SU17541A1 - Method of heat treatment of mineral oil - Google Patents

Description

Предлагаемое изобретение касаетс  способа тепловой обработки минерального масла дл  превращени , путвтл крэкировани , высококип щих углеводородов в низкокип щие. С целью воспреп тстрован;1  отлЬжению на стенках аппарата кокса и т желых углеводородов, содержащих во взвешенном состо нии смолу, углероды и другие загр зн ющие составные части, в предлагаемом способе врэ|шруемое масло прогон ют под давлением через систему нагреват ельных змеевиков. При этом масло в указанных змеевиках сначала нагреваетс  до тёмпера туры начала крэкинга в пределах 449- 466 С, затем его рхлаждают на С и, наконец, вновь нагревают выше точки первого нагрева, но не выше 482 C..g Предлагаемый способ тепловой обрабрт}са минерального масла, по сн емый схема- тическим чертежом, заключаетс  в ,том, что ИСХОДНЫЙ материс1л предварительно подогревают в теплообменнЬм прйспосо лении 1, откуда он, с целью частичного расщеплени , по трубе а утечет в приемник; 2, где из него выдел ютс  газрлиновые пары. После этого 6,бра6ат )Ь1ваемый материал по трубе 16 перетекает в Приемник 3, откуда откачиваетс  по трубе 1 и поступает в теплообменное приспособление 4, где подвергаетс  дальнейшему нагреванию. Отсюда по трубе с обрабатываемый материал протекает в расщепл ющий аппарат 5, из которого он по трубе d поступает в теплообменное приспособление 4 и, затем, через редукционный клапан 23-в трубу е, откуда он попадает в испаритель 6 (где материал этот может быть обрабатываем помощью паровой брызгалки дл  соДействи  разделению паров и конденсата). Из испарител  6 пары, двига сь в виде встречного тока, попадают в стекающий наподобие дождевых струй подогретый материал в приемнике 2 и отсюда поступают в ректификационную крлбнну 8. Днище этой колонны нагреваетс  кип тильником (отопительной трубой) 11. Насос 121 отсасывает марло из нижней части колонны 8 через кип тильник 11 и снова вводит его в эту же колонну 8 на небольшом рассто нии от ее днища. Подымающиес  в колонне 8 пары попадают в теплообменное приспособление 1, а отсюда через водоохладитель 26-в резервуар 27. Часть газолина может откачиватьс  из этого резервуара 27 в верхний конец колонны 8. Петролезгм и легкоеThe present invention relates to a method of heat treating mineral oil for the conversion, put cracking, of high boiling hydrocarbons to low boiling. In order to prevent; 1 on the walls of the apparatus of coke and heavy hydrocarbons containing suspended resin resin, carbon and other contaminating components, in the proposed method, rotating oil is passed under pressure through a system of heating coils. At the same time, the oil in these coils is first heated to the temperature of the start of cracking within 449- 466 C, then it is cooled to C and, finally, reheated above the first heating point, but not higher than 482 C..g mineral oil, as seen in the schematic drawing, is that the INITIAL MATERIAL is preheated in heat exchanger procedure 1, from where it, for the purpose of partial splitting, flows through the pipe and into the receiver; 2, where gazeline vapors are separated from it. Thereafter, 6, b6a) b1w material, through pipe 16, flows into Receiver 3, from where it is pumped out through pipe 1 and enters heat exchange device 4, where it is subjected to further heating. From here, the pipe with the processed material flows into the splitting apparatus 5, from which it passes through the pipe d to the heat exchange device 4 and then through the reducing valve 23 to the pipe e, from where it enters the evaporator 6 using steam sprayers to facilitate vapor and condensate separation). From the evaporator, 6 pairs, moving in the form of a countercurrent, enter the heated material flowing in the rain jets in the receiver 2 and from there enter the rectification outlet 8. The bottom of this column is heated by a boiler (heating pipe) 11. The pump 121 sucks the oil from the bottom of the column column 8 through boiler 11 and re-introduces it into the same column 8 at a short distance from its bottom. The steam rising in the column 8 enters the heat exchange device 1, and from there through the water cooler 26 into the tank 27. Part of the gasoline can be pumped out of this tank 27 to the upper end of the column 8. Petrolesg and light

газовое масло забираютс  из нижней части колонны 8 и могут быть сохран емы отдельно или ж,е отвод тс  обратно в резервуар дл  Производства дальнейшего расщеплени .gas oil is taken from the bottom of the column 8 and can be stored separately or well, it is diverted back to the tank for further splitting.

