RU1787046C - Трубчата печь дл проведени высокотемпературных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к трубчатым печам дл  проведени  высокотемпературных процессов, например каталитического пиролиза углеводородного сырь . Сущность изобретени : трубчата  печь включает камеру радиации с одним р дом вертикальных труб, заполненных катализатором. Входной и выходной коллекторы расположены вне камеры радиации. Ввод паросырьевой смеси осуществл етс  через газоподвод щие трубки в среднюю часть реакцией ной трубы, Выход пирогаза производитс  через верхний и нижний продуктовые коллекторы. Продукты сгорани  выход т через газоход, расположенный в средней части камеры радиации . Камера конвекции расположена в верхней части печи по ходу продуктов сгорани . Газоподвод щие трубки дл  ввода сырьевой смеси расположены с двух сторон реакционной трубы под углом один 45°, другой 135° к оси реакционной трубы, Они вварены в штуцера, имеющие конусообразное расширение. Отверстие ввода сырь  имеет решетку дл  исключени  попадани  туда катализатора . 1 з. п. ф-лы, 4 ил. w

Description

Изобретение относитс  к трубчатым печам дл  проведени  высокотемпературных процессов, преимущественно процесса каталитического пиролиза углеводородного сырь , и может быть применено в нефтехимической промышленности.

Известен реактор каталитического пиролиза углеводородов, содержащий корпус овальной формы, внутри которого имеютс  вертикально расположенные реакционные трубы, разделенные на два пучка вертикальными перегородками с переточными окнами , размещенными по диагонали перегородок, между которыми установлены горизонтальные пучки теплообменных труб с мешалками дл  циркул ции теплоносител . Трубы закреплены в трубных решетках и снабжены коллекторами,

Однако данный реактор имеет ограниченные возможности по производительности , не позвол ет регулировать

температурный профиль по высоте реакционной трубы, а также обеспечить необходимый температурный профиль реакционной трубы, что приводит к низкой эффективности пиролиза в данном реакторе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  трубчата  печь дл  проведени  высокотемпературных каталитических процессов, включающа  камеру конвекции и радиантные камеры с горелками и реакционными трубами, заполненными катализатором и соединенными входным и выходным коллекторами. При этом выходной коллектор размещен в подовой части печи и теплоизолирован кирпичной кладкой , а на стенах радиантных камер между р дами горелок выполнены выступы.

Однако производительность данной печи ограничена количеством реакционных труб. Увеличение числа реакционных труб в случае

VJ 00

VJ

g

ON

CJ

повышени  производительности печи приводит к росту затрат металла и футеровки, занимаемой площади, потерь тепла в окружающую среду.

Цель изобретени  - снижение удельной материалоемкости печи, занимаемой площади и теплопотерь.

Цель достигаетс  благодар  тому, что в трубчатой печи проведени  высокотемпературных каталитических процессов, преимущественно процесса каталитического пиролиза углеводородного сырь , включающей камеру конвекции и камеру радиации с горелками и вертикальными реакционными трубами, заполненными неподвижным слоем катализатора и соединенными входным и выходным коллекторами, ввод сырь  осуществл етс  в среднюю часть каждой реак- ционной трубы, причем ввод сырь  осуществл етс  в каждую реакционную тру- бус двух противоположныхсторон, входные штуцера расположены один под углом 45°, а другой 135° к оси трубы-реактора. Один из штуцеров организует направление пирога- зовой смеси вверх, другой - вниз. Кроме того, входные штуцера имеют конусообразное расширение и защищены специальными пластинами или решеткой от попадани  катализатора.

Отличительные признаки изобретени : ввод сырьевой смеси осуществл етс  в среднюю часть реактора; ввод сырь  осуществл етс  с помощью противоположно расположенных штуцеров, один под углом 45°, другой под углом 135° коси трубы-реактора; входные штуцера имеют конусообразное расширение и защищены специальными пластинами или решеткой от попадани  катализатора .

На фиг. 1 изображена камера радиации трубчатой печи с вводом сырьевой смеси в средней части реакционной трубы с верх- .ним и нижним продуктовыми коллекторами и газоходом в средней части камеры радиации; на фиг. 2 - схема и форма расположени  штуцеров в реакторе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Трубчата  печь включает (фиг. 1) камеру 1 радиации с одним р дом вертикальных труб 2, заполненных катализатором. Входной 3 и выходной 4 коллекторы расположе- ны вне камеры радиации. Ввод паросырьевой смеси осуществл етс  через газоподвод щие трубки 5 в среднюю часть реакционной трубы. Выход пирогаза производитс  через верхний и нижний 4 продуктовые коллекторы. Продукты сгорани  выход т через газоход 6, расположенный в средней части камеры радиации. Камера

конвекции 7 расположена в верхней части печи по ходу продуктов сгорани . Газоподвод щие трубки 5 дл  ввода сырьевой смеси расположены с двух сторон реакционной трубы (фиг. 2) под углом - один 45°, другой 135° коси реакционной трубы. Они вварены в штуцера, имеющие конусообразное расширение (фиг. 4). Отверстие ввода сырь  имеет решетку 8 дл  исключени  попадани 

0 туда катализатора.

Трубчата  печь работает следующим образом .

Паросырьева  смесь, нагрета  в камере конвекции 7 до 630-670°С, поступает через

5 входные коллекторы 3 по газоподвод щим трубкам 5 в реакционные трубы 2, где В1 присутствии катализатора происходит пиролиз углеводородов. Высота столба катализатора по ходу движени  реакционной

0 смеси и продуктов реакции выбираетс  с таким расчетом, чтобы обеспечить невысокий перепад давлени  в слое (0,8-1,2 эти), что способствует высокому выходу целевых продуктов -олефинов С2-С4. Далее пирогаз

5 выводитс  через выходные коллекторы 4 в закалочно-испарительные аппараты.

По сравнению с известной печью каталитического пиролиза предлагаема  печь обладает следующими преимуществами: а)

0 при сохранении габаритов печи в плане в два раза больша  производительность по целевым продуктам; меньший удельный расход металла и футеровки, б) при сохранении производительности по целевым про5 дуктам в два раза меньша  занимаема  площадь; меньший расход металла реакционной системы за счет сокращени  количества фланцев, заглушек, крепежа и входных коллекторов на 50 %; меньший расход футе0 ровочных материалов за счет сокращени  площади свода и пода на 50%; меньший расход металла на металлоконструкции; меньшие потери тепла в окружающую среду за счет сокращени  площади пода и свода.

5Пример 1 (дл  сравнени ). Печь термического пиролиза производительностью по сырью 20 т/ч с высотой реакционных труб 14 м реконструируетс  дл  осуществлени  процесса каталитического

0 пиролиза по известному техническому решению с сохранением занимаемой площади . Существующа  площадь позвол ет разместить определенное количество реакционных труб высотой 7 м, обеспечивающих

5 производительность реконструированной печи не более 10 т/ч по сырью. Перепад давлени  до 1,5 эти при заполнении реакционных труб катализатором в виде колец Ра- шига и до 3,0 ати при заполнении труб катализатором цилиндрической формы.

Удельный расход сырь  на 1 т олефинов (этилена + пропилена) снизилс  с 2,2-2,5 до 1,8-1,9 т/ч. Однако снизилась производительность печи по сырью в 2 раза.

Пример 2 (предлагаема  конструк- ци ). Печь термического пиролиза за произ- водительностью 20 т/ч по сырью реконструируетс  дл  осуществлени  процесса каталитического пиролиза с сохранением занимаемой площади и производительности по сырью. Высота реакционных труб, заполненных катализатором , равна 14 м. Сырьева  смесь поступает через входной коллектор в среднюю часть реакционных труб. С помощью наклонного расположени  штуцэров газоподвод щих трубок сырьевые потоки направл ютс  вверх и вниз по реакционным трубам. При этой же занимаемой площади производительность печи по сырью в 2 раза больше, чем в печи примера 1, в 2 раза больше выходных целевых продуктов.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Трубчата  печь дл  проведени  высокотемпературных процессов, преимуществен-

   но процесса каталитического пиролиза углеводородного сырь , содержаща  реакционные трубы с катализатором, соединенными с входным и выходными коллекторами , отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  металлоемкости и уменьшени  энергозатрат за счет снижени  перепада давлени  в реакционных трубах, входной коллектор соединен газоподвод - щими трубками со средней частью каждой реакционной трубы, а выходные коллекторы соединены с концами реакционных труб.
2. 2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю щ а   с-  тем, что, с целью направлени  парогазовой смеси вдоль реакционных труб, последние соединены по крайней мере с двум  газоподвод щими трубками, вводные участки которых наклонно расположены к реакционным трубам, соединенным с газоподвод щими трубками посредством конусообразных штуцеров, большие основани  которых соединены с реакционными трубами и снабжены средством дл  улавливани  катализатора, выполненным в виде полос.

   А-А

   и

   Фиг. Г

   6-5