RU2174141C2

RU2174141C2 - Apparatus for feeding cracking gas from cracking furnace coil

Info

Publication number: RU2174141C2
Application number: RU99123929A
Authority: RU
Inventors: Джон Винсент АЛБАНО; Кандасами Минакши СУНДАРАМ; Хелльмут Адам ХЕРРМАНН
Original assignee: Альстом Энерги Системз Зхг Гмбх
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2001-09-27

Abstract

FIELD: cracking furnace and heat-exchanger pipes connecting equipment. SUBSTANCE: apparatus for feeding cracking gases from cracking furnace coil into equally spaced circumferentially arranged heat-exchanging tubes for fast cooling has outer round part with gas channel including inlet channel and outlet channel for directing gas from outlet channel into heat-exchanging tubes of heat-exchanger. Outlet channel has such shape that cross-section area of this channel is decreasing in the direction of gas so as to define narrowing portion at apparatus outlet end. Apparatus is further provided with inner part resting upon outer part so as to define in conjunction with it gas channel. A portion of outer part is shaped so as to form concentric widening conical inlet channel extending in longitudinal direction and communicated with channel between inner and outer parts. Channel defined between inner and outer parts of apparatus is composed of a) annular diffuser passage communicated with widening inlet channel along its outer perimeter and radially extending from it, with section area of passage increasing in radial outer direction, and b) annular outlet passage extending in longitudinal direction and communicated with annular diffuser passage along its radial outer perimeter. Apparatus may be used for connecting cracking furnace and heat-exchanger tubes, as well as pipeline heat-exchanger. EFFECT: increased efficiency, simplified construction and enhanced and reliability in operation. 3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменнику для быстрого охлаждения потока газов, отходящих из печи для крекинга углеводородов, и более конкретно к устройству для подвода крекинг-газа из змеевика крекинг-печи, а точнее, в частности, относится к переходному соединительному устройству, соединяющему между собой трубы крекинг-печи и трубы теплообменника для быстрого охлаждения или теплообменника трубопровода. The invention relates to a heat exchanger for rapidly cooling a stream of gases leaving a hydrocarbon cracking furnace, and more particularly, to a device for supplying cracked gas from a cracking furnace coil, and more particularly, relates to a transitional connecting device connecting cracking pipes to one another - Furnaces and heat exchanger pipes for quick cooling or a pipe heat exchanger.

При получении легких олефинов (этилена, пропилена, бутадиена и бутиленов) и соответствующих ароматических соединений (бензола, толуола, этилбензола, ксилолов и стиролов) термическим крекингом углеводородного сырья в присутствии водяного пара реакции крекинга прекращают быстрым охлаждением потока отходящих из крекинг-печи газов. Быстрое охлаждение, продолжительность которого измеряется в миллисекундах, позволяет мгновенно "заморозить" на выходе из печи состав образующихся в ней в процессе крекинга газов и исключить тем самым возможное снижение выхода олефинов из-за продолжающихся вторичных реакций. В настоящее время известны различные теплообменники для быстрого охлаждения, конструкция которых зависит от количества охлаждаемого крекинг-газа, от склонности теплообменника к загрязнению отходящими из крекинг-печи газами (закоксованию) и от давления/температуры образующегося в печи водяного пара. Конструкции таких известных теплообменников охватывают широкий спектр от обычных кожухотрубных теплообменников до теплообменников с трубами с двойной стенкой или теплообменников типа "труба в трубе". Upon receipt of light olefins (ethylene, propylene, butadiene and butylenes) and the corresponding aromatic compounds (benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes and styrenes) by thermal cracking of hydrocarbons in the presence of water vapor, the cracking reactions are stopped by rapid cooling of the gas flow from the cracking furnace. Rapid cooling, the duration of which is measured in milliseconds, allows you to instantly “freeze” the composition of the gases formed in it during cracking at the furnace exit and thereby eliminate the possible decrease in the yield of olefins due to ongoing secondary reactions. Currently, various heat exchangers for rapid cooling are known, the design of which depends on the amount of cracked gas to be cooled, on the tendency of the heat exchanger to be contaminated with gases from the cracking furnace (coking) and on the pressure / temperature of the water vapor generated in the furnace. The designs of such well-known heat exchangers cover a wide range from conventional shell-and-tube heat exchangers to double-walled pipe heat exchangers or pipe-to-pipe heat exchangers.

Известно, что при заданных условиях работы выход олефинов, получаемых в крекинг-печи, можно довести до максимального уровня, а степень загрязнения теплообменника для быстрого охлаждения можно свести к минимуму за счет максимально быстрого снижения температуры отходящего из крекинг-печи газа. Для этого теплообменник для быстрого охлаждения должен быть расположен максимально близко от выхода крекинг-печи, объем его входной секции должен быть минимальным, а отношение поверхности охлаждения к объему секции охлаждения должно быть максимальным. Последнему требованию в большей степени удовлетворяют теплообменники не с одной охлаждающей трубой большого диаметра, а теплообменники с большим количеством относительно небольших по размерам охлаждающих труб. It is known that under given operating conditions, the olefin yield obtained in the cracking furnace can be maximized, and the degree of contamination of the heat exchanger for rapid cooling can be minimized by minimizing the temperature of the gas leaving the cracking furnace as quickly as possible. For this, the heat exchanger for rapid cooling should be located as close as possible to the exit of the cracking furnace, the volume of its inlet section should be minimal, and the ratio of the cooling surface to the volume of the cooling section should be maximum. The latter requirement is more satisfied by heat exchangers not with one large diameter cooling pipe, but by heat exchangers with a large number of relatively small cooling pipes.

В одном из существующих в настоящее время теплообменников для быстрого охлаждения, известном как теплообменник трубопровода фирмы SHG (Schmidt'sche Heissdampf-Gesselschaft mbH), используется большое количество параллельных труб с двойной стенкой (труба в трубе), состоящих из внутренней трубы, в которой происходит быстрое охлаждение газа, и окружающей ее концентричной наружной трубы, через которую проходит смесь воды и водяного пара. В кольцевые каналы между внутренними и наружными трубами из горизонтально расположенных овальных коллекторов подается котловая вода. Такой теплообменник описан, в частности, в DE 2551195. Теплообменник с трубами с двойной стенкой и овальным коллектором для внешних труб описан также в патенте US 4457364. В этом патенте предлагается расположенный между теплообменником для быстрого охлаждения и печью распределитель с входным отверстием, через которое в него из печи поступает охлаждаемый газ, и разделяющимся на две или три расширяющиеся части каналом, образующим зону перехода между печью и теплообменником. Как отмечено в этом патенте, такой расположенный между печью и теплообменником распределитель, в котором еще не происходит никакого охлаждения отходящего из печи газа, может оказать существенное влияние на процесс прекращения продолжающейся в потоке газа реакции и на нежелательное отложение кокса на стенках труб теплообменника. В предложенном в патенте US 4457364 распределителе или соединительном переходнике скорость газа остается по существу постоянной, поскольку канал, по которому проходит поток газа, имеет одинаковую по всей длине площадь поперечного сечения. В описанном в этом патенте распределителе канал, по которому проходит газ, можно выполнить расширяющимся в направлении точки, в которой отношение суммы площадей поперечных сечений его разветвлений к площади поперечного сечения канала на входе в распределитель составляет 2:1. One of the currently existing heat exchangers for quick cooling, known as the SHG pipeline heat exchanger (Schmidt'sche Heissdampf-Gesselschaft mbH), uses a large number of parallel double-walled pipes (pipe in pipe) consisting of an inner pipe in which rapid cooling of the gas and the concentric outer tube surrounding it, through which a mixture of water and water vapor passes. Boiler water is fed into the annular channels between the inner and outer pipes from horizontally located oval collectors. Such a heat exchanger is described, in particular, in DE 2551195. A heat exchanger with double-walled pipes and an oval collector for external pipes is also described in US Pat. No. 4,457,364. This patent proposes a distributor located between the heat exchanger for quick cooling and the furnace with an inlet through which it is fed from the furnace by the cooled gas, and by a channel that divides into two or three expanding parts, forming a transition zone between the furnace and the heat exchanger. As noted in this patent, such a distributor located between the furnace and the heat exchanger, in which there is no cooling of the exhaust gas from the furnace, can have a significant effect on the process of termination of the reaction continuing in the gas flow and on the undesired deposition of coke on the walls of the heat exchanger tubes. In the distributor or connection adapter proposed in US Pat. No. 4,457,364, the gas velocity remains substantially constant, since the channel through which the gas flow passes has a uniform cross-sectional area along the entire length. In the dispenser described in this patent, the channel through which the gas passes can be made expanding in the direction of the point at which the ratio of the sum of the cross-sectional areas of its branches to the cross-sectional area of the channel at the inlet to the distributor is 2: 1.

В предложенной в патенте US 5464057 конструкции канал для прохода газа во входной секции или соединительном переходнике теплообменника для быстрого охлаждения, расположенном между входными отверстиями его теплообменных труб и выходным отверстием печи, разделяется на большое количество ответвлений и выполнен таким образом, чтобы продолжительность прохождения газа через такой соединительный переходник была минимальной. Для равномерного распределения потока газа, попадающего в большое количество расположенных в линии теплообменных труб, каналы для прохода газа в переходнике, соединяющем теплообменник с печью, выполнены таким образом, что скорость выходящего из печи и протекающего через них газа сначала снижается, а затем на входе в охлаждающие трубы теплообменника увеличивается. Выполненный в соединительном переходнике канал для прохода газа вначале имеет конически расширяющийся (диффузорный) участок, в котором скорость газа уменьшается, а затем он переходит в разделяющийся на отдельные каналы конически сужающийся (конфузорный) участок, в котором скорость газа, попадающего в трубы теплообменника для быстрого охлаждения, увеличивается. Поперечное сечение переходных каналов в направлении течения потока газа изменяется плавно и постепенно (с точки зрения аэродинамики), и поэтому динамическое давление газа в таких каналах полностью восстанавливается, мертвые зоны, т.е. зоны, в которых происходит отрыв потока, отсутствуют, а потери давления минимальны. Недостатком такого соединительного переходника при всей его высокой эффективности является возможность его применения только в тех конструкциях теплообменников для быстрого охлаждения, в которых теплообменные трубы расположены в линию. In the design proposed in US Pat. No. 5,463,057, the gas passage in the inlet section or the connecting adapter of the heat exchanger for quick cooling, located between the inlet openings of its heat exchanger tubes and the outlet of the furnace, is divided into a large number of branches and is designed so that the duration of gas passage through The connecting adapter was minimal. For a uniform distribution of the gas flow falling into a large number of heat exchanger pipes located in the line, the gas channels in the adapter connecting the heat exchanger to the furnace are designed so that the speed of the gas leaving the furnace and the gas flowing through them decreases first and then at the inlet cooling pipes of the heat exchanger increases. The gas passage channel made in the connecting adapter initially has a conically expanding (diffuser) section, in which the gas velocity decreases, and then it passes into a conically narrowing (confuser) section, which is divided into separate channels, in which the velocity of the gas entering the heat exchanger pipes cooling increases. The cross section of the transition channels in the direction of the gas flow is changing smoothly and gradually (from the point of view of aerodynamics), and therefore the dynamic gas pressure in such channels is completely restored, dead zones, i.e. there are no zones in which flow separation occurs, and pressure losses are minimal. The disadvantage of such a connecting adapter with all its high efficiency is the possibility of its use only in those designs of heat exchangers for rapid cooling, in which the heat transfer pipes are arranged in line.

Задачей изобретение является создание устройства для подвода крекинг-газов из змеевика крекинг-печи, свободного от указанных недостатков, присущих подобным известным конструкциям. The objective of the invention is to provide a device for supplying cracked gases from the coil of a cracking furnace, free from these disadvantages inherent in similar known structures.

