CS238738B1

CS238738B1 - Method of heat intake for termal fission of hydrocarbon and apparatus to perform this method

Info

Publication number: CS238738B1
Application number: CS843332A
Authority: CS
Inventors: Vit Fridrich
Original assignee: Vit Fridrich
Priority date: 1984-05-07
Filing date: 1984-05-07
Publication date: 1985-12-16
Also published as: CS333284A1

Abstract

Způsob přívodu tepla pro tepelné štěpení uhlovodíků se vyznačuje tím, že směs suroviny a ředicí páry je ohřívána a je jí dodáváno potřebné reakční teplo během průchodu mezitrubkovým prostorem mezi vnější a vnitřní trubkou reaktoru typu trubka v trubce, umístěného v radiačním prostoru pece. Do vnitřní trubky je přivedena protiproudně přehřátá ředicí pára, která předává teplo nejdříve nepřímo a po smísení se surovinou přímo reakční směsi. Ke smísení reakční směsi a zbytku přehřáté ředicí péry dochází ve směšovaěi umístěném u vstupu do mezitrubkového prostoru reaktoru. Přehřev ředicí páry se provádí výhodně v radiační části nebo konvekční části pece. Zintenzívněním přívodu tepla uvedeným způsobem se dosahuje zkrácení zdržné (rezidenční) doby, a tím vyšších výtěžků olefinů.A method of supplying heat for thermal fission hydrocarbons is characterized by the fact that the mixture raw material and dilution steam is heated and eaten The required reaction heat is supplied during passage inter-tubular space between the outer and an inner tube of a tube-type reactor in a tube located in the furnace radiation space. It is fed countercurrently into the inner tube superheated steam that passes heat first indirectly and after mixing raw material directly the reaction mixture. For mixing reaction mixture and the remainder of the superheated dilution occurs in a mixer located at the entrance into the reactor inter-tube space. Overheating The dilution steam is preferably carried out in radiation parts of the furnace. By intensifying the heat supply mentioned shortening of the residence (residential) time and thereby higher olefin yields.

Description

(54) Způsob přívodu tepla pro tepelné štěpení uhlovodíků a zařízení pro prováděni tohoto způsobu(54) A heat supply method for the thermal cracking of hydrocarbons and an apparatus for carrying out the process

Způsob přívodu tepla pro tepelné štěpení uhlovodíků se vyznačuje tím, že směs suroviny a ředicí páry je ohřívána a je jí dodáváno potřebné reakční teplo během průchodu mezitrubkovým prostorem mezi vnější a vnitřní trubkou reaktoru typu trubka v trubce, umístěného v radiačním prostoru pece. Do vnitřní trubky je přivedena protiproudně přehřátá ředicí pára, která předává teplo nejdříve nepřímo a po smísení se surovinou přímo reakční směsi. Ke smísení reakční směsi a zbytku přehřáté ředicí péry dochází ve směšovaěi umístěném u vstupu do mezitrubkového prostoru reaktoru. Přehřev ředicí páry se provádí výhodně v radiační části nebo konvekční části pece.The method of supplying heat for thermal cracking of hydrocarbons is characterized in that the feedstock and dilution steam mixture is heated and supplied with the necessary reaction heat during passage through the inter-tube space between the outer and inner tubes of the tube-in-tube reactor located in the radiation space of the furnace. The inner tube is fed with countercurrently overheated dilution steam, which transfers heat first indirectly and after mixing with the feedstock directly to the reaction mixture. The mixing of the reaction mixture and the remainder of the superheated diluent occurs in a mixer located at the entrance to the inter-tube space of the reactor. The overheating of the dilution steam is preferably carried out in the radiation section or convection section of the furnace.

Zintenzívněním přívodu tepla uvedeným způsobem se dosahuje zkrácení zdržné (rezidenční) doby, a tím vyšších výtěžků olefinů.By intensifying the heat supply in this way, the residence time is shortened and thus the olefin yields are higher.

