Устройство для пиролиза углеводородов

(51)4 С 10 С 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ВУ 4Вц. бъедию нефикацияника,ГЛЕ носится к устроитва низших олефиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Г 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-производственное онение по разработке и внедренитехимических процессов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗАВОДОРОДОВ(57) Изобретение отствам для производс нов пиролизом углеводородов и позволяет упростить конструкцию и повысить выход целевых продуктов за счет объединения в одном корпусе блоков (Б) подготовки сырья и теплоносителя, реакционного Б и Б закалки продуктов, Реакционный Б выполнен в виде ряда параллельных труб, снабженных смесителями-турбулизаторами, объединенных сверху узлами распределения сырья и теплоносителя, а снизу Б закалки продуктов. Перегрев теплоносителя осуществляется в радиантных экранах, размещенных в кольцевом про" странстве между внутренним и внешнимй корпусами. Использование изобретения Е позволяет повысить выход олефинов С -Сц с 56,9 до 65,5 Е. 1 з.п, ф-лы.2 ил. С15 2или иная смесь углеводородон), гдеоно нагревается до нужной температуо,ры, например 500-700 С, и направляется далее в камеру 4 распределениясырья, в которой оно распределяетсяпо трубам б.Одновременно в камеру 5 распределения теплоносителя через патрубки 29подается теплоноситель, наприиерперегретый водяной пар или продуктысгорания метана, водорода или ихсмесей в атмосфере кислородаПолучение и перегрев водяного пара осуществляется путем подачи химически очищенной воды через патрубок21 в межтрубное пространство камеры20 нагрева воды.Нагрев и испарение воды происходит с помощью элементов 10, выполненных в виде двух концентрическихтрубок (фильда), через которые изкамеры 8 проходят продукты конверсиии по межтрубному пространству поднимаются в камеру 11 сбора продуктовконверсии.Перегретая вода через патрубки 24выходит из блока 9 закалки и дросселируется путеи сброса давления вдросселирующем устройстве 30, приэтом часть воды испаряется, а остальная часть отделяется и возвращаетсяв блок 9 через патрубок 21.Дросселирование перегретой водыи отделение пара осуществляется вустройстве 30 известной конструкциии принципа действия.Продукты конверсии, охладившись вблоке 9 закалки, собираются в камере 11 и выводятся через патрубки 23в систему дальнейшего охлаждения,очистки и разделения. 55Устройство работает следующимобразом.В узел 2 подготовки сырья черезпатрубок 22 вводится сырье (нефть Перегрев теплоносителя осуществляется продуктами горения 25, образую 1 12866Изобретение относится к производству низших олефинов пиролизом углеводородов в присутствии перегретоготеплоносителя водяного пара.Цель изобретения - повышение выхода целевых продуктов,На фиг. 1 представлено устройстводля пиролиза углеводорода, общийвид; на фиг. 2 - смеситель-турбулизатор, разрез. 10Устройство для пиролиэа углеводородов включает основной корпус 1 сузлом 2 подготовки сырья, размещенныйверхней частью в основном корпусе 1дополнительный внутренний корпус 3,в котором расположены камера 4 распределения сырья, камера 5 распределения теплоносителя, реакционныйблок, выполненный в виде ряда параллельных труб б, снабженных на входе 20смесителями-турбулизаторами 7, камера 8 сбора продуктов пиролиза иблок 9 закалки продуктов пиролиза сзакалочными элементами 10 и камерой11 сбора охлажденных продуктов. Узел25подготовки теплоносителя выполнен ввиде радиантных экранов 12, размещенных на внешней поверхности внутреннего корпуса 3 и внутренней поверхности основного корпуса 1.Смесители-турбулизаторы 7 посредством патрубков 13 установлены вотверстиях днищ 14 камеры распределения теплоносителя и выполнены в видедвух концентрично установленных цилиндров, внутренний цилиндр 15 снабжен в нижней части конусом с отверстиями 16. В сужении внешнего цилиндра расположен стержень 17 с изогнутыми лопастями 18. Между днищами и 40корпусом смесителей-турбулизатороввыполнены зазоры 19 для прохода теплоносителя в межтрубное пространствореакционного блока.