Способ защиты труб теплообменных аппаратов от органических загрязнений

СОЮЗ СОЕЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 80(и С 0 4 С 10 С 9/16 гФье, Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИ 4 ЕТЕЛЬСТВ 1(56) Авторское свидетельстй 717124, кл. С 10 С 9/16,(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТРУБ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ (57) Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающий промышленности и может быть использовано при утилизации тепла горячих высоко, температурных потоков, в частности при охлаждении пирогаза или крекинггаэа путем утилизации их тепла с получением водяного пара. С целью расширения технологических возможностей Изобретение относится к химической и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при утилизации тепла горячих высокотемпературных потоков, в частности при охлаждении пирогаэа или крекинггаэа путем утилизации их тепла с полу" чением водяного пара.Цель иэоЬретения - расширение технологических возможностей эа счет защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур,Способ реализуется нанесением неподвижного защитного слоя определенной толщины из термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности на теплообменную поверхность со стороны горячего потока в результате посредством защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур на внутренней стенке труЬы закрепляется защитный слой из термостойкого материала с низким коэффициентом теплопроводности. Толщина защитного слоя определяется по минимальной температуре на внутренней поверхности слоя, ниже которой возможно образование загрязнений на этой поверхности. В качестве термостойких материалов используются силикатные, органосиликатные, угольно-графитные материалы, механические и химические композиции на их основе, сплавы металлов и их солей. Защитный слой наносят как на всю поверхность, так и на отдельные участки труб с различной толщиной.2 э.п. ф-лы. чего, с одной стороны, обеспечиваютотносительно низкую температуру труб,т.е. защищают их от высоких температур горячего потока и уменьшают их относительный прирост температурногоудлинения, с другой стороны, увеличивают температуру поверхности теплообмена и пристенного слоя газа за счет понижения теплопроводности защитногослоя, при которой снижается конденсация тяжелых углеводородов и адгеэияна теплообменной поверхности смол ипека за счет их высокой текучести приповышенной температуре, т.е. поверхность не загрязняется веществами с низкой теплопроводностью во время эксплуатации теплообменника, обеспечиваязаданную величину теплопередачи, еследовательно, эффективную утилизациютепла горячего потока на весь периодэксплуатации теплообменника.П р и м е р 1. Для охлаждения пирогаза применяют котел-утилизатор, представляющий собой трубчатый теплообменник, по трубному пространству которого истекает горячий поток пирогаза, ав межтрубном пространстве осуществляют испарение котловой воды. Перед подачей в котел-утилизатор высокотемпературного потока пирогаза в межтрубное пространство его подают котловуюводу с температурой 200 С, а послепрогрева металла на внутреннюю поверхность труЬ и труЬ досок наносятраспылением при 450 С защитный слойорганосиликатного лака, толщиной 0,1на входе и 0,8 мм на выходе с последуюшей выдержкой 12-18 ч; термостойкость лака 600 С. Затем в котел-утилизатор подают пирогаз, полученный припиролизе легкого бензина с температурой 780 С, что вызывает испарение кот ловой воды под давлением 30 атм и температуре 233 С, с нагревом металлатруб до 245 С, а поверхности защитноого слоя по холу пирогаза от 450 С навходе и до 350 С на выходе, при этомпирогаз охлаждается до 370 С.П р и м е р 2. Процесс проводятаналогично примеру 1, но при этом вкачестве защитного слоя используютугольно-графитовую мастику на основе35органо-силикатного вяжущего материала, толщина слоя 0,8 мм на входе и5,0 мм на выходе, которая увеличивается по ходу пирогаза, получаемогопри пиролизе газойля. Температура пирогаза на входе в котел-утилизатор750 С, на выходе 420 С, давление пара100 атм при 310 С, при этом температура металла труб и трубных решеток330-340 С, температура поверхностизащитного слоя со стороны пирогазана входе 430 С, на выходе 400 С.