Vynález se týká způsobu přívodu tepla pro tepelné štěpení uhlovodíků (pyrolýzy ropných frakcí) na zařízení tvořeném reaktorem tvaru trubka v trubce s použitím přehřáté ředicí páry. Štěpení probíhá v mezitrubkovém prostoru mezi vnější a vnitřní trubkou, přičemž takto . vytvořenému reaktoru je dodováno teplo nejčastěji»sáláním na vnější trubku v radiační komoře pyrolýzní pece a do vnitřní trubky je zavedena přehřátá ředicí pára. Toto zintenzívnění přívodu tepla má za důsledek zkrácení reakční doby, a tím zvýšení výtěžků olefinů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of providing heat for the thermal cracking of hydrocarbons (pyrolysis of petroleum fractions) on a device formed by a tube-in-tube reactor using superheated dilution steam. The cleavage takes place in the inter-tube space between the outer and inner tubes, as follows. The formed reactor is supplied with heat most often by radiation to the outer tube in the radiation chamber of the pyrolysis furnace and superheated dilution steam is introduced into the inner tube. This intensification of the heat supply results in a shorter reaction time and thus an increase in olefin yields.

Pyrolýza ropných frakcí je postup přípravy petrochemické suroviny. Podstatou je tepelné štěpení uhlovodíků za účelem dosažení co nejvyěěích výtěžků technicky významných olefinů při přiměřených energetických nárocích. Konverze, při níž převažují endotermické reakce, závisí především na třech parametrech: parciálním tlaku uhlovodíků, teplotě a tzv. zdržné době, tj. době setrvání reakční směsi v té části zařízení, kde jsou podmínky příznivé pro průběh požadovaných reakcí. Zatímco výěe teploty je příznivá zvýšení výtšžků, zvýšení parciálního tlaku uhlovodíků a prodloužení zdržné doby se projevují na výši výtšžků nepříznivě. Velmi důležitým faktorem je také rychlost ochlazení reakční smšsi z teploty, kdy již neprobíhají reakce vedoucí k tvorbš nežádoucích vedlejších produktů na úkor produktů požadovaných, jako je např. tvorba polymernlch olefinů. V přítomnosti nejrozšlřenější způsob užívá trubkových systémů přímo ohřívaných v průmyslových pecích nepřímým přívodem tepla. U různých výrobců zařízení jde v podstatš o různé typy jednoduchých nebo všivených reakčních hadů umístěných v radiační komoře pyrolýzní pece. Při použití průměrů trubek cca 60 až 160 mm se dosahuje jři pyrolýze benzínových frakcí zdržné doby 0,3 až 0,5 sec. Do kategorie trubkové pyrolýzy lze zahrnout i způsob pyrolýzy v reaktoru trubka v trubce podle vynálezu, na nějž byla udělena autorská osvědčení AO č. 218 684 a AO č. 219 211. V tomto zařízení vstupující surovina ve směsi s vodní parou je ve vnitřní trubce reaktoru ohřívána nepřímo vystupujícím pyrolýzním plynem, proudícím v mezikruhovém prostoru vnější trubky. Po přechodu z vnitřní trubky do mezikruží (ve spodní části reaktoru) je surovině dodáváno potřebné ohřevné a reakční teplo nepřímým ohřevem v radiační komoře pece. Vystupující proud je pak ochlazován vstupující surovinou ve výměníku trubka v trubce. Kromě těchto nejběžnějšlch a všeobecně rozšířených způsobů štěpeni uhlovodíků jsou známy další způsoby, prozatím spíše v laboratorními či poloprovozním ověřování. Jejich principem je bu3 využití vlastního spalného tepla, nebo tepla zvoleného teplonosiče. K těmto procesům patří i pyrolýza v proudu vodní páry přehřáté na úroveň 950 až 2 000 °C, kde tato pára je přehřívána samostatně v trubkových či regenerativních pecích nebo elektrickým obloukem. Potom je míchána se surovinou a zaváděna do reaktoru, který je tveřen trubkovým hadem nebo sadou trubek malého průměru.Pyrolysis of petroleum fractions is a process for preparing petrochemical feedstock. The essence is the thermal cleavage of hydrocarbons in order to achieve the highest yields of technically significant olefins with reasonable energy requirements. The conversion in which endothermic reactions predominate depends primarily on three parameters: the hydrocarbon partial pressure, the temperature and the so-called residence time in the part of the apparatus where the conditions are favorable for the desired reactions to proceed. While the increase in yields is favorable in the temperature range, the increase in hydrocarbon partial pressure and prolonged residence time have an adverse effect on the amount of yields. A very important factor is also the rate of cooling of the reaction mixture from the temperature at which reactions leading to the formation of unwanted by-products no longer take place at the expense of products required, such as the formation of polymeric olefins. In the presence of the most widespread method, it uses tube systems directly heated in industrial furnaces by indirect heat input. In various equipment manufacturers, these are essentially different types of simple or tufted reaction snakes located in the radiation chamber of the pyrolysis furnace. When using pipe diameters of approx. 60 to 160 mm, pyrolysis of the gasoline fractions of 0.3 to 0.5 seconds is achieved. The method of pyrolysis in the reactor tube-in-tube reactor according to the invention, which has been granted the AO No. 218 684 and AO No. 219 211 certificates in the tube pyrolysis category, can also be included in this apparatus. heated by indirectly exiting pyrolysis gas flowing in the annular space of the outer tube. After the transition from the inner tube to the annulus (at the bottom of the reactor), the raw material is supplied with the necessary heating and reaction heat by indirect heating in the radiation chamber of the furnace. The exiting stream is then cooled by the incoming feedstock in the tube-to-tube exchanger. In addition to these most common and widespread methods of hydrocarbon cleavage, other methods are known, for the time being rather in laboratory or pilot plant testing. Their principle is either the use of own heat of combustion or heat of the selected heat carrier. These processes include pyrolysis in a steam stream superheated to a temperature of 950 to 2000 ° C, where the steam is superheated separately in tube or regenerative furnaces or by electric arc. It is then mixed with the feedstock and fed into a reactor which is formed by a tubular coil or a set of small diameter tubes.

