Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_3251
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_232178.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=232178&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB232178A
[]
[Второе издание.] ]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 8 апреля 1924 года.
232,178 -V Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 16, 1925. № 4307/25.
Завершено: ноябрь. 19, 1925.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в области крекинга углеводородов или связанные с ним.
Компания SUITCLA1 IERININIG COMPANY, корпорация, организованная и существующая в соответствии с
законами штата Мэн, Соединенных Штатов Америки, имеющая место ведения бизнеса по адресу:
Нассау-стрит, 45, район Манхэттен, город, округ и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки,
правопреемники Юджина Кёрпефта Хертеля и Хапри Луи Пельцера, граждан Соединенных Штатов Америки,
почтовый адрес которых: Вест Вашингтон-стрит, 111, Чикаго, округ Кук, штат Иллинойс, Соединенные Штаты
Америки, настоящим заявляют, что характер данного изобретения и способ его осуществления будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям процесса крекинга более тяжелых масел в
перегонных кубах высокого давления с внешним нагревом для производства бензина или моторного топлива,
либо дистиллята, полученного из них под давлением. Изобретение представляет собой
усовершенствованный процесс, который может продолжаться в течение значительно более длительного
периода времени, прежде чем потребуется его остановка для очистки. Изобретение также включает
усовершенствованное устройство для осуществления процесса.
При крекинге более тяжелых нефтяных масел в перегонных аппаратах высокого давления для производства
бензина или дистиллята, получаемого из них под давлением, в процессе крекинга образуются определенные
компоненты асфальтоподобного или смолоподобного характера. По мере продолжения процесса крекинга
количество таких компонентов увеличивается, и возникает тенденция к образованию отложений углерода или
кокса на нагретых поверхностях перегонного куба, что требует остановки куба для очистки между
последовательными циклами работы. Остановка перегонного куба высокого давления, извлечение из него
шихты, очистка куба, его повторная загрузка и предварительный нагрев для доведения свежей шихты до
условий крекинга — все это требует времени, и общее количество времени, необходимое для этого в обычной
коммерческой эксплуатации, означает соответствующее сокращение доли времени, в течение которого куб
работает для осуществления желаемой операции крекинга. 55 Согласно настоящему изобретению,
предотвращается или значительно уменьшается отложение смолы или углерода на нагревательных
поверхностях аппарата высокого давления, что позволяет эффективно предотвратить перегрев или опасность
выхода нагревательных поверхностей из строя, а также значительно увеличить время работы одного цикла,
что, соответственно, обеспечивает большую непрерывность работы, меньшие потери времени и большую
производительность одного аппарата в сутки.
Когда в аппарат высокого давления подается газойль или другое сырье, предназначенное для крекинга, и
когда сырье нагревается до температуры крекинга, 70 крекинг происходит постепенно и прогрессивно. Более
легкие компоненты, образующиеся в процессе крекинга и входящие в состав дистиллята, получаемого под
давлением, постепенно удаляются из перегонного куба 75 в ходе операции экстракции. Другие компоненты,
такие как более тяжелые углеводороды, образующиеся в процессе крекинга, могут оставаться и смешиваться
с загрузкой перегонного аппарата. Постепенно образуется небольшое количество асфальтовых или
смолоподобных компонентов (80%). Эти составляющие, по-видимому, обладают различными свойствами и
характеристиками. В большинстве случаев они остаются в растворе в заряде 85 в течение начального этапа
эксперимента, и могут оставаться полностью в растворе в течение этого же этапа. Однако при постепенном и
прогрессирующем крекинге шихты количество таких асфальтовых или смолоподобных компонентов
постепенно и неуклонно увеличивается, пока рано или поздно их количество не превысит точку насыщения.
Кроме того, некоторые из этих компонентов, количество которых кажется относительно небольшим по
сравнению с общим количеством образовавшихся смолистых веществ, по-видимому, имеют иной характер и
обладают повышенной склонностью к осаждению на нагревательных поверхностях перегонного аппарата.
Кроме того, по мере перенасыщения шихты менее нежелательными смолоподобными компонентами
возрастает опасность отложения смолы или углерода на нагревательных поверхностях перегонного аппарата,
что, в свою очередь, увеличивает опасность перегрева и выхода из строя нагревательных поверхностей, если
аппарат не отключается с большей или меньшей частотой для удаления этих отложений.
К числу компонентов, образующихся в результате крекинга, которые представляются особенно
нежелательными, относятся некоторые серосодержащие соединения. В шихте, содержащей серу, некоторые
серные соединения, по-видимому, подвергаются крекингу с образованием серосодержащих компонентов,
вероятно, асфальтоподобных по своим свойствам, которые особенно нежелательны. Анализ углеродных
отложений на нагревательных трубах крекинг-реактора показывает, что некоторые из этих серосодержащих
компонентов имеют преимущественное сродство к нагретым поверхностям или склонны к выделению на таких
поверхностях, образуя отложения, содержащие как железо, так и серу в пропорциях, приблизительно
соответствующих пропорциям сульфида железа. Возможно также, что асфальтоподобные компоненты
коллоидного характера или даже коллоидный углерод, образующиеся в результате крекинга, имеют
тенденцию преимущественно отделяться на нагретых поверхностях перегонного аппарата.
