Пиролизная печь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК щ 4 С 1 О С 9/20 ДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ я зГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЭО(71) Институт газа АН УССР(54) ПИРОЛИЗНАЯ ПЕЧЬ157) Изобретение относится к термическому крекингу и пиролизу нефтяного сырья и может быть использованов нефтехимической промышленности длполучения низших олефинов, напримерэтилена,пиролизом углеводородногосырья, и позволяет повысить выходнизших олефинов и снизить коксообразование. Пиролизная печь содержитрадиантную камеру и размещенную надней конвективную камеру. В центре1393841 де 1 и радиантной камеры вертикально в одинряд установлены секции реакционногозмеевика (РЗ), а в центре конвективной камеры - секции конвективногозмеевика. Между секциями конвективного змеевика установлены сепараторыс патрубком (П) входа парожидкостнойсмеси и П выхода паровой и жидкойфаз, П входа парожидкостной смесисоединен. с предыдущей секцией конвективного змеевика, П выхода жидкой Изобретение относится к крекингу и пиролизу нефтяного сырья, к трубчатым печам пиролиза и может быть использовано в нефтехимической промышленности для получения низших оле финов, например этилена, пиролизом углеводородного сырья.Цель изобретения - увеличение выхода низших олефинов и снижение коксообразования при пиролизе широких нефтяных Фракций 10На фиг. 1 представлена печь, поперечный разрез; на Фиг. 2 - то же, продольный разрез.Пиролизная печь содержит боковые стены 1,. установленные на них радиа ционные горелки 2, торцовые стены 3, потолочные и подовые перекрытия 4 и 5, образующие радиантную камеру б, в центре которой вдоль боковых стен 1 вертикально в один ряд, образуя 20 экран двустороннего облучения, установлены секции реакционного змеевика 7, имеющие ра.зличную длину, Длина секции изменяется в зависимости от порядкового номера секции и опреде,ляется из выражения длина и-й секции реакцион ного змеевика, м;длина первой секции реакционного змеевика, м (определяется экспериментально) у 35 порядковый номер секции реакционного змеевика. фазы - с последующей его секцией, аП выхода паровой Фазы и последняясекция конвективного змеевика соединены с пароподводящими трубами и ссоответствующими секциями РЗ, длинакаждой из которых удовлетворяет выражению; 1 =. 1, и о" , м, где 1,дина и-й секции РЗ, м; 1, - длинапервой секции РЗ, определяемая экспериментально, м; и - порядковыйномер секции РЗ, 2 табл.,2 ил,2Над радиантной камерой 6 расположена образованная боковыми 8 и торцовыми 9 стенами конвективная камера10, соединенная с дымоходом 11, В центре конвективной камеры 10 последовательно по ее высоте размещены секции конвективного змеевика 12, имеющие одинаковую длину, Число секций конвективного змеевика равно числу секций реакционного змеевика. Иежду секциями конвективного змеевика 12 установлены сепараторы 13, имеющие патрубок 14 входа парожидкостной смеси и патрубки выхода паровой15 и жидкой 16 фаз, Входные патрубки14 сепараторов 13 соединены с предыдущими секциями конвективного змеевика 12, выходные патрубки 1 б жидкой фазы - с последующими секциями конвективного змеевика 12, а выходныепатрубки 15 паровой фазы - с пароподводящими трубами 17 и соответствующими секциями реакционного .змеевика 7. Последняя секция конвективного змеевика 12 непосредственно соединена с пароподводящей трубой 17 и последней секцией реакционного змеевика 7. Над конвективной камерой 10 установлена дымовая труба 18.Пиролизная печь может содержатьпрактически любое число секций конвективного и реакционного змеевиков, однако оптимальное их число составляет 3-5: при числе секции менее 3 Фракции,на которые разделяется сы-. рье, получаются слишком широкими, врезультате чего теряется положительный эффект изобретения; при числесекций более 5 значительно усложняется конструкция печи и увеличивается ее металлоемкость.С увеличением порядкового номера секции ее длина уменьшается, так как в ней пиролизуется более тяжелая фракция, что обуславливает требуемое меньшее время контакта. Порядковые номера секций реакционного змее вика 7 соответствуют порядковым но мерам секций конвективного змеевика 12, с которыми они соединены, при этом порядковые номера секций конвективного змеевика возрастают по 15 ходу сырья: самая верхняя имеет порядковый номер 1, самая нижняя - порядковый номер 3.Печь работает следующим образом.Сырье (широкую нефтяную Фракцию) 20 при 20-30 С подают в первую секцию конвективного змеевика 12 и за счеттепла отходящих дымовых газов нагревают его до 50-70 С. В результате нагрева происходит частичное испаре ние сырья. Образовавшуюся парожидкостную смесь подают через патрубок 14 в сепаратор 13, где ее разделяют на паровую и жидкую фазы. На выходе из сепаратора паровую фазу смешивают 3 О с требуемым количеством водяного пара, поступающего из пароподводящей трубы 17, и подают на пиролиз в первую секцию реакционного змеевика 7. Жидкую Фазу из сепаРатоРа 13 чеРез 35 патрубок 16 направляют в следующую секцию конвективного змеевика 12, вновь нагревают до 30-40 С, и процесс разделения повторяется. Самую высококипящую узкую фракцию сырья .4 О (после последнего сепаратора 13) подают в последнюю секцию конвективного змеевика 12, испаряют, смешивают с оптимальным количеством водяного пара, поступающего через пароподво дящую трубу 17, и направляют на пиролиз в последнюю секцию реакционного .