Пиролизная печь Советский патент 1987 года по МПК C10G9/20 

вективную камеру 8. В центре каждой РК установлен вертикальный реакционный змеевик (РЗ), а в конвективной камере размещены секции нагрева сырья 9 и пара 10. Последняя соединена с РЗ. Над каждой РК по ее продольной центральной оси установлен коллектор (к) 17, соединенный с конвективной секцией нагрева сырья. К коллектору

1

Изобретение относится к крекингу и пиролизу нефтяного сырья, к трубчатым печам пиролиза и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения этилена и других низших олефинов пиролизом углеводородного сырья.

Цель изобретения - снижение коксо образования и увеличение выхода низших олефинов.

На фиг. 1 представлена предлагаемая печь, поперечный ,разрез} на фиг. 2 - радиантная камера, продольный разрезJ на фиг. 3 - узел соединения сырьевого коллектора с реакционным змеевиком.

Пиролизная печь содержит две образованные боковыми 1 и торцовыми 2 стенами потолочным 3 и подовым 4 перекрытиями параллельные радийнтные камеры 5 и одну образованную боковыми 6 и торцовыми 7 стенами конвективную камеру 8, расположенную над просветом между радиантными камерами 5 вдоль их продольной оси. В центре конвективной камеры 8 размещены конвективные секции нагрева сырья 9 и пара 10. В центре радиантных камер 5 вдоль их боковых стен 1 вертикально в один ряд установлены реакционные змеевики 11, соединенные с конвективной секцией 10 нагрева пара и .состоящие из вертикальных нечетных 12 (с нисходящим движением парогазовой смеси) и четньпс 13 (с восходящим движением парогазовой смеси) труб,-соединенных нижними 14 и верхними 15 двойниками. На боковых стенах 1 радиантных камер 5 установлены радиационные горелки 16, Над потолочным перекрытием 3 каждой радиантной

присоединены трубы 18, которые проходят через потолочное перекрытие РК и стенки верхних двойников РЗ. На концах трубы 18 снабжены коническими соплами с отверстиями одинакового диаметра, которые концентрично с образованием кольцевого зазора размещены в.начальных участках нечетных труб РЗ. 3 ил.

камеры 5 по ее центральной продольной оси размещен сырьевой коллектор 17, соединенный с конвективной сек- цией 9 нагрева сырья, и к которому соосно с нечетными трубами 12 реакционного змеевика 11 перпендикулярно присоединены сырьевые трубы 18, диаметр которых меньше диаметра труб

12. Сырьевые трубы 18 проходят герметично без зазора через потолочное перекрытие 3 камеры 5 и через стенку верхних двойников 15, соединяющих нечетные 12 и четные 13 трубы змеевика 11. На конце сырьевые трубы 18 снабжены коническими соплами 19 с отверстиями одинакового диаметра, которые концентрично с образованием кольцевого зазора размещены в начальных участках нечетных труб 12 змеевика 11. Над конвективной камерой 8 установлена дымовая труба 20.

Печь работает следующим образом. Водяной пар под давлением 0,40,6 МПа и при температуре насьпцения (200-250°С) подают в конвективную секцию 10 нагрева пара, перегревают ;до 500-600°С и направляют в реакционный змеевик 11. Сырье (нефтяную фракцию) при 30-50 С и давлении 0,81,0 МПа подают в конвективную секцию 9 нагрева сырья, где его испаряют, и пары нагревают до 500-600 С, затем их направляют в коллектор 17, откуда по трубам 18,, проходя через сопла 19, равными порциями поступают в нечетные трубы 12 змеевика 11, смешиваются с водяным паром (для первой сырьевой трубы) или с реагирующей парогазовой смесью (для последующих сырьевых труб), парогазовая смесь нагревается до заданной температуры

пиролиза (800-900°С), в результате чего происходит разложение сырья с образованием продуктов пиролиза. Проходя через сопла 19 труб 18, сырье дросселируется, т.е. его давление снижается с 0,8-1,0 до 0,2-0,5 MIta (в зависимости от точки подвода). В рез ультате этого, а также благодаря одинаковому диаметру отверстий сопел 19, обеспечивается равномерная раздача сырья по трубам 18. Топливный газ подают на горелки 16, где он сгорает, и продукты сгорания раскаляют боковые стены 1 камер 5, которые служат источником лучистой энергии. Дымовые газы температурой 1100-1200 С за счет конвекции отдают часть тепла поверхности змеевика 11 и направляются в конвективную камеру 8, где, отдавая тепло на испарение и нагрев паров сырья и воды, охлаждаются до 200-300 С и через дымовую трубу 20 выбрасываются в атмосферу.