Мы обнаружили, что продолжительность работы аппарата высокого давления может быть значительно
увеличена за счет поддержания внутри аппарата высокого давления слоя фуллеровой глины, находящегося в
непосредственном контакте с шихтой, и путем обеспечения многократной циркуляции шихты через указанный
слой фуллеровой глины в процессе крекинга. Пропуская шихту через слой фуллеровой глины в перегонном
кубе высокого давления, а также подавая свежее сырье и отводя смолу, содержащую битум, мы обнаружили,
что продолжительность работы перегонного куба высокого давления может быть значительно увеличена по
сравнению с тем, что ранее считалось возможным при эксплуатации таких кубов для получения дистиллята.
Слой фуллеровой глины, который поддерживается в перегонном аппарате в контакте с шихтой и через
который шихта непрерывно циркулирует, не удаляет из шихты все смолистые компоненты; однако он
оказывает избирательное действие на некоторые из этих компонентов и, по-видимому, удаляет те
компоненты, которые особенно нежелательны с точки зрения образования углеродного осадка на нагретых
поверхностях перегонного аппарата. Селективное действие может частично представлять собой
фильтрующее действие или селективное абсорбирующее действие в отношении коллоидного углерода или
осажденных асфальтоподобных компонентов, или серосодержащих компонентов и т. д.
Каким бы ни было объяснение действия фуллеровой глины, она оказывает важное защитное действие,
предотвращая образование нежелательных углеродных отложений. Тот факт, что без фуллеровой глины
углеродный осадок содержит значительный и относительно большой процент серной кислоты, тогда как в
процессе, описанном в настоящем изобретении, такой нежелательный серосодержащий осадок
предотвращается, указывает на то, что фуллерова глина оказывает избирательное десульфурирующее
действие на загрузку перегонного аппарата высокого давления, избирательно удаляя из нее некоторые
нежелательные серосодержащие компоненты загрузки. Вероятно также, что компоненты асфальтоподобной
структуры, образующиеся в процессе крекинга и стремящиеся отделиться от шихты в виде взвешенных
частиц, удаляются из циркулирующей шихты за счет фильтрующего или селективного абсорбирующего
действия грунтового слоя фуллера.
Помимо избирательного воздействия фуллеровой земли на шихту, содержание смолы в шихте регулируется
подачей свежего сырья и удалением смолистой смолы, так что общее содержание смолы в шихте
поддерживается ниже уровня, который мог бы вызвать нежелательные углеродные отложения на нагретых
поверхностях перегонного аппарата.
Соответственно, в процессе, описанном в настоящем изобретении, регулируются как природа, так и
количество асфальтовых или смолоподобных компонентов в шихте, при этом некоторые из этих компонентов
избирательно удаляются путем циркуляции шихты через слой фуллеровой земли, а содержание оставшихся
компонентов в шихте регулируется и контролируется путем удаления смолистой смолы и подачи свежего
сырья во время операции крекинга. 125 Весь объем нефти, загружаемой в аппарат высокого давления,
например, газойль, служит для удержания в растворе образующихся смолистых компонентов. Однако в
процессе осуществления настоящего изобретения в шихте остаются в растворе только те смолоподобные
компоненты, которые не удаляются слоем фуллеровой земли. В периодическом режиме, то есть в режиме, в
котором смола не удаляется, содержание смолы постепенно увеличивается до тех пор, пока, наконец, не
будет достигнута точка насыщения, и в течение заключительной части режима концентрация смолы может
значительно превышать концентрацию насыщения в оставшемся масле перегонного аппарата.
Когда в процессе крекинга вводится свежая загрузочная масса, это также способствует удержанию смолистых
компонентов в растворе, но по мере того, как часть свежей загрузочной массы расщепляется, а также
расщепляются дополнительные части уже находящейся в перегонном кубе загрузки, усиленный
растворяющий эффект свежей загрузочной массы не компенсирует увеличение количества образующихся
смолистых компонентов, и рано или поздно количество таких компонентов возрастет до такой степени, что на
нагревательных поверхностях начнет образовываться нежелательный налет. В усовершенствованном
процессе, описанном в настоящем изобретении, это частично предотвращается путем избирательного
удаления части нежелательных компонентов и их удержания в перегонном кубе, а также предотвращения их
контакта с нагревательными поверхностями под действием слоя фуллеровой земли, и частично путем
регулирования содержания смолы в шихте путем подачи свежего сырья и регулируемого удаления смолистой
смолы.
В соответствии с настоящим изобретением, регулируются как природа, так и количество асфальтовых или
смолоподобных компонентов, содержащихся в шихте, циркулирующей над нагретыми поверхностями;
избирательное действие фуллеровой земли удаляет те компоненты, которые мы считаем наиболее
нежелательными; а подача свежего сырья и удаление смолистой смолы регулируют концентрацию менее
нежелательных смолоподобных компонентов в шихте.
Такие смолистые компоненты, которые остаются в циркулирующей шихте после ее прохождения через слой
фуллеровой глины, мы считаем полностью растворенными в циркулирующей шихте, где количество
отводимой смолы и подаваемого свежего сырья регулируется таким образом, чтобы поддерживать
содержание смолы ниже точки насыщения.
В более широком смысле и в различных вариантах осуществления усовершенствованный процесс
изобретения может быть осуществлен в перегонных аппаратах с внешним нагревом различной конструкции,
включая как кожухотрубные, так и трубчатые перегонные аппараты.
Вне зависимости от типа перегонного куба с внешним нагревом, фуллерова земля поддерживается в виде
слоя, через который может циркулировать вся загрузка, и перегонный куб снабжен циркуляционным
устройством для циркуляции загрузки через слой фуллеровой земли. Глина также поддерживается вне
контакта с нагревательными поверхностями перегонного аппарата, и обеспечивается циркуляция масла как
над такими нагревательными поверхностями, так и через слой глины. Таким образом, циркулирующая
загрузка, контактирующая с нагревательными поверхностями, содержит только те компоненты, которые не
удаляются при циркуляции через земляной слой фуллера, и только такое содержание этих компонентов,
какое допускается регулируемым подачей и удалением смолы, содержащей битум. 80 Создание большого
слоя фуллеровой глины внутри самого аппарата высокого давления имеет свои преимущества.
Преимущество заключается в том, что большая площадь поверхности земли подвергается воздействию
заряда, и большая площадь земляного полотна обеспечивает циркуляцию заряда через него.
Конструкция перегонного куба высокого давления не требует установки дополнительного внешнего
оборудования для загрузки; однако современные перегонные кубы высокого давления могут быть легко
снабжены перфорированной опорой, проходящей по всей внутренней поверхности куба, для поддержки слоя
земли, контактирующего с загрузкой.
Усовершенствованный процесс, описанный в настоящем изобретении № 95, особенно выгоден при крекинге
масел в трубчатых крекинг-реакторах или так называемых трубчатых перегонных аппаратах, где фуллерова
земля поддерживается в виде слоя, простирающегося по всей поверхности барабана или резервуара для
основной загрузки масла, и где масло циркулирует из такого барабана через нагревательные трубки обратно
в барабан.
Трубчатые перегонные аппараты могут иметь как горизонтальные, так и вертикальные трубы, быть блочного
или непрерывного типа, с массовой или струйной циркуляцией. Таким образом, трубка может представлять
собой конструкцию, в которой происходит циркуляция потока через ряд трубок в виде непрерывного потока;
или же циркуляция может осуществляться параллельно через большое количество нагревательных трубок.
Перегонный аппарат может быть таким, в котором циркуляция 115-го сырья через нагревательные трубки
обеспечивается за счет теплового воздействия, или же таким, в котором циркуляция через трубки
осуществляется механическим способом, например, с помощью циркуляционного насоса. В таких трубчатых
перегонных аппаратах циркуляция 120-го сырья через трубки и через слой фуллеровой глины в резервуаре
или барабане для основной подачи сырья приводит к тому, что все части циркулирующего сырья проходят
через слой глины в резервуаре для основной подачи сырья, прежде чем они снова циркулируют через трубки,
в то время как сырье в резервуаре для основной подачи сырья контактирует с большой площадью
фуллеровой глины, через которую оно циркулирует.
130 Изобретение будет более подробно описано и проиллюстрировано в связи с прилагаемым чертежом,
который в несколько условной и схематичной форме показывает одну из форм трубчатого напорного
устройства, воплощающую изобретение и адаптированную для практического применения процесса
изобретения; однако предполагается и будет понятно, что изобретение не ограничивается конкретной
конструкцией и операцией, описанными выше.
На прилагаемом чертеже, фиг. 1 в несколько условной и схематической форме, частично в разрезе и частично
в проекции, показана конструкция трубчатого перегонного аппарата высокого давления, воплощающего
изобретение и приспособленного для осуществления процесса изобретения; фиг. 2 представляет собой
поперечный разрез барабана или резервуара для подачи сырья, показанного на фиг. 1; фиг. 3 представляет
собой увеличенный детальный поперечный разрез одного из вариантов опоры сита, с помощью которой
фуллерова земля или подобный материал поддерживается в перегонном аппарате; и фиг. 4 представляет
собой аналогичный вид модифицированной конструкции опоры сита.
