RU2232788C2 - Устройство для закалки потока горячего газа - Google Patents
Устройство для закалки потока горячего газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2232788C2 RU2232788C2 RU2001128669/15A RU2001128669A RU2232788C2 RU 2232788 C2 RU2232788 C2 RU 2232788C2 RU 2001128669/15 A RU2001128669/15 A RU 2001128669/15A RU 2001128669 A RU2001128669 A RU 2001128669A RU 2232788 C2 RU2232788 C2 RU 2232788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- quenching
- nozzle
- hot gas
- pipe
- stream
- Prior art date
Links
- 238000010791 quenching Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/002—Cooling of cracked gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
- Y10S261/54—Venturi scrubbers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аппарату для закалки потока горячего газа и к способу закалки продукта пиролиза из печи пиролиза. Устройство содержит закалочную трубу для подачи горячего газа от источника выше по потоку в место ниже по потоку, средство для ограничения потока, расположенное внутри закалочной трубы для создания зоны низкого давления в потоке горячего газа непосредственно ниже по потоку средства для ограничения потока, сопло, расположенное ниже по потоку после средства ограничения потока, причем сопло пересекает закалочную трубу по касательной и под углом к ней, при этом сопло приспособлено для того, чтобы впрыскивать закалочную жидкость по касательной в поток горячего газа под давлением, достаточным для того, чтобы привести закалочную жидкость в движение по периферии вокруг внутренней поверхности закалочной трубы, заполнить зону низкого давления потока горячего газа и контактировать с поверхностью вниз по потоку средства для ограничения потока, и границу раздела на поверхности вниз по потоку средства для ограничения потока для создания четкой границы раздела между потоком горячего газа и закалочной жидкостью. Изобретение позволяет предотвратить отложение кокса на закалочной трубе. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Изобретение в основном относится к устройству для закалки потока горячего газа. Изобретение также относится к способу закалки продукта пиролиза из печи пиролиза.
На одной из установок заявителя для крекинга потока газойля для производства олефинов было обнаружено, что смачивание стенки закалочной трубы является существенным для того, чтобы предохранить закалочную трубу от забивания в связи с отложениями кокса. Было обнаружено, что впрыскивающее сопло, используемое для введения закалочного масла для охлаждения горячего газа пиролиза, выходящего из радиантной секции, не будет работать из-за трудностей, связанных с поддержанием полного смачивания стенок. Сопла предыдущей конфигурации, включенные во внешнее закалочное кольцо, окружающее закалочную трубу для распределения закалочного масла между тремя соплами, расположены под углом 120 градусов между ними вокруг закалочной трубы. Эта конструкция создавала чрезмерную термическую нагрузку на закалочное кольцо. Позднее она была модифицирована в виде трех отдельных закалочных сопел, на которые разделялась одна линия подачи закалочного масла, что требовало ограничения потока в каждом сопле для обеспечения надлежащего распределения закалочного масла.
Ограничительные диафрагмы и сопла маленьких размеров в известных закалочных трубах для впрыскивания масла со множеством сопел часто забивались частицами кокса, которые содержатся в закалочном масле. Когда это случалось, поток закалочного масла, смачивающего стенку закалочной трубы, прерывался, и это приводило к неполному смачиванию стенки закалочной трубы. Кокс может образоваться и разрастись на сухом месте стенки закалочной трубы и может случайно закупорить закалочную трубу. Когда это происходит, всю печь нужно отключать для очистки. Даже если не было проблем со впрыскивающими соплами, происходило образование кокса в закалочной трубе и создание пробки у движущейся границы между смоченной и сухой стенками вблизи отверстий для подачи масла.
Задачей настоящего изобретения является создание такой конфигурации сопла, в которой можно избежать проблем, упомянутых выше. Это достигается путем использования такой конфигурации закалочного сопла, в которой закалочное масло вводится через сопло по касательной в закалочную трубу и охлаждает горячие газообразные продукты пиролиза, выходящие из горячих радиантных труб в печи пиролиза (например, при производстве этилена), одновременно сохраняя внутреннюю стенку закалочной трубы, смоченной закалочным маслом, что необходимо для предотвращения отложения кокса на закалочной трубе.
Соответственно настоящее изобретение относится к устройству для закалки потока горячего газа, содержащему:
(i) закалочную трубу для подачи горячего газа от источника выше по потоку в место ниже по потоку;
(ii) средство для ограничения потока, расположенное внутри трубы для создания зоны низкого давления в потоке горячего газа непосредственно ниже по потоку после средства для ограничения потока;
(iii) сопло, расположенное ниже по потоку после средства для ограничения потока, причем сопло пересекает закалочную трубу по касательной и под углом к нему, причем сопло приспособлено для того, чтобы впрыскивать закалочную жидкость по касательной в поток горячего газа под давлением, достаточным для того, чтобы привести закалочную жидкость в движение по периферии вокруг внутренней поверхности закалочной трубы, заполнять зону низкого давления потока горячего газа и контактировать с поверхностью вниз по потоку средства для ограничения потока; и
(iv) границу раздела на поверхности вниз по потоку средства для ограничения потока для создания четкой границы раздела между потоком горячего газа и закалочной жидкостью. Предпочтительными конструктивными исполнениями этого устройства являются:
Предпочтительно, чтобы сопло пересекало закалочную трубу по касательной и перпендикулярно к нему.
