Реактор для проведения гомогенных высокотемпературных реакций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И)цц В 01,Г 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(84) (87) РЕАКТОР ЯДЯ НИЯ ГОМОГЕННЫХ ВЫСО Т 4 РНЫХ РЕАКЦИЙ, соде РОВЕДЕ- ЕМПЕРАржащий корпус.Тру- веществ и запальника, о т л и ч а ю -.щ и й с я тем, что, с целью интенсифи-кации процесса, повышения надежности работы реактора и качества получаемого продукта, он снабжен камерой подготовки теплоносителя с тангенциально соединен- ССС ным с ней патрубком ввода разбавителя,вход которой соединен с горелочным устройством, а выход посредством соединенных между собой цилиндрическим участ ком конфузора и диффузора - с входомреакционной кам еры, и многоканальной диафрагмой, размещенной между смеси- тельной и реакционной камерами, при этом патрубок подвода сырья установлен в камере смешения тангенциально.;устройствам для проведения гомогенных.высокотемпературных химических процессзэв и предназначено для получения низших олефинов, диеновых и ароматическихуглеводородов и технологических газовиз нефти и нефтяных фракций,Известен реактор для пиролиза углеводородов, включающий корпус, смеситель,10диффузор, горелочный блок с газораспределительными трубками, концы которыхсоединены с единым змеевиком 11 .Недостатком реактора является неоднородность температуры смеси продуктов сгорания, являющихся теплоносителем, с15сырьем по всему реакционному пространству,Известен реактор для гомогенной конверсии нефти и прямогонных фракций 6 й:тоящий из камеры для смещения сырьяи теплоносителя, двухцилиндровой РМкМион.ной камеры и "закалочного" устройст-,ва 2Недостачами реактора являются трехступенчатое смешение сырья и теплоносителя и неселективное превращение в основном за пределами реакционного пространства,Наиболее б;чзким к предлагаемому потехнической сущности и достигаемому ре- ЗОзультату является реактор для гомогенной переработки углеводородного сырья,высокотемпературных реакций с целью.получения ацетилена из природного газаили ацетилена и этилена из жндких угле- З 5водородов. Реактор состоит из камеры сгорелками и тоннелями для сжигания части сырья, камеры смешения продуктовсгорания с основным сырьем, выполнен-,ный в виде кольцевого сопла с тороидад Оными полостями в критическом сечении,реакционной камеры и закалочнрго уст: ройства Г 3Недостатком известного ротора является низкая селективность превращениясырья.Целью изобретения является интенсификация процесса повышение надежностиработы реактора и качества получаемогопродукта. 50Указанная цель достигается тем, чтореактор, содержащий корпус с защитнымкожухом, горелочное устройство, смесительную камеру, реакционную камеру, закалочное устройство и патрубок ввода55сырья, реагентов, охлаждающих веществи запальника, дополнительно снабжен каме:рой подготовки теплоносителя с тангенциально соединенным с ней патрубком ввода разбавителя, вход которой соединен с горелочным устройством, а выходпосредством соединенных между собойцилиндрическим участком конфузора идиффузора - с выходом реакционной камеры и с многоканальной диафрагмой, размещенной между .смесительной и реакционной камерами, при этом патрубокподвода сырья установлен в камере смешения тангенциально.На фиг, 1 показан реактор, общий вид;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; нафиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4разрез В-В на фиг. 1.Реактор состоит из горелочного устройства 1 камеры 2 подготовки теплоносителя, камеры 3 смешения теплоносите.ля с сырьем, реакционной камеры 4, цилиндрического участка 5, многоканальнойдиафрагмы 6, корпусд 7, защитного кожуха 8, изоляции 9 патрубков для вводаразбавителя 10, для ввода сырья 13., дляввода охлаждающего агента 12, для ввода запальника при пуске реактора 13,для ввода кислорода 14, водорода 15,слабоперегретого пара или газа 16.Реактор работает следующим образом.В камеру 2 подготовки теплогосителяподаются одновременно водород и кислородпри этом начинается горение от запальника, введенного через патрубок 13. Дляполучения теплоносителя в нужном количестве и с нужной температурой в этуже камеру вводится газ-разбавитель, вкачестве которого используется водянойпар либо газы,. например, метан, водородэтапеДля получения однородной смеси и повышения селективности разбавитель вводится тангенциально относительно оси камеры, чем обеспечивается более быстроеи полное перемешивание продуктов горенияводорода и разбавителя. С этой же цельювыход теплоносителя и вход его в камерусмешения осуществляется через конфузори диффузор, образующие суженный цилиндрический участок 5,Приготовленный таким образом однородный тэплоноситель смешивается в камере 3 с сырьем, поступающим через тангенциально расположенные патрубки 11,Вследствие однородности (по цараме :, рам) теплонссителя, поступающего в камеру 3, исключается локальная неоднородность полей температур.и концентраций в камере и в последующих зонах пребьтания смеси, т.е. существенно снижав у"я возможность образования сак.,3 1012 М 8 4 кокса и тяжелых смол. Процесс превраше- ращение их в олефины и другие целевые ния сырья в камере 3 начинается одно- продукты, протекает при небольшом вревременно с перемешиванием углеводоро- мени контакта (в пределах.0,01-0,0001 с), ,дов с теплоносителем. Этот процесс уси- .поэтому вероятность образования побочливается при проходе продуктов черезных (вторичных) продуктов исключена. диафрагму 6 и завершается в конце ка- Эффективность перемешивания продуктов меры 4, где установлен закалочный в диффузорах и конфузорах определяется аппарат любой конструкции, например величиной углов о- и отношением площаутилизатор тепла (не показан). дей сечения , - - . Чем больше углыДля предохранения фронтовой части 6 сС, а следовательно, чем меньше суже(коробки) горелочного устройства в нее ние и расширение в конфузорах и диффучерез патрубок 12 вводится хладагент 1, зорах, тем меньше эффект перемешив :например химически очишенная вода, Она ния. Однако в этом случае меньше и гид-,1подается в таком количестве, чтобы нол- равлическое сопротивление реактора, но костью испарилась за счет нагрева. При 15 более значительна его длина. Оптималь- этом образующийся пар из коробки посту- ные величины углов 4-и соответствую- пает в камеру 2. щие им отношения площадей сечения.бу-Процесс смешивания углеводородов с пут при величине в пределах 39фтеплоносителем, а следовательно, и прев1012968 рф. Составитель Техред А.А СкансоваКорректор ек тор Н. 8 Тираж 535 НИИЦИ Государственнпо делам изобрете 13035, Москва, Жаз 284 Подписноего комитета СССРний и открытийРаушская наб д. 4/ Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектна