184224. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénhidrogének átalakítására
1 184 224 2 fázisú áramlást, és az érintett csövekben időszakonként részben vagy teljesen lezárja az áramlást. A folyadék és gáz átáramlása a kemencecsöveken hőt von el a csövek falából, és ezáltal csökkenti a csövek felhevülésének mértékét. A folyadék áramlásának lassulása vagy megszűnése csökkenti a hőelvonás sebességét a csövekből, mivel akadályozza a hőátadást az áramló anyagokba, ezért azután a csövek jobban felhevülnek, emiatt kokszlerakódások képződhetnek, vagy a nyersanyag nemkívánt hőkrakkolása következik be. Ha az egyenetlen eloszlás tartósan fennáll, a túl magas üzemelési hőmérséklet gyöngítheti a csöveket. Ettől csőrepedés következhet be, és a nagyon gyúlékony nyersanyag kemencébe jutása katasztrófához vezethet. Találmányunk tárgya a fentiek kiküszöbölése olyan szénhidrogén átalakító eljárás, amelyben a kemencében a vegyesfázisú nyersanyag rossz elosztásából a szokásosnál kevesebb probléma származik. A találmány további tárgya a többszörös átvezetésű, közvetlen tüzelésű kemencék működésének javítása. Ugyancsak további tárgya a találmánynak a nehezebb szénhidrogénpárlatok hidrogénező feldolgozása és a C4-C7 paraffinok és C7-C9 aromás szénhidrogének izomerizálása. A hidrogénező feldolgozás gyűjtőnév alatt találmányunkban a szükebb területre korlátozódó hidrogénező kezelést, hidrokrakkolást és hidrogénező kéntelenítést együttesen értjük, tehát vonatkozik a pirolízis-benzinben levő olefinek és diolefinek telítésére, a nehezebb párlatok hidrogénező kéntelenítésére és a nyersanyagok kismennyis.égű nitrogéntartalmának hidrogénező eltávolítására is. A találmány szerinti eljárásban kemencét is, rendszerint közvetlen tüzelésű kemencét, és közvetett hőcserélőberendezést is alkalmazunk. Mindkét berendezés megtervezhető és megépíthető a szokásos szabványok szerint, ha a találmány szerinti eljáráshoz szükséges nyomás és hőmérséklet kívánta korrekciókat végrehajtottuk. A „többszörös átvezetésű” kemencén itt olyan kemencét értünk, amelyben a csövek elrendezése következtében a folyadék a ténylegesen magas hőmérsékletű hevítő térben több különböző áramlási útvonal szerint oszolhat meg. A „közvetlen tüzelésű” kemencén olyan berendezést értünk, amelyben nyílt lánggal történik a hevítés. A találmány megvalósításához reaktor vagy reakciózóna szükséges. Nyugvóágyas, mozgóágyas, örvényágyas vagy fluidizált ágyas reakciózóna alkalmazható. A reakciózónába két vagy több reaktor tartozik párhuzamos vagy soros kapcsolásban. A reakciózóna tervezésében és kivitelében az adott átalakítási eljárásnál szokásos eljárás követhető. A találmány szerinti eljárásban a vegyesfázisú nyersanyagot a reakciózónába lépéshez alkalmas hőmérsékletre közvetett hőcserélő zónában melegítjük fel. Előnyös az ellenáramú köpenyes-csöves hőcserélők használata, de más típusú hőcserélő is alkalmazható. A hőcserélőben történő felhevítésen kívül a nyersanyag folyadékhalmazállapotú része teljes egészében vagy részben elgőzölögtethető. Egyes átalakító eljárásokban, így például az izomerizálásban a reakcióba lépés előtt rendszerint az egész nyersanyagot el kell gőzölögtetni. Más eljárásokban kívánatos vagy szükséges a vegyesfázisú áramlás fenntartása. Példa erre a pirolízis cseppfolyós termékében levő olefin-szénhidrogének alacsony hőmérsékleten végrehajtott hidrogénező telítése. Ebben az eljárásban