Через подогреватель 1 или же через обходный канал масло движетс , предпочтительно , под действием собственного веса или же нагнетаетс  насосом 12 и отсюда попадает в брызгалку л , устроенную в верхнем конце башни 13 приемвира 2, при чем масло это подводитс  определенными количествами так, что, например , сыра  нефть получает в подогревателе температуру С. Башн  13 устроена таким образом, что нагретые газы и пары из испарител  6 попадают по трубе 15 в приемник 2, двига сь при этом навстречу направл ению разбрызганной наподобие дожд  струи материала из брызгалки а . Распыленна  таким путем стру  материала конденсируетс  в башне 13 с отделением паров от нерасщепленных, но подвергшихс  испарению фракций; содержащеес  же в парах тепло служит дл  нагревани  поступаг-ощего в виде распыленной струи подогретого материала и дл  испарени  его легко текучих составных частей. Башн  13 при помощи трубы 14 соедин етс  вблизи своего верхнего конца с колонной 8 дл  вытекани  летучих составных частей. От днища башни 13 отходит выпускна  т.руба 16, по которой обрабатываемый материал и конденсированные летучие фракции паров из испарител  б попадают в приемник 3. Приемник этот соединен трубой 17 с башней 13 дл  возможности обратного прохода в эту башню могущих еще оказатьс  летучих : составных частей и паров./ Насос 18 нагнетает жидкость, содержащуюс  в приемнике 3, по трубе Ь в изолированное в тепловом отношении подогревающее и теплообменное приспособление 4 и дальше по трубе с- в трубы змеевиков ра сщепл ющего аппарата. 5. Достигаема  в подогревателе 4 температура масла составл ет приблизительно 393° С. Могут, конечно, иметь место и другие температуры; важно лишь, чтобы масло было достаточно жидким и чтобы к расщепл. ющему приспособлению не требовалоЬь подводить слишком много тепла.Through the heater 1 or through the bypass channel, the oil moves, preferably under the action of its own weight or is pumped by pump 12 and from there it enters the broomstick l, arranged in the upper end of the tower 13 of the receiver 2, whereby the oil is supplied in certain quantities so that , the crude oil gets the temperature in the preheater C. The tower 13 is arranged in such a way that the heated gases and vapors from the evaporator 6 enter through the pipe 15 into the receiver 2, moving at the same time towards the direction of the sprayed rain-like stream. ala of a bryzgalki. The material stream sprayed in this way is condensed in tower 13, separating the vapors from the unsplit, but evaporated, fractions; the heat contained in the vapor serves to heat the entry in the form of a sprayed jet of heated material and to evaporate its easily flowing constituents. The tower 13 is connected by a pipe 14 near its upper end with a column 8 for the flow of volatile constituents. A discharge pipe 16 departs from the bottom of the tower 13, along which the processed material and the condensed volatile fractions of vapor from the evaporator b enter receiver 3. This receiver is connected by pipe 17 to tower 13 to allow the volatile components to return to this tower and steam. / The pump 18 injects the fluid contained in the receiver 3 through the pipe b into the thermally insulated heating and heat exchanging device 4 and further along the pipe from into the coil pipes of the splitting apparatus. 5. The temperature of the oil reached in the preheater 4 is approximately 393 ° C. Other temperatures can of course occur; it is only important that the oil is sufficiently liquid and that it is to be split. The fixture was not required to supply too much heat.

Расщепление происходит в трех различнь1х зонах, с целью поддержани  воSplitting occurs in three different zones, with the aim of maintaining

врем  нагревани  бурного течени  материала до температуры расщеплени . Стру  состоит в своей значительной части; из жидкости и заключенных в ней паров, наход щихс  в сос о нии мелкораспределенных пузырьков. Благодар  этому поддерживаетс  равномерна  температура в любом поперечном сечении струи жидкости. Во врем  движени  этой струи температура -сначала повышаетс , затем поннгкаетс  и, в заключение, у выходного конца снова повышаетс  др некоторого максимума, например, до 482° С или до 460 - 488 С. Расщепл ющий аппарат 5 состоит из трех змеевиков 20, 21 и 22 с волнообрэ зными трубами одинакового или постепенно увеличивающегос  диаметра.the time of heating the rapid flow of the material to the splitting temperature. The strut is made up of a large part; from the liquid and the vapors enclosed in it, which are in the region of finely distributed bubbles. Due to this, a uniform temperature is maintained in any cross section of the liquid jet. As this jet moves, the temperature rises first, then falls, and finally the other end rises again at the exit end, for example, to 482 ° C or 460 - 488 ° C. The splitting apparatus 5 consists of three coils and 22 with wave-shaped tubes of the same or gradually increasing diameter.

