УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ НИЗШИХ ОЛЕФИНОВ

Полезная модель относится к области нефтехимической промышленности и предназначена для получения низших олефинов пиролизом углеводородного сырья в трубчатых печах.
При эксплуатации установок по получению низших олефинов, включающих трубчатые печи, главные сложности возникают, когда приходится менять один вид сырья на другой или использовать в зависимости от обстоятельств два вида сырья одновременно - газообразное и жидкое. Нестабильность состава смеси жидкого и газообразного сырья приводит к нарушению технологического режима работы оборудования и затрудняет управление процессом пиролиза, в результате чего снижается выработка целевых компонентов. Наиболее устойчивой является бутан-бензиновая смесь, однако выход этилена и пропилена колеблется в пределах 14-20 и 9-14% масс., соответственно (Н.Н.Щавелева, А.А.Кукушкина «Зависимость выхода олефиновых углеводородов от состава подаваемых на пиролиз бензиновых фракций», «Нефтепереработка и нефтехимия», 1990, №12, стр.16-19), что очень мало по сравнению с выработкой этих олефинов из газообразного или жидкого сырья в отдельности.
3
4
В некоторых случаях строят этиленовые установки, гибкие в пределах этан-прямогонный бензин. Однако эти установки дополнительно по сравнению с установкой пиролиза этана содержат аппараты, специфичные для установки пиролиза прямогонного бензина, например, колонну первичного фракционирования, систему масляной дозакалки колонны разделения фракций С и С и др. Число печей пиролиза, требуемое для производства на установке заданного количества олефинов, будет меняться в зависимости от вида перерабатываемого сырья вследствие изменения расхода его и выходов продуктов (Oil and Gas J., 1975, v.73, №19, p.96-99).
Задача пиролиза смеси легкого и тяжелого сырья решается изменением конструкции трубчатой печи. Например, известно устройство для пиролиза легкого и тяжелого сырья, имеющее 4 параллельных зоны конвекции и 1 зону облучения. На первом этапе процесса, предварительно нагревают легкое сырье до температуры ≥300°С, затем смешивают его с тяжелым сырьем и нагревают до температуры начала крекинга легких углеводородов 780-920°С, после чего все подают в зону перемешивания при температуре ≥400°С, а потом в зону пиролиза (Заявка Франции №2710070, МПК С 10 G 51/02, опубл. 24.03.95).
Недостатком является то, что в данном процессе нельзя использовать типичную печь пиролиза, которую приходится модернизировать и дополнять блоками нагрева и перемешивания сырья.
5
Известна установка по получению низших олефинов, на которой в трубчатой печи пиролиза проводят последовательный пиролиз жидкого нефтяного сырья в течение 12-48 часов, а затем газообразного сырья вместе с жидким при содержании его в сырье 5-18% масс.(А.С. СССР №1616956, МПК С 10 G 9/16, опубл. 30.12.1990).
Недостатком установки является необходимость ее дополнения узлом смешения газообразного и жидкого сырья и попеременной подачи в печь разных видов сырья.
3
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является модернизированная печь пиролиза, в которой предусмотрено смешение легкого сырья с тяжелым путем рассредоточенной подачи нагретого до температуры начала разложения легкого сырья по длине зоны реакции в 3-5 точках в частично конвертированное сырье (А.С. СССР №1616954, МПК С 10 G 9/14, опубл. 30.12.1990).
Недостатком предложенной конструкции является необходимость подачи легкого сырья в зону реакции, которая, как известно, находится внутри трубчатой печи пиролиза, что сопряжено с технологическими и противопожарными трудностями.
Задачей полезной модели является разработка устройства, позволяющего проводить пиролиз смеси легкого и тяжелого углеводородного сырья.
Поставленная задача решается установкой получения низших олефинов пиролизом смеси легкого и тяжелого углеводородного сырья, включающей трубчатую печь с многосекционным пирозмеевиком и трубопроводы подачи тяжелого и легкого сырья в пирозмеевик, при этом она дополнительно оборудована узлом ввода и регулирования подачи легкого сырья в трубопроводы подачи тяжелого сырья, установленным после клапанов регулирования расхода тяжелого сырья.
