| US3441395A (en) | Production of combustible gases | |
| CS239806B1 (en) | A method of producing ethylene and acetylene | |
| US2951886A (en) | Recovery and purification of benzene | |
| GB929136A (en) | Improvements in or relating to the production of acetylene and ethylene | |
| US4412908A (en) | Process for thermal hydrocracking of coal | |
| Miura et al. | Flash pyrolysis of coal in solvent vapor for controlling product distribution | |
| US2682447A (en) | Process for production of hydrogen cyanide and acetylene | |
| NO791105L (en) | RECOVERY OF NON-GLASSIFIED SOLID FUEL PARTICLES FROM WATER SUSPENSION | |
| CA1044894A (en) | Substitute fuel gas generation |