Аппарат для переработки углеводородного сырья в жидком теплоносителе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (it>763449 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2504.77 (2f) 2498105/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150980,Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150980

С 10 G 9/34

С 10 Т 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 665, 64 (088,8) Э,А.Гудымов, В.П.Семенов, В.Д.Конакотин и В.И.Бродин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО

СЫРЬ Я В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ

Изобретение относится к аппаратам для переработки сырья в жидком теплоносителе и может быть использовано в химической промышленности для полу5 чения водорода и окиси углерода из угля, жидких и газообразных углеводородов в частности для паровой конI версии углеводородов, Известен аппарат для переработки 10 углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащий корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и вывода полученных газов конверсии, размещейные в корпусе вертикальные 15 перегородки, разделяющие корпус на вертикальные трубные — реакционную и нагревательную эоны, топку (одну или несколько) для предварительного сжигания топлива, размещенную непос- 20 редственно под нагревательной зоной.

Все элементы аппарата, соприкасающиеся с жидким теплоносителем, выполнены из огнеупора (11Такой аппарат может работать при 25 о температурах ниже 1000 С, так как при более высоких температурах начинается химическое взаимодействие огнеупоров с теплоносителем, продук тами сгорания и переработки углеводо- 3О родного сырья. Выход водорода и окиси углерода при этих температурах невелик (20-40%) . Кроме того, при выполнении зон нагрева в виде вертикальной трубы возникают мощные пульсации газожидкостного потока, при которых жидкий теплоноситель затека- ет внутрь топки (или топок) и даже горелок, вызывая забивание горелок и срыв работы топок. Циркуляция теплоносителя при этом резко ухудшается либо может прекратиться совсем.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для переработки углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащий корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и вывода полученных газов. переработки, размещенные в корпусе — верх-, нюю и нижнюю перегородки, разделяющие корпус на реакционную и нагревательную эоны, топку, трубу (или трубы) для подвода продуктов сгорания, подсоединенную к нижней части стенки корпуса в нагревательной зоне, сопла на трубе (или трубах) для подачи продуктов сгорания под слой теплоносителя (2).

763449 жидкий шлак и выбрасывают его поверх

pQ перегородки 10, нагревая ее при этом.

Этот аппарат имеет два существенных недостатка.

Известный аппарат не может рабоа тать при температурах выше 1000 С, так как невозможно выполнить распределение более высоконагретых продуктов сгорания через сопла под слой теплоносителя (при выполнении из стали сопла могут расплавиться или сгореть, при выполнении из огнеупора — раствориться в теплоносителе, при выполнении йз графита — прогазифицироваться, при выполнении водоохлаждаемыми — забиться застывшим, теплоносителем). Вследствие проведения процесса при низких температурах (800-1000 С) низок выход целевых продуктов — водорода и окиси углерода.

Подача раскаленных продуктов сгорания под слой. жидкого теплоносителя, имеющего при рабочих температурах повышенную вязкость и поверхностное 2О напряжение и градиент температур, вызывает вспенивание, пульсации и брызгоунос, что не дает воэможности обеспечить надежную циркуляцию теплоносителяя, 25

Целью изобретения является повышение выхода газов переработки за счет проведения процесса при 12001400 С и обеспечения надежной циро куляции теплоносителя между реакционной и нагревательной зонами.

Для дос тижения укаэанной цели выходное отверстие трубы для подвода продук тов с горани я расположено в с тенке корпуса, стенка корпуса выше места присоединения трубы выполнена с наклоном внутрь корпуса и нижняя перегородка расположена под углом к дн ищу °

На чертеже изображен предлагаемый аппарат, продольный разрез.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 отвода продуктов конверсии и сгорания, фуроры 4 (одну или несколько) для подачи смеси углеводородного сырья с водяным паром,патрубок 5 для слив а лишнего ко" ли чес тв а жидк ог о те плонос и тел я . .. Внутри корпуса размещена в ерхняя вертикальная перегородка 6, разделяющая все внутреннее пространство аппарата на реакционную

7 и нагревательную 8 зоны, На- . ружная стенка 9 корпуса в нагревательной зоне выполнена с наклоном внутрь аппарата. Под вертикальной перегородкой 6 с э азором к ней, к на- клонной стенке 9 и к днищу корпуса 1, вплотную к фурмам 4 размещена нижняя наклонная перегородка 10, которая заканчивается на уровне залив а теплоносителя в аппарат, причем нижняя Щ перегородка 10 составляет угол с наклонной стенкой 9. Снаружи корпуса 1, со стороны наклонной стенки 9, выше уровня патрубка 5 для слива теплоносителя расположена топка ll (одна или несколько) с патрубком 12 для подвода топлив о-воздушной смеси. Циклонная топка трубопроводом 13 соединена с нижней частью нагревательной зоны 8, причем входы трубопроводов 13 расположены под наклончой стенкой 9. Все стенки аппарата выполнены водоохлажда емыми .

Аппарат при использовании в качестве углеводородного сырья угольной пыли работает следующим образом.

В па трубок 1 2 под аю т смес ь в оздуха с угольной пылью. B циклонной топке 11 угольная пыль сгорает, при этом зола топлива расплавляется, образуя жидкий шлак . Продукты сгорания и жидкий шлак из циклонной топки 11 по трубопроводу 13 поступают в корпус 1 аппарата, где жидкий шлак и продукты сгорания отделяются друг от друга„ Шлак остается в аппарате, а продукты сгорания удаляются через патрубок 3, В период разогрева через фурмы 4 подают также топливо-воздушную смесь для разогрева реакционной зоны 7. Подготовку аппарата к работе заканчивают, когда уровень шлака достигает нижнего уровня патрубка 5 и начинает из него сливаться, В это время в фурмы 4 начинают подавать смесь угольной пыли с водяным

rrapaM.

Работа аппарата в нормальном режиме производится следующим образом, Выходящие с большой скоростью (5070 м/с) из трубопровода 13 продукты сгорания, двигаясь вдоль наклонной стенки 9, подхватывают из пространства, образуемого перегородкой 10, наклонной стенкой 9 и днищем корпуса, Здесь струи шлака и продуктов сгорания разделяются. Продукты сгорания отводятся по патрубку 3, а разогретый шлак вдоль перегородки 10 перетекает в реакционную зону 7, где на пути его следования установлены фурмы 4. Выходящая из фурм 4 смесь угольной пыли и водяного пара, соприкасаясь с раскаленным шлаком, нагревается до его температуры, при этом происходит конверсия угольной пыли водяным паром с образованием водорода и окиси углерода, ()лак при этом охлаждается и перетекает из зоны 7 в зону

8. Цикл замыкается, Излишки шлака, постоянно образующиеся при сжигании и конверсии угольной пыли, удаляются, через патрубок 5, Таким образом, при использовании твердого углеводородного сырья жидк им тепл он ос ителем явл я ет с я рас плав— ленная зола этого вещества, В случае тугоплавкой золы в пыль можно добавлять флюсы,