Сущность предложенной полезной модели заключается в модернизации установки получения низших олефинов, а именно, входного участка многосекционного пирозмеевика с параллельными трубами трубчатой печи таким образом, чтобы подача легкого сырья (этан, пропан, пропан-бутановая смесь, бутан, сжиженный нефтяной газ) осуществлялась прямо в трубопроводы подачи тяжелого сырья в многосекционный пирозмеевик, где и происходит смешение двух видов сырья, причем подача легкого сырья в трубопровод подачи тяжелого сырья осуществляется после клапанов регулирования расхода тяжелого сырья (прямогонный бензин или другая углеводородная фракция), при этом на трубопроводе подачи легкого сырья устанавливают узел ввода и регулирования подачи легкого сырья непосредственно перед входом в многосекционный пиролизный змеевик и после клапанов регулирования расхода тяжелого сырья (прямогонный бензин), при этом на трубопроводе подачи легкого сырья устанавливают обратный и запорно-регулирующий клапаны и регулятор расхода, после которого в узле ввода и регулирования трубопровод подачи легкого сырья делится на четыре потока, на каждом из четырех трубопроводов устанавливают клапаны подачи легкого сырья в трубопровод подачи тяжелого сырья, а перед ними устанавливают ограничительные шайбы.
«Новизна» полезной модели заключается в наличии непосредственно перед входом в многосекционный пиролизный змеевик, после клапанов регулирования расхода тяжелого сырья (прямогонный бензин), дополнительного узла ввода и регулирования подачи легкого сырья, в котором трубопровод подачи легкого сырья разветвляется на четыре потока, на каждом устанавливают клапаны подачи легкого сырья в трубопровод подачи тяжелого сырья, а перед ними устанавливают ограничительные шайбы, при этом на трубопроводе подачи легкого сырья до дополнительного узла устанавливают обратный и запорно-регулирующий клапаны и регулятор расхода, что не описано в прототипе.
«Промышленная применимость» доказывается проверкой возможности работы установки получения низших олефинов.
Четырех поточный пирозмеевик 1 (Фиг.) трубчатой печи пиролиза 2 подсоединен к четырем трубопроводам подачи тяжелого сырья 3. После клапанов регулирования расхода тяжелого сырья 4 в эти трубопроводы 3 врезаны четыре ветки трубопровода подачи легкого сырья 6, который разветвляется на четыре потока в узле ввода и регулирования подачи легкого сырья в трубопровод подачи тяжелого сырья, при этом на трубопроводе подачи легкого сырья 6 до дополнительного узла устанавливают обратный 7 и запорно-регулирующий клапаны 8 и регулятор расхода 9, а после разветвления его в узле на четыре потока устанавливают на каждый из них клапан 5 подачи легкого сырья в каждый из четырех трубопроводов 3, при этом перед клапанами 5, устанавливают ограничительные шайбы 10.
Трубчатая печь работает следующим образом: в каждый из четырех змеевиков 1 поступает смесь тяжелого и легкого сырья, которая образуется в трубопроводе подачи тяжелого сырья в месте врезки четырех трубопроводов подачи легкого сырья, которое через клапаны 5 поступает из узла подачи и регулирования расхода легкого сырья, куда оно поступает по трубопроводу 6, оборудованному обратным 7 и запорно-регулирующим 8 клапанами и регулятором 9. Расход тяжелого сырья регулируется клапанами
регулирования 4, установленными на трубопроводе 3 до места врезки трубопровода 6 подачи легкого сырья в трубопровод 3. Расход подачи легкого сырья в каждый из трубопроводов 3 регулируется ограничительными шайбами 10, установленными перед клапанами 5 подачи легкого сырья в каждый из трубопроводов подачи тяжелого сырья.
Предлагаемая установка позволяет при минимальной модернизации входного участка многосекционного пирозмеевика направлять на пиролиз смесь легкого и тяжелого сырья и получать приемлемые выходы низших олефинов, т.е. появляется возможность при необходимости увеличивать выход целевых продуктов, добавляя к тяжелому сырью легкое, не изменяя при этом конструкцию пирозмеевика внутри печи пиролиза.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет пиролизовать два разных вида сырья в стандартной трубчатой печи пиролиза после минимальной ее модернизации, что несомненно эффективно для действующего производства, при этом обеспечивается пожарная и взрывобезопасная работа установки получения низших олефинов.