Теплообменная труба Советский патент 1990 года по МПК C10G9/20 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к оборудованию трубчатых печей, и может быть использовано для нагрева и крекинга нефтепродуктов.

Цель изобретения - снижение коксоотложений на внутренней поверхности трубы при нагреве и крекинге нефтепродуктов.

На фиг.I изображена труба, общий вид, в которой минимальный диаметр участка d соответствует диаметру трубы D, ; на фиг.2 - вид А на 4ИГ.1; на фиг.З - труба, вариант, в которой имеется участок с минимальным диаметром d меньше диаметра трубы D,; на фиг.4 вид Б на фиг.З.

Теплообменная труба - это труба круглого сечения, содержащая участки переменного сечения, выполненные

из конических переходников, соединенных между собой большими основаниями, при следующем соотношении размеров s

0,035 i - .0,6 и l,2d D 3,0d,

Где D - диаметр большего основания

конуса, мм; d - диаметр меньшего основания

конуса, мм; h - длина участка переменного

сечения, мм.

Труба работает следующим образом.

Поток нефтепродукта под давлени- нием поступает в трубу змеевика печи (не показаны). По мере продвгекения потока по трубам нефтепродукт нагресл

00 00

4

вается, давление легких компонентов нефтепродукта возрастает и приближается к давлению среды. При прохождении равнозесного потока по участку трубы с перемвннь№1 сечением возникает переменное давление и среда выводится из равновесия. На выходе потока из участка с меньшим сечением, гд скорость потока наибольшая, а давле- нис имеет наименьпгую величину, происходит вскипание легких компонентов, разрыв потока по оси трубы и заполнение полости парами легких компонен- ,тов нефтепродукта. При поступлении потока на участок трубы с наибольшим сечением, где скорость потока наименьшая , а давление имеет наибольшую величину, полости схлопываются.. При этом возникают пульсации, которые способствуют турбулизации пограничного слоя, повьш1ению коэффициента теплопередачи, отрыву и транспорту ингредиентов (окалины, частиц кокса, солей, щелочей, мезофазы) и,следо- вательно, снижению коксоотлржений на стенках трубы.

По мере продвижения потока по змеевику печи нефтепродукт нагревается и поток превращатся в двухфазный (пар - жидкость), при этом паровая часть движется вдоль оси трубы, а жидкая часть - по внутренней поверхности трубы. Равновесие между парами и жидкостью нарушается при попадании потока на следующий участок змеевика с переменным сечением. В этом случае в зоне повьш1енного давления происходит конденсация высококипящих компонентов паровой фазы и их выпадение на стенки трубы, а на участок с пониженным давлением - вскипание жидкой пленки с турбулизацией пограничного слоя Эти два процесса интенсифицируют мас- со- и теплообмен при нагреве нефте- продукта, благодаря чему и снижается опасность закоксовывания поверхности труб змеевика печи.

Таким образом, участки с переменным сечением образуют по оси трубы своеобразные камеры, являющиеся рабочей зоной устройства.

Изготовление теплообменной трубы несложно. Типовые переходники на давление до 100 атм изготавливаются про- мьшшенностью с меньшим диаметром (d) в пределах 60-300 мм, большим диаметром (D) 50-400 мм, а после стыковки двух переходников их длина (h) равна 120-170 мм.

Испытания теплообменной трубы проведены на стенде по исследованию закоксовывающей способности нефтепродуктов.

В качестве загрузки использовали гудрон Западно-Сибирской нефти плотностью (р) 0,98.

Температура входа продукта 150-. , выхода 480-485°С, давление 2 МПа, подача загрузки 500 мл/ч.

Параметры и показатели работы трубы приведены в таблице.

Количество участков переменного сечения, расположенных по длине змеевика, зависит от состава нагреваемой среды, ее термостойкости, фазового - состояния потока и пр. и определяется опытным путем.

Время непрерывного пробега змеевика дано для максимального количества участков. Представленные данные свидетельствуют о том, что снабжение теплообменной трубы участками переменного сечения в заявленном интервале размеров увеличивает продолжительность работы змеевика за счет уменьшения коксоотложений на его поверхности .

Формула изобретения

Теплообменная труба, преимущест-; венно для нагрева и крекинга нефтепродуктов в трубчатых печах, включающая участки переменного сечения отличающаяся тем, что, с целью снижения коксоотложений, участки переменного сечения вьтолнены в ви виде соединенных большими основаниями усеченных конусов со следующими соотношениями размеров:

0,035 ; 0,6

и l,2d D 3,0d

где D и d - диаметры большего и

меньшего оснований конуса соответственно, мм; h - длина участка переменного сечения, мм.

D 20 мм, d 10 мм

1600 572 40

D 30 мм, d 10 мм

33,4

10

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к оборудованию трубчатых печей. Цель изобретения - снижение коксоотложений на внутренней поверхности трубчатого змеевика. Теплообменная труба содержит участки переменного сечения, при этом максимальный D и минимальный D диаметры и длина H участка связаны между собой соотношениями 0,035≤D-D/H≤0,6 и 1,2D≤D≤3D. 4 ил., 1 табл.

Фиг.1

Фиг. 2

Фиг.д

Фиг Л