Трубчатая печь пиролиза Советский патент 1988 года по МПК C10G9/20 

Изобретение относится к .устройствам для проведения процессов пиролиза, термического крекинга, подготовки к замедленному, коксованию угле- водородного сьфья и т.д. и предназначено для использования в нефтепере- рабатывающей, нефтехимической и химической промьшшенности.

Цель изобретения - расширение области применения трубчатой печи пиролиза при изменении качества и количества подаваемого сырья при сохранении КПД.

На чертеже изображена трубчатая печь пиролиза.

Печь пиролиза состоит из радиант- ной камеры 1, в которой расположены радиационные змеевики 2, конвективных камер 3, змеевики которых соеди- нены со змеевиками 2 камеры 1 и имеют структуру: змеевик предварительного нагрева сырья 4, предварительного нагрева водяного пара разбавления 5, перегрева пара разбавления 6, высо- котемпературного нагрева смеси сырья с водяным паром разбавления 7, дополнительной конвективной камеры 8, в которой размещены змеевики, соеди- ненные с устройствами 9 утилиза- ции тепла.- пирогаза. К устройствам утилизации тепла пирогаза относятся закалочно-испарительный аппарат 10 и барабан-паросборник 11.

В камере 8 могут быть размещены, например, змеевики нагрева котлопи- тающей воды 12, перегрева водяного пара 13 и 14.

В камере 8 могут быть установлены горелочные устройства 15 для регулир вания температуры перегреваемого водяного пара.

Камера 8 оборудована заслонкой 16, а камера 3 -. шиберами 17. Заслонкой и шиберами осуществляется регу- лирование количества продуктов сгорания, проходящих через камеры 3 и 8, что обеспечивает поддержание оптимальных температур сьфьевых потоков на переходе из конвективных ка

мер в радиантную в зависимости от количества и качества сырья.

Чтобы устранить температурные перекосы и обеспечить независимое для каждого потока регулирование температуры, связанные меаду Собой радиантные 2 и конвективные 4-7 змеевики располагают непосредственно один под ипи над другим таким обраQ

5

0 5 0

с

д

5

0

зом, чтобы оси прямолинейных участков труб конвективных змеевиков были перпендикулярны плоскости радиантно- го змеевика.

Печь работает следующим образом.

В змеевик 4 конвективной камеры 3 поступает сьфье, где оно проходит предварительный нагрев. Водяной пар разбавления нагревают в змеевике 5 и перегревают в змеевике 6. После смешения смесь сырья с водяным паром разбавления догревают в змеевике 7 и направляют в змеевик 2 радиантной камеры 1 для дальнейшего нагрева ji разложения сырья. Температуру смеси сырья с водяным паром .разбавления на переходе из змеевика 7 в змеевик 2 регулируют при помощи шиберов 17 путем изменения количества продуктов сгорания, проходящих конвективную камеру 3.

Пирогаз. на выходе из змеевика 2 радиантной камеры 1 поступает в, закалочно-испарительный аппарат 1.0, устройства 9 утилизации тепла пирогаза, где происходит его быстрое охлаждение.

Котлопитающая вода поступает в змеевик 12 конвективной камеры 8, где ее нагревают и подают в барабан-паросборник 11, где происходит разделение газовой и жидкой фаз. Водяной пар из барабана I1 подают в змеевик 13, а затем в змеевик 14 для дальнейшего нагрева. Количество продуктов сгорания, поступающих в камеру 8, регулируется заслонкой 16. С помощью горелочных устройств 15 можно получить , на вьгходе из змеевика 14 водяной пар с заданной температурой.

Дополнительная конвективная камера 8 позволяет регулировать температуру сырья на переходе, из конвективных змеевиков в радиантные. Регулирование осуществляется посредством перераспределения количества продуктов сгорания, поступающих через конвективные камеры 3 и камеру 8.

Необходимость смены сырья пиролиза и соответственно необходимость использования универсальной (гибкой) в части сырья печи пиролиза, т.е. пе-. чи, перерабатьшающей различные виды сырья, обусловлена изменением структуры сырьевой базы или изменением конъюктуры на целевые продукты.

Наличие дополнительной конвективной камеры, в которой размещены змеевики нагрева и испарения теплоносителей устройства утилизации тепла пирогаза позволяет расширить область применения трубчатой печи при изменении качества и количества сырья при сохранении КПД.

Тепловод к радиантным змеевикам регулируется количеством топлива,поступающего в горелочные устройства; таплоподвод к конвективным змеевикам - количеством и температурой продуктов сгорания, выходящих из ради- антной камеры. Температура продуктов сгорани - определяется тепловым режимом в радиантной камере. Таким образом, осуществлять оптимальный теплоподвод к конвективным змеевикам - это значит регулировать количество пр.рдуктов сгорания, проходящих через продуктовые конвективные змеевики. Это достигается установкой дополнительной конвективной камеры, в которую направляют на утилизацию избыточное количество продуктов сгорания. При этом отдельные змеевик (как продуктовые, так и утилизационные), располагают параллельно движению продуктов сгорания.

Такая структура теплообмена позволяет наряду с оптимальным регулированием технологического режима независимо в радиантной и продуктовой конвективных камерах оптимальным образом проводить утилизацию тепла продуктов сгорания, сохраняя термический КПД печи и исключая неоправданQ ные потери тепла.

Предлагаемая конструкция печи поз-. воляет выравнивать условия нагрева различных потоков углеводородного сь|рья путем раздельного регулирова5 ния теплоподвода к каждому потоку. Необходимость этого вызвана тем, что работоспособность печи в целом лимитируется работой змеевика, находящегося в худших условиях, ведущих, как

0 правило, к его быстрому закоксовы- ванию. Поэтому целесообразно во всех змеевиках поддерживать оптимальные условия.

Взаимно перпендикулярное разме5 щение змеевиков в радиантной к конвективных камерах обусловливает доступность к двойникам и местам их соединения с прямолинейными участками конвективных змеевиков при ремонте,