Аппарат для переработки углеводородного сырья в жидком теплоносителе

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет С 10 С 9/34 С 10 7 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АППАРАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬ Я В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕИзобретение относится к аппаратам для переработки сырья в жидком тепло- носителе и может быть использовано в химической промышленности для полу 5 чения водорода и окиси углерода из угля, жидких и газообразных углеводородов в частности для паровой кон 1версии углеводородов,Известен аппарат для переработки 10 углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содеркащий корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и вывода полученных газов конверсии, размещейные в корпусе вертикальные 15 перегородки, разделяющие корпус на вертикальные трубные - реакционную и нагревательную эоны, топку (одну или несколько) для предварительного сжигания топлива, размещенную непос редственно под нагревательной зоной, Все элементы аппарата, соприкасающиеся с жидким теплоносителем, выполнены из огнеупора 1).Такой аппарат может работать при 25отемпературах ниже 1000 С, так как при более высоких температурах начинается химическое взаимодействие огнеупоров с теплоносителем, продуктами сгорания и переработки углеводо родного сырья, Выход водорода и окиси углерода при этих температурах невелик (20-40), Кроме того, при выполнении зон нагрева в виде вертикальной трубы возникают мощные пульсации газожидкостного потока, прикоторых жидкий теплоноситель затека-ет внутрь топки (или топок) и дажегорелок, вызывая забивание горелоки срыв работы топок. Циркуляция теплоносителя при этом резко ухудшается либо может прекратиться совсем. Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для переработки углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащий корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и вывода полученных газов,переработки, размещенные в корпусе - верх-, нюю и нижнюю перегородки, разделяющие корпус на реакционную и нагревательную эоны, топку, трубу (или трубы) для подвода продуктов сгорания, подсоединенную к нижней части стенки корпуса в нагревательной зоне, сопла на трубе (или трубах) для подачи продуктов сгорания под слой теплоносителя (2.Этот аппарат имеет два существенных недостатка.Известный аппарат не может рабоатать при температурах выше 1000 С,так как невозможно выполнить распределение более высоконагретых продуктов сгорания через сопла под слойтеплоносителя (привыполнении изстали сопла могут расплавиться илисгореть, при выполнении из огнеупора - раствориться в теплоносителе,при выполнении йз графита - прогази"фицироваться, при выполнении водоохлаждаемыми - забиться застывшим,теплоносителем), Вследствие проведения процесоса при низких температурах(800-1000 С) низок выход целевых продуктовв - водорода и окиси углерода,Подача раскаленных продуктов сгорания под слой жидкого теплоносителя,имеющего при рабочих температурахповышенную вязкость и поверхностноенапряжение и градиент температур,вызывает вспенивание, пульсации ибрызгоунос, что не дает воэможностиобеспечить надежную циркуляцию теплоносителя,Целью изобретения является повышение выхода газов переработки засчет проведения процесса при 12001400 С и обеспечения надежной цирокуляции теплоносителя между реакционной и нагревательной зонами.Для достижения укаэанной цели выходное отверстие трубы для подводапродуктов сгорания расположено в стенке корпуса, стенка корпуса выше места присоединения трубы выполнена снаклоном внутрь корпуса и нижняя перегородка расположена под углом кднищу еНа чертеже изображен предлагаемыйаппарат, продольный разрез.Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 отвода продуктов конверсии и сгорания, фурмы 4 (одну илинесколько) для подачи смеси углеводородного сырья с водяным паром,патрубок 5 для слив а лишнего ко"личества жидкого теплоносителя,. Внутри корпуса размещена в ерхняя вертикальная перегородка 6,разделяющая все внутреннее пространство аппарата на реакционную.7 и нагревательную 8 зоны, На- .