Эта задача решается с помощью предложенного устройства для подвода крекинг-газов из змеевика крекинг-печи в расположенные по окружности на некотором расстоянии друг от друга теплообменные трубы теплообменника для быстрого охлаждения, состоящего в основном из круглой наружной детали с каналом для прохода газа, включающим входной канал и выходной канал, для подачи газа из выходного канала в теплообменные трубы теплообменника, причем этот выходной канал выполнен по форме таким образом, что площадь его поперечного сечения в направлении течения газа уменьшается с образованием на выходе из устройства сужающего участка. Согласно изобретению, оно дополнительно содержит круглую внутреннюю деталь, которая опирается на наружную деталь и образует вместе с ней расположенный между ними канал для прохода газа, а часть наружной детали выполнена по форме таким образом, что она образует концентричный вытянутый в продольном направлении расширяющийся конический входной канал, сообщающийся с каналом, расположенным между внутренней и наружной деталями, в котором этот канал между внутренней и наружной деталями состоит из: а) кольцевого диффузорного канала, сообщающегося с расширяющимся входным каналом по его внешнему периметру и идущего от него наружу в радиальном направлении с увеличением площади поперечного сечения в этом радиальном направлении, и б) кольцевого вытянутого в продольном направлении выходного канала, который сообщается с кольцевым диффузорным каналом по его внешнему в радиальном направлении периметру. This problem is solved using the proposed device for supplying cracked gases from a cracking furnace coil to heat exchanger tubes of a heat exchanger arranged around a circle at a distance from each other for rapid cooling, consisting mainly of a circular outer part with a gas passage that includes an inlet channel and an output channel for supplying gas from the output channel to the heat exchanger tubes of the heat exchanger, and this output channel is shaped in such a way that its cross-sectional area in the direction of gas flow rate decreases with the formation of a narrowing section at the outlet of the device. According to the invention, it further comprises a circular inner part that rests on the outer part and forms together with it a channel for gas passage between them, and a part of the outer part is shaped so that it forms a concentric elongated longitudinally extending conical inlet channel communicating with a channel located between the inner and outer parts, in which this channel between the inner and outer parts consists of: a) an annular diffuser channel, communicating tapering with an expanding inlet channel along its outer perimeter and radially extending outward from it with increasing cross-sectional area in this radial direction, and b) an annular longitudinally elongated outlet channel that communicates with the annular diffuser channel along its outer radial direction perimeter.

Предпочтительно внутреннюю и наружную детали изготовить из твердого керамического материала либо эти детали выполнять в виде отливок из металла. Preferably, the inner and outer parts are made of solid ceramic material or these parts are in the form of metal castings.

Следует отметить также, что в теплообменнике для быстрого охлаждения с таким устройством можно использовать большое количество расположенных по окружности теплообменных труб с двойной стенкой и овальный коллектор для наружных труб. В этом устройстве имеется конический диффузорный канал, в котором происходит уменьшение скорости выходящих из печи газов и который переходит затем в радиальный диффузор, направляющий газы наружу от центральной оси переходника. Конструкция устройства обеспечивает плавное повышение скорости газов при попадании из него в расположенные по окружности охлаждающие трубы и протекание по ним с необходимой для эффективной работы теплообменника скоростью. It should also be noted that in a heat exchanger for rapid cooling with such a device, you can use a large number of circumferential heat exchanging pipes with a double wall and an oval collector for the outer pipes. This device has a conical diffuser channel in which the velocity of the gases leaving the furnace decreases and then passes into a radial diffuser directing the gases outward from the central axis of the adapter. The design of the device provides a smooth increase in the gas velocity when it enters into cooling pipes located around the circumference and flows through them at the speed necessary for the efficient operation of the heat exchanger.

