Реактор для проведения гомогенных высокотемпературных реакций Советский патент 1983 года по МПК B01J19/00 

Изобретение отворится к реакционным устройствам для проведения гомогенных .высокотемпературных химических процессгов и предназначено для получения низших олефинов, диеновых и ароматических углеводородов и технологических газов из нефти и нефтяных фракций. Известен реактор для пиролиза углеводородов, включающий корпус, смеситель диффузор, горелочный блок с газораспределительными трубками, концы которых соединены с единым змеевиком l . Недостатком реактора является неодно родность температуры смеси продуктов сг рания, являющихся, теплоносителем, с сырьем по всему реакционному пространс ву. Известен реактор для гомогенной конверсии нефти и прямогонных фракций, йбс тояыщй из камеры для смещения сырья и теплоносителя, двухцилиндровой рбйкцис ной камеры и закалочного 5 т ройст-; ва|:2. Недостатками реактора являются трехступенчатое смешение сырья и теплоносителя и неселективноё превращение в осно ном за пределами реакционного пространства, Наиболее б;гшким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является реактор для гомогенной переработки углеводородного сырья, вьюоко1емпературных реакций с целью. пол5чения ацетилена из природного газа ацетилена и этилена из жидких углеводорсдов. Реактор состоит из камеры с горелками и тоннелями для сжигания частк сырья, камеры смешения продуктов сгорания с основным сырьем, вьтолнен-; ный в виде х ол1ьцевого сопла с торойдаль ными полостями в критическом сечении, реакционной камеры и закалочнрго устройства i 31 . Недостатком известного ротора является Низкая селективность превращения сырья. Целью изобретения является интенсификация процесса,: повышение надежности работы реактора и качества получаемого продукта. Укасшнная цель достигается тем, что реактор, содержащий корпус с защитным кожухом, горелочное устройство, смесительную камеру, реакционную 1самеру, заА калочное устройство и патрубок ввода сырья, реагентов, охлаждающих веществ .3 запальника, дополнительно снабжен кам рой подготовки тегшоносителя 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 смещения тангенциально. На фиг. 1 показан реактор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1. Реактор состоит из горелочного устройства 1, 1шмеры 2 подготовки теплоносителя, камеры 3 смещения теплоносителя с сырьем, реакционной камеры 4, цилиндрического участка 5, многоканальной диафрагмы б, корпусе 7, защитного кожуха 8, изоляции 9, патрубков для ввода разбавителя 10, для ввода сырья 11, для ввода охлаждающего агента 12, для ввода задальника при пуске реактора 13, для ввода кислорода 14, водорода 15, слабоперегретого пара или газа 16. Реактор работает следующим образом. В камеру 2 подготовки тепло1осителя 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 дар либо газы,, например, метан, водород, этан. Для получения однородной смеси и повышения селективности разбавитель вводится танге}щиально относительно оси камеры, 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 суженньш цилиндрический участок 5. Приготовленный таким образом однородный тэллоноситель смешивается в камере 3 с сьфьем, поступающим через тангенциально расположенные патрубки 11, Вследствие однородности (по параметpfiM) теплоносителя, ност пающего в камеру 3, исключается локальная н:еод.ко-« .родность полей температур-и концентраций в камере и в последующих зонах пребызакия смеси, т.е. существенно сни х-сается возможность образован;ия свокк,

кокса и тяжелых смол. Процесс превращения сырья в камере 3 начинается одновременно с перемеигаванием углеводоро,дов с теплсиосителем. Этот процесс усиливается при проходе продуктов через диафрагму 6 и завершается в конце камеры 4, где установлен закалочный аппарат любой конструкция, например утилизатор тепла (не показан). ,

Для предохранения фронтовой части (коробки) горелочного устройства в нее через патрубок 12 вводится хладагент 1, .{шпример химически очищенная вода. Она подается в таком количестве, что&1 полностью испарилась за счет нагрева. При этом образукщийся пар из коробки поступает в камеру 2.

Процесс смешивания углеводородов с теплоносителем, а следовательно, и преврашенне их в опефишл и другие целевые продукты, протекает при небольшом времени контакта (в пределах,O,Ol-O,OOblс) поэтому вероятность образования побочных (вторичных) продуктов исключена. Эффективность перемешивания продуктов в диффузорах и конфузорах определяется величиной углов oL и отношением площадей сечения f - . Чем больше углы

оС а следовательно, чем меньше сужение и расширение в конфузорах и диффузорах, тем меньше эффект перемешивания. Однако в этом случае меньию н гидравлическое сопротивление реактора, но

более значительна его длина. Оптималь- ные величины углов вь-и соответствующие им отношения площадей сечения бу- ауг при величине в пределах .

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 качества- получаемого 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.

xL

L

f(-A

11

фиг

В-В

фиг