Способ тепловой обработки минерального масла

Способ тепловой обработки минерального масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

>- -/, „",ъ/ „, - ф ) 7Щ

,, «щф с, / " ь,: е/

1 ,У

« фф ф Дф «+ % : «/ o 1, .« ../

Класс 23Ь, 5

ПАТЕНТ НА,ИЗОБРЕТЕНИЕ " .;, .ОП ИСАНИЕ способа тепловой обработки минерального масла.

K патенту ин-ца В. Д. Певвлиса (Walter Perelis), в г. Эверетте, Соед. штаты Америки, заявлениому 20 мая 1926 года (заяв. свид.

М 8728).

Ф

О выдаче патента опубликовано.30 сентября 1930 года. Действие патента распространяется на:35 лет от 30 сентября 1930 года.

«, Е «

Предлагаемое изобретение касается способа тепловой обработки минерального масла для превращения, 5 путем крэкирования, высо кок ипящих углеводородов в низкокипящие. С целью воспрепятствования отложению на стенках аппарата кокса и тяжелых углеводородов, содер-. .жащих во взвешенном состоянии смолу, углероды и другие. загрязняющие - составные - части, в предлагаемом способе . крэкируемое масло прогоняют под да-, влением через систему нагревательйых, змеевиков. При этом масло-в указанных змеевиках .сначала нагвевается до темпе4 атуры начала крэкинга в пределах 449—

6 С, затем его рхлаждают на 10=28 . С .и, наконец, вновь нагревают выше точкипервого нагрева, но не выше 482о С., /

Предлагаемый способ тепловой обраб«от минерального масла, поясняемыи схема= тическим чертежом, заключается в том, что исходный материал предварительно подогревают в теплообменном, приспособлении 1, откуда он, с целью частичного расщепления, по трубе а течет в приемник 2, где из иего выделяются газолиновые пары. После этого .обрабатываемый материал по трубе 16,перетекает в приемйик 3, откуда обскачи«-. вается по трубе д и поступает в теплообменное приспособление 4, где подвергается дальнейшему нагреванию. Отсюда по трубе с обрабатываемый материал протекает в расщепляющий аппарат 5, из которого он по трубе и поступает в теплообменное приспособление 4 и, затем, через редукционный клапан 23 — в трубу е, откуда он попадает в испаритель б (где материал этот может быть обрабатываем помощью паровой брызгалки для содействия разделению паров и конденсата).

Из испарителя б пары, двигаясь в виде встречного тока, попадают в стекающий наподобие дождевых струй. подогретый . материал в приемнике 2 и отсюда поступают в ректификационную колонну 8.

Днище этой колонны нагревается кипятильником (отопительной трубой) il. Haсос 121 отсасывает масло из нижней части колонны 8 через кипятильник 11 и снова вводит его в эту же колонну 8 на небольшом расстоянии от ее днища. Под ямающиеся в колонне 8 пары попадают в теплообменное приспособление 1, а отсюда через водоохладитель 26 — в резервуар 27. Часть газолина может откачиваться из этого резервуара 27 в верхний конец колонны 8. Петролеум и легкое газовое масло забираются из нижней части колонны 8 и могут быть сохраняемы отдельно или же отводятся обратно в резервуар для производства дальнейшего расщепления.

Через подогреватель 1 или же через обходный канал масло движется, предпочтительно, под действием собственного веса или же нагнетается насосом 12 и отсюда попадает в брызгалку а, устроенную и верхнем конце башни 13 приемника 2, при чем масло это подводится определенными количествами так, что, например, сырая нефть получает в подогревателе температуру 83" С. Башня 13 устроена таким образом, что нагретые газы и пары из испарителя б попадают по трубе 15 в приемник 2, двигаясь при этом навстречу направлению разбрызганной наподобие дождя стоун материала из брызгалки а . Распыленная таким путем струя материала roèäeíeÿруется в башне 13 с отделением саров от нерасщепленных, но подвергшихся испарению фракций; содержащееся же в парах тепло служит для нагревания поступающего в виде распыленной струи подогретого материала и для испаоения его легко текучих составных частей. Башня 13 при помощи трубы 14 соединяется вблизи своего верхнего конца с колонной 8 для вытекания летучих составных частей.

