×
18.05.2019
219.017.5a6c

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ В ПРИСУТСТВИИ ВОДЯНОГО ПАРА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к процессам пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара под действием электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона, при этом водяной пар перед подачей на смешение в проточном режиме предварительно обрабатывают электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона мощностью 1000-1600 Вт. Технический результат - увеличение выхода целевых продуктов, снижение коксообразования и выхода тяжелой смолы пиролиза. 3 табл.

Изобретение относится к пиролизу углеводородов в присутствии водяного пара.

Заявляемое изобретение относится к процессам пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара под действием электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона.

Известен способ получения низших олефинов пиролизом углеводородного сырья (Патент РФ №2169167, МПК7 C10G 11/02, опубл. 2001.06.20). Данный способ получения низших олефинов осуществляют пиролизом углеводородного сырья в трубчатых реакторах при температурах стенки реактора 660-860°С в присутствии каталитической насадки с развитой поверхностью контакта, изготовленной из ферромагнитного сплава, содержащего (15±1)% хрома и по (1,5±0,5)% алюминия, молибдена и никеля, при этом сырье и материал катализатора перед поступлением в реакционную зону подвергаются комплексной обработке СВЧ-полями с круговой поляризацией и электронно-программируемой модуляцией. Подобный процесс позволяет получать газообразование на уровне 70,7 мас.% при выходе олефинов до 54,9 мас.%, в том числе этилена до 27,8%, пропилена до 15,3%, суммы бутиленов до 8,1% и дивинила до 8,2 мас.% от сырья, которым может служить прямогонная керосиногазойлевая фракция. Активация катализатора комплексным СВЧ-излучением позволяет в несколько раз снизить выход кокса при пиролизе. Однако недостатком данного способа является его ограниченное применение в промышленности, так как основные процессы пиролиза реализуются в термическом, а не каталитическом режиме, причем СВЧ-излучением обрабатывают как сырье, так и катализатор, что безусловно снижает возможность широкого использования способа из-за того, что сырье имеет переменный состав, а обработке подвергают только жидкое углеводородное сырье.

Наиболее близким является способ пиролиза в присутствии водяного пара (Патент РФ №2265041, МПК C10G 9/36, опубл. 2005.11.27), в котором обработке СВЧ-излучением подвергается один из компонентов реакционной смеси - вода в жидком состоянии, которая затем поступает на стадию генерации пара, используемого в процессе пиролиза, в результате чего происходит увеличение выхода целевых продуктов (стирола, изопрена, этилена и пропилена) по сравнению с их выходами при использовании обычной воды. Эффект обработки воды СВЧ-излучением проявляется довольно продолжительное время, исчезая полностью лишь в течение суток, несмотря на то, что вместе с сырьем обработанная вода до поступления в реактор подвергалась воздействию высоких температур в испарителе и предварительном подогревателе (570°С). Обработку 500 г дистиллированной воды, помещенной в химический стакан, проводили в бытовой микроволновой печи с максимальной мощностью 800 Вт в течение разного времени, вплоть до кипения. Температуру воды замеряли после обработки. Степень воздействия СВЧ-излучения условно оценивали удельной затратой энергии (294-468 Дж/г), величина которой представляла собой отношение произведения времени обработки (с) на выставленную мощность печи 360-600 Вт к весу обрабатываемой воды.

Недостатками способа является необходимость предварительной обработки воды, а это достаточно большие затраты электроэнергии для превращения воды в пар при помощи СВЧ-излучения по сравнению с традиционными способами, используемыми на этиленовых установках.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение процесса пиролиза и повышение его эффективности.

Поставленная задача решается проведением пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара, при этом водяной пар перед подачей на смешение в проточном режиме предварительно обрабатывают электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона мощностью 1000-1600 Вт.

Отличительными признаками заявляемого изобретения являются использование в процессе пиролиза для смешения с углеводородным сырьем пара разбавления, полученного из конденсата пара разбавления (технологической воды), при этом перед подачей на смешение с углеводородным сырьем пар разбавления в проточном режиме обрабатывают СВЧ-излучением при мощности СВЧ-установки 1000-1600 Вт.

Заявляемое изобретение обладает критерием патентоспособности «новизна», так как имеет признаки, не описанные в прототипе, а также критерием «изобретательский уровень», так как введение новых отличительных признаков позволило осуществлять процесс пиролиза в непрерывном режиме, а также получить увеличенные выхода целевых продуктов, таких как этилен, пропилен, а также снизить коксообразование и выход тяжелой смолы пиролиза.

Это означает, по-видимому, что при обработке СВЧ-излучением пар приобретает какие-то новые физико-химические свойства, которые обуславливают его положительное влияние на реакции, протекающие при пиролизе.

«Промышленная применимость» подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1 (по прототипу). Пиролиз прямогонного бензина в количестве 114 г осуществляют при температуре 845°С в проточном кварцевом реакторе, подогреваемом электрической печью, в течение 55 мин. Используют пар, полученный из 60 г технологической воды, доведенной до кипения СВЧ-излучением СВЧ-печи мощностью 600 Вт.

Продукты пиролиза через водяной холодильник поступают в пробоотборную систему, где осуществляется дробная конденсация углеводородов С5 и выше. Количество газовой части продуктов пиролиза определяют газовыми часами - 93,0 дм3, жидкой части 17,7 г - весовым методом. Анализ продуктов осуществляют методом газовой хроматографии. После окончания каждого опыта по пиролизу на установке проводят выжиг кокса в реакторе кислородом воздуха при температуре 800°С. Выход кокса определяли расчетным путем по количеству CO2, образующегося при выжиге кокса. Для этого на выходе из реактора устанавливали трубку, наполненную адсорбентом - аскаритом, по привесу аскарита определяли количество кокса в реакторе. Количество кокса составило 0,3 г.

Примеры 2-6 (заявляемое изобретение). Осуществлялись на той же установке, что и в примере 1, но в качестве пара разбавления использовали водяной пар, полученный из технологической воды этиленового производства, который перед подачей на смешение с сырьем пиролиза обрабатывали СВЧ-излучением в проточной СВЧ-установке частотой излучения 2450 МГц при мощности СВЧ-установки 1000-1600 Вт, как показано в таблице 2.

Пиролиз прямогонного бензина осуществляли при температуре 845°С в проточном кварцевом реакторе, подогреваемой электрической печью в течение 55 мин. Продукты пиролиза через водяной холодильник поступали в пробоотборную систему, где осуществлялась дробная конденсация углеводородов С5 и выше. Количество газовой части, жидких продуктов, кокса определяли аналогично опыту, описанному в примере 1.

В таблице 1 приведены условия проведения опытов и выхода продуктов по примерам 2-6.

В таблице 2 представлены сравнительные данные по выходам основных продуктов разложения прямогонного бензина при температуре 845°С и времени пребывания сырья в реакционной зоне 0,45 с, в присутствии технологической воды, обработанной до кипения СВЧ-излучением (по прототипу, пример 1), и в присутствии водяного пара, полученного из технологической воды, обработанного СВЧ-излучением перед подачей на смешение с сырьем, в зависимости от выставленной мощности СВЧ-печи. В таблице 3 представлены выхода основных продуктов разложения этана и бутана в присутствии водяного пара, полученного из технологической воды и обработанного СВЧ-излучением перед смешением с сырьем пиролиза, при температуре пиролиза бутана 850°С, этана 825°С (по изобретению, примеры 2, 4).

Из таблицы 2 видно, что при обработке СВЧ-излучением водяного пара разбавления по заявляемому изобретению при пиролизе прямогонного бензина происходит увеличение выхода этилена, пропилена, бензола за счет меньшего образования тяжелых смол пиролиза. При этом наибольший эффект наблюдается при обработке водяного пара СВЧ-излучением с выставленной мощностью СВЧ-печи 1600 Вт. Кроме того, в случае обработки пара СВЧ-излучением выход кокса снижается на 20-47% отн. по сравнению с пиролизом в присутствии водяного пара, полученного из воды, обработанной СВЧ-излучением (по прототипу).

Примеры 7-10. Осуществлялись на той же установке, что и в примере 1, но в качестве пара разбавления в примерах 7 и 9 использовали водяной пар, полученный по прототипу из воды, доведенной до кипения СВЧ-излучением СВЧ-печи мощностью 600 Вт, а в примерах 8 и 10 - пар, полученный из технологической воды этиленового производства, который перед подачей на смешение с сырьем пиролиза обрабатывали СВЧ-излучением в проточной СВЧ-установке частотой излучения 2450 МГц при мощности СВЧ-установки 1000-1600 Вт, как показано в таблице.

В примерах 7 и 8 использовали в качестве сырья этан, а в примерах 8-10 - бутановую фракцию.

Из таблицы 3 видно, что при пиролизе этана, в присутствии обработанного СВЧ-излучением водяного пара разбавления, по сравнению с пиролизом этана в присутствии необработанного СВЧ-излучением пара конверсия этана увеличивается с 67,8 до 69,4%, выход этилена увеличивается на 5% отн., выход кокса снижается на 20,0% отн. При пиролизе бутановой фракции конверсия н-бутана увеличивается с 85,0 до 89,0%, выход этилена увеличивается на 4% отн., при сохранении выхода пропилена на том же уровне и при уменьшении выхода кокса - на 20,0% отн.

Обработка СВЧ-излучением водяного пара разбавления, содержащего примеси, приводит к образованию активных центров, приводящих в дальнейшем к увеличению выходов целевых продуктов и снижению побочных продуктов в процессе пиролиза.

