Реактор для проведения гомогенных высокотемпературных реакций

 

РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГОМОГЕННЫХ ВЬЮОКСУГЕМПЕРАТУРНЫК РЕАКЦИЙ содержашвй Корпус с защитным KuJfQTXCW, горелочное устройство , смесительную , реакционную камеру, закалочное устройство, и патрубки ввода сырья, реагентов, охлаждающих веществ и запальника, отличаю - 1Я и и с я тем, что, с целью чнтенснфикадии процесса, повышения надежности работы реактора и качестваполучаемого продукта, он снабжен камерой подготовки теплоносителя с тангенциально соединенным с ней патрубком ввода разбавителя, вход которой соединён с горелочным устройством , а выход посредством соединенных между собой цилиндрическим участк хл конфузора и диффузора - с входом реакци(мшой , и многоканальной , размещенной между смеси (Л тельной и реакписмЕШой камерами, при этом патрубок подвода сырья установлен С в камере смешения тангенциально.

СОЮЗ IXIBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А. SUÄÄ1012968 цц В 01 J 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0htAf СВИДЕТЕЛЬСТВУ (53) 66.023(088.8) (21) 3284756/23 -26

;(22) 04.05.81 (46) 23.04.83, Вюа. М 15 (72) И. М. Артюхов, А. Г. НеМченк .

B..Н. Петров, Г. А. Тймофеев, B. Н..Трухалев, В. И. Фирсов, В. А. Шиляев и В. И. Широков

:(56) 1. Авторское свидетельство СССР

34 764715, кл. В 01Х 19/00, 1974.

2. Патент Англии Ж 1476763, кл. С 10 6 9/46, 1877.

3. Авторское. свидетельство СССР

М 249346э кл» С 10 6 9/18в 1966 (54) (57) РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГОМОГЕННЫХ ВЫСОКОГЕМПЕРАТ4РНЫХ PEAKUHA, содержащий корпус с защитным кожухом, горелочное устройство, смесительную камеру, реакционную .камеру, закалочное устройатво. и патрубки ввода сырья, реагентов, охлаждающих веществ и запальника, о т л и ч а ю -. шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, повышения надежности работы реактора и качества получаемого продукта, он снабжен камерой подготовки теплоносителя с тангенциально соединенным с ней патрубком ввода разбавителя, вход которой соединен с горелочным устройством, а выход посредством соединенных между собой цилиндрическим участком конфузора и диффузора - с входом реакционной кам еры, и многоканальной диафрагмой, размещенной между смесительной и реакционной камерами, при этом патрубок подвода сырья установлен в камере смешения тангенциально.

f 10ЫМ&

Изобретение относится к реакционным

:,устройствам для проведения гомогенных .высокотемпературных химических процессйэв и предназначено для получения низ5 ших олефинов, диеновых и ароматических углеводородов и технологических газов из нефти и нефтяных фракций.

Известен реактор для пиролиза углеводородов, включающий корпус, смеситель, 1О диффузор, горелочный блок с газораспределительными трубками, концы которых соединены с единым змеевиком $1) .

Недостатком реактора является неоднородность температуры смеси продуктов сго. рания, являющихся теплоносителем, с

15 сырьем по всему реакционному пространству

Известен реактор для гомогенной конверсии нефти и прямогонных фракций сос«. тоящий из камеры для смещения сырья и теплоносителя, двухцилиндровой Реакционной камеры и "закалочного устройства P2) .

Недостачами реактора являются трехступенчатое смешение сырья и теплоноси- 25 теля и неселективное превращение в основ ном за пределами реакционного пространства.

Наиболее б;лзким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре- ЗО зультату является реактор для гомогенной переработки углеводородного сырья, высокотемпературных реакций с целью. получения ацетилена из природного газа и..и ацетилена и этилена из жндких угле- З5 водородов. Реактор состоит из камеры с горелками и тоннелями для сжигания части сырья, камеры смешения продуктов сгорания с основным сырьем, выполнен-, ный в виде кольцевого сопла с тороидаль- 3Q ными полостями в критическом сечении, реакционной камеры и закалочнрго уст: ройства (3)

Недостатком известного ротора является низкая селективность превращения сырья.