Ниже изобретение подробно поясняется описанием примера выполнения со ссылкой на чертежи, на которых показаны:
на фиг. 1 - вид сбоку и частично в разрезе теплообменника для быстрого охлаждения с устройством согласно изобретению,
на фиг. 2 - поперечное сечение теплообменника плоскостью 2-2 по фиг. 1,
на фиг. 3 - общий вид узла соединения труб с овальным коллектором и проходящей через коллектор насквозь одной трубой,
на фиг. 4 - поперечный разрез внешней детали устройства согласно изобретению,
на фиг. 5 - поперечное сечение внутренней детали устройства согласно изобретению,
на фиг. 6 - вид сверху внутренней детали устройства по изобретению, если смотреть на нее из показанной на фиг. 5 плоскости 6-6, и
на фиг. 7 - вертикальный разрез по показанной на фиг. 5 плоскости 7-7 участка одной из деталей устройства согласно изобретению.Below the invention is explained in detail by the description of an example implementation with reference to the drawings, which show:
in FIG. 1 is a side view and partially in section of a heat exchanger for rapid cooling with a device according to the invention,
in FIG. 2 is a cross-sectional view of a heat exchanger by plane 2-2 of FIG. 1,
in FIG. 3 is a General view of the node connecting the pipe with an oval collector and passing through the collector through one pipe,
in FIG. 4 is a cross-sectional view of an external part of a device according to the invention,
in FIG. 5 is a cross section of the inner part of the device according to the invention,
in FIG. 6 is a top view of the inner part of the device according to the invention, when viewed from it shown in FIG. 5 planes 6-6, and
in FIG. 7 is a vertical sectional view as shown in FIG. 5 of the plane 7-7 of a section of one of the parts of the device according to the invention.

Показанный на фиг. 1 теплообменник 10 для быстрого охлаждения имеет большое количество трубчатых с двойной стенкой теплообменных элементов 12, каждый из которых состоит из внутренней трубы 14, внутри которой проходит отходящий из крекинг-печи газ, и окружающей ее наружной трубы 16. В кольцевом канале между двумя трубами проходит охлаждающая газ смесь воды и водяного пара. Нижние концы труб 14 и 16 соединены с овальным коллектором 18 и с таким же овальным коллектором соединены верхние концы труб. Shown in FIG. 1, the heat exchanger 10 for rapid cooling has a large number of tubular double-walled heat-exchange elements 12, each of which consists of an inner pipe 14, inside which the gas leaving the cracking furnace passes, and an outer pipe 16 surrounding it. In the annular channel between the two pipes, cooling gas is a mixture of water and water vapor. The lower ends of the pipes 14 and 16 are connected to the oval collector 18 and the upper ends of the pipes are connected to the same oval collector.

Конструкция соединения труб с овальными коллекторами показана на фиг. 3. Внутренние трубы 14 проходят насквозь через коллектор, а наружные трубы 16 заканчиваются у стенки коллектора и сообщаются с его внутренней полостью. Охлаждающая вода, которая подается в нижний коллектор 18 по показанным на фиг. 1 радиальным охлаждающим трубам 22 из подводящего коллектора 20, попадает в кольцевое пространство между трубами и поднимается вверх в верхний коллектор. Охлаждающая вода, которая попадает в верхний коллектор в виде нагретой смеси воды и водяного пара, отводится из верхнего коллектора в охлаждающий выходной коллектор 24. Охлажденный газ, который проходит через внутренние трубы 14, собирается в верхней выходной полости 26, из которой он выводится через выходной патрубок 28. A design for connecting pipes to oval manifolds is shown in FIG. 3. The inner pipes 14 pass through the collector, and the outer pipes 16 end at the collector wall and communicate with its internal cavity. Cooling water which is supplied to the lower manifold 18 as shown in FIG. 1 radial cooling pipes 22 from the inlet manifold 20, falls into the annular space between the pipes and rises up into the upper manifold. Cooling water, which enters the upper collector in the form of a heated mixture of water and water vapor, is discharged from the upper collector to the cooling outlet manifold 24. The cooled gas that passes through the internal pipes 14 is collected in the upper outlet cavity 26, from which it is discharged through the outlet nozzle 28.

Настоящее изобретение иллюстрируется на примере показанного на фиг. 2 теплообменника с теплообменными трубами. На этом чертеже изображен овальный коллектор 18, с которым соединяются трубчатые двустенные теплообменные элементы 12. Между коллектором 20 и коллектором 18 расположено большое количество соединяющих их труб 22 для подвода воды. Труба, по которой к коллектору 20 подается охлаждающая вода, обозначена на чертеже позицией 21. The present invention is illustrated by the example shown in FIG. 2 heat exchangers with heat exchange tubes. This drawing shows an oval collector 18 with which tubular double-walled heat-exchange elements 12 are connected. Between the collector 20 and the collector 18 there are a large number of pipes 22 connecting them to supply water. The pipe through which cooling water is supplied to the manifold 20 is indicated at 21 in the drawing.

Теплообменник для быстрого охлаждения по настоящему изобретению может быть успешно использован в крекинг-печах (на чертежах не показаны) с относительно небольшим количеством имеющих высокую эффективность змеевиков, в которых происходит крекинг углеводородного сырья. Такая печь может иметь, например, шесть змеевиков, каждый из которых имеет высоту 12 метров (40 футов) и состоит из большого количества подводящих труб, которые переходят в одну выходную трубу с внутренним диаметром 16,5 см (6,5 дюйма). Газы, отходящие из каждого такого змеевика, можно быстро охлаждать в одном теплообменнике для быстрого охлаждения с устройством по настоящему изобретению. Такой теплообменник обычно имеет как минимум 16 охлаждающих труб. The rapid cooling heat exchanger of the present invention can be successfully used in cracking furnaces (not shown in the drawings) with a relatively small number of highly efficient coils in which the cracking of hydrocarbon feedstock occurs. Such a furnace may have, for example, six coils, each of which has a height of 12 meters (40 feet) and consists of a large number of inlet pipes that pass into one outlet pipe with an inner diameter of 16.5 cm (6.5 inches). Gases from each such coil can be quickly cooled in one heat exchanger for quick cooling with the device of the present invention. Such a heat exchanger typically has at least 16 cooling pipes.

Расположенный в нижней части теплообменника соединительный переходник 30 имеет наружный корпус 32, который выдерживает создающееся внутри него избыточное давление. На внешнем крае корпуса 32 расположен фланец 34, который соединяется с фланцем 36. Внутри корпуса 32 расположены основные детали устройства по изобретению, посредством которых отходящие из печи газы направляются в расположенные по окружности трубы 14 и которые образуют диффузорные участки канала, в которых скорость газа сначала снижается, а затем увеличивается. The connection adapter 30 located at the bottom of the heat exchanger has an outer casing 32 that withstands the overpressure created inside it. A flange 34 is located on the outer edge of the casing 32, which is connected to the flange 36. Inside the casing 32, the main parts of the device according to the invention are located, through which the gases leaving the furnace are directed to the circumferential pipes 14 and which form diffuser portions of the channel in which the gas velocity is first decreases and then increases.

Внутри корпуса расположены две детали 38 и 40, которые вместе формируют канал для прохода газа. Подробно эти детали показаны на фиг. 4 и 5. В нижней части внешней детали 38 расположен выполненный в виде конуса расширяющийся наружу диффузорный участок 42, в котором за счет постепенного увеличения площади поперечного сечения происходит уменьшение скорости поднимающихся вверх газов. Верхняя часть 44 детали 38 вместе с деталью 40 образует канал для прохода газов, который состоит из радиального диффузора и сужающегося участка (конфузора), в котором происходит возрастание скорости газов. Как показано на фиг. 1, деталь 40 устанавливается сверху на деталь 38 и входит внутрь нее, образуя вместе с ней канал для прохода газов. Детали 38 и 40 предпочтительно изготовить из твердой керамики, например из обожженного оксида алюминия, хотя в принципе их можно изготовить и из других материалов, например из высоколегированного сплава. Inside the housing are two parts 38 and 40, which together form a channel for the passage of gas. Details of these details are shown in FIG. 4 and 5. In the lower part of the outer part 38, there is a cone-shaped diffuser section 42 expanding outward, in which, due to a gradual increase in the cross-sectional area, the velocity of the gases rising upward decreases. The upper part 44 of the part 38 together with the part 40 forms a channel for the passage of gases, which consists of a radial diffuser and a tapering section (confuser), in which the gas velocity increases. As shown in FIG. 1, part 40 is mounted on top of part 38 and enters into it, forming with it a channel for the passage of gases. Parts 38 and 40 are preferably made of hard ceramic, for example, calcined alumina, although in principle they can also be made of other materials, for example, a high alloy alloy.