От днища башни 13 отходит выпускная труба 16, по которой обрабатываемый материал и конденсированные летучие фракции паров,из испарителя б попадают в приемник 3. Приемник этот соединен трубой 17 с башней 13 для возможности обратного прохода в эту башню могущих еще оказаться летучих составных частей и паров.. Насос 18 нагнетает жидкость, содержащуюся в приемнике 3, по трубе b в изолированное в тепловом отношении подогревающее н теплообменное приспособление 4 и дальше по трубе с — в трубы змеевиков расщепляющего аппарата 5. .. Достигаемая в подогревателе 4 температура масла составляет приблизительно

393 С. Могут, конечно, иметь место и другие температуры; важно лишь, чтобы масло было достаточно жидким и чтобы к расщепляющему приспособлению не требовалось подводить слишком много тепла.

Расщепление происходит в трех различных зонах, с целью поддержания во! время нагревания бурного течения материала до температуры расщепления. Струя состоит в своей значительной части из смеси жидкости и заключенных в ней паров, находящихся в состоянии мелко-. ! распределенных пузырьков. Благодаря этому поддерживается равномерная температура в любом поперечном сечении струи жидкости.:Во время движения этой струи, температура сначала повышается, затем . понижается и, в заключение, у выходного, конца снова повышается до некоторого максимума, например, до 482 С или

i до 4бΠ— 488 С. Расщепляющий аппа-

, рат 5 состоит из трех змеевиков 20, 21 H 22 с волнообразными трубами одинако-, :вого или постепенно увеличивающегося диаметра.

Расщепляющие змеевики 20, 21 и 22 расположены, предпочтительно, в отдельI ных печах Р, F, Р, в которых змеевик 20 ! нагревается соответствующим отопительным устройством для повышения темпе ратуры, например, до температуры 449 —, 4бб С. Следующий змеевик 21 и печь P-".

, могут быть обогреваемы отходящим теп лом печей Р, F, при чем в этой печи температура материала понижается, приз мерно, на 1Π— 28; С. Наконец, последний

1 змеевик 22 нагревается настолько сильно, что температура повышается до 471— ! 482 С.

Относительная величина температур имеет важное .значение для успешного проведения процесса крэкинга.,В упомя"

I нутых змеевиках масло приобретает макси 1 мальную степень текучести, теряя при этом свою вязкость, и нагревается до температуры расщепления во время происходящего вследствие расширения ускорения течения, увеличения объема и внутреннего распадения его составных частей.

В случае более высокого нагревания в этом месте, материал подвергается коксованию, вследствие воздействия слиш- ком сильного жара на струю масла, гечение которого еще вполне спокойно и которое еще не достигло максимальной степени текучести,или же минимальной, вязкости. При этом частицы масла,:расположенные вблизи стенок труб, подвергаются перегреву, между тем как середина струи масла остается сравнительно. холодной. K тому моменту, когда на него начинает деиствовать пониженная температура второй группы змеевиков 21, обрабатываемый материал оказывается подвергшимся действию тепла уже в течение достаточно долгого времени, для того чтобы стало возможным образование небольших пузырьков пара, равномерно распределяемых и поддерживаемых в состоянии отделения друг от друга про-. исходящим беспокойным течением. Температура в группе змеевиков 21 оказывается еще достаточной для дальнейшего развития более легколетучих продуктов превращения, и, когда обрабатываемый материал выходит из названной группы, то он находится в таком состоянии, при котором перегрев жидкости стенкамитруб уже оказывается невозможным, между .тем как эти же стенки, при более ранней стадии обработки материала в состоянии нагреть соприкасающуюся с ними. жидкость до столь высокой температуры, что в получаемых продуктах образуется слишком большое количество постоянного газа, и углерода. Таким образом, струя жид- кости оказывается теперь приведенной, в такое состояние, при котором она об- ! ладает легкой текучестью, с утратой своей вязкости и содержит заключенные в %ей пары. В этом состоянии жидкость является хорошим носителем для передачи тепла от стенок трубчатого подогревателя.

Быстрое и беспокойное течение в группе змеевиков 22 поддерживается в продо лжение достаточного времени при высокой температуре для того, чтобы в желаемоф, степени завершить превращение .углеводородов, не подвергаясь при этом опасности образования слишком большого количества постоянного газа и углеродов. 1

Змеевики группы 22 находятся все время под действием сравнительно высокой температуры для достижения превра-. щения материала.