Расщепл ющие змеёви и 20, 21 и 22 располОжЧ ены, предпочтительно, в отдельных печах Р, F, F-, в которых змеевик 20 нагреваетс  соответствующим отопительным устройством дл  повышени  температуры , например, до температуры 449 466° С. Следующий змеевик 21 и печь f могут быть обогреваемы отход щим теп лом печей , F, при чем в этой печи температура материала понижаетс , примерно , на 10-28° С. Наконец, последний змеевик 22 нагреваетс  настолько сильно, что температура повышаетс  до 471 - 482° С.. Splitting serpents and 20, 21 and 22 are open, preferably in separate ovens P, F, F-, in which the coil 20 is heated with an appropriate heating device to raise the temperature, for example, to a temperature of 449,466 ° C. Next coil 21 and oven f can be heated by the waste heat of the furnaces; F, whereby the temperature of the material in this furnace decreases by about 10-28 ° C. Finally, the last coil 22 heats up so much that the temperature rises to 471 - 482 ° C.

Относительна  величина температур имеет важное -значение дл  успешного проведени  процесса крэкинга. ,В упом  нутых змеевиках масло приобретает максимальную степень текучести, тер   при этом свою в з|сЬсть, и нагреваетс  до температуры расщеплени  во врем  происход щего вследствие расширени  ускорени  течени , увеличени  объема и внутреннего распадени  его составных частей. В сАучае более высокого нагревани  в этом месте, материал подвергаетс  коксованию, вследствие воздействи  слишком сильного жара на струю масла, течение которого еще вполне спокойно и которое е1ще не достигло максимальной степени текучести или же минимальной, в зкости. При этом частицы масла, расположенные вблизи стенок труб, подвергаютс  перегреву, между тем как середина струи масла остаетс  сравнительно холодной. К тому моменту, когда на него начинает действовать пониженна температура второй группы змеевиков 21, обрабатываемый материал оказываетс  подвергшимс  действию тепла уже в течение достаточно долгого времени, дл  того чтобы стало возможным образование небоЛБшкх пузырьков пара, равномерно распредел емых и поддерживаемых в состо нии отделени  друг от друга происход щим беспокойным течением. Температура в группе змеевиков 21 оказы ваетс  еще достаточной дл  дальнейшего развити  более легколетучих продуктов превращени , и, когда обрабатываемый материал выходит из названной группы, то он находитс  в таком состо нии, при котором перегрев жидкости стенками труб уже оказываетс  невозможным, между .тем как эти же стенки, при более ранней стадии обработки материала в состо нии нагреть соприкасающуюс  с .ними жидкость до столь высокой температуры, что в ползчаемых продуктах образуетс  слишком большое количество посто нного газа и углерода. Таким образом, стру  жидкости оказываетс  теперь приведенной в такое состо ние, при котором она обладает легкой текучестью, с утратой своей в зкости и содержит заключенные в ей пары. В этом состо нии жидкость  вл етс  хорошим носителем дл  передачи тепла от стенок трубчатого подофевател .The relative magnitude of the temperatures is important to the success of the cracking process. , In the above-mentioned coils, the oil acquires the maximum degree of fluidity, while at the same time being heated, it heats up to the splitting temperature during the process due to the increased acceleration of the flow, the increase in volume and the internal decomposition of its constituents. In case of higher heating in this place, the material is subjected to coking, due to the effect of too much heat on the oil jet, which is still quite calm and which has not yet reached the maximum degree of fluidity or minimal viscosity. At the same time, the oil particles located near the walls of the pipes are subjected to overheating, while the middle of the oil jet remains relatively cold. By the time when the lower temperature of the second group of coils 21 starts to act on it, the processed material is exposed to heat for quite a long time, so that it becomes possible to form nebulous vapor bubbles that are evenly distributed and maintained in a state of separation from each other. other going on a restless flow. The temperature in the coil group 21 is still sufficient for the further development of more volatile conversion products, and when the material being processed leaves the group, it is in such a state that overheating of the liquid by the walls of the pipes is no longer possible, between these at the earlier stage of processing the material, it is possible to heat the liquid in contact with the liquid to such a high temperature that in a creeping product a too large amount of constant gas is formed and carbon. Thus, the liquid jet is now brought into such a state in which it has easy flow, with loss of its viscosity and contains vapors contained in it. In this state, the fluid is a good carrier for the transfer of heat from the walls of the tubular bed demister.

Быстрое и беспокойное течение в группе змеевиков 22 поддерживаетс  в продоС жение достаточного времени при высокой температуре дл  того, чтобы в желаемо степени завершить превращение углеводородов , не подверга сь при этом опасности образовани  слишком большого количества посто нного газа и углеродов. Змеевики группы 22 наход тс  все врем  под действием сравнительно высокой температуры дл  достижени  превра-. щени  материала.The fast and disturbing flow in the coil group 22 is maintained for a prolonged period of time at a high temperature in order to complete the desired conversion of the hydrocarbons to the desired degree without jeopardizing the formation of too much constant gas and carbon. The coils of group 22 are all the time under a relatively high temperature to achieve transm. puti material.

Сопротивление течени в группах змеевиков 20, 21 и 22 сравнительно ве,лико и, поэтому, начальное давление значительно понижаетс . Давление в группе змеевиков 21 меньше, чем в группе 20, и, далее, в группе 22 меньше чем в группе 21. По той же причине давлени  понижаютс  от впускного к выпускному концу змеевиков каждой группы. Это прогрессивное уменьшение давлени  .содействует прогрессивному увеличени р степени текучести, а также беспокойномуThe flow resistance in the coil groups 20, 21 and 22 is relatively low, and, therefore, the initial pressure decreases significantly. The pressure in the coil group 21 is less than in group 20, and further, in group 22 less than in group 21. For the same reason, the pressure decreases from the inlet to the outlet end of the coils of each group. This progressive decrease in pressure. Promotes a progressive increase in p degree of fluidity, as well as restless

и бурному характеру течени , и ваетс  возрастающим содержанием заключенных в жидкости паров летучих веществ, вследствие повышени  температуры за пределы температуры расщеплени  у выпускного конца группы змеевиков 20 и поддержани  температуры внутри этих пределов во врем  протекани  жидкости по группе 21, с целью содействи  развитию летучих составных частей. Упом нутые стадии процесса повышают действие расщепл ющего процесса в отношении обработанного в течение данного времени объема материала, а также улучшают его в отношении расходаг тепла дл  процесса превращени . Дальнейшее преимущество вытекает из действи  нагретых стен на протекающую струю. Температуры, которым материал может быть подвергаем, не вызыва  коксовани , могут быть значительно повышены с соответствующим увеличением выхода газолина .and the turbulent nature of the flow, and the increasing content of volatile substances contained in the liquid vapor, due to an increase in temperature beyond the splitting temperature at the outlet end of the coil group 20 and maintaining the temperature inside these limits during the flow of the liquid in group 21, to promote the development of volatile constituents . The process steps mentioned above increase the effect of the splitting process on the volume of material processed during a given time, and also improve it on the consumption of heat for the transformation process. A further advantage arises from the action of the heated walls on the flowing stream. The temperatures to which the material can be subjected without causing coking can be significantly increased with a corresponding increase in the gasoline yield.

Давление, при котором производитс  расщепление, имеет переменную величину и у выпускного конца змеевиков может заключатьс  между 17,5 « до 32 кг на -л-е. см. Более высокие давлени  примен ютс  дл  I легких газовых масел- петролеума и смесей этих материалов между собой. Материал, вытекающий из расщепл ющего аппарата, обладает температурой приблизительно 482° С и по трубе подаетс  в теплообменное приспособление 4,/которое служит lie только дл  нагревани  поступающей струи материала , но одновременно дл  охлаждени  вытекающей его массы до температуры в 399 - 288 С раньше, чем давление понижаетс  клапаном 23. Если бы вытегКающий материал в этой стадии не подвергалс  охлаждению, то понижение давлени  сопровождалось бы мгновенным образованием углерода в жидкостном остатке.The pressure at which splitting is performed is variable and at the outlet end of the coils can be between 17.5 "to 32 kg per liter. see. Higher pressures are used for I light gas petroleum and mixtures of these materials among themselves. The material flowing out from the splitting apparatus has a temperature of approximately 482 ° C and is fed through a pipe into the heat exchange device 4, which lies only to heat the incoming stream of material, but at the same time to cool the outgoing mass to a temperature of 399 to 288 C earlier, than the pressure is reduced by the valve 23. If the outgoing material in this stage were not cooled, the decrease in pressure would be accompanied by the instantaneous formation of carbon in the liquid residue.

В процессе крэкировани  rie менее важно значение охлаждени  вытекающей струи расщепленных веществ до механического разделени  паров и кип щих остатков. Пары могут отдел тьс  друг от друга в испарителе б при пониженных давлени х и температурах. Наиболее удовлетворительно этот рабочий процесс совершаетс  при температуре ниже 371° С и при давлени х, которые, приблизительно.In the rie cracking process, it is less important to cool the effluent of the split to mechanical separation of vapors and boiling residues. The vapors may separate from each other in the evaporator b at reduced pressures and temperatures. This workflow is performed most satisfactorily at a temperature below 371 ° C and at pressures that are approximately.