Относительный рост выхода этилена, пропилена, бензола в опытах 3-5 по сравнению с опытом 1 (таблица 2) составил в среднем 9, 6 и 27% соответственно, при этом уменьшение выхода тяжелой смолы пиролиза и кокса составило в среднем 40 и 41% соответственно.

Таблица 1
Условия проведения опытов и выхода продуктов по пример 2-6
Показатели Примеры
2 3 4 5 6
Температура пиролиза,°С 845 845 845 845 845
Продолжительность пиролиза, мин 55 55 55 55 55
Сырье - прямогонный бензин 114 114 114 114 114
Вода, г 60 60 60 60 60
Время обработки водяного пара, с 1600 1700 1700 1800 1800
Продукты пиролиза: газовая часть, дм3 91,5 92,5 94,0 93 93,5
Жидкие продукты (в т.ч. пиробензин + пиролизная смола), г 18,5 18,2 17,1 17,7 17,2
Кокс, г 0,31 0,3 0,29 0,30 0,3
Потери, г 3,69 3,0 2,61 3,0 3,0

Таблица 3
Пиролиз этана и бутановой фракции в присутствии водяного пара, полученного из технологической воды и обработанного СВЧ-излучением перед смешением с этаном или бутановой фракцией
№№ п/п СВЧ-обработка водяного пара Выход на сырье, % мас. Относительное изменение выхода, %
Мощность, Вт Этан н-бутан Этилен Пропилен Кокс Этилен Пропилен Кокс Конверсия, %
Пиролиз этана
7 Используют технологическую воду, доведенную до кипения СВЧ-излучением мощностью 600 Вт (по портотипу) 32,2 - 54,4 0,9 0,09 67,8
8 1600 30,6 - 57,0 0,9 0,06 4,8 0 -33,3 69,4
Пиролиз бутановой фракции
9 Используют технологическую воду, доведенную до кипения СВЧ-излучением мощностью 600 Вт (по портотипу) 2,9 6,4 38,6 16,0 0,10 85,0
10 1600 2,9 3,6 40,2 16,1 0,08 4,1 0 -20,0 89,0

Способ пиролиза углеводородов в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что водяной пар перед подачей на смешение в проточном режиме предварительно обрабатывают электромагнитным излучением сверхвысокочастотного диапазона мощностью 1000-1600 Вт.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 45.
10.06.2013
№216.012.485e

Способ приготовления раствора базового полимера для производства галобутилкаучуков

Изобретение имеет отношение к способу приготовления раствора базового полимера для производства галобутилкаучуков. Способ заключается в растворении влажной крошки бутилового каучука в углеводородном растворителе путем подачи влажной крошки каучука, растворителя, подачи и вывода раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484106
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.09.2013
№216.012.6e64

Ионитный формованный катализатор и способ его получения

Изобретение относится к производству ионитных формованных катализаторов. Описан ионитный формованный катализатор органического синтеза, содержащий смесь сополимеров с макропористой и гелевой структурой сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола, и термопластичный связующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493911
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6f31

Способ получения бутадиеновых каучуков

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к получению бутадиеновых каучуков растворной полимеризацией, и может быть использовано в производстве пластических масс, резинотехнических изделий и шин. Способ заключается в непрерывной полимеризации бутадиена в среде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494116
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7332

Способ извлечения церия

Настоящее изобретение относится к способу извлечения церия из отработанных железокалиевых катализаторов дегидрирования олефиновых углеводородов. Способ заключается в том, что извлечение церия осуществляют после предварительной подготовки катализатора. При этом проводят измельчение отработанного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495147
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.12.2013
№216.012.88bf

Способ получения цис-1,4-полидиенов

Изобретение относится к технологии получения цис-1,4-полидиенов полимеризацией бутадиена, изопрена или их смесей в среде углеводородного растворителя в присутствии катализатора Циглера-Натта на основе редкоземельных элементов. На заключительном этапе процесса полимеризации в реакционную массу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500689
Дата охранного документа: 10.12.2013
20.05.2014
№216.012.c63f

Способ очистки сточных вод от анионоактивных поверхностно-активных веществ

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности для очистки сточных вод от синтетических анионоактивных поверхностно-активных веществ, таких как карбоксилаты, алкилсульфаты, алкилсульфонаты. Для осуществления способа проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516510
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.01.2015
№216.013.1d6c

Катализатор дегидрирования с-с парафиновых углеводородов

Изобретение относится к области каталитической химии, в частности к катализатору дегидрирования C-C парафиновых углеводородов. Данный катализатор дегидрирования представляет собой алюмооксидный носитель, модифицированный оксидом кремния, на котором распределены активный компонент оксид хрома и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538960
Дата охранного документа: 10.01.2015
11.03.2019
№219.016.d6f2

Способ получения бензола

Использование: нефтепереработка и нефтехимия. Проводят ректификацию в сочетании с двухступенчатым каталитическим гидрированием с получением фракции углеводородов С-C, гидродеалкилирование этой фракции, разделение продуктов гидродеалкилирования на газообразную и жидкую фракции, в которой по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002291892
Дата охранного документа: 20.01.2007
11.03.2019
№219.016.d6f3

Способ выделения бензола

Использование: нефтехимия. Сущность: проводят экстрактивную ректификацию в присутствии экстрагента, содержащего в основном алифатический N-алкиламид, при этом в точку колонны экстрактивной ректификации, расположенную между местом ввода экстрагента и верхом колонны подают толуол. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002291849
Дата охранного документа: 20.01.2007
20.03.2019
№219.016.e3a1

Модификатор буровых растворов

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли, в частности к добавкам для буровых растворов, используемых при бурении, вскрытии продуктивных пластов и заканчивании скважин. Технический результат - обеспечение буровому раствору необходимого уровня ингибирующих и поверхностно-активных свойств, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286373
Дата охранного документа: 27.10.2006
Показаны записи 1-10 из 67.
10.04.2013
№216.012.3304

Реактор для жидкофазного синтеза изопрена

Изобретение относится установке для жидкофазного синтеза изопрена из сырья, включающего изобутилен и формальдегид и/или вещества, являющиеся их источниками, например, триметилкарбинол и 4,4-диметил-1,3-диоксан, в присутствии водного раствора кислотного катализатора. При этом установка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478603
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.485e

Способ приготовления раствора базового полимера для производства галобутилкаучуков

Изобретение имеет отношение к способу приготовления раствора базового полимера для производства галобутилкаучуков. Способ заключается в растворении влажной крошки бутилового каучука в углеводородном растворителе путем подачи влажной крошки каучука, растворителя, подачи и вывода раствора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484106
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.08.2013
№216.012.60e9

Глубинный реактор для окисления легких углеводородов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частотности к тепло-физико-химической обработке призабойной зоны пласта. Технический результат направлен на получение высокого выхода продукта реакции, возможность контролирования и поддержания постоянной температуры внутри реактора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490441
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.6e64

Ионитный формованный катализатор и способ его получения

Изобретение относится к производству ионитных формованных катализаторов. Описан ионитный формованный катализатор органического синтеза, содержащий смесь сополимеров с макропористой и гелевой структурой сульфированного сополимера стирола и дивинилбензола, и термопластичный связующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493911
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7332

Способ извлечения церия

Настоящее изобретение относится к способу извлечения церия из отработанных железокалиевых катализаторов дегидрирования олефиновых углеводородов. Способ заключается в том, что извлечение церия осуществляют после предварительной подготовки катализатора. При этом проводят измельчение отработанного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495147
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.01.2014
№216.012.97ef

Способ извлечения молибдена и церия из отработанных железооксидных катализаторов дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов

Настоящее изобретение относится к способам комплексной переработки отработанных катализаторов. Заявлен способ, в котором извлечение молибдена и церия проводят в две стадии, на первой стадии проводят извлечение соединения молибдена, после чего проводят стадию извлечения соединения церия. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504594
Дата охранного документа: 20.01.2014
10.05.2014
№216.012.c252

Способ получения эпоксидированного рапсового масла

Изобретение относится к способу получения эпоксидированного рапсового масла, которое используется в качестве пластификатора-стабилизатора для хлорорганических полимерных материалов. В соответствии с изобретением эпоксидированное рапсовасое масло получают путем взаимодействия рапсового масла в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515495
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.06.2014
№216.012.d29a

Способ получения ингибитора коррозии

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для систем оборотного водоснабжения и теплоснабжения промышленных предприятий. Способ включает смешение продукта взаимодействия оксиэтилидендифосфоновой кислоты и аскорбиновой и/или глюконовой кислоты с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519685
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.01.2015
№216.013.1d6c

Катализатор дегидрирования с-с парафиновых углеводородов

Изобретение относится к области каталитической химии, в частности к катализатору дегидрирования C-C парафиновых углеводородов. Данный катализатор дегидрирования представляет собой алюмооксидный носитель, модифицированный оксидом кремния, на котором распределены активный компонент оксид хрома и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538960
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.02.2015
№216.013.2394

Эпоксидная композиция для склеивания и покрытия (варианты)

Изобретение относится к композиции для склеивания и покрытия на основе эпоксидной смолы для защиты строительных конструкций, например в составах для наливных полов, а также для склеивания металлов в различных областях народного хозяйства и в быту. По первому варианту эпоксидная композиция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540561
Дата охранного документа: 10.02.2015
+ добавить свой РИД