Сопротивление течению в группах

/ змеевиков 20, 21 и 22 сравнительно ае;- лико и, поэтому, начальное давление значительно понижается. Давление в группе змеевиков 21 меньше, чем в группе 20, и, далее, в группе 22 меньше, чем в группе 21. По той же причине давлейия понижаются от впускного к выпускному концу змеевиков каждой группы. Это прогрессивное уменьшение давления .:.содействует прогрессивному увеличению степени текучести, а также беспокойному

1 и бурному характеру течения, и вызывается возрастаюшим содержанием заключенных в жидкости паров летучих вещес-.в, вследствие повышения температуры за пределы температуры расщепления у выпускного конца группы змеевиков 20 и поддержания температуры внутри этих пределов во время протекания жидкости по группе 21, с целью содействия развитию летучих составных частей.

Упомянутые стадии процесса повышают действие расщепляющего процесса в отношении обработанного в течение данного времени объема материала, а также улучшают его в отношении расхода-тепла для процесса превращения. Дальнейшее преимушество вытекает из действия на ретых стен на протекающую струю.

Температуры, которым материал может быть подвергаем, не вызывая коксования, могут быть значительно повышены с соответствуюшим увеличением выхода газолина.

Давление, при котором производится расщепление, имеет переменную величину и у выпускного конца змеевиков может заключаться между 17,5 кг до 32 к на ) в. сл. Более высокие давления применяются для легких газовых масел— петролеума и смесей этих материалов между собой. Материал, вытекающий из расщепляющего аппарата, обладает температурои приблизительно 482 С и по трубе подается в теплообменное приспособление 4„которое служит не только для нагревания поступающей струи материала, но одновременно для охлаждения вытекающей его массы до температуры в 399 †2" С раньше, чем давление понижается клапаном 23. Если бы вытекающий материал в этой стадии не подвергался охлаждению, то понижение давления сопровождалось бы мгновенным образованием:углерода в жидкостном остатке.

В процессе крэкирования йе менее важно значение охлаждения вытекающей струи расщепленных веществ до механического разделения паров и кипящих остатков. Пары могут отделяться друг от друга в испарителе 6 при пониженных давлениях и температурах. Наиболее удовлетворительно этот рабочий процесс совершается при температуре ниже 371 С и придавлениях, которые, приблизительно, равны атмосферному давлению, а также, обычно, в присутствии водяных паров.

Последнее является в особенности желательным, если обрабатываемое масло содержит лишь неболырую часть асфальта.

Как было уже упомянуто, пар низкого давления может быть вводим в испаритель 6 по трубе 40 и через перфорированную впрыскивающую трубу 41, жидкий же горячий остаток отводится через охладитель 42 в резервуар для хранения топлива.

При понижении давления и достижении испарителя струя масла отдает зна:чительнуы часть своего тепла скрытой теплоте испарения более легколетучих фракций..Соответственно атому, та часть струи масла, точка кипения которой лежит ниже,.приблизительно, 316 С, обращается в газ и исчезает в виде дестиллата через вводящую пар трубу 15, между тем как более тяжелые части собираются на дне испарителя в виде жидкости и отсюда могут быть спускаемы, периодически или непрерывно, по выходной трубе 24.

В случае более тяжелого исходного материала, поступающий в трубу а материал может быть более холодным, что достигается путем регулирования его количества, пропускаемого мимо подогревателя 1 по обходному каналу или же путем регулирования температуры подогревателя, в результате чего приемник 3 . получает достаточное количество остатка из башни 13 и достаточное количество конденсата из резервуара 6, так что рас-. щепляющий аппарат 5 получает полное питание н полностью используется. В слу-.-. чае более легкого исходного .материала:" температура в трубе а может быть цод- держиваема на более высоком уровне, и насос 12 может работать быстрее для.по .-.дачи в .приемник 3 полной струи, так как-: легкие дестиллаты уходят по трубе,, 14." . в большем объеме. (Предмет патента.

Способ тепловой обработки иииераль-. ного масла для превращения путем крэУ кирования, высококипящих углеводородов в низкокипящие, отличающийся тем, нто предназначенное для крэкирования масло прогоняют под давлением через систему: трех последовательно расположенных .на-

I гревательных. змеевиков, в первом нз,-. которых масло нагревают до температуры начала крэкинга в пределах 449 †4 С, . во втором — температуру понижают на 10 —

28 С, а.в третьем змеевике масло вновь нагревают до температуры, превышающей температуру первого змеевика,. но не выше 482 С.

Типографии Первой Артели Советокий Печатник, Моховая, 40., Ъ