Изображенное давление включает в себя корпус или основной резервуар 1, имеющий выходную трубу 2,
ведущую к насосу 3, с помощью которого масло перекачивается через нижнюю соединительную трубу 4 к
распределительным трубам и коллекторам вертикальных труб 5. Из этих труб масло возвращается через
верхние коллекторы и соединительные трубы, а также обратные линии 6 в основной резервуар 1.
Вертикальные трубы показаны внутри печи, имеющей одну или несколько горелок 7, предназначенных для
нагрева газом или маслом, основную камеру печи 8 и три канала 9, 10 и 11, разделенных перегородками,
которые обеспечивают циркуляцию газов над вертикальными трубами в обратном направлении, прежде чем
они выйдут через соединительный дымоход 12 в дымовую трубу 13. От барабана 1 перегонного аппарата
высокого давления паропровод 14 ведет к рефлюксной башне 15, которая изображена в виде башни с
перегородками, имеющей ряд перегородок 16 внутри. Эта башня имеет обратную трубу 17, идущую снизу и
сбрасывающую воду в выходную трубу 2. Паропровод 18 ведет от верхней части рефлюксной башни 15 к
конденсатору 19, из которого конденсат и несконденсированный газ собираются в приемнике 20.
Для отвода неконденсированного газа и конденсата из приемника 20 предусмотрены отводные трубы 21 и 22.
Между перегонным аппаратом и конденсатором установлен регулирующий клапан 23, либо давление может
регулироваться с помощью клапанов 24 и 25 в выходных трубах приемника 20. Предусмотрен отводной
трубопровод 26 для смолы, а также предохранительный клапан 28. На рисунке показана подающая линия 27
для подачи свежего сырья в верхнюю часть рефлюксной башни.
Внутри перегонного аппарата предусмотрена перфорированная опора 29, надлежащим образом
закрепленная к 70 корпусу барабана, например, сваркой, и на этой перфорированной сетке или опоре
поддерживается относительно глубокий слой фуллеровой земли или подобного абсорбирующего материала,
указанного на рис. 31. На рис. 3 показано поперечное сечение одной из 75 подходящих форм опоры для
экрана. Он состоит из пяти слоев: верхнего слоя 32, например, из пластины толщиной 3/3 дюйма с
перфорацией 1/2 дюйма, сита 33 с ячейками 4 ячейки, сита 34 с ячейками 40 ячеек, еще одного сита 33 с
ячейками 4 ячейки и еще одной стальной пластины 32 толщиной 3/8 дюйма с перфорацией 1/2 дюйма. На рис.
4 показана модифицированная и упрощенная форма опоры, состоящая из верхней и нижней
перфорированных пластин 85 32a, между которыми расположен экран 34a. Характер этой опоры может быть
различным, если она выполняет функцию поддержания грунта без утечек. При использовании
мелкозернистой земли 90 основание должно быть достаточно мелким, чтобы предотвратить высыпание
земли сквозь него.
Однако мы сочли целесообразным использовать относительно крупнозернистую фуллерову глину, например.
Грунт с размером частиц от 15 до 30 меш. 95 Следует отметить, что перфорированная опора и сетка
образуют пол над дном перегонного аппарата. Благодаря такому ситу, тщательно герметизированному
сваркой или клепкой в местах соединений и закрепленному на стенках перегонного куба, земля, помещенная
на опору, не может просачиваться мимо него и скапливаться в циркуляционной системе, а вся удерживается в
верхней части барабана над ситом. При использовании трубчатого крекинг-перегонного аппарата типа,
изображенного на иллюстрации, и барабана для подачи сырья диаметром около 9 футов, перфорированный
пол может быть выгодно расположен примерно на 2 фута выше дна барабана, и может быть выгодно
использован слой фуллеровой земли толщиной, например, от 10 до 18 дюймов и содержащий от 4 до 7 тонн
земли, хотя глубина и количество земли могут варьироваться. 115 Из рис. 1 видно, что обратные трубы 6
простираются на значительное расстояние вглубь барабана 1 и заканчиваются ответвлениями 6а,
отводящими сточные воды в удаленный от барабана конец, где расположен выход 2.
Если скорость потока масла, выходящего из трубы 6а, такова, что вызывает эрозию слоя фуллеровой земли,
этот слой можно защитить пластиной в точке наибольшей скорости, чтобы предотвратить нежелательную
эрозию.
При работе аппарата высокого давления и при осуществлении процесса крекинга, описанного в настоящем
изобретении, 130 232,178 свежего сырья и рефлюкса вместе с той частью самой загрузки аппарата, которая
просачивается вниз через слой абсорбирующего материала. После циркуляции через нагревательные трубки
масло сбрасывается в верхний отсек резервуара для хранения, расположенный над слоем абсорбирующего
материала.
По мере увеличения содержания смолы в шихте, и до того, как содержание смолы 75 достигнет точки
насыщения, смола отводится по трубопроводу 26 из масляного слоя над слоем абсорбирующего материала, и
таким образом часть смолистой шихты перегонного аппарата удаляется из аппарата. Удаление смолы в
сочетании с подачей свежего сырья позволяет снизить концентрацию смолы в шихте и поддерживать ее
содержание значительно ниже, чем это было бы в противном случае, если бы смола накапливалась в шихте.