Белью изобретения является интенсификация процесса,, повышение надежности работы реактора и качества получаемого продукта. 50

Указанная цель достигается тем, что реактор, содержащий корпус с защитным кожухом, горелочное устройство, смесительную камеру, реакционную камеру, за калочное устройство и патрубок ввода

55 сырья, реагентов, охлаждающих веществ и запальника, дополнительно снабжен каме*: рой подготовки теплоносителя с тангенциально соединенным с ней патрубком ввода разбавителя, вход которой соединен с горелочным устройством, а выход посредством соединенных между собой цилиндрическим участком конфузора и диффузора — с выходом реакционной камеры и с многоканальной диафрагмой, размещенной между .смесительной и реакционной камерами, при этом патрубок подвода сырья установлен в камере смешения тангенциально.

На фиг. 1 показан реактор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-B на фиг. 1.

Реактор состоит из горелочного устройства 1, камеры 2 подготовки теплоносителя, камеры 3 смешения теплоносителя с сырьем, реакционной камеры 4, цилиндрического участка 5, многоканальной диафрагмы 6, корпус 7, защитного кожуха 8, изоляции 9, патрубков для ввода разбавителя 10, для ввода сырья 11, для ввода охлаждающего агента 12, для ввода запальника при пуске реактора 13, для ввода кислорода 14-, водорода 15, слабоперегретого пара или газа 16.

Реактор работает следующим образом.

В камеру 2 подготовки теплогосителя подаются одновременно водород и кислород при этом начинается горение от запальника, введенного через патрубок 13. Для получения теплоносителя в нужном количестве и с нужной температурой в эту же камеру вводится газ-разбавитель, в качестве которого используется водяной пар либо газы,. например, метан, водород, этан.

Для получения однородной смеси и повышения селективности разбавитель вводится тангенциально относительно оси zaмеры, чем обеспечивается более быстрое и полное перемешивание продуктов горения водорода и разбавителя. С этой же целью выход теплоносителя и вход его в камеру смешения осуществляется через конфузор и диффузор, образующие суженный ци-. линдрический участок 5.

Приготовленный таким образом однородный тэплоноситель смешивается в камере 3 с сырьем, поступающим через тангенциально расположенные патрубки 11, Вследствие однородности (по царамет:»:, рчм) теплонссителя, поступающего в камеру 3, исключается локальная неоднородность полей температур-и концентраций в камере и в последующих зонах пребь- ания смеси, т.е. существенно снижает;.;я возможность образования с@к ., 3 1012988 4 кокса и тяжелых смол. Процесс превраще- ращение их в олефины и другие целевые ния сырья s камере 3 начинается одно- продукты, протекает при небольшом вревременно с перемешиванием углеводоро- мени контакта (в пределах.0,01-0,0001с),,дов с теплоносителем. Этот процесс уси- .поэтому вероятность образования побочливается при проходе продуктов через ных (вторичных) продуктов исюпочена.. диафрагму 6 и завершается в конце ка- Эффективность перемешивания продуктов меры 4, где установлен закалочный в диффузорах и конфузорах определяется аппарат юпобой конструкции, например величиной углов о - и отношением площаутилизатор тепла (не показан). дей сечения, — . Чем больше углы

Для предохранения фронтовой части 16 oL à следовательно, чем меньше суже(коробки) горелочного устройства в нее ние и расширение в конфузорах и диффучерез патрубок 12 вводится хладагент 1, зорах, тем меньше эффект перемешив

:например химически очищенная вода. Она ния. Однако в этом случае меньше и гид-.

1 подается в таком количестве, чтобы нол- равлическое сопротивление реактора, но костью испарилась за счет нагрева. При is более значительна его длина. Оптималь- этом образующийся пар из коробки посту- ные величины углов 4-и соответствую.пает в камеру 2. щие им отношения площадей сечения.бу-

Процесс смешивания углеводородов с aye при величине в пределах 39 о теплоносителем, а следовательно, и прев1012968

A-A

Составитель Э. Сказова

Редактор Н» Рогулич Техред А.А ч Корректор С, Шекмар

Заказ 2841/8 Тираж 535 . Подписное

BHHHQH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4