Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51 М. Кп.з С 10 С 9/34 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 3009.82, Бюллетень М 36 Дата опубликования описания 3009.82 Е.Д. Хмелевская, Г.И . Двоскин, В.А. Кабликов, З.ф. Чуханов,В.М. Вольный, Т.Н. Мухина и Г.Л. Ст лр"рГосударственный научно-исследовательский энергеФиче.скнйинститут им, Г.М. Кржижановскогоиф ж,г ь;(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕИзобретение 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 жидким 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 сырья 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 циркуляции теплоносителя между камерами и, как следствие, низкая интенсивность подвода тепла к пиролизуемому сырью. Это объясняется тем, что перегородка, расположенная диаметральнооказывает большое сопротивление тайгенциальному движению теппоносителя, которое обеспечивает перенос тепла между камерами. При этом большая часть энергии струй, вытекающих из сопел форсунок камеры нагрева, расходуется бесполезно, а энергия струй, вытекающих из сопел форсунок камеры пиролиза, вообще неучаствует в организации циркуляциитеплоносителя между камерами.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для пиролизатоплива в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на нейперегородку, разделяющую. корпус накамеры пиролиза и нагрева, и вертикальные форсунки с соплами для по дачи сырья и продуктов сгорания (2).В устройстве перегородка незначительно заглублена в теплоносительи почти не оказывает сопротивленияего циркуляции. Однако недостаткомизвестного устройства также является низкая интенсивность подводатепла к пиролизуемому сырью, таккак вертикальное расположение форсунок не позволяет обеспечить не обходимую циркуляцию теплоносителямежду камерами вследствие того, чтогоризонтальное движение теплоносителя недостаточно.Цель изобретения - интенсифика ция подвода тепла к сырью за счет60 увеличения циркуляции и интенсивности теплообмена между пиролизуемымсырьем, продуктами сгорания и теплоносителем.Указанная цель достигается тем,что в устройстве перегородка выполнена кольцевой формы и сопла направлены под углом к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали и под углом 15-75 по отношеонию к радиусу, проведенному через1 Овыходное отверстие сопла,Устройство снабжено дополнитель"ной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней части, расположенноймежду корпусом и Форсунками. 5На Фиг.1 изображен аппарат, продольный разрез; на Фиг,2 - разрезА-А на Фиг.1.Устройство имеет корпус 1 с жидкимтеплоносителем,.крышк 2 с укрепленными на ней кольцевой перегородкой 3 и форсунками 4 и 5 соответственно для подачи углеводородногосырья и продуктов сгорания. Кольцевая перегородка 3 отделяет камеру бпиролиэа от камеры 7 нагрева. Накрышке укреплены патрубки 8 И 9соответственно для отвода продуктовпиролиза и продуктов сгорания. Междуфорсунками и корпусом установленадополнительная кольцевая перегородка10 с отверстиями в нижней части. Сопла форсунок направлены к корпусу иобразуют с горизонталью угол сС 1040 , а с радиусом, проведенным черезвыходноое отверстие сопла, угол (Ъ15-75Под действием струй углеводородного сырья (жидкое топлива с распылителем, природный гаэ) и продуктовсгорания теплоноситель совершает 40в верхних слоях круговое и радиаль-.ное движение от центра к периферии,а в нижних - от периферии к центру,Такая органиэация циркуляциитеплоносителя позволяет интенсифицировать перенос тепла между камерамипиролиэа и нагрева, а выполнениесопел наклонными - интенсифицировать теплообмен между струями, истекающими из них, и теплоносителем эасчет увеличения поверхности и времени контакта.Оптимальным углом наклона сопелфорвсунок к горизонтали является 1040 . При меньших углах наклона снижается интенсивность циркуляции за.,5счет уменьшения доли энергии струи,передаваемой теплоносителю, прибольших - ухудшается теплообмен.Оптимальное значение угла, образованного.соплом между камерами ирадиусом, проведенным через его выходйое отверстие, лежит в пределах15-75. При больших и меньших значениях его интенсивность циркуляцииснкаается. 65 Это объясняется тем, чтб интенсивность циркуляций между камерамипропорциональна результирующей двухсоставляющих движения теплоносителя - радиальной и тангенциальной,которые, в свою очередь, зависят отвеличины указанного угла, причемизменение его приводит к увеличениюодной .составляющей и уменьшению другой. Максимальное же значение результирующей, а следовательно, иинтенсивности циркуляции достигается при равенстве составляющих, Поэтому оптимальное значение угла,образованного соплом и радиусом,проведенным через его Выходное отверстие, лежит в укаэанных выше пределах,В процессе пиролиза углеводородов,особенно тяжелых, образуется многококса, который может накапливатьсяна поверхности теплоносителя. Длятого, чтобы исключить накоплениекокса, в устройстве предусмотренадополнительная перегородка 10,Теплоноситель,двигаясь, увлекаетэа собой частицы кокса, которые отбрасываются к периферии аппарата исобираются компактной массой заперегородкой 10, откуда они могутбыть удалены без остановки аппарата,Применение предлагаемого устройства позволяет увеличить производительность аппарата по сырью, снизитьего металлоемкость, увеличить длительность пробега и упростить технологию процесса пиролиэаПроцесс пиролиза в устройстве может быть автоматизирован, что приводит к увеличению производительности труда.Более выСокая интенсивность процесса пиролиэа позволит увеличитьвыход такой ценной химической продукции как этилен, пропилеи, бутадиен и бензол. Формула изобретения1. Устройство для пиролиэа углеводородного сырья в жидком теплоносителе, содержащее корпус с жидким теплоносителем, крышку и укрепленные на ней перегородку и форсунки с соплами для подачи сырья и продуктов сгорания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью интенсификации подвода тепла к сырью, перегородка выполнена кольцевой формы и сопла направлены к корпусу и расположены под углом 10-40 к горизонтали иопод углом 15-75 по отношению к радиусу, проведенному через выходное отверстие сопла.2. Устройство по и, 1, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной кольцевой перегородкой с отверстиями в нижней962292 1. Авторское свидетелъстао СССРпо заявке Ю 1957447/26,кл. С 10 С 9/34, ОВ,08,732. Авторское свидетелъство СССР9 257660, кл. С 10 б 9/34,23,07,665 (прототип). оставитель Р. Горяиноваехред А.Бабинец Редакт челинск одписное аказ 7426/ омитета СССРоткрытийая наб., д. 4/ лиал ППП Патент, гУжгород, ул. тная, 4 части, расположенной между корпусоми форсунками. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе6 Тираж 524ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рау Корректор Ю. Макаренко