На внешнем крае детали 40 расположено круглое кольцо 46. В этом кольце 46, как показано на фиг. 6, где деталь 40 изображена в виде сверху, имеется большое количество сквозных отверстий 48, по одному на каждую теплообменную трубу 14. Отверстия 48 выполнены таким образом, что их оси совпадают с осями труб 14. В собранном виде нижняя наружная поверхность 50 кольца 46 опирается на верхнюю поверхность 52 детали 38. Прилегающие друг к другу поверхности разделены мягкой прокладкой, компенсирующей тепловые деформации деталей. В отличие от этого на стыке между соединительным переходником и трубами 14 прокладка не предусмотрена. A circular ring 46 is located on the outer edge of the part 40. In this ring 46, as shown in FIG. 6, where the part 40 is shown in plan view, there are a large number of through holes 48, one for each heat transfer pipe 14. The holes 48 are designed so that their axes coincide with the axes of the pipes 14. Assembled, the lower outer surface 50 of the ring 46 is supported on the upper surface 52 of the part 38. The adjacent surfaces are separated by a soft gasket that compensates for the thermal deformation of the parts. In contrast, a gasket is not provided at the junction between the connecting adapter and the pipes 14.

Пространство между двумя расположенными внутри корпуса 32 деталями 38 и 40 и стенкой корпуса заполнено, как показано на фиг. 1, залитым в него теплоизолирующим тугоплавким материалом 54. The space between the two parts 38 and 40 located inside the housing 32 and the housing wall is filled, as shown in FIG. 1, filled with heat-insulating refractory material 54.

В показанном на фиг. 1 собранном соединительном переходнике канал для прохода газа состоит из расширяющегося конического диффузорного участка 56, переходящего в радиальный диффузорный участок 57, в котором происходит дальнейшее увеличение площади поперечного сечения канала. Увеличение площади поперечного сечения радиального участка канала обусловлено не увеличением его высоты, которая не только не увеличивается, но даже несколько уменьшается, а постепенным увеличением длины окружности по мере удаления от центральной оси. За диффузорными участками 56 и 57 расположен сужающийся или конфузорный участок 58 канала. Результирующим эффектом такой конструкции является плавное или постепенное уменьшение площади поперечного сечения канала. Плавное изменение площади поперечного сечения канала исключает возникновение в канале завихрений и образование кокса. При этом сначала в коническом и радиальном диффузорах 56 и 57 происходит уменьшение скорости газа, а затем в сужающемся кольцевом участке 58 скорость газа снова увеличивается до скорости протекания газа через теплообменные трубы, в которых происходит его быстрое охлаждение. Постепенное увеличение скорости газа после диффузорного участка исключает разделение потока и сводит к минимуму вероятность образования кокса в мертвых зонах, при этом одновременно происходит равномерное распределение всего потока газа по отдельным теплообменным трубам, в которых он быстро охлаждается. В качестве примера можно привести следующие данные: внутренний диаметр подводящей трубы равен 16,5 см (6,5 дюйма), внутренний диаметр выходного сечения диффузора равен 22,0 см (8,7 дюйма), что соответствует соотношению площадей живого сечения 1,78. В радиальном диффузоре площадь поперечного сечения канала еще больше увеличивается, и на выходе из радиального диффузора отношение площади поперечного сечения канала к площади поперечного сечения канала выходного отверстия конического диффузора составляет 4,9. После этого поперечное сечение канала уменьшается и скорость газа, поднимающегося вверх к теплообменным трубам, возрастает. As shown in FIG. 1 of the assembled connecting adapter, the channel for the passage of gas consists of an expanding conical diffuser section 56, turning into a radial diffuser section 57, in which there is a further increase in the cross-sectional area of the channel. The increase in the cross-sectional area of the radial section of the channel is not due to an increase in its height, which not only does not increase, but even slightly decreases, but by a gradual increase in the circumference with distance from the central axis. Behind the diffuser sections 56 and 57 there is a tapering or confuser channel section 58. The resulting effect of this design is a smooth or gradual decrease in the cross-sectional area of the channel. A smooth change in the cross-sectional area of the channel eliminates the occurrence of vortices in the channel and the formation of coke. In this case, first, in the conical and radial diffusers 56 and 57, a decrease in the gas velocity occurs, and then in the tapering ring section 58, the gas velocity again increases to the gas velocity through the heat exchange tubes, in which it rapidly cools. A gradual increase in the gas velocity after the diffuser section eliminates the separation of the flow and minimizes the likelihood of coke formation in the dead zones, while at the same time there is a uniform distribution of the entire gas flow through the individual heat transfer tubes in which it is rapidly cooled. As an example, we can cite the following data: the inner diameter of the supply pipe is 16.5 cm (6.5 inches), the inner diameter of the outlet cross section of the diffuser is 22.0 cm (8.7 inches), which corresponds to a ratio of the living area of 1.78 . In the radial diffuser, the cross-sectional area of the channel increases even more, and at the exit from the radial diffuser, the ratio of the cross-sectional area of the channel to the cross-sectional area of the channel of the outlet of the conical diffuser is 4.9. After that, the cross section of the channel decreases and the speed of the gas rising up to the heat exchange tubes increases.

