158470. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázhalmazállapotú és cseppfolyós szénhidrogének hőbontására, nyomás alatt
158470 etilénhozam elérésére törekszenek. Tapasztalataink szerint a termék összetétele és ezen belül az olefinek hozama a hőmérsékletnek és a tartózkodási időnek a függvénye. Nagyobb etilénhozam eléréshez nagyobb bontási hőmérséklet, ugyanakkor rövidebb tartózkodási idő szükséges. Figyelembevéve még azt is, hogy a hőbontásnál endoterm reakciók játszódnak le, a nagyobb etilén-hozamot csak akkor lehet elérni, ha jelentősen növeljük á hőbevitel sebességét. Ezt azáltal érjük el, hogy egyrészt a bontószakaszban a belépési ponttól a kilépési pont felé haladva egy vagy több lépcsőben csökkentőjük a bontócső átmérőjét, másrészt akár egyetlen, akár a különböző átmérőjű szakaszokban — azok kilépési pontjától visszafelé haladva — növeljük a hőfluxus nagyságát, vagyis nagyobb átlagos hőfluxust biztosítunk. Az eljárás megvalósítására szolgáló berendezés egyik célszerű kapcsolását a mellékelt rajz szemlélteti. A csőkemence egy vagy több 1 előmelegítőszakaszt és egy vagy több 2 bontószakaszt tar^ talmaz. A szokásos módon kialakított előmelegítő-szakaszból — ahol a betáplált nyersanyag és vízgőz a bontószakaszból távozó füstgázoktól 550—650°C-ra túlhevül — a nyersanyag és vízgőz elegye belép a bontószakaszban elhelyezett függőleges csőből vagy csövekből álló 3 ún. bontócsőbe. A függőleges cső vagy csövek a kemence fűtött terén kívül alul vagy felül vannak megfogva, és a megfogással szemben levő oldalon szabadon terjeszkedhetnek. A csövek hegesztett ívcsövek segítségével mindkét végükön célszerűen sorba köthetők, és az így kialakított csőszakasz képezi azt a bontó-csövet, amelynek egyik vége az előmelegítő-szakaszhoz, másik vége pedig a kemencén kívül elhelyezett, gyors lehűtést biztosító 4 ún. befagyasztó készülékhez csatlakozik. A bontószakaszba több, párhuzamos járatokként működő bontó-cső is beépíthető. Annáik érdekében, Ihogy valiamiennyi cső a kerülete mentén lehetőleg egyenletes sugárzást kapjon, a bontócső vagy csövek, célszerűen két egymással szemben épített sugárzó égő-sor között árnyékolás mentesen helyezkednek el. A sugárzó égők segítségéivel a hőfluxus nagysága a szerkezet által biztosított hatórofeon bélül tetszés szerint változtatható. Nagyobb hőfluxusváltozás megvalósítására a különböző hőfluxustartományoíknak megfelelően kialakított különböző teljesítményű sugárzó égőket alkálmazunlk. • » Á sugárzó égők fűtéséhez bármilyen fűtőgáz felhasználható, amelyik az égés során a kívánt hőfluxus megvalósításához szükséges hőmérsékletet biztosítja, tehát csak korlátozott mennyiségben tartalmaz nem éghető komponenst. A tüzeléshez célszerűen fel lehet használni azokat a hőbontáskor keletkező kísérő gázokat, amelyek az olefinek kinyerése után maradnak vissza. A 4 befagyasztó készüléket gőzfejlesztőinek kiképezve, a befagyasztáskor jelentős mennyiségű gőz termelhető. Ezt a gőzmennyiséget a csőkemence előmelegítő szakaszában túlhevítve, annak egyik része a hőbontás gőzszükségletét fedezi, másik része pedig egyéb fogyasztóban hasznosítható. A gőzfejlesztőből távozó közeg 5 (termék + vízgőz elegye) kz 5 telítő toronyba permetezett melegvízzel ellenáramban haladva közel a vízgőz kondenzációs hőmérsékletéig hűl le, miközben nagymennyiségű melegvíz párolog el. Ezután a 6 hőcserélőben a közeg vízgőztar-10 talmának jelentős része 100°C felett kondenzál-és így hőtartalma kedvező feltételek mellett hasz- ' nosítható. A telítő toronyba a 7 szivattyú a 8 ülepítő tartályból szállítja a melegvizet. A telítő toronyban feleslegben keringetett melegvíz-15 zel, valamint a 6 hőcserélőben kondenzáló vízgőzzel együtt a cseppfolyós termékek egy része is a 8 ülepítőbe érkezik, ahonnan üliepítés után a kondenzvíz és a cseppfolyós termékek külön-külön távoznak. A 6 hőcserélőből kilépő közeg utó-20 hűtés és folyadékleválasztás után több fokozatban komprimálva 20—40 atm nyomáson kerül az olefin-kinyerő üzemrészbe. 1. példa 25 A kísérleti csőkemencébe — amelynek bontószakaszában két párhuzamosan kapcsolt, 50 mm belső átmérőjű függőleges 3 bontó-cső van beépítve — bontó-csövenkint 320 kg/ó 40-4 60°C forrponthatárú közvetlen lepárlású benzinfrak-30 ciót és 160 kg/ó vízgőzt vezetünk be. A benzinvízgőz elegy 600°C-ra túlhevítve lép be a bontócsőbe, majd onnan 0,7 sec tartózkodási idő után 800°C-on távozik. A bontószakaszból kilépő termék nyomását 1,3 ata-ra állítva, a maximális 35 etilén-hozam eléréséhez szükséges bontó-csövek hossza külön-külön 57 m, a bontószakasz nyomásesése pedig 1 atm. A bontó-csövek fűtésére a csövek hossza mentén elhelyezett 2X57 db sugárzó égőt alkalmazunk. Az égők a csövek két ol-40 dalán egymással szemben úgy helyezkednek el, hogy a csövek kerülete mentén a sugárzás lehetőleg egyenletes legyen. A hőfluxus nagyságát a bontó-csövek kezdetétől a vége felé haladva 26 000 kcal/m2 ó értékről fokozatosan 17 0OO-re 45 csökkentjük. A termék hozamadatai a betáplált .benzin súly%-ában: Hidrogén 1,02 sfl /o Butadien 4,70 50 Metán 17,10 Fentének 2,50 Etán 4,80 Hexének 1,90 55 Etilén 29,60 Ciklopentén -\ ciklopentadién } 0,70 -Propán 0,60 Heptének 0,73 60 Propilén 15,90 Benzol 4,65 Bután 0,50 Toluol 1,25 65 Butilén 4,45 Kondenzátum +veszteség } 9,60 5