Při použití způsobu přívodu tepla v radiačním pásmu pece pro tepelné štěpení uhlovodíků podle vynálezu se dosahuje podstatného zkrácení zdržné doby v reakčním pásmu, a tím zvýěení výtěžnosti olefinů na jednotku suroviny tím, že vnitřní trubkou reakčniho prvku umístěného v oblasti intenzivního přívodu tepla, např. v radiační komoře pece, φρνάί pouze část ředící páry, vstupující bu3 jako pára sytá, nebo v různá míře přehřátá, zatrmco uhlovodíková .surovina se zbytkem ředicí páry vs.tupuje do mezikruhového prostoru a ihned po vstupu se směšuje s podílem páry vstupujícím vnitřní trubkou. Sada takových prvků umístěná v radiační komoře samostatně nebo spolu s trubkami pro přehřev ředicí páry |voří radiační pásmo pece. Zpracovávaná surovina se ohřívá nejdříve samostatně, později ve'směpi s částí vodní páry v konvekčních sekcích pyrolýzní pece na teplotu obvyklou u trubkové pyrolýzy - obvykle 600 až 650 °C. Část vodní péry v množství závislém na druhu zpracovávané suroviny (pro benzín cca 40 až 100 % hmot. k surovině) je ohřátá v radiační nebo konvekční zóně pece, či v samostatném zařízení pro ohřev péry, na teplotu 900 až 1 000 °C. (Absolutní teplota ředicí páry pro vlastní princip vynálezu má význam jen částečný). Tato část ředicí páry je pak zavedena do vnitřních grubek reakčniho systému. .Vlastní reakční systém je tvořen řadou reaktorů typu trubka v trubce, umístěných v radiační komoře pyrolýzní pece, popř. střídavě s trubkami pro přehřev ředicí páry. Vnitřní trubkou proudí ředicí pára, která se pe průchodu reaktorem míchá se směsí suroviny e ředicí páry vstupující .do mezikruhového prostoru vnějěí trubky. Při průchodu reaktorem je směsi tak dodáváno potřebné teplo pro ohřev na reakční teplotu i teplo potřebné pro průběh reakce. Toto teplo je dodáváno:By using the heat supply method in the radiation zone of the hydrocarbon thermal cracking furnace of the present invention, the residence time in the reaction zone is substantially reduced, thereby increasing the olefin yield per unit of feedstock by providing an internal reaction element tube located in the intensive heat supply region, e.g. the radiation chamber of the furnace, only a portion of the dilution steam entering either as saturated steam or overheated to varying degrees, while the hydrocarbonaceous material with the remainder of the dilution steam vs. enters the annular space and is mixed with the proportion of steam entering the inner tube. A set of such elements located in the radiation chamber alone or together with the dilution steam superheat tubes vortex the radiation zone of the furnace. The raw material to be processed is first heated separately, later in the mixture with a portion of water vapor in the convection sections of the pyrolysis furnace to a temperature typical for tube pyrolysis - usually 600 to 650 ° C. A portion of the water spring in an amount depending on the type of raw material to be processed (for gasoline approx. 40 to 100% by weight to the raw material) is heated in the radiation or convection zone of the furnace, or in a separate spring heating device, to 900 to 1000 ° C. (The absolute temperature of the dilution steam for the principle of the invention is only partial). This portion of the dilution steam is then introduced into the internal tubes of the reaction system. The actual reaction system consists of a series of tube-in-tube reactors located in the radiation chamber of the pyrolysis furnace, respectively. alternating with dilution steam superheat tubes. Dilution steam flows through the inner tube, which is mixed with the raw material mixture and the dilution vapor entering the annular space of the outer tube as it passes through the reactor. Thus, as it passes through the reactor, the mixture is supplied with the necessary heat for heating to the reaction temperature and heat required for the reaction. This heat is supplied by:

a) přestupem tepla na vnitřní trubce výměnou s přehřátou ředicí párou(a) transfer of heat on the inner tube by exchange with superheated dilution steam

b) mícháním s přehřátou ředicí perou na přechodu z vnitřní do vnější trubky reaktorub) agitation with an overheated dilution pen at the transition from the inner to the outer tube of the reactor

c) nepřímým ohřevem v radiačním pásmu pece.(c) indirect heating in the radiation zone of the furnace.

Po průchodu reaktory vystupuje pyrolyzní plyn s teplotou 800 až 900 °C do sběrného kolektoru a do výměníku odpadního tepla známého uspořádání, kde je prudce zchlazen na teplotu 350 až 450 °C. Toto teplo je využito k výrobě vysokotlaké páry o tlaku 11,0 až 13,0 Mřa.After passing through the reactors, the pyrolysis gas at a temperature of 800 to 900 ° C exits to the collector and to the waste heat exchanger of the known arrangement, where it is quenched to a temperature of 350 to 450 ° C. This heat is used to produce high pressure steam at a pressure of 11.0 to 13.0 Ma.

Před vstupem do výměníku odpadního tepla může být vystupující pyrolýzní plyn zchlazen přímým vstřikem uhlovodíkových směsí, kondenzátem či vodní parou o 50 až 100 °G k omezení nežádoucích reakcí. Uvedený způsob přívodu tepla a zařízení podle vynálezu mé řadu předností z hlediska technologického, energetického i konstrukčního. Využitím řady reaktorů trubka v trubce se dosahuje výrazného zkrácení zdržné doby v reakční části pyrolýzního prvku. Zdvojením trubky se zvyšuje poměr teplosměnné plochy k objemu. Využitím vnitřní trubky k ohřevu suroviny přehřátou vodní parou, jak přestupem tepla na této trubce, tak i mícháním páry se surovinou na vstupu do mezikruhového prostoru, se snižuje množství tepla, které je třeba dodat nepřímým ohřevem v radiační zóně vnější trubce. Protože tepelné zatížení vnější trubky v radiační komoře je většinou limitujícím parametrem zařízení, zkracuje při daném tepelném zatížení ohřev teplem přehřáté ředicí páry ve vnitřní trubce zdržnou dobu o čas potřebný k předání odpovídajícího množství tepla. U navrhovaného řešení je vystupující pyrolýzní plyn z reaktoru zaveden do výměníku odpadního tepla (známého typu - s výrobou vysokotlaké páry), který má podstatně menší tlakovou ztrátu než výměník typu trubka v trubce. V důsledku nižšího tlaku a tím zvětšeného objemu proudícího média se zvětšuje jeho rychlost proudění, a tím se zkracuje doba pobytu v reakčním pásmu. Uvedené zkrácení zdržné doby i pokles parciálního tlaku uhlovodíků v reakční zóně má za následek zvýšení výtěžnosti olefinů na jednotku suroviny.Before entering the waste heat exchanger, the outgoing pyrolysis gas can be cooled by direct injection of hydrocarbon mixtures, condensate or steam by 50 to 100 ° C to reduce undesired reactions. Said method of heat supply and the device according to the invention have many advantages in terms of technology, energy and construction. By utilizing a series of tube-in-tube reactors, the residence time in the reaction portion of the pyrolysis element is significantly reduced. Doubling the pipe increases the heat transfer surface to volume ratio. By using the inner tube to heat the feedstock by superheated steam, both by transferring heat on the tube and by mixing the steam with the feedstock at the inlet to the annular space, the amount of heat to be supplied by indirect heating in the radiation zone of the outer tube is reduced. Since the thermal load of the outer tube in the radiation chamber is usually a limiting parameter of the device, the heating of the superheated dilution steam in the inner tube shortens the residence time by the time required to transfer the corresponding amount of heat. In the proposed solution, the outgoing pyrolysis gas from the reactor is fed to a waste heat exchanger (known type - producing high pressure steam) which has a significantly lower pressure drop than a tube-in-tube heat exchanger. Due to the lower pressure and the increased volume of the flowing medium, its flow velocity increases and thus the residence time in the reaction zone is shortened. This shortening of the residence time as well as the decrease in the hydrocarbon partial pressure in the reaction zone results in an increase in the olefin yield per unit of feedstock.

Z energetického hlediska v porovnáni se současnými typy pyrolýzních pecí je významným energetickým přínosem vyšší využití tepla dosažením vyšší výtěžnosti olefinů, tedy snížením měrné spotřeby tepla na jednotku vyrobených produktů. Využití tepla pyrolýzního plynu zůstává zachováno na obvyklé úrovni.From an energy point of view, compared to current types of pyrolysis furnaces, a significant energy benefit is increased heat utilization by achieving higher olefin yields, thus reducing specific heat consumption per unit of products produced. The heat recovery of the pyrolysis gas remains at the usual level.

Z konstrukčního hlediska je u navrhovaného řešení výhodné to, že radiační komorou pyrolýzní pece procházejí pouze hladké trubky reaktoru, ochlazované médiem a jejich uchycení je mimo vlastní prostor radiace, a proto méně náročné na kvalitu materiélu v porovnání s trubkovými hady. Výhodné je též poměrná nenáročnost tohoto zařízení s ohledem na možnost využití při rekonstrukcích starších typů pyrolýzních pecí záměnou stávajících radiačních hadů za systém reaktorů s příslušnými kolektory. Z provozního hlediska přináší navržené řešení možnost změnou teploty ředicí páry na vstupu do reaktoru částečně ovlivňovat průběh reakce k vyšším výtěžkům etylenu či propylenu a současně je tento systém použitelný pro velké rozmezí druhu použité suroviny - pouze změnou.provozních parametrů beze změn konstrukčních. Při zakoksování vnitřních povrchů lze odstraňovat koks a úsady vyšších uhlovodíků velmi výhodně z reaktoru souproudým odkoksováním při použití vysoce přehřáté ředicí páry, bez odpojení zařízení z procesu. Tím se prodlužuje délka pracovního cyklu, tedy i roční kapacita zařízení. *From the constructional point of view, it is advantageous in the proposed solution that only the smooth reactor tubes, cooled by the medium, pass through the radiation chamber of the pyrolysis furnace and their mounting is outside the radiation space itself and therefore less demanding on material quality as compared to tube snakes. It is also advantageous to use this device in a relatively low-cost manner with respect to the possibility of use in the reconstruction of older types of pyrolysis furnaces by replacing the existing radiation coils with a system of reactors with respective collectors. From the operational point of view, the proposed solution brings the possibility to change the reaction process to higher yields of ethylene or propylene by changing the temperature of the dilution steam at the reactor inlet and at the same time this system is usable for a wide range of raw materials used. In the coking of internal surfaces, coke and higher hydrocarbon deposits can be removed very advantageously from the reactor by co-coking by using highly superheated dilution steam, without disconnecting the apparatus from the process. This extends the length of the duty cycle and thus the annual capacity of the equipment. *

Podstatou postupu podle předmětu vynálezu je znázorněna na obr. 2. Podstata zařízení - uspořádání reaktoru trubka v trubce s přehřátou ředicí parou zavedenou do vnitřní trubky je znázorněna na obr. 1. V navrhovaném uspořádání se surovina 22 odpeřuje a ohřívá nejdříve samostatně v konvekční sekci ohřevu suroviny 10 a později ve směsi s částí technologické páry v konvekční sekci ohřevu směsi ££. Ohřátá směs suroviny a ředicí páry 24 s teplotou _ obvykle 600 až 650 °C se pak v kolektorech směsi 17 rozděluje do vstupních trubek jednotlivých reaktorů 2· část ředicí páry se rozděluje v kolektorech ředicí páry 18 do vstupních trubek ředicí páry £. Při průchodu radiační zónou pyrolýzní pece 2. se ředicí pára 23 ohřívá v trubce přehřevu ředicí páry χ a je zavedena do vnitřní trubky reaktoru 2. Poloha vnitřní trubky £ ve vnější trubce 1 je stabilizována trny 2 nebo přepážkami. Po průchodu vnitřní trubkou je ředicí pára smíšena se směsí suroviny a ředicí péry 24 ve směšovači a vzniklá reakční emés je zavedena do mezitrubkového prostoru vnější trubky χ při vhodném usměrnění proudícího média. Úplná technologická směs suroviny a ředicí páry pak prochází v mezikruhovém prostoru reaktoru radiační zónou pece £ při průběhu štěpných reakcí. Pyrolýzní plyn 2J. z jednotlivých reaktorů je trubkami výstupu pyrolýzního plynu 2 sbírán do kolektorů pyrolýzního plynu JJ, kde může být částečně zchlazen vstřikem ředicí páry nebo uhlovodíků. Z kolektorů pyrolýzního plynu je plyn zaveden do výměníků odpadního tepla JJ, ve kterých předá část obsaženého tepla pro výrobu vysokotlaké páry 26 a je odveden od pece do dalšího procesu. Tepla obsaženého v pyrolýzním plynu 21 se tedy využívá k výrobě vysokotlaké páry 26. pro jejíž výrobu se přiváděná napájecí voda 25 ohřívá nejdříve zbytkovým teplem kouřových plynů 2g v konvekční sekci ohřevu napájecí vody 12 na teplotu blízkou bodu varu při zvoleném tlaku. Takto ohřátá napájecí voda postupuje do parního bubnu - separátoru páry JJ. Odtud je zavodňovacím potrubím 19 zavedena do plástového prostoru výměníku odpadního tepla JJ, kde přejímá teplo pyrolýzního plynu proudícího v trubkách a částečně se odpařuje. Směs vody a vodní páry pak díky termosifonovému účinku postupuje převáděcím potrubím 20 do parního bubnu - separátoru páry JJ, odkud se separovaná vysokotlaká pára odvádí k dalšímu využití. Potřebné teplo k ohřátí suroviny i směsi suroviny a ředicí páry, jakož i teplo pro štěpeni suroviny, je dodáváno systémem topeni, nejčastěji sálavými hořáky 1,6 systému topného plynu v bočních stěnách radiační komory pyrolýzní pece.The essence of the process of the present invention is illustrated in FIG. 2. Principle of the apparatus - the tube-in-tube reactor configuration with superheated dilution steam introduced into the inner tube is shown in FIG. 1. In the proposed configuration, the feedstock 22 evaporates and heats first separately in the convection heating section. 10 and later mixed with a portion of process steam in the convection section of the mixture heating. The heated mixture of feedstock and dilution steam 24 at a temperature of usually 600 to 650 ° C is then distributed in the collectors of the mixture 17 into the inlet tubes of the individual reactors 2. Part of the dilution steam is distributed in the dilution steam collectors 18 into the inlet tubes of the dilution steam. As it passes through the radiation zone of the pyrolysis furnace 2, the dilution steam 23 is heated in the dilution steam superheat tube χ and is introduced into the inner tube of the reactor 2. The position of the inner tube 6 in the outer tube 1 is stabilized by mandrels 2 or baffles. After passing through the inner tube, the dilution steam is mixed with the mixture of feedstock and dilution feather 24 in the mixer and the resulting reaction mixture is introduced into the inter-tube space of the outer tube χ with suitable flow control. The complete process mixture of feedstock and dilution steam then passes through the radiation zone of the furnace 6 during the fission reactions in the annulus of the reactor. Pyrolysis gas 2J. from the individual reactors it is collected by the pyrolysis gas outlet pipes 2 to the pyrolysis gas collectors 11, where it can be partially cooled by injection of dilution steam or hydrocarbons. From the pyrolysis gas collectors, the gas is fed to waste heat exchangers 11 in which it transfers a portion of the contained heat to produce high pressure steam 26 and is discharged from the furnace to the next process. Thus, the heat contained in the pyrolysis gas 21 is used to produce high pressure steam 26. for which the feed water 25 is first heated by the residual flue gas heat 2g in the convection section of the feed water heating 12 to a temperature close to boiling at the selected pressure. The heated feed water thus flows into the steam drum - steam separator 11. From there it is led through the irrigation duct 19 into the shell space of the waste heat exchanger 11, where it receives the heat of the pyrolysis gas flowing in the tubes and partially evaporates. The mixture of water and water vapor, due to the thermosiphon effect, then passes through the transfer line 20 into the steam drum - steam separator 11, from which the separated high pressure steam is discharged for further use. The heat required to heat the feedstock and the feedstock and dilution steam mixture, as well as the heat to split the feedstock, is supplied by the heating system, most commonly by the radiant burners 1.6 of the fuel gas system in the side walls of the radiation chamber of the pyrolysis furnace.

Uspořádání reaktorů 1, £ a trubek pro přehřev ředicí péry J bylo na obr. 2 pro větší názornost znázorněno kolmo k podélné ose radiační komory £. V skutečném uspořádání bude výhodnější uspořádání v ose radiační komory.The arrangement of the reactors 1, 6 and of the tubes for superheating the dilution spring J has been shown in FIG. 2 perpendicular to the longitudinal axis of the radiation chamber 6 for the sake of clarity. In the actual arrangement, the arrangement in the axis of the radiation chamber will be preferable.

580 kg/hod 160 kg/hod 406 kg/hod 850 °C 0,06 sec 0,21 MPa 80 °C 725 °C580 kg / hr 160 kg / hr 406 kg / hr 850 ° C 0.06 sec 0.21 MPa 80 ° C 725 ° C

Pro konkrétní provedení vynálezu bylo zvoleno využití vynálezu v pyrolýzní peci s kapacitou 13 920 kg zpracovávané suroviny za hodinu při zpracovávání benzinového řezu s deštilačním rozmezím 50 až 180 °C.For a particular embodiment of the invention, it has been chosen to use the invention in a pyrolysis furnace with a capacity of 13,920 kg of processed feedstock per hour for gasoline section processing with a distillation range of 50 to 180 ° C.

Průtok suroviny jedním reaktorem průtok směsi suroviny a řed. péry reaktorem průtok ředicí páry trubkou přehřevu směrná teplota pyrolýzy doba prodlení v reakční části tlak pyroplynu na výstupu z reaktoru teplota suroviny na vstupu do konvekoe teplota směsi na vstupu do reaktoru teplota ředicí páry na vstupu do konvekce a trubek přehřevu ředicí páry v radiaci pece teplota ředicí páry po přehřátí teplota pyroplynu za výměníkem odpadního tepla teplota spalin na jízku oyrolýzní pece teplota spalin v komíně celkový poměr surovina : řed. pára topný plyn přebytek vzduchu na spalování celková potřeba tepla v radiační části peceRaw material flow through one reactor Flow of raw material / dilution mixture through the reactor Dilution steam flow through superheat pipe Guide pyrolysis temperature Delay time in reaction part Pyrop gas pressure at reactor outlet Raw material temperature at convection inlet Reactor temperature at reactor inlet Dilution temperature at convection inlet and dilution steam superheat tubes in the furnace radiation Dilution steam temperature after overheating pyroplyn gas after waste heat exchanger flue gas temperature oyrolysis furnace flow flue gas temperature in chimney total feedstock: dilute steam fuel gas combustion excess total heat demand in the radiation section of the furnace

200200

950950

350-450350-450

100 °C 230 °C : 1 metan 1,1 „100 ° C 230 ° C: 1 methane 1,1 "

53,94.10 kv/h53.94.10 kv / h

celková potřeba tepla pyrolýzní pece total heat demand of the pyrolysis furnace 125,1.10° 125.1.10 ° ku/h ku / h vnější trubka reaktrou outer tube with reater 114 x 114 x 7,1 mm 7,1 mm vnitřní trubka reaktoru reactor inner tube 83 x 83 x 5 mm 5 mm trubka pro přehřev ředicí páry, průměr tube for overheating dilution steam, diameter 83 x 83 x 5 mm 5 mm délka trubek v radiační zóně pece length of tubes in the radiation zone of the furnace 10 10 m m celková dálka trubek reaktoru total length of reactor tubes 12 12 m m počet reaktorů v radiační komoře number of reactors in the radiation chamber 24 24 ks pcs počet trubek přehřevu řed. páry v radiační komoře number of dilute steam superheat tubes in the radiation chamber 24 24 ks pcs

PředmSt vynálezu není omezen na využití uvedeného konkrétního provedení či podle uspořádání znázorněném na obr. 2. Při řešení nových pyrolýzních pecí lze v širokém rozmezí přizpůsobovat kapacitu celé pece zvětšením reaktorů či zvětšením jejich počtu v radiační komoře, jako i měnit uspořádání radiační části i konvekčních sekcí. Výhodným může být využití vynálezu při rekonstrukcích stávajících typů pyrolýzních pecí s cílem zvýšení výtěžků olefinů při poměrně malých investičních nákladech. Významným faktorem při rekonstruk cích je i možnost určitého zvětšení kapacity zařízení při zachování systému výroby vysokotlaké páry využívané v dalším procesu.The object of the invention is not limited to the use of said particular embodiment or according to the arrangement shown in Fig. 2. When designing new pyrolysis furnaces, the capacity of the entire furnace can be adapted to a large extent by increasing the reactors or increasing their number in the radiation chamber. . It may be advantageous to use the invention in reconstructing existing types of pyrolysis furnaces in order to increase olefin yields at relatively low investment costs. An important factor in reconstructions is the possibility of a certain increase in the capacity of the equipment while maintaining the high-pressure steam production system used in the next process.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method of supplying heat for the thermal cleavage of hydrocarbons and other organic substances which are gaseous or liquid in the furnace radiation zone at normal temperatures, characterized in that the mixture of raw material and dilution steam is heated indirectly by radiation in the furnace radiation chamber. introduced in countercurrent, separated into the center of the feed stream, and directly mixing the dilution steam with the feedstock.

Heat supply apparatus according to claim 1, characterized in that double tubes are arranged in the radiation part (9), the outer tube (1) being connected to the mixture inlet and the dilution steam part and at the opposite end there is a pyrolysis gas outlet; supplying the remainder of the dilution steam to the inner tube (2), which passes through the center of the outer tube and terminates in a mixer (3) to distribute the steam into the mixture flowing in the outer tube.

Device according to claim 2, characterized in that centering elements (5) are formed between the outer tube (1) and the inner tube (2), such as partitions, mandrels.

Device according to Claims 2 and 3, characterized in that in the radiation chamber of the pyrolysis furnace (9), in addition to the double tubes forming the reactor, tubes (4) are also provided for heating part of the dilution steam.

5. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the device for producing superheated steam is designed as a convection oven section.