Обычно теплообменник имеет 18 труб с внутренним диаметром 4,8 см (1,9 дюйма), суммарная площадь поперечного сечения которых составляет 32 % от площади поперечного сечения канала на выходе из радиального диффузора. Typically, the heat exchanger has 18 pipes with an internal diameter of 4.8 cm (1.9 inches), the total cross-sectional area of which is 32% of the cross-sectional area of the channel at the outlet of the radial diffuser.

Увеличение скорости газа не сопровождается образованием мертвых зон и позволяет свести к минимуму отложение кокса на входе в каждую теплообменную трубу. При этом возможное образование налета кокса внутри теплообменных труб не оказывает заметного влияния на равномерность распределения потока газа по трубам. Такой эффект является существенным преимуществом предлагаемой конструкции и обусловлен наличием в ней на входе в теплообменник расширяющегося/сужающегося переходного канала, более эффективного с точки зрения аэродинамики, чем обычный входной канал теплообменника трубопровода. Наличие на входе в теплообменник предлагаемого в настоящем изобретении расширяющегося/сужающегося канала существенно снижает время, в течение которого выходящий из печи газ проходит расстояние от выхода печи до входа в теплообменные трубы, способствует более равномерному распределению потока газа по трубам, снижает склонность теплообменника к закоксованию и значительно повышает выход конечных продуктов и увеличивает производительность установки. The increase in gas velocity is not accompanied by the formation of dead zones and allows to minimize the deposition of coke at the entrance to each heat transfer pipe. In this case, the possible formation of coke deposits inside the heat exchange pipes does not have a noticeable effect on the uniform distribution of the gas flow through the pipes. This effect is a significant advantage of the proposed design and is due to the presence of an expanding / tapering transition channel in it at the inlet of the heat exchanger, which is more effective from the point of view of aerodynamics than the usual inlet channel of the pipeline heat exchanger. The presence of an expanding / tapering channel at the inlet of the heat exchanger of the present invention substantially reduces the time during which the gas leaving the furnace passes the distance from the outlet of the furnace to the entrance to the heat exchange pipes, contributes to a more uniform distribution of the gas flow through the pipes, reduces the tendency of the heat exchanger to coking, and significantly increases the yield of final products and increases plant productivity.

Claims

1. A device for supplying cracked gases from a cracking furnace coil to heat exchanger tubes for rapid cooling, arranged around a circle at a certain distance from each other, consisting mainly of a circular outer part with a gas passage, including an input channel and an output channel, for supplying gas from the outlet channel to the heat exchanger tubes of the heat exchanger, and this outlet channel is shaped in such a way that its cross-sectional area in the direction of gas flow decreases with the formation of One of the devices of the constricting section, characterized in that it further comprises a circular inner part, which rests on the outer part and forms together with it a channel for gas passage located between them, and part of the outer part is shaped so that it forms a concentric elongated in the longitudinal direction, an expanding conical inlet channel in communication with a channel located between the inner and outer parts, in which this channel between the inner and outer parts consists of: a) rings the diffuser channel communicating with the expanding inlet channel along its outer perimeter and extending radially outward from it with an increase in the cross-sectional area in this radial direction, and b) an annular longitudinally elongated output channel that communicates with the annular diffuser channel along its radially outward perimeter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the inner and outer parts are made of solid ceramic material.

3. The device according to claim 1, characterized in that the outer and inner parts are made in the form of castings from metal.