SU688516A1 - Способ термической переработки углеводородного сырь - Google Patents

Description

кой за счет увеличени  коэффициента теплоотдачи до ккал/м ч-град 2.

Основным недостатком данного способа  вл етс  то, что подвод тепла к внешней поверхности стенки зоны пиролиза путем сжигани  топлива недостаточно интенсивен по сравнению с отводом тепла от внутренней поверхности стенки зоны пиролиза, смоченного расплавом. Дальнейшее увеличение интенсивности теплоотвода путем излучени  затруднено в св зи с резким снижением КПД печи в результате неполноты сгорани  топлива, высокой температуры отход щих дымовых газов и т. д.

Другим недостатком способа  вл етс  неэффективный теплообмен между внешней поверхностью стенки зоны охлаждени  и охлалсдаюш,им агентом. В результате лимитируюш ,ей стадией теплообмена в известном способе переработки становитс  подвод тепла в зону пиролиза и отвод тепла из зоны охлаждени . Невысока  интенсивность теплоотвода в зону пиролиза и теплоотвода из зоны охлаждени  предусматривает значительные размеры змеевика и печных агрегатов , что затрудн ет дальнейшее повышение их единичной мошности; а также увеличению пребывани  сырь  в зонах пиролиза и охлаждени  и к увеличению выхода нежелательных побочных продуктов. Так при пиролизе углеводородов увеличение времени пребывани  сырь  в зоне пиролиза уменьшает выход олефинов, ценного сырь  дл  р да процессов, и повышает выход малоценного метана.

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  повышение эффективности процесса - сокраш,ение размеров зон нагрева, пиролиза и охлаждени  углеводородов и увеличение выхода целевых продуктов за счет повышени  интенсивности теплообмена.

Цель достигаетс  тем, что в способе термической переработки углеводородного сырь  путем пропускани  его через зону нагрева с последующей подачей нагретого сырь  в зону пиролиза, осуществл емого с дополнительным подводом тепла с использованием в качестве теплоносител  расплавов металлов или их солей в виде пленки и дисперсии в потоке сырь  и подачей полученных продуктов в зону охлаждени  с использованием в зонах нагрева, пиролиза и охлаждени  косвенного теплообмена, косвенный теплообмен осуществл ют с помощью теплоносител  в виде расплава металлов или их солей, циркулирующего в замкнутой системе с источником принудительного нагрева последовательно через зоны пиролиза, охлаждени  и нагрева.

Такой способ подвода тепла в зону пиролиза углеводородов вследствие высокой эффективности теплопередачи от циркулирующего теплоносител  к внешней поверхности стенки зоны пиролиза (коэффициент теплоотдачи 10 ккал/м ч-град) позвол ет

по сравнению с прототипом в 5-10 раз увеличить теплонапр женность стенки зоны пиролиза от 10 -5-10 ккал/м ч-град при огневом нагреве, до 10 -5-10 ккал/м ч-град при нагреве теплоносителем и следовательно в 5-10 раз уменьшить размеры зоны пиролиза углеводородов.

Нар ду с этим отвод тепла из зоны охлаждени , осуществл емый циркулирующим теплоносителем, позвол ет увеличить общий коэффициент теплопередачи в зоне охлаждени  в 2-5 раз (от 10 ккал/м ч-град при отводе тепла из зоны охлаждени  паром высокого давлени  до 5-10

ккал/м2 ч-град при циркул ции теплоносител ) и следовательно в 2-5 раз сократить размеры зон охлаждени . Сокращение размеров зон пиролиза и охлаждени  углеводородов приводит к уменьшению времени

пребывани  продуктов и сырь  в указанных зонах, что увеличивает выход целевых продуктов.

. Применение данного способа позволит уменьшить размеры технологического оборудовани  в целом почти на два пор дка. Объем печи с огневым обогревом составл ет 500 м в то врем  как объем аппарата, реализующего данный способ, составл ет 10 мз.

Процесс переработки провод т следующим способом (см. чертеж). Углеводородное сырье А, нагретое в зоне 1 нагрева углеводородов ,  вл ющегос  зоной предварительного нагрева, подают через смеситель

2 вместе с расплавом в зону 3 пиролиза углеводородов. В зоне пиролиза расплав образует подвижную пленку на стенках и одновременно пленку и дисперсию капель в потоке перерабатываемых продуктов. Углеводородное сырье в зоне 3 подвергаетс  дальнейщему нагреву и химической переработке с образованием целевых и побочных продуктов. Побочные продукты могут быть газообразными, жидкими и твердыми (впоследнем случае кокс).

Продукты переработки углеводородного сырь  поступают вместе с расплавом в зону 4 охлаждени . Охлажденные продукты переработки вместе с расплавом направл ют в аппарат 5, в котором происходит отделение газообразных продуктов В от расплава . Далее расплав отдел ют от кокса С и возвращают в цикл по контуру 6 через смеситель 2. Предварительно нагретое в зоне нагрева углеводородное сырье проходит через зоны смешени  расплава с углеводородным сырьем, пиролиза и охлаждени  углеводородов несколькими потоками.

Жидкий теплоноситель, нагретый в зоне

нагрева теплоносител , представл ющей собой  дерный реактор или теплообменник, в котором греющим агентом  вл етс  теплоноситель  дерного реактора, направл ют при помощи насоса 8 по замкнутому контуру 9 в зону пиролиза углеводородов. В зоне 3 теплоноситель отдает тепло на нагрев и переработку углеводородного сырь  и затем поступает в зону 4 охлаждени , где оно нагреваетс  за счет охлаждени  продуктов переработки. Далее теплоноситель последовательно поступает в зону 1 нагрева углеводородов ,  вл ющийс  зоной предварительного нагрева, и вновь возвращаетс  в зону 7 нагрева теплоносител . В качестве теплоносител  примен ют расплавленные металлы и их смеси, например, щелочные металлы и их смеси, свинец, висмут, смесь свинец - висмут, галлий, индий, алюминий, а также расплавленные соли, например нитратнитритна  смесь.

Пример. Бензиновую фракцию с температурами н. к. 80-186°С вместе с вод ным паром в количестве 20 вес.% под давлением 2 атм при температуре 20°С направл ют в зону 1 нагрева углеводородов,  вл ющейс  зоной предварительного нагрева. Туда же из зоны 4 охлаждени  по замкнутому контуру поступает жидкий литий при температуре 749°С. Испаренный и нагретый до 300°С бензин, а также поступающий по контуру 6 расплав вместе с расплавом ввод т в зону 3 пиролиза углеводородов. В зоне пиролиза бензин через стенку нагревают жидким литием, поступающим из зоны нагрева теплоносител  при температуре 1000°С в зону пиролиза углеводородов. Далее продукты переработки, содержащие 41 вес. % этилена, 15 вес. % пропилена, 21 вес. % т желых фракций поступают вместе с расплавом при 900°С в зону 4 охлаждени , где они через стенку охлаждаютс  до 400°С циркулирующим жидким литием. Температура лити  при входе в зону охлаждени  350°С.

Длина зоны пиролиза углеводородов при расходе сырь  3 т/ч составл ет 8 м, врем  пребывани  сырь  в зоне пиролиза менее 0,04 с, степень превращени  сырь  выше 98%. Длина зоны охлаждени  составл ет 2 м, врем  охлаждени  продуктов менее 0,01 с. Весовое отношение расплава к сырью 0,2.

Использование данного способа переработки углеводородов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а)сокращение длины зоны пиролиза с 80 до 8 м;

б)сокращение площади зоны охлаждени  с 13 до 0,6 м2 и переход от многотрубчатой конструкции зоны охлаждени  к конструкции труба в трубе;

в)сокращение объема печного агрегата с 500 до 10 м

г)увеличение выхода этилена от 26-28 до 40-42 вес. %.

Перечисленные преимущества обусловлены интенсификацией теплообмена от внещнего источника тепла к стенке - в зоне пиролиза углеводородов и от стенки к охлаждающему агенту - в зону охлаждени  углеводородов . В св зи с этим, как следует из приведенных данных, основные конструктивные параметры способа пиролиза измен ютс  более, чем на пор док, чтоприводит к качественно новому конструктивному рещению устройства, реализующего способ переработки углеводородного сырь .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Способ термической переработки углеводородного сырь  путем пропускани  его через зону нагрева с последующей подачей

   нагретого сырь  в зону пиролиза, осуществл емого с дополнительным подводом тепла , с использованием в качестве теплоносител  расплавов металлов или их солей в виде пленки и дисперсии в потоке сырь  и подачей полученных продуктов в зону охлаждени , с использованием в зонах нагрева, пиролиза и охлаждени  косвенного теплообмена , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса,

   косвенный теплообмен осуществл ют с помощью теплоносител  в виде расплава металлов или их солей, циркулирующего в замкнутой системе с источником принудительного нагрева последовательно через

   зоны пиролиза, охлаждени  и нагрева.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 249370, кл. С 10G 9/34, 1967.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 341320, кл. С 10 G 9/34, 1970.