ружная стенка 9 корпуса в нагревательной зоне выполнена с наклономвнутрь аппарата. Под вертикальнойперегородкой 6 с зазором к ней, к на-клонной стенке 9 и к днищу корпуса 1,вплотную к фурмам 4 размещена нижняянаклонная перегородка 10, котораязак анчив ается на уровне з алив а теплоносителя в аппарат, причем нижняяперегородка 10 составляет угол с наклонной стенкой 9. Снаружи корпуса 1,со стороны наклонной стенки 9, вышеуровня патрубка 5 для слива теплоносителя расположена топка 11 (одна или несколько) с патрубком 12 для подводатопливо-воздушной смеси. Циклоннаятопка трубопроводом 13 соединена снижней частью нагревательной зоны 8,причем входы трубопроводов 13 расположены под наклонной стенкой 9, Всестенки аппарата выполнены водоохлажда емыми .Аппарат при использовании в качестве углеводородного сырья угольной пью ли работает следующим образом,В патрубок 12 подают смесь воздуха с угольной пылью. В циклонной топке 11 угольная пыль сгорает, приэтом зола топлива расплавляется, образуя жидкий шлак. Продукты сгоранияи жидкий шлак иэ циклонной топки 11по трубопроводу 13 поступают в корпус 1 аппарата, где жидкий шлак ипродукты сгорания отделяются друг отдругаШлак остается в аппарате,а продукты сгорания удаляются черезпатрубок 3, В период разогрева черезфурмы 4 подают также топливо-воздушную смесь для разогрева реакционнойзоны 7. Подготовку аппарата к работе25 заканчивают, когда уровень шлака достигает нижнего уровня патрубка 5 иначинает из него сливаться,В это время в фурмы 4 начинают подавать смесь угольной пыли с водянымЗО паром. Работа аппарата в нормальном режиме производится следующим образом,Выходящие с большой скоростью (5070 м/с) из трубопровода 13 продуктысгорания, двигаясь вдоль наклоннойстенки 9, подхватывают из пространства, образуемого перегородкой 10, наклонной стенкой 9 и днищем корпуса,жидкий шлак и выбрасывают его поверхД 0. перегородки 10, нагревая ее при этом,Здесь струи шлака и продуктов сгорания разделяются. Продукты сгоранияотводятся по патрубку 3, а разогретый шлак вдоль перегородки 10 перетекает в реакционную зону 7, где напути его следования установлены фурмы 4.Выходящая из фурм 4 смесь угольной пыли и водяного пара, соприкасаясь с раскаленным шлаком, нагревается до его температуры, при этом происходит конверсия угольной пыли водяным паром с образованием водородаи окиси углерода, Илак при этом охлаждается и перетекает из зоны 7 в зону55 8, Цикл замыкается,Излишки шлака, постоянно образующиеся при сжигании и конверсии угольной пыли, удаляются, через патрубок 5,ЬО Таким образом, при использованиитвердого углеводородного сырья жидким теплоносителем является расплавленная зола этого вещества, В случае тугоплавкой золы в пыль можно добавлять флюсы,76 3449 32/25, Тираж 545 Подписн БПИ И 1Филиал ППП ,Патент, Г, ужгород, ул, Проектная, 4 При использовании в качестве углеводородного сырья природного газаили мазута в к ачес тве теплоносителяможно использовать шлаки типа доменных, как не содержаще разлагающихся в восстановительной среде элементов,менПредлагаемый аппарат имеет передизвестным 21 то преимущество, чтов н ем може т быть организ ов ан а н адежная циркуляция жидкого теплоносителя, имеющего очоень высокую температуру (1200-1400 С), например расплавленного доменного или топливного шлака, это обеспечивает перенос теплаиз нагревательной зоны в рекционнуюи проведение процесса переработкипри высоких температурах с высокимвыходом водорода и окиси углерода,Угол наклона стенки корпуса наиболее рационально делать равнымо45, так как . при этом обеспечивается высокая горизонтальная :ос -тавляющая скор;,.",:этого высокая кратность циркуляции и одновременно высокая степень разделения газа и теплоносителя и вследствие этого пониженноеувлечение продуктов сгорания в зонуФреакции.Формула изобретенияАппарат для переработки углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащий корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и вывода полученных газов переработки, размещенные в корпусе - верхнюю и нижнюю перегородки, разделяющие корпус на реакционную и нагревательную эоны, топку, трубу для подвода йродуктов сгорания, подсоединенную к нижней части стенки корпуса в нагревательной зоне, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения .выхода газов за счет проведения процессаопри,1200-1400 С и обеспечения надежной циркуляции теплоносителя между реакционной и нагревательной зонами, выходное отверстие трубы для подвоподвода продуктов сгорания расположено в стенке корпуса, стенка корпуса выше места присоединения трубы выполнена с наклоном внутрь корпуса и нижняя перегородка расположена под острым углом к днищу. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе