Устройство для пиролиза углеводородов

 

Изобретение относится к устройствам для производства низших олефинов пиролизом углеводородов и позволяет упростить конструкцию и повысить выход целевых продуктов за счет объединения в одном корпусе блоков (Б) подготовки сырья и теплоносителя, реакционного Б и Б закалки продуктов . Реакционный Б выполнен в виде ряда параллельных труб, снабженных смесителями-турбулизаторами, объединенных сверху узлами распределения сырья и теплоносителя, а снизу Б закалки продуктов. Перегрев т плоноситёля осуществляется в радиантных экранах , размещенных в кольцевом пространстве между внутренним и внешним корпусами. Использование изобретения позволяет повысить выход олефинов Cj-Ci, с 56,9 до 65,5%. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. (Л

ССЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (1Ю (И) (51) 4 С 10 С 9/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, Ы

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к устройствам для производства низших олефи (21) 3879630/23-26 (22) 02.04.85 (46) 30.01,87, Бюл, У 4 (71) Научно-производственное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов (72) И.М.Артюхов, В.Н,Петров, Г.А.Тимофеев и В.А.Шиляев (53) 66.041.544(088.8) (56) Патент Англии Ф 1476763, кл. С 5 Е опублик. 17.06.77.

Тменов Д.Н. и др, Интенсификация процессов пиролиза. Киев: Техника, 1978, с. 176, 177. нов пиролизом углеводородов и позволяет упростить конструкцию и повысить выход целевых продуктов за счет объединения в одном корпусе блоков (Б) подготовки сырья и теплоносителя, реакционного Б и Б закалки продуктов. Реакционный Б выполнен в виде ряда параллельных труб, снабженных смесителями-турбулизаторами, объединенных сверху узлами распределения сырья и теплоносителя, а снизу Б закалки продуктов. Перегрев теплоносителя осуществляется в радиантных экранах, размещенных в кольцевом про" странстве между внутренним и внешним

Ф корпусами. Использование изобретения Е позволяет повысить выход олефинов

С -Сц с 56,9 до 65,57. 1 s.ï. ф-лы.

2 ил. С

1 12866

Изобретение относится к производству низших олефинов пиролизом углеводородов в присутствии перегретого теплоносителя водяного пара.

Цель изобретения — повышение выхода целевых продуктов.

На фиг. 1 представлено устройство для пиролиза углеводорода, общий вид; на фиг. 2 — смеситель-турбулизатор, разрез. 10

Устройство для пиролиэа углеводородов включает основной корпус 1 с узлом 2 подготовки сырья, размещенный верхней частью в основном корпусе 1 дополнительный внутренний корпус 3, в котором расположены камера 4 распределения сырья, камера 5 распределения теплоносителя, реакционный блок, выполненный в виде ряда параллельных труб 6, снабженных на входе 20 смесителями-турбулизаторами 7, камера 8 сбора продуктов пиролиза и блок 9 закалки продуктов пиролиза с закалочными элементами 10 и камерой

11 сбора охлажденных продуктов. Узел

25 подготовки теплоносителя выполнен в виде радиантных экранов 12, размещенных на внешней поверхности внутреннего корпуса 3 и внутренней поверхности основного корпуса 1.

Смесители-турбулизаторы 7 посредством патрубков 13 установлены в отверстиях днищ 14 камеры распределения теплоносителя и выполнены в виде двух концентрично установленных ци- 35 линдров, внутренний цилиндр 15 снабжен в нижней части конусом с отверстиями 16. В сужении внешнего цилиндра расположен стержень 17 с изогнутыми лопастями 18. Между днищами и 40 корпусом смесителей-турбулизаторов выполнены зазоры 19 для прохода теплоносителя в межтрубное пространство реакционного блока.

Устройство (фиг. 1) снабжено ка- 45 мерой 20 нагрева воды, питаемой с помощью патрубка 21, патрубками для. ввода сырья 22, вывода продуктов пиролиза 23, перегретой воды 24 и продуктов сгорания 25, горелками 26, к 50 которым подводится топливо 27 и воздух 28, а также патрубками 29 ввода теплоносителя и дросселирующим устройством 30.

Устройство работает следующим образом.

В узел 2 подготовки сырья через патрубок 22 вводится сырье (нефть

15 2 или иная смесь углеводородов), где оно нагревается до нужной температуо, ры, например 500-700 С, и направляется далее в камеру 4 распределения сырья, в которой оно распределяется по трубам 6.

Одновременно в камеру 5 распределения теплоносителя через патрубки 29 подается теплоноситель, наприиер перегретый водяной пар или продукты сгорания метана, водорода или их смесей в атмосфере кислорода °

Получение и перегрев водяного пара осуществляется путем подачи химически очищенной воды через патрубок

21 в межтрубное пространство камеры

20 нагрева воды.

Нагрев и испарение воды происходит с помощью элементов 10, выполненных в виде двух концентрических трубок (фильда), через которые из камеры 8 проходят продукты конверсии и по межтрубному пространству поднимаются в камеру 11 сбора продуктов конверсии.

Перегретая вода через патрубки 24 выходит из блока 9 закалки и дросселируется путеи сброса давления в дросселирующем устройстве 30, при этом часть воды испаряется, а остальная часть отделяется и возвращается в блок 9 через патрубок 21.

Дросселирование перегретой воды и отделение пара осуществляется в устройстве 30 известной конструкции и принципа действия.

Продукты конверсии, охладившись в блоке 9 закалки, собираются в камере 11 и выводятся через патрубки 23 в систему дальнейшего охлаждения, очистки и разделения.

Отделившийся от воды пар из устройства 30 поступает B радиантные экраны 12, где перегревается до температуры, например, 800-1100<>С.

Далее перегретый пар используется в качестве теплоносителя и через патрубки 29 поступает в камеру 5, распределяясь по смесителяи-турбулизаторам 7, где сиешивается с нагретым сырьем. Смесь сырья и теплоносителя проходит сверху вниз через трубы 6, где при 700-900 С совершается термическое превращение исходных углеводородов.

Перегрев теплоносителя осуществляется продуктами горения 25, образуюз 12866 щимися в горелках 26 за счет подаваемого в них топлива 27 и воздуха 28.

Скорость суммарных реакций зависит от эффективности и быстроты перемешивания сырья 22, поступающего по патрубкам 13 в смесители-турбулизаторы 7, в которые по внутреннему каналу цилиндра 15 проходят пары сырья, а по кольцевому каналу, образованному двумя концентрично расположенными 0 цилиндрами, параллельно идет теплоноситель 29.

В конической части теплоноситель смешивается с сырьем, локальные струи которого, выходя с большой скоростью 15 из отверстий 16, пронизывают сплошной поток теплоносителя.

Практически одновременно с этим смесь закручивается лопастями 18, размещенными на стержне 17. 20

Перемешивание сырья и теплоносителя в смесителях-турбулизаторах начинается и заканчивается з течение

10 — 10-4 с. Одновременно с этим осуществляется термохимическое превраще- 25 ние (пиролиз) исходных углеводородов.

Завершается процесс конверсии в трубах 6.

Поскольку реакции расщепления и дегидрирования углеводородов осу- З0 ществляются с отрицательным тепловым эффектом, то в известных устройствах имеет место резкое снижение их скорости вследствие снижение температуры в реакционном пространстве. В предла- 35 гаемом устройстве вследствие противотока продуктов сгорания 25 и продуктов реакции в трубах (резкое падение градиента температур в реакционном пространстве устраняется, что обес- 40 печивает сокращение времени пребывания превращаемого вещества в зоне высоких температур, а следовательно, и габаритов устройства.

В результате имеет место повышение 45 выхсща целевых продуктов С -С до

65,6Х по сравнению с 56,9Х в прототипе, и степени превращения исходного .

15 4 сырья (по газообразованию) до 81,4_#_ по сравнению с 71,27 в прототипе.

Кроме того, предлагаемое взаимное рас.положение узлов подготовки сырья, теплоносителя, реакционного блока и горелок обеспечивает снижение энергозатрат на проведение процесса и затрат метана на устройство в целом.

Ф ор мула из об ре те ни я

1. Устройство для пиролиза углеводородов, включающее корпус с узлом подготовки сырья, реакционный блок, снабженный смесителем-турбулизатором, блок подготовки теплоносителя и блок закалки продуктов пиролиза, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов, устройство снабжено дополнительным внутренним корпусом, размещенным верхней частью в основном корпусе, камерами распределения сырья и теплоносителя, расположенными в верхней части внутреннего корпуса, блок закалки размещен в нижней его части, а между ними размещен реакционный блок, выполненный в виде ряда параллельных труб с расположенными на их входе смесителями-турбулизаторами, установленными с зазором в отверстиях, выполненных в днище камеры распределения теплоносителя, а блок подготовки теплоносителя выполнен в виде радиантных экранов, расположенных на внешней поверхчости внутреннего корпуса и внутренней поверхности основного корпуса.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что смесителитурбулизаторы выполнены в виде двух концентрично установленных цилиндров, внутренний из которых снабжен в нижней части конусом с отверстиями и стержнем с изогнутыми лопастями, расположенными в сужении, выполненном в нижней части внешнего цилиндра.

1286615

Корректор Е. Сирохман

Тираж 464

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпиятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Лежнина

Заказ 7682/25

Составитель В. Кудряшов

ТехРед И.Попович