CS200994B1

CS200994B1 - Tubular system of reaction sections of primary furnace for steam reforming of hydrocarbons

Info

Publication number: CS200994B1
Application number: CS182579A
Authority: CS
Inventors: Jan Hlousek; Zdenek Fiala; Josef Kohoutek
Original assignee: Jan Hlousek; Zdenek Fiala; Josef Kohoutek
Priority date: 1979-03-20
Filing date: 1979-03-20
Publication date: 1980-10-31

Description

Vynález se týká trubkového systému reakčnlch sekcí primární pece parního reformingu, které se používají v petrochemickém průmyslu při chemické přeměně molekul uhlovodíků na směs vodíku a kysličníků uhlíku.The present invention relates to a tubular system of reaction sections of a primary steam reforming furnace used in the petrochemical industry in the chemical conversion of hydrocarbon molecules into a mixture of hydrogen and carbon oxides.

V reakčnlch sekcích těchto pecí dochází ke katalytické, sumárně endotermní reakci. Předehřátá směs uhlovodíků s vodní parou proudí soustavou paralelních trubek naplněných katalyzátorem. Trubky jsou umístěny vertikálně ve spalovací radiační komoře, v jejímž stropě jsou injektorové plynové hořáky. Zde uvolněná energie paliva se využívá k dalšímu ohřevu reakční směsi a k pokrytí potřeby reakčniho tepla. Tato energie je předávána převážně radiací ze spalin na vnější povrch reakčních trubek. Spaliny odcházejí z radiační sekce s teplotou cca 1050 °C, reakční směs vystupuje z reakčních trubek s teplotou 830 °C. Plyn vystupující ze soustavy vertikálních reakčních trubek je sbírán tzv. výstupním horizontálním kolektorem, který je pevně spojen s reakčními trubkami. Reakční trubky se při ohřevu na provozní teplotu vlivem teplotní dilatace prodlouží cca o 150 mm. Pro principiální kompenzaci této dilatace je reakční směs vedena stoupačkou umístěnou uprostřed výstupního kolektoru a vedenou rovněž radiační sekci v rovině reakčních trubek. Stoupačka prochází stropem radiační komory a ústí do sběrného potrubí.In the reaction sections of these furnaces, a catalytic, totally endothermic reaction occurs. The preheated mixture of hydrocarbons with water vapor flows through a set of parallel tubes filled with catalyst. The tubes are located vertically in the combustion radiation chamber, in the ceiling of which are injector gas burners. The fuel energy released here is used to further heat the reaction mixture and to meet the need for reaction heat. This energy is transmitted mainly by radiation from the flue gas to the outer surface of the reaction tubes. The flue gases leave the radiation section at a temperature of about 1050 ° C, the reaction mixture exits from the reaction tubes at a temperature of 830 ° C. The gas exiting the vertical reaction tube system is collected by a so-called horizontal discharge collector which is rigidly connected to the reaction tubes. Reaction tubes are extended by approx. 150 mm due to thermal expansion when heated to operating temperature. To compensate for this expansion in principle, the reaction mixture is guided by a riser located in the middle of the outlet collector and also guided by a radiation section in the plane of the reaction tubes. The riser passes through the ceiling of the radiation chamber and flows into the manifold.

I při tomto řešení však dochází vlivem rozdílných teplot a délek reakčních trubekHowever, this solution also occurs due to different temperatures and lengths of the reaction tubes

200 994200 994

200 994 a stoupačky k rozdílným dilataclm. Jejich důsledkem je prfihyb výstupního kolektoru, v němž vznikají zejména při provozních výkyvech a odstavováni zařízení z provozu značná napětí. Dochází rovněž k vyhnutí stoupačky. Počet cyklů odstavováni a najíždění zařízení bývá značný a podstatně zkracuje životnost kolektoru a stoupačky. Dochází k poruchám s vážnými ekonomickými důsledky.200 994 and risers to different dilatations. This results in a deflection of the output collector, which generates considerable stresses especially during operating fluctuations and shutdown of the plant. The riser is also avoided. The number of shutdown and start-up cycles tends to be considerable and significantly shortens the life of the collector and riser. There are failures with serious economic consequences.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny trubkovým systémem reakčních sekcí primární pece parního reformování uhlovodíků podle vynálezu. Jeho podstatou je stoupačka umístěná ve středu kolektoru, zajištující symetrii hydrauliky a tepelných dilatací, na vnějším povrchu opatřená izolačním materiálem.The above drawbacks are overcome by the pipe system of the reaction sections of the primary hydrocarbon reforming steam furnace of the invention. Its essence is a riser located in the center of the collector, ensuring the symmetry of hydraulics and thermal expansion, on the outer surface provided with insulating material.

Průhyb kolektoru je pak za provozu minimální, celý kolektor se při ohřevu rovnoměrně posunuje směrem dolů, nedochází k poruchám.The deflection of the collector is then minimal during operation, the entire collector moves downwards evenly during heating, no disturbances occur.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad trubkového systému podle vynálezu ve svislém řezu.The attached drawing shows an example of a pipe system according to the invention in vertical section.

V radiační komoře 1, kde je uvolňována tepelná energie spalováním paliva v hořácích 2, je soustava paralelních vertikálních reakčních trubek 3. Reakční trubky 3 jsou propojeny výstupním kolektorem 4, z jehož středu je vyvedena stoupačka 5, která je na vnějším povrchu opatřena izolačním materiálem 6.In the radiation chamber 1, where thermal energy is released by combustion of the fuel in the burners 2, there is a set of parallel vertical reaction tubes 3. The reaction tubes 3 are connected by an outlet collector 4 from the center of which a riser 5 is provided. .

Teplota stěny stoupačky 5, která zajištuje symetrii hydrauliky a tepelných dilataci, je pak jen o málo vyšší než teplota výstupní reakční směsi a střední teplota stěn reakčních trubek 3.The temperature of the wall of the riser 5, which ensures the symmetry of the hydraulics and the thermal dilatations, is then only slightly higher than the temperature of the exit reaction mixture and the mean temperature of the walls of the reaction tubes 3.

Claims

Tube system of reaction sections of the primary hydrocarbon reforming steam oven, characterized in that the riser (5) located in the center of the collector (4), ensuring the symmetry of the hydraulics and thermal expansion, is provided with an insulating material (6) on the outer surface.