Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе Советский патент 1982 года по МПК C10G9/34 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслям промышленности и предназначено для пиролиза топлив Известно устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жид КИМ теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку с окнами, доходящую до дна корпуса и разделяющую его на камеры пиролиза и нагрева, и форсунки с соплами для подачи сьарья и продуктов сгорания. Форсунки, установленные в камере пиролиза устройства, расположены вертикально, а форсунки, установленные в камере нагрева, расположены под углом к корпусу 1 . Недостатком данного устройства является низкая интенсивность цирку ляции теплоносителя между камерами и, как следствие, низкая интенсивность подвода тепла к пиролизуемому сырью. Это объясняется тем, что перегородка, расположенная диаметраль но оказывает большое сопротивление тангенциальному движению теплоносителя, которое обеспечивает перенос тепла между камерами. При этом боль шая часть энергии струй, вытекающих из сопел форсунок камеры нагрева, расходуется бесполезно, а энергия струй, вытекающих из сопел форсунок камеры пиролиза, вообще не участвует в организации циркуляции теплоносителя между камерами. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для пиролиза топлива в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку, разделяющую.корпус на камеры пиролиза и нагрева, и вертикальные форсунки с соплами для подачи сырья и продуктов сгорания 2. В устройстве перегородка незначительно заглублена в теплоноситель и почти не оказывает сопротивления его циркуляции. Однако недостатком известного устройства также является низкая интенсивность подвода тепла к пиролизуемому сырью, так как вертикальное расположение форсунок не позволяет обеспечить необходимую циркуляцию теплоносителя между камерами вследствие того, что горизонтальное движение теплоносителя недостаточно. Цель изобретения - интенсификация подвода тепла к сырью за счет

увеличения циркуляции и интенсивности теплооалена между пиролизуемым сырьем, продуктами сгорания и теплоносителем.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве перегородка выполнена кольцевой формы и сопла направлены под угле к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали и под углом 15-75 по отношению к радиусу, проведенному через выходное отверстие сопла.

Устройство снабжено дополнительной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней части, расположенной между корпусом и форсунками.

На фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство имеет корпус 1 с жидк теплоносителем,.крышку 2 с укрепленными на ней кольцевойперегородкой 3 и форсунками 4 и 5 соответственно для подачи углеводородного сырья и продуктов сгорания. Кольцевая перегородка 3 отделяет камеру б пиролиза от камеры 7 нагрева. На крышке укреплены патрубки 8 и 9 соответственно для отвода продуктов пиролиза и продуктов сгорания. Межд форсунками и корпусом установлена дополнительная кольцевая перегородк 10 с отверстиями в нижней части. Сола форсунок направлены к корпусу и образуют с горизонталью угол о 1040, а с радиусом, проведенным чере выходное отверстие сопла, угол р 15-75 .

Под действием струй углеводородного сырья (жидкое топлива с распылителем, природный газ) и продуктов сгорания теплоноситель совершает в верхних слоях круговое и радиальное движение от центра к периферии, а в нижних - от периферии к центру.

Такая организация, циркуляции теплоносителя позволяет интенсифици ровать перенос тепла между камерами пиролиза и нагрева, а выполнение сопел наклонными - интенсифицировать теплообмен между струями, истекающими из них, и теплоносителем за счет увеличения поверхности и времени контакта.

Оптимальным углбм наклона сопел форсунок к горизонтали является 1040 , При меньших углах наклона снижается интенсивность циркуляции за. счет уменьшения доли энергии струи, передаваемой теплоносителю, при больших - ухудшается теплообмен.

Оптимальное значение угла, образованного . соплом между камерами и радиусом,проведенным через его выходное -отверстие, лежит в пределах 15-75°. При больших и меньших значениях его интенсивность циркуляции снижается.

Это объясняется тем, чтб интенсивность циркуляции между камерами пропорциональна результирующей двух составляющих движения, теплоносителя - радиальной и тангенциальной, которые, в свою очередь, зависят от величины указанного угла, причем изменение его приводит к увеличению одной -составляющей, и уменьшению другой. Максимальное же значение результирующей, а следовательно, и интенсивности циркуляции достигается при равенстве составляющих. Поэтому оптимальное значение угла, образованного соплом и радиусом, проведенным через его выходное отверстие, лежит в указанных вьпие пределах.

В процессе пиролиза углеводородо особенно тяжелых, образуется много кокса, который может накапливаться на поверхности теплоносителя. Ддя того, чтобы исключить накопление кокса, в устройстве предусмотрена дополнительная перегородка 10.

Теплоноситель,двигаясь, увлекает за собой частицы кокса, которые отбрасываются к периферии аппарата и собираются компактной массой за перегородкой 10, откуда они могут быть удалены без остановки аппарата

Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность аппарата по сырью, снизит его металлоемкость, увеличить длительность пробега и упростить технологию процесса пиролиза.

Процесс пиролиза в устройстве может быть автоматизирован, что приводит к увеличению производительности труда.

Более высокая интенсивность процесса пиролиза позволит увеличить выход такой ценной химической продукции как этилен, пропилен, бутадиен и бензол.

Формула изобретения

1.Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержадее корпус с жидким теплоносителем; крышку и укрепленны на ней перегородку и форсунки с соплами для подачи сырья и продукто сгорания, отличающееся . тем, что, с целью интенсификации подвода тепла к сырью, перегородка выполнена кольцевой формы и сопла направлен к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали и под углом 15-75 по отношению к радиусу, проведенному через выходное отверстие сопла.

2,Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что оно снабжено дополнительной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней