Изобретение относится к получению теплоносителей, преимущественно в процессах нефтепереработки, и, в частности, могут быть использованы для повышения температуры сырья на входе в реактор каталитического риформинга углеводородов.
Известен способ регулирования процесса каталитического риформинга углеводородов, предусматривающий перед входом в реактор нагрев сырья в печи с открытым сжиганием топлива [1]. Недостатком способа является излишне высокая температура, развивающаяся в процессе сжигания газа, что приводит к образованию в продуктах горения (теплоносителе) нежелательных вредных веществ, например, окислов азота.
Известны способ и устройство для нагрева нефтяных пластов [2]. В устройстве, опускаемом в скважину, осуществляют беспламенное сжигание газовоздушной смеси на катализаторе и последующее разбавление продуктов горения воздуха для получения заданной температуры перед нагнетанием теплоносителя в пласт. Недостатком известного способа также является высокая температура сжигания газа, приводящая к образованию окислов азота. Последующее разбавление воздухом для снижения температуры теплоносителя не устраняет уже образовавшиеся окислы азота. Кроме того, при используемых соотношениях топлива и окислителя близких к стехиометрическим, топливо, как правило, сгорает неполностью.
Наиболее близкими известными аналогами являются способ и устройство для получения нагретой рабочей среды [3]. Способ предусматривает смешение топлива с воздухом и водой и последующее сжигание полученной смеси на катализаторе в камере сгорания. Присутствие воды в сжигаемой смеси понижает температуру процесса и предотвращает образование окислов азота. Однако использование дополнительного компонента заметно усложняет применяемое оборудование, а присутствие в теплоносителе паров воды создает в дальнейшем проблему сбора и удаления конденсата.
Указанные недостатки известных процессов и устройств в значительной степени устраняются предлагаемым изобретением.
Способ получения нагретого теплоносителя согласно изобретению включает каталитическое беспламенное сжигание топлива в смеси с воздухом, количество которого превышает стехиометрически необходимое для сжигания топлива в 3-10 раз. Топливовоздушную смесь перед подачей на сжигание предварительно подогревают. Воздух в предлагаемом способе выполняет функции окислителя и охлаждающего (разбавляющего) несжигаемого компонента. Образовавшийся в результате сжигания топлива теплоноситель направляют на утилизацию, преимущественно на нагрев сырья в процессе риформинга углеводородов.
Нагрев топливовоздушной смеси перед подачей на сжигание можно производить частью отработавшего теплоносителя. Другую часть теплоносителя с помощью эжектора соединяют с потоком нагретой топливовоздушной смеси и вновь направляют в камеру сгорания.
Соотношение соединяемых в эжекторе потоков топливовоздушной смеси и части отработавшего теплоносителя может составлять 1:1,5 - 1:8. Последнее значение является более предпочтительным, но его поддержание требует использования особо мощных компрессоров. На практике давление в смеси топлива и воздуха составляет до 5 атмосфер, но может быть и выше.
Устройство для получения нагретого теплоносителя включает последовательно соединенные трубопроводами компрессор, рекуперационный теплообменник, эжектор и камеру сгорания с каталитической насадкой, причем выход камеры сгорания соединен с рекуперационным теплообменником через утилизатор тепла (преимущественно представляющем собой теплообменник установки для риформинга углеводородов). Соединительный трубопровод между утилитизатором и рекуперационным теплообменником имеет ответвление к эжектору. Газообразное топливо также поступает в описываемое устройство через эжектор.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства для получения нагретого теплоносителя, где 1 - компрессор; 2 - рекуперационный теплообменник; 3 - эжектор; 4 - камера сгорания с каталитической насадкой; 5 - утилизатор тепла; 6 - соединительный трубопровод между утилизатором 5 и рекуперационным теплообменником 3; 7 - ответвление от соединительного трубопровода 6 к эжектору 3; 8 - трубопровод сброса отработавшего теплоносителя.
Работа устройства поясняется на конкретном примере.
Топливовоздушную смесь в количестве 600 кг/ч по воздуху и 5 кг/ч по топливу подают в камеру сгорания 4 с каталитической насадкой из оксида алюминия с покрытием из металлов платиновой группы. Топливом служит спутный газ, для сгорания которого стехиометрическое количество воздуха составляет примерно 15 кг на 1 кг топлива. В утилизатор 5 тепла поступает кг/ч теплоносителя. Разность между расходами топливовоздушной смеси и теплоносителем возникает за счет рециркуляции с помощью эжектора 3 части отработанного теплоносителя. Температура теплоносителя на выходе из каталитической камеры сгорания составляет 740oC; степень сгорания топлива - 99,7%. Окислы азота и монооксид углерода практически отсутствуют. Регулирование процесса осуществляется изменением расхода топлива. Передаваемая мощность составляет 52 кВт при КПД устройства 78%.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ЗАКОКСОВАННОГО КАТАЛИЗАТОРА | 1997 |
|
RU2113902C1 |
СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА | 1997 |
|
RU2127212C1 |
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР | 2009 |
|
RU2380612C1 |
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ И АГРЕГАТ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ | 2003 |
|
RU2248322C1 |
СПОСОБ НАГРЕВА ЖИДКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2465521C2 |
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА НИЗКОНАПОРНЫХ ПОТОКОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ | 2007 |
|
RU2355952C2 |
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВ И НАГРЕВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2014 |
|
RU2544692C1 |
ГЛИССИРУЮЩЕЕ СУДНО | 1998 |
|
RU2131822C1 |
ГЛИССИРУЮЩЕЕ СУДНО | 1998 |
|
RU2131373C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕЗ-ГАЗА С КАТАЛИТИЧЕСКИМ НАГРЕВАТЕЛЕМ | 2018 |
|
RU2677146C1 |
Использование: для повышения температуры сырья на входе в реактор каталитического риформинга углеводородов. Способ получения нагретого теплоносителя включает каталитическое беспламенное сжигание топлива в смеси с воздухом, количество которого превышает стехиометрически необходимое для сжигания топлива в 3-10 раз. Топливовоздушную смесь перед подачей на сжигание предварительно подогревают. Образовавшийся в результате сжигания топлива теплоноситель направляют преимущественно на нагрев сырья в процессе риформинга углеводородов. Нагрев топливовоздушной смеси перед подачей на сжигание можно производить частью отработавшего теплоносителя. Другую часть теплоносителя с помощью эжектора соединяют с потоком нагретой топливовоздушной смеси и вновь направляют в камеру сгорания. Соотношение соединяемых в эжекторе потоков топливовоздушной смеси и части отработавшего теплоносителя может составлять 1: 1,5 - 1: 8. Устройство для получения нагретого теплоносителя, включает последовательно соединенные трубопроводами компрессор, рекуперационный теплообменник, эжектор и камеру сгорания с каталитической насадкой, причем выход камеры сгорания соединен с рекуперационным теплообменником через утилизатор тепла (например, теплообменник установки для риформинга углеводородов). Соединительный трубопровод между утилизатором и рекуперационным теплообменником имеет ответвление к эжектору. Изобретение, позволяет повысить температуру сырья на входе в реактор каталитического риформинга углеводородов. 2 с. и з.п.ф-лы, 1 ил.
SU, авторское свидетельство, 715478, кл | |||
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами | 1921 |
|
SU10A1 |
SU, авторское свидетельство, 68942, кл | |||
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
SU, патент, 1327796, к л | |||
Прибор для равномерного смешения зерна и одновременного отбирания нескольких одинаковых по объему проб | 1921 |
|
SU23A1 |
Авторы
Даты
1998-07-10—Публикация
1996-12-17—Подача