Таким образом, основная нагрузка по удалению смолы снимается с абсорбирующего материала, который, тем
не менее, должен удалять некоторые смолоподобные компоненты.
Таким образом, на протяжении всего процесса работы содержание смолы в циркулирующей через
нагревательные трубки 95 смеси не увеличивается до такой степени, чтобы вызвать нежелательное
отложение смолы или углерода на нагревательных поверхностях. Образование отложений частично
предотвращается удалением смолы вместе с растворенным в ней битумом и подачей свежей загрузки в
перегонный аппарат, а частично – абсорбирующим действием фуллеровой земли или подобного материала
на ту часть загрузки, которая рециркулирует через нагревательные трубки.
Абсорбционное действие фуллеровой земли или подобного материала таково, что на 110% большее
количество шихты может быть отведено в виде дистиллята под давлением, и может поддерживаться
повышенное содержание смолы в циркулирующей шихте во время работы без образования нежелательных
отложений углерода на нагревательных трубках. Даже когда содержание смолы в шихте приближается к
насыщению, удаление из циркулирующей шихты компонентов, которые удаляются фуллеровой землей 120,
позволяет продолжать работу в течение гораздо более длительного периода времени без образования
нежелательных углеродных отложений на нагревательных трубках. Даже при значительном превышении
содержания смолы (125%), фуллерова земля удаляет из циркулирующей смеси нежелательные примеси,
которые в противном случае имели бы тенденцию к расслоению на нагревательных трубках.
Торговая фуллерова земля составляет 130, перегонный куб загружается и нагревается до температуры и
давления, необходимых для крекинга. Загрузка перегонного аппарата может осуществляться, например,
через загрузочную линию 36, которая также служит для отвода смолы в конце процесса.
В процессе крекинга масло циркулирует с помощью циркуляционного насоса 3 из основного резервуара 1
через соединительные трубы 2 и 4 к нагревательным трубам 5, а затем обратно по трубам 6 и 6а в барабан 1,
выгружая масло в этот барабан с дальнего конца. Пары масла выпускаются в резервуар для основной подачи
и проходят по паропроводу 14 в рефлюксную башню, где более тяжелые фракции конденсируются с помощью
сырья, подаваемого в верхнюю часть рефлюксной башни через подающий трубопровод 27, и вместе с этим
сырьем проходят через рефлюксную башню и обратный трубопровод к циркуляционному насосу.
Несконденсированные пары проходят по паропроводу от рефлюксной башни через регулирующий клапан
давления к обычному конденсатору и ресиверу. Дополнительный поток может подаваться через подшипники
насоса по подающей линии 35.
Заряд отводится из барабана, расположенного ниже перфорированной опоры, и циркулирует через
нагревательные трубки обратно в барабан или резервуар для подачи топлива, расположенный выше
перфорированной опоры. Неиспарившаяся часть заряда, прежде чем его можно будет снова извлечь и
пропустить через нагревательные трубки, должна пройти вниз через слой земли, и таким образом слой земли
получает возможность оказать свое избирательное абсорбирующее действие на нежелательные
асфальтовые или смолистые компоненты заряда.
На изображенном устройстве видно, что слой земли полностью погружен в тело заряда и обеспечивает
большую площадь поверхности, контактирующей с зарядом, а также большую площадь поперечного сечения,
через которую заряд может течь вниз с относительно меньшей скоростью по сравнению со скоростью
циркуляции через нагревательные трубки. Таким образом, у Земли появляется ample возможность проявлять
свое избирательное поглощающее действие, поскольку заряд медленно циркулирует или фильтруется вниз
через нее.
Однако одного лишь слоя абсорбирующего материала недостаточно для нейтрализации смолистых
примесей, образующихся в процессе крекинга. На изображенном устройстве видно, что свежее сырье,
подаваемое через рефлюксную башню, а также рефлюксные пары из перегонного куба возвращаются в
выходную трубу 2 из резервуара для основного сырья, и что дополнительное сырье может подаваться через
трубу 35 и подшипник насоса. Таким образом, циркулирующая загрузка состоит из 232,178 232;178,
полученных с различной степенью тонкости помола.
Мелчайшие фракции глины, обычно используемые в нефтепереработке, не так хорошо подходят для
применения в процессе, описанном в настоящем изобретении, как более крупные фракции, например, от 15
до 30 меш, которые обеспечивают беспрепятственное прохождение циркулирующего масла и не склонны к
просачиванию через поддерживающую сетку и попаданию в циркулирующий поток масла. Мы обнаружили,
что земля Олмстеда с размером частиц 15-30 меш хорошо подходит для использования в процессе,
описанном в изобретении. Фуллерова земля имеет глинистую структуру и может рассматриваться как
впитывающая глина. В процессе изобретения могут быть использованы и другие абсорбирующие глины,
обладающие аналогичными свойствами.
