Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()i) 962292

-в (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 041074 (21) 2064308/23-26 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51) М. Кп.з

С 10 G 9/34

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66.092. .1(088.8) Опубликовано 30.09.82. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 3009.82

Е.Д. Хмелевская, Г.И . Двоскин, В.А. Кабликов, З.Ф. Чуханов, В.М. Вольный, Т.Н. Мухина и Г.Л. Ст л

1» е-з

°"

)

Государственный научно-исследовательский энерге)тиче.скнй

f институт им. Г.М. Кржижановского )

) »- - i.3 ),- I ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО

СЫРЬЯ В ЖИДКОМ TEIIJIOHOCHTEJIE

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслям промышленности и предназначено для пиролиза топлив.

Известно устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку с окнами, доходящую до дна корпуса и разде— ляющую его на камеры пиролиза и нагрева, и форсунки с соплами для подачи сырья и продуктов сгорания.

Форсунки, установленные в камере пиролиза устройства, расположены вертикально, а форсунки, установ. ленные в камере нагрева, расположены под углом к корпусу (1).

Недостатком данного устройства является низкая интенсивность циркуляции теплоносителя между камерами и, как следствие, низкая интенсивность подвода тепла к пиролизуемому сырью. Это объясняется тем, что перегородка, расположенная диаметрально оказывает большое сопротивление тайгенциальному движению теппоносителя, которое обеспечивает перенос тепла между камерами. При этом большая часть энергии струй, вытекающих из сопел форсунок камеры нагрева, расходуется бесполезно, а энергия струй, вытекающих из сопел форсунок камеры пиролиза, вообще не участвует в организации циркуляции теплоносителя между камерами.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пиролиза топлива в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку, разделяющую корпус на камеры пиролиза и нагрева, и вертикальные форсунки с соплами для подачи сырья и продуктов сгорания (2).

В устройстве перегородка незначительно заглублена в теплоноситель и почти не оказывает сопротивления его циркуляции. Однако недостатком известного устройства также является низкая интенсивность подвода тепла к пиролизуемому сырью, так как вертикальное расположение форсунок не позволяет обеспечить не25 обходимую циркуляцию теплоносителя между камерами вследствие того, что горизонтальное движение теплоносителя недостаточно.

Цель изобретения — интенсифика30 ция подвода тепла к сырью за счет

962292

60 увеличения циркуляции и интенсивности теплообмена между пиролизуемым сырьем, продуктами сгорания и теплоносителем.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве перегородка вы- 5 полнена кольцевой формы и сопла направлены под углом к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали и под углом 15-75 по отношео нию к радиусу, проведенному через 10 выходное отверстие сопла.

Устройство снабжено дополнитель" ной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней части, расположенной между корпусом и форсунками. !5

На фиг.l изображен аппарат, продольный разрез; на фиг,2 — разрез

A-A на фиг.l.

Устройство имеет корпус 1 с жидким теплоносителем,,крышку 2 с укреп- 20 ленными на ней кольцевой перегородкой 3 и форсунками 4 и 5 соответственно для подачи углеводородного сырья и продуктов сгорания. Кольцевая перегородка 3 отделяет камеру б пиролиэа от камеры 7 нагрева. На крышке укреплены патрубки 8 И 9 соответственно для отвода продуктов пиролиза и продуктов сгорания. Между форсунками и корпусом установлена дополнительная кольцевая перегородка

10 с отверстиями в нижней части. Сопла форсунок направлены к корпусу и образуют с горизонталью угол cK: 1040, а с радиусом, проведенным через выходное отверстие сопла, угол (Ъ

l5-75

Под действием струй углеводородного сырья (жидкое топлива с распылителем, природный гаэ) и продуктов сгорания теплоноситель совершает 40 в верхних слоях круговое и радиаль-. ное движение от центра к периферии, а в нижних — от периферии к центру.

Такая органиэация циркуляции теплоносителя позволяет интенсифици- 45 ровать перенос тепла между камерами пиролиэа и нагрева, а выполнение сопел наклонными — интенсифицировать теплообмен между струями, истекающими из них, и теплоносителем эа счет увеличения поверхности и времени контакта.

Оптимальным углом наклона сопел форсунок к горизонтали является 1040 . При меньших углах наклона снижается интенсивность циркуляции за. . >5 счет уменьшения доли энергии струи, передаваемой теплоносителю, при больших — ухудшается теплообмен.

Оптимальное значение угла, образованного.соплом между камерами и радиусом, проведенным через его выходйое отверстие, лежит в пределах

15-75 . При больших и меньших значениях его интенсивность циркуляции снижается. 65

Это объясняется тем, что интенсивность циркуляции между камерами пропорциональна результирующей двух составляющих движения теплоносителя — радиальной и тангенциальной, которые, в свою очередь, зависят от величины указанного угла, причем изменение его приводит к увеличению одной .составляющей, и уменьшению другой. Максимальное же значение результирующей, а следовательно, и интенсивности циркуляции достигается при равенстве составляющих, Поэтому оптимальное значение угла, образованного соплом и радиусом, проведенным через его Выходное отверстие, лежит в укаэанных выше пределах, В процессе пиролиза углеводородов, особенно тяжелых, образуется много кокса, который может накапливаться на поверхности теплоносителя. Для того, чтобы исключить накопление кокса, в устройстве предусмотрена дополнительная перегородка 10.

Теплоноситель,двигаясь, увлекает эа собой частицы кокса, которые отбрасываются к периферии аппарата и собираются компактной массой за перегородкой 10, откуда они могут быть удалены без остановки аппарата.

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность аппарата по сырью, снизить его металлоемкость, увеличить длительность пробега и упростить технологию процесса пиролиэа °

Процесс пиролиза в устройстве может быть автоматизирован, что приводит к увеличению производительности труда.

Более выСокая интенсивность процесса пиролиэа позволит увеличить выход такой ценной химической продукции как этилен, пропилеи, бутадиен и бензол.

Формула изобретения

1. Устройство для пиролиэа углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку и форсунки с соплами для подачи сырья и продуктов сгорания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации подвода тепла к сырью, перегородка выполнена кольцевой формы и сопла направлены к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали и о под углом 15-75 по отношению к радиусу, проведенному через выходное отверстие сопла.

2. Устройство по и. 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней

962292

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 1957447/26, кл. С 10 G 9/34, 08.08,73 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 257660, кл. С 10 G 9/34,23,07 ° 66

5 (прототип). части, расположенной между корпусом и форсунками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Заказ 7426/36 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель P. Горяинова

Редактор Л. Пчелинская Техред A.Áàáèíåö Корректор Ю. Макаренко