П р и м е р 3, Процесс проводятаналогично примеру 1, но при этом вкачестве защитного слоя используютсиликатный лак с толщиной по длинетруЬ 1,0 мм на входе и 0,5 мм на выходе. Параметры процесса аналогичны примеру 1.П р и м е р 4, Для охлаждения пиро 55газа применяют котел-утилизатор,представляющей соЬой теплообменник типа "труба в трубе по внутренней трубе истекает горячий поток пирогаза,а е кол цевом пространстве осуществляют испарение циркулирующеи котловой воды.Перед включением теплообменника в раЬоту на внутреннюю поверхность внутренней трубы напыллют поршок титана известными методами, например, индукционным методом, при этом по длине трубы (общая длина 9 м) защитный слой имеет различную толщину: со стороны входа горячего потока наносят защитный слой длиной 1 м с изменением толщины от 5 до 2,0 мм в зависимости от начальной температуры пирогаза, затем толщина слоя длиной 7 м составляет 1,0 ф 0,5 мм, на остальных 2 м толщина защитного слоя вновь увеличивается с 1,0 до 5,0 мм. За счет нанесения защитного слоя из порошка титана имеет место упрочнения основного конструкционного металла теплообменника - легированной стали, в связи с этим толщина внутренней трубы уменьшается на 10-20."ь в сравнении с трубой, на которую не наносится защитный слой, После нанесения защитного слоя теплообменник включают в работу: во внутреннюю трубу подают пирогаз из высокотемпературного реактора с температурой 860-880 С, в кольцевом пространстве за счет утилизации тепла пирогаза испаряется котловая вода при давлении 120 атм при 320 С, в результате получается парожидкостная смесь с содержанием 30 ь пара, которая циркулирует через паросборную систему. Температура металла внутренней трубы на входе пирогаза составляет 350 С, в средней части 360 С, на выходе 340 С, в то время как температура поверхности защитного слоя по ходу пирогаза составляет соответственно: 450,370 и 390 С при температуре пирогаза на выходе,400 С, Наружная труба теплообменника изолирована и имеет температуру стенки 310 С. При температуре пирогаза по длине змеевика 860,650 и 400 С и соответственно температуры защитного слоя 450,370 и 390 С загрязнение поверхности практически отсутствует из-за высоких температур пирогаза в пристенном слое, которая составляет соответственно 570,450 и 395 С, т.е. конденсация тяжелых углеводородов отсутствует. Так как перед подачей пирогаза теплообменник прогрева- ется котловой водой до температурыостенок труб около 310 С, то с подачей1528785 Формула изобретения Составитель А.ВишкаревТехред Л.Сердюкова КорректорН.Король Редактор М.Недолуженко Подписное Тираж 446 Заказ 7615 Л 3 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 5пирогаза увеличение температуры стены внутренней трубы составляето только в среднем около 40 С, что вы" зывает сравнительно низкую относительную деформацию внутренней и наружной труб теплообменника, которая может компенсироваться различными удельными коэффициентами расширения при применении различных металлов для труб. 1. Способ защиты труб теплообменных аппаратов от органических загрязнений, заключающийся в создании защитного слоя на внутренней стенке труб, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет защиты труб теплообменных аппаратов от высоких температур, создание защитного слоя осуществляют путем закрепления на анутреннеи иетенке трубы термостойкого материала снизким коэффициентом теплопроводности, 5при этом толщину защитного слоя определяют по минимальной температуре навнутренней поверхности слоя, нижекоторой возможно образование загрязнений на этой поверхности.2. Способпо п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве термостойких материалов используют материалы, выбираемые из группы: силикатных,органосиликатных, угольно-графитных 15 материалов, механических и химическихкомпозиций на их основе, сплавов металлов и их солей. 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и 20 ч а ю щ и й с я тем, что защитныйслой наносят как на всю поверхность,так и на отдельные участки труб.