Поскольку действие фуллеровой земли представляет собой фильтрующее действие, при котором земля
поглощает, адсорбирует или иным образом удерживает частицы коллоидного углерода или асфальтовых
компонентов и т. д., удаляя их из циркулирующего заряда, для получения аналогичных результатов можно
использовать другие фильтрующие материалы. Также могут быть использованы другие абсорбирующие
материалы, обладающие аналогичным избирательным абсорбирующим действием на нежелательные
асфальтовые или смолистые компоненты циркулирующего заряда. Таким образом, с точки зрения
десульфурирующего действия фуллеровой глины, другие пористые или мелкодисперсные материалы,
обладающие аналогичным десульфурирующим действием, могут быть использованы для удаления или
содействия избирательному удалению нежелательных серосодержащих компонентов циркулирующего
заряда, например, силикагеля. Использование нами фуллеровой глины указывает на то, что это особенно
выгодный материал для применения в процессе изобретения, поскольку он, по-видимому, сочетает в себе
ценные фильтрующие, селективные абсорбирующие, десульфурирующие и другие свойства, которые
благоприятно влияют на работу дистилляционного аппарата высокого давления и приносят ему пользу.
При проведении эксперимента в соответствии с настоящим изобретением, перегонный аппарат может быть
загружен свежим сырьем обычным способом. В качестве исходного сырья может выступать, например,
газойль или другое подходящее сырье, которое подлежит крекингу для производства бензина или дистиллята
под давлением. Загрузка перегонного куба доводится до требуемой температуры и давления крекинга
обычным способом. После достижения температуры крекинга начинается крекинг, который происходит
постепенно и прогрессивно: более легкие пары, образующие дистиллят при давлении -60°C, проходят через
перегонный куб и удаляются из него, в то время как более тяжелые пары возвращаются в перегонный куб с
обратным холодильником. Образовавшиеся асфальтосодержащие или смолоподобные компоненты частично
поглощаются грунтом, а частично удерживаются в растворе в остальных компонентах загрузки. По мере
протекания реакции неабсорбированные компоненты битума продолжают растворяться в масле и в конечном
итоге приближаются к точке насыщения. 70 Однако в этот период образования смолы шихта подвергается
абсорбирующему действию фуллеровой глины или подобного ей материала; и, прежде чем содержание
смолы достигнет точки насыщения 75, начинается отвод смолы по линии 26, и скорость подачи свежего сырья
в перегонный куб пропорционально увеличивается для поддержания приблизительно равномерного уровня в
перегонном кубе, а скорость отвода смолы и увеличения подачи свежего сырья регулируется таким образом,
чтобы содержание смолы в перегонном кубе оставалось ниже точки насыщения.
Таким образом, в циркулирующей смеси поддерживается регулируемое содержание смолы 85, а также она
подвергается абсорбирующему действию содержащегося в ней абсорбирующего материала, и поддержание
регулируемого содержания смолы в смеси дополняется избирательным абсорбирующим действием
абсорбирующего материала.
Было установлено, что земля Фулгра является особенно выгодным материалом для использования в
процессе настоящего изобретения. Его выгодно загружать в перегонный куб в некальцинированном
состоянии, при этом земля обезвоживается в процессе доведения перегонного куба до состояния крекинга, а
содержащаяся в ней вода удаляется вместе с каплями до того, как перегонный куб достигнет состояния
крекинга. Однако можно использовать и прокаленную глину. Слой фуллеровой земли толщиной
приблизительно от 10 до 18 дюймов был признан удовлетворительным.
Очевидно, что давление, поддерживаемое во время процесса крекинга, может варьироваться в зависимости
от характеристик исходного сырья и других факторов. Например, при использовании дизельного топлива в
качестве загрузочного материала можно применять давление около 90–100 фунтов или даже до 125 фунтов.
При использовании более легкого керосинового топлива целесообразно применять более высокое давление,
например, от 125-115 фунтов до примерно 300 фунтов. Давление может регулироваться редукционным
клапаном, расположенным между дистиллятором и конденсатором, при этом в конденсаторе может
поддерживаться давление, соответствующее давлению в дистилляторе, а регулирование давления
осуществляется регулирующим клапаном на выходе из ресивера.
Характеристики используемого в процессе сырья также могут варьироваться. В частности, в процессе 125
может использоваться загрузочная масса, содержащая компоненты, которые в противном случае
способствовали бы увеличению отложения углерода или кокса на нагревательных поверхностях, и аппарат
130 через нагревательные трубки будет подвергаться абсорбирующему действию массы или масс
фуллеровой глины или подобного материала, указанного выше.
В другом цикле в перегонный куб было загружено 70 тонн 8000 галлонов газойля, а также около семи тонн
сырой фуллеровой глины Олмстеда с размером частиц от 16 до 30 меш, образовавшей слой толщиной около
18 дюймов. Земля опиралась на опору, подобную показанной на рис. 4, состоящую из сетки с ячейками 28
меш между двумя пластинами толщиной 1 дюйм с перфорацией 1 дюйм. Размеры перегонного барабана
составляли примерно 9 футов в диаметре и около 31,6 футов в длину. Период выдержки составлял около 12
часов, и перегонный аппарат работал в непрерывном режиме в течение 173 часов при давлении около 95
фунтов на квадратный дюйм. В течение первых трех часов объем подаваемого сырья составлял 85%, что
соответствовало объему отработанного дистиллята. После этого началось удаление смолы, и объем подачи
увеличился. Производительность дистиллята составляла около 600 галлонов в час, производительность
отвода смолы — около 900 галлонов в час, производительность подачи через рефлюксную башню — около
900 галлонов в час, а производительность подачи через насос — около 600 галлонов в час. Скорость
циркуляции через нагревательные трубки составляла примерно 2000 галлонов 95 литров в минуту.
В общей сложности было обработано около 250 000 галлонов, из которых примерно 40% или около 100 000
галлонов составили дистиллят плотностью 50%. После завершения 100-го цикла переработки из труб в
процессе очистки было удалено около 167 фунтов мягкого кокса, вероятно, в основном или полностью
оставшегося от прилипшей смолы, образовавшейся после остановки и пропаривания перегонного аппарата.
перед чисткой. Это количество кокса 105 сопоставимо с примерно 250 фунтами, полученными за 29 часов
работы аналогичного перегонного аппарата, в котором не использовалась фуллерова земля.
Мы использовали слой фуллеровой земли массой всего четыре тонны аналогичным образом и непрерывно
эксплуатировали перегонный аппарат в течение 2542 часов, прежде чем остановить его для очистки, получив
дистиллят объемом 164 550 галлонов из исходного сырья в 115 400 660 галлонов.
При осуществлении процесса, описанного в изобретении, можно получить больший процент дистиллята,
поскольку фуллерова земля препятствует образованию нежелательных углеродных отложений 12-0.
Например, при непрерывной работе вместо отвода 30-40% дистиллята можно отвести от 40 до 50%
дистиллята или даже больше. При работе перегонного куба 125 с целью получения более высокого процента
отходящего дистиллята может быть получен несколько более ненасыщенный продукт, а количество смолы,
подлежащей удалению, повторной перегонке или иной обработке, и ее нежелательная склонность, благодаря
селективному или преимущественному поглощению таких примесей слоем фуллеровой глины, могут быть
преодолены или значительно уменьшены.
Ниже приведён пример практического применения настоящего изобретения, реализованного в аппарате,
аналогичном изображённому на чертеже:
Для производства фуллеровой глины использовалась фуллерова глина Олмстеда с размером частиц от 16 до
30 меш, а в перегонный куб загружали семь тонн сырой глины, образуя слой толщиной приблизительно
восемнадцать дюймов на перфорированной опоре, изображенной на иллюстрации, которая располагалась
примерно в двух футах над дном барабана, диаметр которого составлял около девяти футов. В перегонный
аппарат было загружено десять тысяч галлонов газойля. Заряженную смесь нагрели, предварительно
отфильтровали пары и довели давление до примерно ста двадцати пяти фунтов. Затем перегонный аппарат
открыли в сторону конденсатора, и дистиллят начал проходить через него. Примерно в то же время или
вскоре после этого началось заполнение перегонного куба свежим сырьем в количестве, приблизительно
соответствующем объему отводимого сверху дистиллята, например, около тысячи галлонов в час, что
соответствует скорости отвода дистиллята примерно в десять процентов.
по предъявленному обвинению. В начале процесса содержание смолы в шихте увеличивалось, и в этот
период из перегонного куба не производилось никаких отборов, кроме дистиллята. Однако до достижения
насыщения смолы начиналось удаление смолы, и скорость подачи свежего сырья соответственно
увеличивалась, так что она приблизительно равнялась объему отработанного дистиллята плюс объему
удаленной смолы. Отвод смолы или тяжелой нефти продолжался на протяжении оставшейся части
эксперимента. Хотя скорость отвода смолы может несколько варьироваться, было установлено, что
оптимальная скорость составляет приблизительно шестьдесят процентов почасовой загрузки, отводимой в
виде смолы, и приблизительно сорок процентов — в виде верхнего дистиллята. Например, перегонный куб
может непрерывно загружаться во время работы, после начала отвода смолы, приблизительно двумя с
половиной тысячами галлонов в час свежего загружающего сырья, при этом около тысячи галлонов в час, или
сорок процентов, почасовой загрузки отводится в виде верхнего дистиллята, а оставшиеся шестьдесят
процентов, или приблизительно полторы тысячи галлонов в час, отводятся в виде смолы.
