Пиролизная печь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЕНИЯ 43 УСС авец,.Го нко Годик В.М,- МХимия 8, 1966. 32749 блик. две (РК ыжйеелы.1 СУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Институт газа АН(57) Изобретение относится к термическому крекингу и пиролизу нефтяного сырья и может быть использовано в нефтехимической промьпнленности для получения этилена и других низших олефинов пиролизом углеводородного сырья, Изобретение решает задачу снижения коксообразования и повышения выходов этилена и суммы низших олефинов. Пнролизная печь содержитпараллельные радиантные камеры) 5 и установленную над ними кон1353801 вективную камеру 8, В центре каждойРК установлен вертикальный реакционный змеевик (РЗ), а в конвективнойкамере размещены секции нагрева сырья9 и пара 10. Последняя соединена сРЗ. Над каждой РК по ее продольнойцентральной оси установлен коллектор(К) 17, соединенный с конвективнойсекцией нагрева сырья. К коллектору Изобретение относится к крекингу и пиролизу нефтяного сырья, к трубчатым печам пиролиза и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения этилена и других низших олефинов пиролизом углеводородного сырья.Цель изобретения - снижение коксообразования и увеличение выхода низ о ших олефинов.На Фиг. 1 представлена предлагаемая печь, поперечный разрез, на Фиг, 2 - радиантная камера, продольный разрез, на Фиг. 3 - узел соеди б нения сырьевого коллектора с реакционным змеевиком.Пиролизная печь содержит две образованные боковыми 1 и торцовыми 2 стенами потолочным 3 и подовым 4 перекрытиями параллельные радиантные камеры 5 и одну образованную боковыми 6 и торцовыми 7 стенами конвективную камеру 8, расположенную над просветом между радиантными камерами 25 5 вдоль их продольной оси, В центре конвективной камеры 8 размещены конвективные секции нагрева сырья 9 и пара 10, В центре радиантных камер 5 вдоль их боковых стен 1 вертикаль- ЗО но в один ряд установлены реакционные змеевики 11, соединенные с конвективной секцией 10 нагрева пара и ,состоящие из вертикальных нечетных 12 (с нисходящим движением парогазо 35 вой смеси) и четных 13 (с восходящим движением парогазовой смеси) труб, соединенных нижними 14 и верхними 15 двойниками. На боковых стенах 1 радиантных камер 5 установлены радиационные горелки 16, Над потолочным перекрытием 3 каждой радиантной присоединены трубы 18, которые проходят через потолочное перекрытиеРК и стенки верхних двойников РЗ.На концах трубы 18 снабжены коническими соплами с отверстиями одинакового диаметра, которые концентричнос образованием кольцевого зазора размещены в начальных участках нечетныхтруб РЗ. 3 ил. камеры 5 по ее центральной продольной оси размещен сырьевой коллектор17, соединечный с конвективной секцией 9 нагрева сырья, и к которомусоосно с нечетными трубами 12 реакционного змеевика 11 перпендикулярно присоединены сырьевые трубы 18,диаметр которых меньше диаметра труб12. Сырьевые трубы 18 проходят герметично беэ зазора через потолочное перекрытие 3 камеры 5 и через стенкуверхних двойников 15, соединяющихнечетные 12 и четные 13 трубы змеевика 11. На конце сырьевые трубы 18снабжены коническими соплами 19 с отверстиями одинакового диаметра, которые концентрично с образованием кольцевого зазора размещены в начальных участках нечетных труб 12 змеевика 11. Над конвективной камерой 8 установлена дымовая труба 20.Печь работает следующим образом.Водяной пар под давлением 0,4- 0,6 МПа и при температуре насыщения (200-250 С) подают в конвективную секцию 10 нагрева пара, перегреваютодо 500-600 С и направляют в реакционный змеевик 11, Сырье (нефтяную Фракцию) при 30-50 С и давлении 0,8- 1,0 МПа подают в конвективную секцию 9 нагрева сырья, где его испаряют,о и пары нагревают до 500-600 С, затем их направляют в коллектор 17, откуда по трубам 18, проходя через сопла 19, равными порциями поступают в нечетные трубы 12 змеевика 11, смешиваются с водяным паром (для первой сырьевой трубы) или с реагирующей парогазовой смесью (для последующих сырьевых труб), парогазовая смесь нагревается до заданной температуры53801 45 50 55 з13 пиролиза (800-900 С), в результате чего происходит разложение сырья с образованием продуктов пиролиза. Проходя через сопла 19 труб 18, сырье дросселируется, т.е, его давление снижается с 0,8-1,0 до 0,2-0,5 МПа (в зависимости от точки подвода), В результате этого, а также благодаря одинаковому диаметру отверстий сопел 19, обеспечивается равномерная раздача сырья по трубам 18, Топливный газ подают на горелки 16, где он сгорает, и продукты сгорания раскаляют боковые стены 1 камер 5, которые служат источником лучистой энергии. Дымовые газы температуройо1100-1200 С за счет конвекции отдают часть тепла поверхности змеевика 11 и направляются в конвективную камеру 8, где, отдавая тепло на испарение и нагрев паров сырья и воды, охлаждаются до 200-300 С и через дымовую трубу 20 выбрасываются в атмосферуИспользуя установку сырьевого кол. лектора с трубами, снабженными коническими соплами на концах, размещенными с кольцевым зазором в трубах реакционного змеевика с нисходящим движением парогазовой смеси, осуществляется рассредоточенный подвод сырья по длине реакционной зоны, что обеспечивает благоприятное соотношение значений времени контакта и парциального давления компонентов сырья, т.е, максимальному времени контакта соответствует минимальное парциальное давление (максимальная степень разбавления сырья водяным паром) Сырьевые трубы 18 с соплами 19 должны устанавливаться в трубах с нисходящим движением парогазовой смеси, чтобы избежать потерь давления на преодоление скоростного напора подаваемого сырья, причем положительный эффект достигается при любом конструктивно приемлемом соотношении размеров сырьевых и реакционных труб.Проводят опыты по пиролизу прямогонной бензиновой фракции в пиролизных известных и предлагаемых печах, при этом поддерживают следующий технологический режим процесса: расход сырья 15 кг/ч, температура пиролиза 850 С, общее время контакта 0,35 с, добавка водяного пара (общего) 10 15 20 25 30 35 50 мас.7, давление парогазовой смеси в зоне реакции 0,08 МПа.При пиролиэе в известной печи средний состав продуктов пиролиза содержит, мас,7.: этилен 31,06 пропилеи 14,81; бутилен-бутадиеновая фракция 6, 10 ф сжиженные. газы 14,23, пиробенэин 13,34, тяжелое жидкое топливо и кокс 20,46. Рабочий пробег реакционного змеевика (до закоксовывания) 250 ч.При пиролизе в предлагаемой печи подачу сырья осуществляют в три этапа - по 5 кг/ч через равные участки реакционной зоны, Время контакта для 1 - 111 порций сырья соответственно 0,35, 0,25 и 0,1 с, а степень разбавления водяным паром 150; 75 и 50 мас.7., Состав продуктов пиролиза, мас,7: этилен 33, 15; пропилеи 15,26; бутилен-бутадиеновая фракция 8,45; сжиженные газы 14,63; пиробензин 15,76, тяжелое жидкое топливо и кокс 12,75, Рабочий пробег (до эакоксовывания) 400 ч.Таким образом, нри пиролизе бензиновой фракции в предлагаемой печи выходы этилена и суммы низших олефинов выше соответственно на 2,09 и 4,89 мас.Х. Расходные коэффициенты сырья на 1 т этилена при пиролизе соответственно 3,219 и 3017 т/т, Повышение рабочего пробега свидетельствует о снижении коксообразования. Формула изобретения Пиролизная печь, включающая радиантную камеру с установленным по ее центру вдоль боковых греющих стенвертикальным реакционным змеевикомс верхними и нижними двойниками,соединенным с конвективными секциями нагрева сырья и пара, установленными в конвективной камере, размещенной над потолочным перекрытием радиантной камеры, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения коксообразования и увеличения выходанизших олефинов, она снабжена коллектором, установленным над потолочнымперекрытием радиантной камеры вдольее центральной продольной оси и соединенным с конвективной секцией нагрева сырья и трубами меньшего, чемтрубы реакционного змеевика, диаметра, соединя 9 щими коллектор с нечетными трубами змеевика, проходящимиБ1353801через потолочное перекрытие и верх- концентрично с образованием кольцение двойники змеевика, и снабженными вого зазора в начальных участках ие.- на концах соплами, установленными четных реакционных тру б/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул 70/24 Тираж 4 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретени 3035, Москва, Ж, Р 3 П о комитета СССР и открытий ушская наб., д,