змеевика 7По мере увеличения порядкового номера секций реакционного змеевика 7 их длина уменьшается в соответствии с Формулой, т,е, по мере утяжеления фракции время контакта при ее разложении снижается. На выходе из секций реакционного змееви=, ка 7 продукты пиролиза направляют в общий коллектор, а затем - в закалочно-испарительный аппарат (не показан).Топливный газ подают в радиационные горелки 2 и сжигают на поверхности горелочного камня, при этом раскаленные боковые стены 1 радиантной камеры служат источником лучистой энергии. Дымовые газы температурой 1100 о1200 С за счет конвекции и радиацииотдают часть тепла поверхности нагрева реакционного змеевика 7, а затемнаправляют в конвективную камеру 10,где, отдавая тепло на нагрев и испарение сырья, они охлаждаются до 200 -300 С. После этого дымовые газы направляют в дымовую трубу 18 и выбрасывают в атмосферу. Сырье и дымовыегазы движутся противотоком, т,е.первая секция конвективного змеевика12 расположена в самой ниэкотемпературной зоне конвективной камеры 10,а последняя - в самой высокотемпературной зоне.Результаты пиролиза прямогонногобензина (три секции конвективного иреакционного змеевиков, температураопиролиза 850 С, добавка водяного пара в 1, 11 и 111 секциях соответственно 50, 50 и 60 мас,7) приведеныв табл. 1.Результаты пиролиза атмосферногогазойля (3 секции конвективного иреакционного змеевиков, температураопиролиза 830 С, добавка водяного пара 1, 11 и 111 секциях соответственно 60, 70 и 80 мас,Ж) приведены втабл. 2,Провоцят испытания пиролизнойпечи на прямогонном бензине (табл.1)и атмосферном газойле (табл.2), припроведении которых закономерностьизменения длины секций реакционногозмеевика различная: в опыте 1 всесекции реакционного змеевика имеютодинаковую длину; в опыте 2 длинапервых двух секций одинакова, а тре-,тьей секции меньше; в опыте 3 законизменения длины секций реакционноГозмеевика описывается формулой (1);в опыте 4 длина последних двух секций одинакова; в опыте 5 длина секций реакционного змеевика изменяется1по формуле, отличающейся от формулы (1).Из представленных в табл. 1 и 2данных видно, что максимальные выходы суммы низших олефинов и минимальные выходы тяжелой смолы пиролиза икокса получены в опыте 3, т.е, в томслучае, когда зависимость между длиной секции реакционного змеевика описывается формулой (1).1393841 Пиролизная печь, включающая радиантную камеру с экраном двусторонне го облучения, образованным вертикально расположенными трубами секций реакционного змеевика, конвективную камеру с конвективным змеевиком, раз, деленным на секции, число которых равно числу секций реакционного змеевикаи пароподводящие трубы, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода низших олефинов и снижения коксообразования,печь 20 снабжена сепараторами с патрубками Т а б л и ц а Выходы основных продуктов, мас,7 Опыт Длина, м 11 111 секция секцияСН 4 Сумма олефи+нов Тяжелаясмола пиролизаи кокс 8,89 20 20 31,52 13,80 58,81 14,11 60,20 1675 62,48 16,60 61,13 15,71 59,89 20 20 32,40 33,56 33,60 32,71 8,74 7,01 20 18 20 16 7,18 20 14 16 9,00 Таблица 2 Выходы основных продуктов, мас.Е Опыт Длина, м Тяжелаясмола Суммаолефинов 11 111 секция секциясекция пиролизаи кокс 1 а 1 ь 16 16 24,50 13,80 46,80 2/,56 29,80 31,06 16 16 14 14 13,41 50,57 20,46 13 Таким образом, предлагаемая печь позволяет повысить выходы низших олефинов и снизить коксообразование при пиролизе жидких нефтяных Фракций,Формула изобретения Ф Включая бутадиен,3 входа парожидкостной смеси и выхода1 жидкой и паровой фаз, причем входной патрубок каждого сепаратора соединен с выходом предыдущей по ходу сырья секцией конвективного змеевика, .патрубок выхода жидкой Фазы - с входом последующей секции конвективного змеевика, а патрубки выхода паровой Фазы и выход последней конвективной секции змеевика соединены с пароподводящими трубами и выходами секций реакционного змеевика, длина каждой из которых удовлетворяет выражению1 =1 игде 1 - длина и-й секции реакционного змеевика, м;1, - длина первой по ходу сырьясекции, м;и - порядковый номер секции,13,10 47,21 22721393841 Продолжение табл,2 основных продуктов, мас.й 5 3 1,09 12,02 50,0 2,0,12 12,42 48,89 ключая бутадиенСоставитель В.Кудряшогулич Техред Л.Сердюкова Редакт Кундри ект Тираж 464 одписное осударств Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Проектная, 4 Заказ 1939/26В по делам иэобре13035, Москва, Жного комитета ССний и открытийРаушская наб д