В ходе дальнейшего проведения этой операции объем переработанного сырья, которое будет выпущено в
обращение в количестве 232 178 единиц или утилизировано, будет меньше. При увеличении доли дистиллята
требуется меньше тепла для нагрева дополнительной массы, и больше тепла доступно для крекинга. При
более высоком содержании дистиллята достигается существенная экономия топлива, обусловленная как
большей долей дистиллята, так и пропорционально меньшим временем, необходимым для достижения
условий крекинга (температуры и давления) при заданном общем объеме загрузки. При повторной перегонке
смолы достигается дополнительная экономия топлива за счет уменьшения количества извлекаемой смолы.
Таким образом, производство бензина на одну перегонную установку в сутки может быть значительно
увеличено, при этом продлевается срок ее работы, сокращается время, теряемое на остановку и очистку, и
снижается расход топлива.
Мы использовали один и тот же слой земли в нескольких последовательных циклах, удаляя лишь несколько
сантиметров верхнего слоя и заменяя его свежим слоем земли.
Однако при длительном использовании фуллерова земля истощается и должна быть заменена свежей.
Отработанную землю можно регенерировать, использовать иным способом или утилизировать.
Когда процесс переработки завершен, загрузка извлечена, а перегонный куб очищен от пара, мы
обнаруживаем, что верхний слой земли покрыт тонким слоем или коркой, состоящей из земли и смолы или
кокса, а нижний слой земли сухой и зернистый. Пластины и сетка, поддерживающие грунт, были свободны от
кокса, как и нижняя циркуляционная линия от резервуара с основной подачей к нагревательным трубам,
благодаря защитному действию грунта, удаляющего компоненты, которые в противном случае имели бы
тенденцию откладываться на таких поверхностях.
В процессе, описанном в настоящем изобретении, предполагается, что вся масса загрузочного материала и
перегонного куба удерживает в растворе те смолистые или асфальтовые компоненты, которые образуются в
результате крекинга и не удаляются слоем фуллеровой глины.
Компоненты шихты, которые превращаются в компоненты дистиллята под давлением или в смолистые или
асфальтовые компоненты, больше не будут присутствовать и не смогут оказывать растворяющее действие на
остальную часть шихты; однако по мере прогрессирующего крекинга шихты и постепенного образования
смолоподобных компонентов относительное количество таких смолоподобных компонентов по отношению к
остальной части шихты будет постепенно увеличиваться, а растворяющая способность шихты в перегонном
аппарате по отношению к таким смолоподобным компонентам будет постепенно уменьшаться. Однако эти
относительные пропорции будут регулироваться путем удаления смолы и добавления свежего сырья для
поддержания содержания смолы ниже насыщения; при этом регулирование содержания смолы будет
дополняться действием абсорбирующего материала на некоторые компоненты смолы.
По сравнению с операциями крекинга 75, в которых не используется один или несколько блоков
абсорбирующего материала и не достигается поддержание концентрации смолы ниже насыщения, процесс,
описанный в настоящем изобретении, не только позволяет значительно продлить процесс крекинга, но и
обеспечивает более удовлетворительный крекинг более тяжелого исходного материала. Например, в
процессе, описанном в настоящем изобретении, может использоваться тяжелая загрузочная масса из
газойля, а свежая загрузочная масса, вводимая в процессе крекинга, также может быть более тяжелой по
своим характеристикам, поскольку фуллерова земля или подобный материал служит для поглощения и
избирательного удаления определенных смолоподобных компонентов, которые в противном случае могли бы
вызвать проблемы, и поскольку регулирование...
Содержание смолы в заряде в сочетании с таким избирательным удалением смолоподобных компонентов
служит для защиты нагревательных поверхностей от нежелательных углеродных отложений.
Процесс, описанный в настоящем изобретении, также может быть с успехом осуществлен на более легких
загрузочных материалах, например, на загрузочных материалах, подобных керосину, с использованием
соответствующего давления, например, 125 фунтов или более для крекинга такого материала.
Смолоподобные компоненты, образующиеся в процессе крекинга, будут по большей части оставаться в
растворе в шихте, а содержание смолы будет поддерживаться ниже точки насыщения, в то время как
абсорбирующий материал 110 будет оказывать свое абсорбирующее действие и удалять некоторые
компоненты из шихты способом, описанным выше.
До настоящего времени предлагалось подавать 115 свежего масла и отводить масло, содержащее смолу, во
время процесса крекинга в крекинг-барьере, загруженном пористыми кирпичами, но в таком случае
отсутствует повторная циркуляция масла через 120) пористые кирпичи внутри барьера, и, кроме того, не
предлагается соотнести подачу свежего масла и скорость отвода масла, содержащего смолу, для
поддержания концентрации смолы ниже 125 насыщения, как это происходит в процессе, описанном в
настоящем изобретении.
Кроме того, до настоящего времени тяжелые углеводороды и им подобные подвергались крекингу путем
нагревания под давлением в присутствии 130 232.178
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_232179.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=232179&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
Соседние файлы в папке патенты