Способ защиты труб теплообменных аппаратов от органических загрязнений

 

Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации тепла горячих высокотемпературных потоков, в частности при охлаждении пирогаза или крекинг-газа путем утилизации их тепла с получением водяного пара. С целью расширения технологических возможностей посредством защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур на внутренней стенке трубы закрепляется защитный слой из термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности. Толщина защитного слоя определяется по минимальной температуре на внутренней поверхности слоя, ниже которой возможно образование загрязнений на этой поверхности. В качестве термостойких материалов используются силикатные, органосиликатные, угольно-графитные материалы, механические и химические композиции на их основе, сплавы металлов и их солей. Защитный слой наносят как на всю поверхность, так и на отдельные участки труб с различной толщиной. 2 з.п. ф-лы.

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) SU (!1) 1511 4 С 10 С 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4177775/23-12 (22) 07 ° 01 ° 87 (46) 15.12.89. Бюл. М 46 (75) В.И.Фирсов (53) 621.669.054(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 717124, кл. С 10 G 9/16, 1978. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТРУБ ТЕПЛООБМЕННЫХ

АППАРАТОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (57) Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающий промышленности и может быть использовано при утилизации тепла горячих высоко, температурных потоков, в частности при охлаждении пирогаза или крекинггаэа путем утилизации их тепла с получением водяного пара. С целью расширения технологических возможностей

Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации тепла горячих высокотемпературных потоков, в частности при охлаждении пирогаэа или крекинггаэа путем утилизации их тепла с полу" чением водяного пара.

Цель иэоЬретения - расширение технологических возможностей эа счет защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур.

Способ реализуется нанесением неподвижного защитного слоя определенной толщины из термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности на теплообменную поверхность со стороны горячего потока в результате

2 посредством защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур на внутренней стенке труЬы закрепляется защитный слой из термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности. Толщина защитного слоя определяется по минимальной температуре на внутренней поверхности слоя, ниже которой возможно образование загрязнений на этой поверхности.

В качестве термостойких материалов используются силикатные, органосиликатные, угольно-графитные материалы, механические и химические композиции на их основе, сплавы металлов и их солей. Защитный слой наносят как на всю поверхность, так и на отдельные участки труб с различной толщиной.

2 э.п. ф-лы. чего, с одной стороны, обеспечивают относительно низкую температуру труб, т.е. защищают их от высоких температур горячего потока и уменьшают их относительный прирост температурного удлинения, с другой стороны, увеличивают температуру поверхности теплообмена и пристенного слоя газа за счет понижения теплопроводности защитного

6 слоя, при которой снижается конденсация тяжелых углеводородов и адгеэия на теплообменной поверхности смол и пека за счет их высокой текучести при повышенной температуре, т.е. поверхность не загрязняется веществами с низкой теплопроводностью во время эксплуатации теплообменника, обеспечивая заданную величину теплопередачи, е

1528785 следовательно, эффективную утилизацию тепла горячего потока на весь период эксплуатации теплообменника.

П р и м e p 1. для охлаждения пиро- з газа применяют котел-утилизатор, представляющий собой трубчатый теплообменник, по трубному пространству которого истекает горячий поток пирогаза, а в межтрубном пространстве осуществля- 10 ют испарение котловой воды. Перед подачей в котел-утилизатор высокотемпературного потока пирогаза в межтрубное пространство его подают котловую воду с температурой 200 С, а после прогрева металла на внутреннюю поверхность труЬ и труЬ досок наносят распылением при 450 С защитный слой органосиликатного лака, толщиной 0,1 на входе и 0,8 мм на выходе с после- 20 дуюшей выдержкой 12-18 ч; термостойкость лака 600 С. Затем в котел-утилизатор подают пирогаз, полученный при пиролизе легкого бензина с температурой 780 С, что вызывает испарение кот-25 ловой воды под давлением 30 атм и температуре 233 C с нагревом металла труб до 245 С, а поверхности защитноо го слоя по ходу пирогаза от 450 C на входе и до 350 С на выходе, при этом пирогаз охлаждается до 370 C.

Пример 2. Процесс проводят аналогично примеру 1, но при этом в качестве защитного слоя используют угольно-графитовую мастику на основе

35 органо-силикатного вяжущего материала, толщина слоя 0,8 мм на входе и

5 0 мм на выходе, которая увеличивается по ходу пирогаза, получаемого при пиролизе газойля. Температура пирогаза на входе в котел-утилизатор

750 С, на выходе 420 С, давление пара

100 атм при 310 С, при этом температура металла труб и трубных решеток

330-340 С, температура поверхности 45 защитного слоя со стороны пирогаза на входе 430 С, на выходе 400 С.

Пример 3. Процесс проводят аналогично примеру 1, но при этом в качестве защитного слоя используют силикатный лак с толщиной по длине труб 1,0 мм на входе и 0,5 мм на выходе. Параметры процесса аналогичны примеру 1.

Il р и м е р 4. Для охлаждения пиро55 газа применяют котел-утилизатор, представляющей собой теплообменник типа "труба в трубе по внутренней трубе истекает горячий поток пирогаза, а в к п цевом пространстве осуществ.-.яют испарение циркулирующеи котловой водь .

Перед включением теплообменника в раЬоту на внутреннюю поверхность внутренней трубы напыллют пор ок титана известными методами, например, индукционным методом, при этом по длине труЬы (общая длина 9 м) защитный слой имеет различную толщину: со стороны входа горячего потока наносят защитный слой длиной 1 м с изменением толщины от 5 до 2,0 мм в зависимости от начальной температуры пирогаза, затем толщина слоя длиной 7 м составляет 1,0+0,5 мм, на остальных 2 м толщина защитного слоя вновь увеличивается с 1,0 до 5,0 мм. 3а счет нанесения защитного слоя из порошка титана имеет место упрочнения основного конструкционного металла теплообменника - легированной стали, в связи с этим толщина внутренней трубы уменьшается на 10 — 20."ь в сравнении с трубой, на которую не наносится защитный слой. После нанесения защитного слоя теплообменник включают в работу: во внутреннюю трубу подают пирогаз из высокотемпературного реактора с температурой 860-880 С, в кольцевом пространстве за счет утилизации тепла пирогаза испаряется котловая вода при давлении 120 атм при 320 С, в результате получается парожидкостная смесь с содержанием 30ь пара, которая циркулирует через паросборную систему. Температура металла внутренней трубы на входе пирогаза составляет 350 С, в средней части 360 С, на выходе 340 С, в то время как температура поверхности защитного слоя по ходу пирогаза составляет соответственно: 450,370 и 390 С при температуре пирогаза на выходе .400 С. Наружная труба теплообменника изолирована и имеет температуру стенки 310 С. При температуре

d пирогаза по длине змеевика 860,650 и 400 С и соответственно температуры защитного слоя 450,370 и 390 С загрязнение поверхности практически отсутствует из-за высоких температур пирогаза в пристенном слое, которая составляет соответственно 570,450 и 395 С, т.е. конденсация тяжелых углеводородов отсутствует. Так как перед подачей пирогаза теплообменник прогревается котловой водой до температуры о стенок труб около 310 С, то с под%чей

1528785

Формула изобретения

Составитель А.Вишкарев

Техред Д.Сердюкова КорректорН.Король

Редактор М.Недолуженко

Подписное

Тираж 446

Заказ 7615/23

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 с пирогаза увеличение температуры стены внутренней трубы составляет о только в среднем около 40 С, что вызывает сравнительно низкую относительную деформацию внутренней и наружной труб теплообменника, которая может компенсироваться различными удельными коэффициентами расширения при применении различных металлов для труб.

1. Способ защиты труб теплообменных аппаратов от органических загрязнений, заключающийся в создании защитного слоя на внутренней стенке труб, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур, создание защитного слоя осуществляют путем закрепления на анутреннейстанке трубы термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности, S при этом толщину защитного слоя определяют по минимальной температуре на внутренней поверхности слоя, ниже которой возможно образование загрязнений на этой поверхности.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве термостойких материалов используют материа лы, выбираемые из группы: силикатных, органосиликатных, угольно-графитных материалов, механических и химических композиций на их основе, сплавов металлов и их солей.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и20 ч а ю шийся тем, что защитный слой наносят как на всю поверхность, так и на отдельные участки труб.