nem szabad magasabb hőmérsékleten dolgozni, mert a reakciózónában az olefinszénhidrogének nem kívánt mértékben polimerizálódhatnak. Vegyesfázisú reagensekkel dolgoznak a maradékpárlatok szénhidrogénjeinek hidrokrakkolásakor vagy hidrokéntelenítésekor is. Maradék párlaton ez esetben 1,0 s%-nál több aszfaltént és ASTM desztilláció szerint 340 °C feletti forrponttartományt értünk. Két ilyen jólismert maradék-párlat az atmoszferikus maradék, amely 340 °C felett forr és 1—15 s% aszfaltént tartalmaz, és a vákuum-maradék, amely általában 520 °C felett forr, és 1—20 s% aszfaltént tartalmaz. Ezek a nehéz nyersanyagok a hidrogénező feldolgozás körülményei között nem gőzölögtethetők el, és így folyadékhalmazállapotban maradnak. A nyersanyagot, miután a közvetett hőcserélő zónában felhevült, a reakciózónába vezetjük. A hőcserélő- és a reakciózóna között különböző, visszavezetett vagy frissen betáplált gázáramokat keverhetünk a nyersanyaghoz, de előnyösebb a hőcserélő zóna után betáplálni őket. A reakciózónában a reakciók számos változata valósítható meg. A megvalósított reakció előnyösen exoterm, de endoterm is lehet. Előnyösebb, ha a reakciózónából kilépő anyag hőmérséklete magasabb és entalpiája nagyobb, mint amekkora a nyersanyagé volt a reakciózónába lépéskor. Egyes esetekben, így péidául a hidrokrakkolásnál, a reakciózónából kilépő anyagnak jóval nagyobb hányada lehet gőzfázisban, mint amennyi a reakciózónába lépő anyagban volt. A reakciózónából kilépő anyagnak legalább egy részét kemencébe vezetjük. Ha a reakciózónából kilépő anyag teljesen gőzfázisú, célszerű egész mennyiségét a kemencébe vezetni, majd a nyersanyagárammal hőcserélni. Ebben az esetben a kemencében a kétfázisú áramlás teljesen kiküszöbölhető. Ha a reakciózónából kilépő anyag vegyesfázisú, előnyös a rajzon ábrázolt módon gőz-folyadék elválasztó zónába vezetni, ahol a reakciózónából kilépő anyag gőz- és folyadékrészét el lehet különíteni. A kemencén átvezető mindkét vagy csak az egyik fázis. Ha mindkét fázist hevítjük, a hevítőzónában mindvégig elkülönítve maradnak. Ha elegendő mennyiség van belőle, előnyösebb csak a folyadékfázist hevíteni. A reakciózónából távozott anyag hevített részét ezután a közvetett hőcserélő zónába vezetjük, a nyersanyag melegítése céljából. Hogy a nyersanyagot a reakciózónába vezetéshez szükséges hőmérsékletre hevíthessük, szükséges, hogy a reakciózónából kilépő anyagnak a közvetett hőcserélő zónába vezetendő, felhevített része magasabb hőmérsékletű legyen, mint a reakciózónába vezetéshez szükséges hőmérséklet. A szükséges pontos hőmérséklet olyan tényezőktől függ, mint a közvetett hőcserélő zónába vezetendő két anyagáram áramlási sebessége és a zónán belül rendelkezésre álló felület. A reakciózónából kilépő, hevített anyag legnagyobb megengedhető mennyisége a betáplált nyersanyagéval azonos, és a közvetett hőcserélőben rendszerint legalább 8—12 °C hőmérsékletkülönbség vagy -közelítés szükséges. Emiatt a reakciózónából kilépő anyagnak a közvetett hőcserélőzónába vezetett, hevített része legalább 8—12°C-kal magasabb hőmérsékletű kell legyen, mint a reakciózónába vezetéshez megkívánt hőmérséklet. A találmány szerinti eljárásmód számos előnye nem biztos, hogy minden egyes felhasználásmódnál jelen van. Egyes esetekben például a reaktorból kilépő anyag még magasabb hőmérsékleten is kevésbé szennyezi a hő-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