Предпочтительно, чтобы средство для ограничения потока представляло собой вставное кольцо, выполненное с возможностью размещения его в закалочной трубе на его диаметре.
Предпочтительно, чтобы закалочная труба была выполнена цилиндрической, и вставное кольцо было расположено по периферии на его внутреннем диаметре, и имело наклон, высота которого увеличивалась бы в направлении потока газа, причем наклонный участок заканчивался плоской частью, которая заканчивалась четкой границей раздела со стороной вниз по потоку средства для ограничения потока.
Предпочтительно, чтобы наклон имел выпуклую или вогнутую кривизну.
Предпочтительно, чтобы средство для ограничения потока было образовано двумя или более концентричными трубопроводами.
Предпочтительно, чтобы расстояние между наружной поверхностью сопла и поверхностью вниз по потоку средства для ограничения потока составляло между 20% и 100% внутреннего диаметра сопла.
Одним из воплощений настоящего изобретения является способ охлаждения потока горячего газа из печи пиролиза, в котором обеспечивают зону закалки, связанную с потоком горячего газа из печи пиролиза, причем эта зона закалки содержит:
(a) закалочную трубу, через которую проходит горячий газ, и в которую впрыскивают закалочное масло для охлаждения этого горячего газа, причем закалочная труба содержит вставное кольцо, расположенное по периферии на внутреннем диаметре закалочной трубы, причем вставное кольцо имеет наклон, высота которого увеличивается в направлении потока газа, при этом наклон заканчивается плоской частью, плоская часть заканчивается четкой границей раздела; и
(b) по меньшей мере, одно сопло, которое располагают ниже по потоку после четкой границы раздела, причем сопло расположено под углом к закалочной трубе и по касательной к ней для ввода закалочного масла в эту закалочную трубу.
Предпочтительно, чтобы сопло было расположено перпендикулярно и по касательной к закалочной трубе.
Предпочтительно, чтобы расстояние между наружной поверхностью сопла и четкой границей раздела составляло между 20% и 100% внутреннего диаметра сопла.
Сопло имеет один вход для закалочного масла, тем самым исключается необходимость в ограничительной диафрагме, которая требуется для равномерного распределения потоков закалочного масла между несколькими соплами. Также одно сопло для введения масла имеет больший диаметр, чем то, которое требуется, если больше одного сопла используется для этой цели. Замена множества сопел (и ограничительных диафрагм) одним соплом большего диаметра исключает проблемы забивания, создаваемые частицами кокса, которые содержатся в закалочном масле. Смачивание внутренних стенок закалочной трубы поддерживается путем использования внутреннего средства для ограничения потока, которое удобно применять в форме кольца со специальной сведенной на конус направляющей кромкой и крутым конечным торцом, который служит для предотвращения перемещения границы раздела закалочное масло/газ в осевом направлении назад и вперед в закалочной трубе, и посредством этого исключения образования кокса.
Изобретение иллюстрировано на чертежах.
Фиг.1 - вид в разрезе закалочной трубы и сопла согласно настоящему изобретению;
фиг.2 - вид в разрезе по линии 2-2 на фиг.1;
фиг.3-10 - различные конструктивные исполнения нескольких изменений вставного кольца.
Одной возможной окружающей средой согласно настоящему изобретению является печь пиролиза, показанная на фиг.1, патента США 3907661. Изобретением заявителя является усовершенствование конструкции закалочной зоны 13 в этом патенте или в других подобных устройствах.
На фиг.1 настоящей заявки показана закалочная труба 10 в разрезе и имеет входную трубу или сопло для закалочного масла 12, которое образует вход в закалочную трубу 10 по касательной. На фиг.1 показан диаметр сопла 12 и закалочной трубы 10, где два трубопровода пересекаются, и сочетание, описанное здесь, является усовершенствованием закалочной зоны. На фиг.2 показан разрез закалочной трубы 10 вдоль ее продольной оси с видом на сопло 12. Внутри закалочной трубы 10 и выше по потоку чем сопло 12 (относительно потока газа) находится вставное кольцо 14, имеющее наклонный участок 14а, заканчивающийся плоской частью 14b, причем последняя имеет четкую границу раздела с поверхностью 14с. Таким образом, плоская часть 14b и поверхность 14с вставного кольца 14 пересекаются под прямым углом для образования острой кромки 14d. Функцией вставного кольца 14 и его изменений является образование зоны низкого давления 16 у поверхности вниз по потоку 14с.