Используя установку сырьевого коллектора с трубами, снабженными коническими соплами на концах, размещенными с кольцевьм зазором в трубах реакционного змеевика с нисходящим движением парогазовой смеси, осуществляется рассредоточенный подвод сьфья по длине реакционной зоны, что обеспечивает благоприятное соотношение значений времени контакта и парциального давления компонентов сырья т.е. максимальному времени контакта соответствует минимальное парциальное давление (максимальная степень разбавления сырья водяным паром). .

Сырьевые трубы 18 с срплами 19 должны устанавливаться в трубах с нисходящим движением парогазовой смеси, чтобы избежать потерь давления на преодоление скоростного напора подаваемого сырья, причем положительный эффект достигается при любом конструктивно приемлемом соотношении размеров сьфьевых и реакционных труб.

Проводят опыты по пиролизу прямо- гонной бензиновой фракции в пиролиз- ных известных и предлагаемых печах, при этом поддерживают следующий технологический режим процесса: расход сырья 15 кг/ч, температура пиролиза 850°С, общее время контакта 0,35 с,- добавка водяного пара (общего)

50 мас.%, давление парогазовой смеси в зоне реакции 0,08 МПа.

При пиролизе в известной, печи средний состав продуктов пиролиза содержит, мас.%: этилен 31,06-, пропилен 14,81, бутилен-бутадиеновая фракция 6,10 сжиженные газы 14,23, пиробензин 13,34, тяжелое жидкое

топливо и кокс 20,46. Рабочий пробег реакционного змеевика (до закоксовы- вания) 250 ч.

При пиролизе в предлагаемой печи подачу сырья осуществляют в три этапа - по 5 кг/ч через равные участки реакционной зоны. Время контакта для I - III порций сырья соответственно 0,35j 0,25 и 0,1 с, а степень разбавления водяным паром 150; 75 и 50 мас.%,

Состав продуктов пиролиза, мас.%: этилен 33,15; пропилен 15, бутилен-бутадиеновая фракция 8,45; сжиженные газы I4,63j пиробензин 15,76j тяжелое жидкое топливо и кокс 12,75.

Рабочий пробег (до закоксовывания) 400 ч.

Таким образом, при пиролизе бензиновой фракции в предлагаемой печи выходы этилена и суммы низших олефинов выше соответственно на 2,09 и 4,89 мас.%. Расходные коэффициенты сырья на 1 т этилена при пиролизе соответственно 3,219 и 3.017 т/т. Повьш1ение рабочего пробега свидетельствует о снижении коксообразования.

0

5

0

5

Формула изобретения

Пиролизная печь, включающая ра- диантную камеру с установленным по ее центру вдоль боковых греющих стен вертикальным реакционным змеевиком с верхними и нижними двойниками. Соединенным с конвективными секциями нагрева сырья и пара, установленными в конвективной камере, размещенной над потолочным перекрытием ра- диантной камеры, отличающая- с я тем, что, с целью снижения коксообразования и увеличения выхода низших олефинов, она снабжена коллектором, установленным над потолочным перекрытием радиантной камеры вдотгь ее центральной продольной оси и соединенным с конвективной секцией нагрева сырья и трубами меньшего, чем трубы реакционного змеевика, диаметра, соединя15щими коллектор с нечетными трубами змеевика, проходящими

. 13538016

через потолочное перекрытие и верх- концентрично с образованием кольце- ние двойники змеевика, и снабженными вого зазора в начальных участках не- на концах соплами, установленными четных реакционных труб.

А

Дымовые газы

20

Сырье

f

/

/

12

Составитель В.Кудряшов Редактор Н.Рогулич Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Заказ 5670/24 Тираж 463Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Фиг.З

Изобретение относится к терми- i ческому крекингу и пиролизу нефтяного сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения этилена и других низших олефинов пиролизом углеводородного сырья. Изобретение решает задачу снижения коксообразования и повышения выходов этилена и суммы низших олефинов. Пиролизная печь содержит две параллельные радиантные камеры (РК) 5 и установленную над ними кон, Ab/f oSb/e газы С S СО сд 00 QO Фьа.1 Топ/}иВньш sffo