Трубчатая печь для термического расщепления углеводородов

 

Изобретение относится к переработке нефти и газа, предназначено : для получения низших олефинов пироЛИЗом , позволяет повысить выход этилена и увеличить производительность печи за счет уменьшения перепада давления в переходной части реакционных элементов и рассеивания застойных зон. Для этого концевой участок внутренней трубы длиной 0,5-3,0 ее наружного диаметра вьшолнен с перфорацией в виде отверстий или открытых со стороны торца прорезей, равномерно распределенных по окружности. При этом отношение суммарной площади прорезей или отверстий к площади боковой поверхности концевого участка внутренней трубы составляет 0,1-0,8, а сечение наибольшей суммарной ширины при неравномерном распределеНИИ перфорации по длине трубы находится на расстоянии, равном 0,40-0,45 наружного диаметра внутренней трубы от ее торца, с убыванием суммарной ширины по обе стороны от этого сечения . 1 з.п. ф-лы, 5 ил. I (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (д) 4 С 10 С 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТаЕННЫй HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4171214/23-26 (22) 30. 12.86 (46) 23.02.89. Бюл. ¹- 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт нефтеперерабатывающей и нефтехимической промьппленности "ВНИПИНефть" (72) А.С. Семенова, Е.А. Фейгин, В.С. Горюнов, В.А. Бутовский, А.Н. Васильев, В.А. Зоткин, M.À. Лиознов и A. Г. Макушев (53) 66.041. 554(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1 118843, кл. F 28 П 7/12, 1982 °

Авторское свидетельство ЧССР № 219211, кл. С 10 G 9/20, опублик.

1985. (54) ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

РАСЩЕПЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к переработке нефти и газа, предназначено для получения низших олефинов пиро1

Изобретение относится к переработке нефте- и газопродуктов, а именно к трубчатым печам для термического расщепления углеводородов и получения из них низших олефинов путем пиролиза.

Целью изобретения является увеличение выхода целевых продуктов и повышение производительности печи за счет рассеивания застойных зон в переходной части реакционных элементов.

На фиг.1 показана переходная . часть реакционного элемента печи в

„„Я0„„1460073 лиз ом, п оз в оля ет повысить вых од э тилена и увеличить производительность печи за счет уменьшения перепада давления в переходной части реакционных элементов и рассеивания застойных зон. Для этого концевой участок внутренней трубы длиной 0,5-3,0 ее наружного диаметра выполнен с перфорацией в виде отверстий или открытых со стороны торца прорезей, равномерно распределенных по окружности.

При этом отношение суммарной площади прорезей или отверстий к площади боковой поверхности концевого участка внутренней трубы составляет 0,1-0,8, а сечение наибольшей суммарной ширины при неравномерном распределении перфорации по длине трубы находится на расстоянии, равном 0,40-0,45 наружного диаметра внутренней трубы от ее торца, с убыванием суммарной ширины по обе стороны от этого сечения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. случае движения потока из внутренней трубы с продольными прорезями в наружную трубу, разрез, на фиг.2— сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 концевой участок внутренней трубы с

% перфорацией в виде отверстий; на фиг.4 — внутренняя труба с прорезями, неравномерно распределенными по длине, вариант; на фиг.5 — внутренняя труба с различной "плотностью" перфорации по длине трубы, вариант.

Переходная часть реакционного элемента печи, состоит из внутренней трубы 1 и наружной трубы 2 с пере0073

Формула

50 з 14б ходным днищем 3. Концевая часть внутренней трубы i выполнена с перфорацией в виде равномерно распределенных по окружности продольных прорезей 4 (фиг,1 и 2) или отверстий (фиг.3).

Устройство работает следующим об разом.

Реакционная смесь движется из внутренней трубы 1 в наружную трубу 2. (фиг.1) или, наоборот, из наружной трубы во внутреннюю (не показано).

При этом часть потока проникает в виде затопленных струй через равномерно распределенные по окружности продольные прорези 4 (фиг.1) или отверстия (фиг.3) в область образования застойной зоны и рассеивает ее, выравнивая давление в этой области.

Кроме того, рассеивание застойной зоны увеличивает предел критической скорости запирания потока, а также предотвращает образование кокса на стенках труб.

Неравномерное выполнение отверстий или вырезов по длине концевого участка трубы является функцией толщины застойной зоны. При этом суммарная ширина перфорации в поперечном сечении максимальной ширины застойной зоны убывает прямо пропорционально толщине застойной зоны по обе стороны от сечения с наибольшей шириной.

Наибольшая толщина образующейся застойной зоны находится на расстоянии 0,4-0,45 диаметра наружного диаметра внутренней трубы от ее торца, при этом длина застойной зоны не преР вышает трех диаметров от входа. Поэтому выполнение перфорации концевого участка внутренней трубы длиной

0,5-3,0 ее наружного диаметра обусловлено необходимостью "выдувания" наибольшего объема этой застойной зоны. При длине концевого участка меньшей, чем О, 5 диаметра, эффекгивность воздействия с помощью перфорации на застойную зону резко снижается, так как ядро застойной зоны находится за пределами отверстий (или прорезей). При длине концевого участка большей, чем три диаметра, применение перфорации становится неФ целесообразным, поскольку длина зас" тайной зоны ограничена на практике именно этой величиной.

Равномерное распределение перфо- рации по окружности обусловлено необходимостью предотвращения излишнего повышения сопротивления потока вследствие его закручивания.

При величине относительной перфорации конца трубы более 0,8 значительная часть потока рассеивается на выходе из трубы раньше, чем достига-1 ется данная часть переходного участ ка реакционного элемента, а застой- ная зона на поверхности внутренней трубы перемещается выше за участок перфорации. При значении перфорации ниже 0,1 существенно увеличиваются потери давления в переходном участке.

Таким образом, увеличивается выход целевого продукта (этилена) до2Ж и повышается производительность печи на 3„5% за счет уменьшения перепада давлений в переходной части реакционного элемента путем рассеивания застойных зон. из î бр етения

1. Трубчатая печь для термического расщепления углеводородов, включающая радиантную камеру и змеевик с реакционными элементами в виде соосно расположенных наружной и внутренней труб с переходным днищем на торце наружной трубы, о т л и ч а ю щ а я-. с я тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта и увеличения производительности печи, участок внутренней трубы на длине 0,5-3,0 ее наружного диаметра от торца трубы выполнен с перфорацией, общая площадь которой составляет О, 1-0,8 площади боковой поверхности перфорированного участка.

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что перфорация выполнена в виде продольных прорезей с уменьшением ширины вверх и вниз от сечения, расположенного на расстоянии 0,40-0,45 ее наружного диаметра от торца трубы.

14600 73

14б0073

Составитель В. Кудряшов

Техред А. Кравчук Корр ектор С. Шекмар

Редактор Н. Гунько

Заказ 410/23 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушакая наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101