Реактор термоокислительного пиролиза углеводородов

О П И С А Н И Е 244305ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Саоэ Сооотскиэ Социэлистическик Республикависи авт. с ельстваКл Заявлено 23,Х.1965 (Эй 1044489123-26с присоединением заявкиПриоритет Комитет по делам иэобретений и открыт ори Сосете Министра СССР(088.8) публиковано 28 Х.1969. Бюллетень18ата опубликования описания 10.Х.1969 Авторыизобретени В. ф. Попов и И, П, Кушнарен веродонецкий филиал Государственного научно-исследовательскоги проектного института азотной промышленности и продуктоворганического синтеза аявитель ЕАКТОР ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОГО ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДОВ2 Изо кой п ле е бретение относится к отрасли химичесромышленности и к способу термическойр работки углеводородов, Оно может быть иопользовано, настример, в производстве ацетилена из,природного газа. 5Известны реакторы термоокислительното пиролиза углеводородов, состоящие из группы смесителей, распределительных решеток, горелочной плиты, реаиционното,канала и закалочного устройства. 10Предлагаемый реактор может работать как при атмосферном, так и повышенном давлении, Для получения реакционной смеси при повышенных темнературах подогрева исходных компонентов и при повышенном давле нии в реакторе вместо одного общего смесителя с диффузором используется группа струйных компрессоров, которые обеспечивают полное смешение и выравнивание концентраций исходных компонентовза время поряд ка 10 4 сек, т, е, во много раз меныпее периода индукции. Это предотвращает самовоспламенение смеси в смесительных камерах компрессоров, Нижние участки компрессоров,выполнены в форме диффузоров, вмонтирован ных в горелочную плиту и охлаждаемых водой. Чтобы обеспечить устойчивое горение смеси,в начале реакционного канала, наряду с кислородной используется также и вихревая стабилизация пламени. 30 Канал выполнен в форме конфузора и снабжен специальным устройством для формирования жидкостной пленки в поле центробежных сил, что предотвращает сажеотложения на внутренней поверхности реакционного канала и выравнивает профиль скоростей газового потока. Такое устройство может работать на затрязненных жидкостях и обеспечивает надежную работу реактора при различных режимах.На фиг. 1 схематически,изображен описываемый реактор; на фиг. 2 - то же, разрез по А - А.Реактор состоит,из трех основных узлов: верхнего узла - блока смесителей, среднего - реакционного канала и нижнего - закалочной камеры.Блок смесителей содержит корпус 1 с патрубками 2 - б, Внутри корпуса размещены распределительные решетки б, 7 и 8 горелочная плита 9. В распределительные решетки и горелочную плиту вмонтированы смесители, выполненные в форме струйных компрессоров, которые состоят из активных сопел 10, приемочных камер 11 с отверсгиями, камер смешения 12 и диффузоров 13.Между рядами омесителей, раополагаемых по концентрическим окружностям, в горелочной плите выполнены кольцевые полости, В стенки этих полостей и в распределитель 244305ную решетку 8 вмонтированы трубки 14. Сверху корпус 1 закрыт крышкой 15 с патрубком 1 б,Реаиционный канал 17, выполненный в форме конфузора, соединен с блоком смесителей. В верхней части канал имеет устройство для формировавия защитной пленки, содержащее патрубки 18 коллеитор 19, кольцевую иамеру 20 и тантенциальные вводы 21.Закалочная камера состоит из корпуса 22, снабженного патрубками 28, 24 и 25, коллектором 2 б с форсунками 27 и трубкой 28 для ввода запального устройства.Работает реактор следующим обравом, Поток углеводородных газов под давлением через патрубок 16, сопла 10 и приемные камеры 11 поступает в камеры смешения 12. В этих камерах углеводородные газы смешиваются с кислородом, который эжектируется сюда через патрубок 5 и отверстия в приемных камерах, Из камер омешения 12 газовые потоки поступают в диффузоры 13, тде окончательно завершается процеос смешения,В каждом из смесителей скорость газового потока значительно превышает скорость распространения пламени, а время смешения оказывается в сотни раз меньше периода индукции. Такие условия полностью исключают возможность обратного проскока пламени и самовоспламенения смеси в смесителях.Горелочная плита 9 и диффузоры 13 охлаждаются водой, которая поступает в блок смесителей через патрубэк 8 и удаляется через патрубок 4. Воспламенение газовой смеси осуществляется на,входе в реаиционный канал 17, где скороспи потоков резко снижаются.Для предотвращения отрыва пламени от горелочной плиты 9 при повышенных нагрузках, в плите выполнены кольцевые полости, иуда через патрубок 2 и ряд трубок 14 вводится стабилизирующий кислород. Наличие полостей приводит к созданию рециркуляционных потоков в верхней части реаиционного канала, которые обеспечивают постоянный возврат определенного количества тепла и корням вытекающих из диффузоров струй. На выходе из реакционного канала 17 образовавшиеся газы пиролиза подвергаются резкому охлаждению (закалке) до температуры 80 - 90 С путем впрыска жидкости через форсунки 27. Охлажденные газы (пиролиза удаляются иззакалочной камеры через паэрубок 28, а жид,кость с частичками сажи - через патрубок 24,Для образования защитной пленки в кольцевую камеру через,патрубки 18, коллектор 19 и тангенциальные вводы 21 поступает специальная жидкость или вода, которой сообщается вращательное даижение. Под действием центробежной силы на внутренней поверхности реаиционното канала образуется вращающаяся жидкостная пленка, устойчивость которой обеспечивается путем выполнения канала в форме конфузора.Таская форма канала, кроме того, способствует выравниванию профиля скоростей потомака газов пиролиза по сечению реаиционного, канала и снижению величины пульсаций перед закалкой. Для первоначального запуска реактора,используется запальное устройство, которое вводится в реакционный канал через трубку 28,1. Реактор термоокислительного пиролиза углеводородов, состоящий из группы смесителей, распределительньп решеток, горелочной плиты, реаиционното канала и закалочного устройства, отличающийся тем, что, с целью смешения исходных;компонентов при температурах подогрева свьшпе 500 С и осуществления процесса пиролиза под давлением, смеси- тели вьгполнены в форме струйных компрессоров, нижняя часть которых снабжена диффузором, охлаждаемым водой, и соединенных распределительными решетками и горелочной плитой в один блок,2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения устойчивого воспламенения газовой смеси,на выходе,иа диффузоров смесителей, горелочная плита снабжена кольцевыми полостями, в стенки которых вмонтированы трубки для ввода стабилизирующего иислорода.3. Реактор по п. 2, отличающийся тем, что, с целью предотвращения отложений сажи на внутренней поверхности реакционного канала и,выравнивания профиля скоростей газового потока, канал выполнен в форме конфузора, верхняя часть которого снабжена кольцевой камерой с рядом тангенциальных вводов для жидкости,25 30 35 40 45 50 5101520 Предмет изобретения244305 Составитель И, Лебедеваедактор Г. Гуськова Техред Т. П. Курилко Корректор Г. П. Шильма пография, пр. Сапунова Заказ 2513/1 Тираж 480ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий приМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Подписно овете Министров ССС