Устройство (фиг. 1) снабжено камерой 20 нагрева воды, питаемой спомощью патрубка 21, патрубками дляввода сырья 22, вывода продуктов пиролиза 23, перегретой воды 24 и продуктов сгорания 25, горелками 26, к 50которым подводится топливо 27 и воздух 28, а также патрубками 29 вводатеплоносителя и дросселирующим устройством 30. Отделившийся от воды пар из устройства 30 поступает в радиантныеэкраны 12, где перегревается до температуры, например, 800-1100 ОС.Далее перегретый пар используетсяв качестве теплоносителя и черезпатрубки 29 поступает в камеру 5,распределяясь по смесителяи-турбулизаторам 7, где сиешивается с нагретым сырьем. Смесь сырья и теплоносителя проходит сверху вниз черезтрубы 6, где при 700-900 С совершается термическое превращение исходныхуглеводородов, з 12866щимися в горелках 26 за счет подаваемого в них топлива 27 и воздуха 28.Скорость суммарных реакций зависит от эффективности и быстроты перемешивания сырья 22, поступающего попатрубкам 13 в смесители-турбулизаторы 7, в которые по внутреннему каналу цилиндра 15 проходят пары сырья,а по кольцевому каналу, образованномудвумя концентрично расположенными 0цилиндрами, параллельно идет теплоноситель 29.В конической части теплоносительсмешивается с сырьем, локальные струикоторого, выходя с большой скоростью 15из отверстий 16, пронизывают сплошнойпоток теплоносителя.Практически одновременно с этимсмесь закручивается лопастями 18,размещенными на стержне 17. 30Перемешивание сырья и теплоносителя в смесителях-турбулизаторах начинается и заканчивается з течение10 з -10-4 с. Одновременно с этим осуществляется термохимическое превращение (пиролиз) исходных углеводородов.Завершается процесс конверсии в трубах 6,Поскольку реакции расщепленияи дегидрирования углеводородов осуществляются с отрицательным тепловымэффектом, то в известных устройствахимеет место резкое снижение их скорости вследствие снижение температурыв реакционном пространстве. В предла- З 5гаемом устройстве вследствие противотока продуктов сгорания 25 и продуктов реакции в трубах (резкое падениеградиента температур в реакционномпространстве устраняется, что обеспечивает сокращение времени пребывания превращаемого вещества в зоневысоких температур, а следовательно,и габаритов устройства.В результате имеет место повышение 45выхода целевых продуктов С-С до65,67 по сравнению с 56,97 в прототипе, и степени превращения исходного . 15 4сырья (по газообразованию) до 81,4 И по сравнению с 71,27 в прототипе.Кроме того, предлагаемое взаимное расположение узлов подготовки сырья, теплоносителя, реакционного блока и горелок обеспечивает снижение энергозатрат на проведение процесса и затрат метана на устройство в целом.ф ор мула из об ре те ни я1. Устройство для пиролиза углеводородов, включающее корпус с узлом подготовки сырья, реакционный блок, снабженный смесителем-турбулизатором, блок подготовки теплоносителя и блок закалки продуктов пиролиза, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода целевых продуктов, устройство снабжено дополнительным внутренним корпусом, размещенным верхней частью в основном корпусе, камерами распределения сырья и теплоносителя, расположенными в верхней части внутреннего корпуса, блок закалки размещен в нижней его части, а между ними размещен реакционный блок, выполненный в виде ряда параллельных труб с расположенными на их входе смесителями-турбулизаторами, установленными с зазором в отверстиях, выполненных в днище камеры распределения теплоносителя, а блок подготовки теплоносителя выполнен в виде радиантных экранов, расположенных на внешней поверхчости внутреннего корпуса и внутренней поверхности основного корпуса.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что смесителитурбулизаторы выполнены в виде двух концентрично .установленных цилиндров, внутренний из которых снабжен в нижней части конусом с отверстиями и стержнем с изогнутыми лопастями, расположенными в сужении, выполненном в нижней части внешнего цилиндра.128 бб 15 Составитель В. КудряшовТехРед К.Попович едактор А. Лейн орректор Е. Сирохман 4 Заказ 7682 одпи енн ул. Проектная, 4 Производственно-полиграфическое предп и г. Уж Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 3035, Москва, Ж о комитета СССРи открытийшская наб д. 4