Способ получения олефиновых углеводородов — SU 1010105 (original) (raw)
Изобретение относится к способуполучениМ олефиновых углеводородвтермической переработкой углеводородного сырья и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также 5в теплоэнергетике.Известен способ получения олефиновых углеводородов путем термической переработки углеводородного сырьяв аппарате, на стенки которого нане Осено твердое покрытие из металлов.,их солей или окислов ( 1.Недост ат ком т ермичес кой переработки углеводородов в аппаратах, натеплообменные стенки которых нанесено твердое покрытие, является низкий выход целевых продуктов. Низкийвыход целевых продуктов обусловленмалоинтенсивным теплообменом междустенками и перерабатываемыми углеводородами (коэффициент теплоотдачисоставляет 60-600 ),м ч градКроме того, данный способ не позволяет проводить процесс более280 ч иэ-за значительного коксообразования.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ полу-.чения олефиновых углеводородов путемтермической переработки углеводородного сырья в присутствии расплавовметаллов, их солей или окислов (2 .Недостатками этого способа являются коррозионное и эроэионное раз- З 5рушение теплообменных стенок аппаратов под воздействием расплава металлов или их солей и продуктов пере. -работки, образование коксовых отложений, малые выходы целевых продуктов. Быстрое коррозионное и эроэионное разрушение аппаратов обусловлено, соответственно, непосредственным контактом плЕнки расплава с конструкционным материалом и нарушением сплошности ее на стенке аппарата. Образование коксовых отложений на несмоченных участках реактора ведет к снижению коэффициентатеплопередачи, увеличению времениконтакта и уменьшению выхода целевыхпродуктов.Цель изобретения - предотвращениеразрушения стенок аппаратуры и отложения кокса.Поставленная цель достигаетсяспособом получения олефиновых углеводОродов путем термической переработки углеводородного сырья в присутствии расплавов металлов, их солей илиокислов, причем процесс ведут в аппа-бОрате, на стенки которого нанесенопокрытие иэ металлов, их солей илиокислов, с которым расплав в процессетермической переработки образует краевой угол смачивания 0-90 б 5 Наличие смачиваемого расплавом металлов или солей твердого покрытия обеспечивает защиту теплообменных стенок аппаратов термической переработки углеводородов от коррозионного и эрозионного разрушения под воздействием расплава и продуктов переработки.В указанных условиях краевой угол смачивания находится в интервале 0-90 , что позволяет образовать на твердом покрытии сплошную устойчивую жидкую пленку. Создание жидкой пленки расплава на твердом покрытии обеспечивает защиту теплообменных стенок аппаратов.от коксоотложения за счет экранирования твердой поверхности от продуктов уплотнения углеводородов.В случае когде краевой угол смачивания составляет более 90 С, пленка жидкости может претерпевать разрывы (переход к ручейковому течению), что приводит к закоксовыванию тепло- обменной поверхности, ухудшению теплообмена и снижению выхода целевых продуктов.Способ термической переработки углеводородов в аппаратах с пленкой расплава металлов или солей на теплообменных стенках осуществляютследующим образом.Сырье подают в зону нагрева змеевика и далее при 350-500 С направляют в реакционную зону змеевика,обогреваемую горелками эа счет сжигания топлива. На внутреннюю поверхность стенки змеевика нанесено твердое покрытие из металлов, солей или окислов. При переходе из зоны нагрева в реакционную зону сырье захватывает расплав иэ устройства ввода иперемещает его в виде жидкой пленкиобразующейся на твердом покрытии,в направлении своего движения. Твердое покрытие иэ металлов, окислов или солей и металлический или солевой расплав выбираютсятак, чтобы крае-.:. вой угол смачивания расплава на твердом покрытии в условиях переработки углеводородов не превышал 90 О.Продукты реакции при 600-900 С направляются в зону закалки и охлаждаются там водой до 200- 400 ОС с получением нара, На внутреннюю поверхность эоны закалки, так же, как и зоны реакции, нанесено твердое покрытие, смачиваемое расплавом с краевым углом до 90 Далее в зоне сепарации целевые продукты отделяются от расплава и кокса. Целевые продукты выводятся иэ аппарата, а очищенный от кокса расплав возвращается в змеевик аппарата. П р и м е р 1. Проводят пиролиз бензиновой фракции с пределами кипения 80-180 С, Реакционная зона представляет собой обогреваемую трубу 52 104 с внутренним диаметром 10 мм из стали 1 Х 18 НЭТ. На внутреннюю поверхность трубы сначала наносят твердоепокрытие, состоящее из Ге 5 п. С этойцелью трубу обезжиривают бейзином,обрабатывают 15-ным раствором соляной кислоты, промывают горячей и холодной нодой, Далее трубу приводятв контакт последовательно с Флюсомсостава 65 вес.7 пС В 2, 20 вес. КС О,10 вес. МН 4 С 1, 5 вес.5 пС 12 при 10о160 С и затем с расплавом состава90 вес. РЬ, 10 вес, 5 п под слоемукаэанного Флюса при 380 С.оКраевой угол расплава с составом90 нес. РЬ, 10 вес. 5 п, определенный методом лежащей капли, составляет на твердом покрытии менее 30Для проведения процесса пиролизабензиновую фракцию вместе с укаэанным распланом при 550 С подают вореакционную зону и нагревают в нейдо 850 С. Продукты переработки,осодержащие 32 вес. этилена и 12 вес.пропилена, охлаждают в зоне закалкидо 400 С.Длина зоны реакции составляет25б м, время пребывания сырья в зоне -менее 0,1 с, степень превращениясырья - выше 98.В результате нанесения твердогопокрытия нэ Ге 5 п и последующей2ЗОподачи снинцово-олонянного расплава,краевой угол которого на твердомпокрытии составляет 30 С, коэффициент теплопередачи в реакционной зонеувеличивается более чем на порядок З 5(от 2,10 кДж/оград чв отсутствиитвердого покрытия и жидкой пленкидо 9;10 кДж/м . град ч при применении покрытия и пленки). После рабо- ,ты зоны реакции в течение 4-х мес 4 Обез ныжига кокса отложения кокса наней отсутствуют.П р и м е р2. Проводят закалкуводой продуктов пиролиза бензиновойфракции с пределами кипения 80-180 С 45с применением расплава состава90 вес. РЬ, 10 вес. 5 п Сначалана внутреннюю поверхность зоны закалки путем намораживания указанногорасплава наносят твердое покрытие.Затем подают расплав РЬ (90 вес. )5 п (10 вес,), краевой угол смачивания которого на намороженном покрытии составляет 0Длина зоны закалки составляет "55.0,8 м, диаметр 0,01 м время закалки ",менее 0,01 с, соотношение сырье:расплав - 5:1, расход воды - 26 л/ч. После работы эоны закалки в тече ние 4-х мес признаки разрушения стенки, а также отложение кокса на .стенке зоны отсутствуют. Коэффициент теплопередачи в зоне закалки вследствие применения смоченного расплавом 65 намороженного свинцово-оловянногопокрытия увеличивается более,чем напорядок (от 300 докДжм ч, град П р и м е р 3. Проводят пиролиэбензиновой фракции с пределами кипения 80-180 С. Реакционная эона представляет собой обогреваемую трубуиэ стали 1 Х 18 Н 9 Т внутренним диаметром10 нм. На внутреннюю понерхность нано.сят покрытие иэ окислов железа исвинца-твердый раствор составаГе О РЬО. Для этого трубу прогренают на воздухе при 850 С н течение30 мин для образования окислов железа, а затем, охладив до температурыокружающего воздуха, обезжиринают,На подготонленную таким образом поверхность при 870 С медленно подаюторасплав свинца. При контакте с кислородом воздуха свинец окисляется.В результате взаимодействия окисловсвинца с поверхностью реакционнуютрубы на ней образовывается окисноепокрытие состава ГепОРЬЯНО. Краевой угол расплава свинца йа окисномпокрытии, определенный методом лежащей капли, близок к нулю.Бензиноную фракцию вместе с укаэанным расплавом подают при 550 С нреакционную зону, где нагревают до850 ОС. Продукты переработки, содержащие 32 вес. этилена и 12 вес..пропилена охлаждают в зоне закалки до 400 С.Длина зоны реакции составляет б м,время пребывания сырья в зоне - менее 0,1 с. степень превращения сырьяныше 98. Коэффициент теплопередачив реакционной зоне составляет8 10 з кдж/мград ч.Реакционную трубу с нанесеннымпокрытием из окислов железа и свинца в течение б мес беэ выжига коксаи повышения давления на входе в систему используют для пронедения пиролиза бензина н присутствии расплава свинца. При осмотре внутреннейповерхности трубы по окончании испытаний отложения кокса не обнаружены.П р и м е р 4. Проводят пиролиэбензиновой Фракции с пределами кипения 80-180 С. Реакционная зона пред.станляет собой обогренаемую трубу свнутренним диаметром 10 нм иэ стали1 Х 18 Н 9 Т с нанесением на внутреннююповерхность твердым покрытием изокислов железа и свинца (см. пример 1),,Бензиновую фракцию при 550 ц пода.ют в реакционную зону и нагреваютв ней до 810 С, Длина эоны реакциисоставляет б м, время пребываниясырья в зоне - 0,4 с, степень превращения - 95,Эаказ 2405/12 Тираж 501 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Продукты переработки, содержащие 28 вес,3 этилена и 14,5 вес.% пропилена охлаждают в зоне закалки до 400 С, Коэффициент теплопередачи вореакционной зоне составляет 150 кДж/м град ч.Через 10 ч непрерывного пробега давление на входе в систему увеличивается с 1,2 до 1,8 ата. При визуальном контроле на внутренней поверхности реакционной зоны обнаружен слой кокса толщиной 2 мм,П р и м е р 5, При пиролизе бензиновой фракции с пределами кипения 80-180 ОС в присутствии расплава свинца (пример 3) покрытие на поверхность реактора иэ стали 1 Х 18 Н 9 Тпредварительно ее нанесено. Краевойугол расплава на необработанной поверхности стали, определенным методомлежащей капли, составляет 150 ф.При тех же параметрах процессах,что в примере 3, через 30 ч непрерывного пробега давление на входе 1 О в систему увеличивается с 1,2 до1,4 ата. При осмотре внутренней поверхности обнаружены локальные отложения.