Сопло 12 в его простейшей форме может быть трубой постоянного диаметра, которая входит в закалочную трубу 10, предпочтительно под прямым углом, и одна из его стенок является касательной к закалочной трубе 10. Вставное кольцо 14 расположено на близком расстоянии выше по потоку чем сопло 12 и создает зону низкого давления 16 у поверхности 14с. Оптимальным расстоянием между поверхностью 14с и соплом 12 является такое расстояние, в результате которого жидкость не проходит выше острой кромки 14d, но полностью смачивает поверхность 14с. Закалочное масло, впрыскиваемое соплом 12, проходит по периферии вокруг внутренней поверхности закалочной трубы 10 (благодаря впрыскиванию по касательной при достаточном давлении), заполняя зону низкого давления 16 у поверхности 14с. Для того, чтобы изобретение функционировало должным образом, необходимо, чтобы жидкость, впрыскиваемая по касательной через сопло 12, имела достаточную скорость для того, чтобы приложенная центробежная сила, действующая в этом входящем потоке для продолжения первоначального вращения жидкости внутри закалочной трубы 10, превышала силу, действующую на входящий поток от гравитационного поля на этом участке устройства. Другими словами, эта скорость должна быть такой, чтобы
где U2 - входная скорость в квадрате;
R - внутренний радиус закалочной трубы 10;
g - ускорение гравитации,
причем все выражено в согласованной системе единиц измерения. Типичные значения U2/(Rg) находятся в диапазоне между 3 и 20. Закалочное масло затем растекается вдоль внутренней стенки закалочной трубы 10 в результате тяговых усилий среды, действующих на масло от газовой фазы. Это взаимодействие между газовой и масляной фазами также приводит в результате к некоторой передаче кинетической энергии в направлении вниз по потоку от газа к закалочному маслу. Таким образом, поддерживается “смоченное” состояние поверхности 14с и внутренней стенки закалочной трубы 10 ниже по потоку, тем самым создается режим двухфазного кольцевого потока, который препятствует образованию кокса. Часть закалочной трубы 10 выше по потоку, чем поверхность 14с, включающая поверхности 14а и 14b вставного кольца 14, остается “сухой” и, следовательно, в ней не происходит образование кокса. Острая кромка 14d вставного кольца 14 образует резкую границу раздела между “смоченным” и “сухим” участками.
Вставное кольцо 14 имеет плоские части (14а, 14b и 14с), но может также быть сконструировано с изогнутыми, удлиненными или укороченными частями. Характерными признаками, которые необходимо обеспечить, являются четкая граница раздела 14d и зона низкого давления 16. На фиг.3-10 показаны различные изменения вставного кольца 14. На фиг.3 показана плоская часть 14b нулевой длины, т.е. наклон 14а заканчивается четкой границей раздела 14d с поверхностью 14с. На фиг.4 показана кривизна на части 14b, которая в основном параллельна оси закалочной трубы. На фиг.5 показана вогнутая часть 14с для того, чтобы удержать зону низкого давления и изменить угол острой кромки 14d. На фиг.6 показана измененная форма наклонного участка 14а. На фиг.7 показано одно конструктивное исполнение сочетаний модификаций, которое поддерживает границу раздела “смачивание/сухость” и зону низкого давления. На фиг.8 показано другое сочетание, в котором используется уклон “бесконечной” длины, т.е. отсутствует внутреннее вставное кольцо 14а. Это, по существу, представляет собой две закалочные трубы различных диаметров, которые могут выполнять функцию вставного кольца 14. На фиг.9 показано вставное кольцо 14, имеющее поверхности 14а и 14с под углом 90 градусов. Эта конфигурация приводит к тому, что крайняя направляющая кромка (или вставное кольцо) создает турбулентность, результатом чего является падение давления, но может также использоваться в других случаях. На фиг.10 показано конструктивное исполнение на фиг.8, которое является более легким в изготовлении. На ней показана вогнутая поверхность 14с, хотя могут быть использованы также выпуклая или плоская поверхности.
Несмотря на то, что сопло 12 описано здесь как цилиндрическая деталь трубы или трубопровода, оно может иметь другие формы поперечного сечения, например, эллиптическую, квадратную, прямоугольную и т.п. Отличительным признаком конструкции является выполнение входа в трубу по касательной или близкой к касательной, чтобы придать маслу такую скорость, при которой кинетическая энергия достаточна, чтобы заставить масло проходить по периферии закалочной трубы 10, в то же время полностью смачивая поверхность 14с. Аналогично, хотя описано только одно сопло, может быть использовано множество сопел, например два сопла, расположенные диаметрально противоположно на закалочной трубе 10, для того, чтобы закалочное масло проходило по периферии. Также предпочтительно выполнять вход по касательной под прямым углом к закалочной трубе 10, в то время как могут быть использованы любые углы, если масло будет заполнять зону низкого давления 16 вокруг периферии закалочной трубы 10 вблизи поверхности 14с. Аналогично, расстояние от наружной поверхности сопла 12 до поверхности 14с определяется необходимостью того, чтобы масло выдавливалось и впрыскивалось в зону низкого давления 16, не переливаясь через острую кромку 14d. В предпочтительном конструктивном исполнении изобретения это расстояние должно находиться между приблизительно 20 и 100% внутреннего диаметра сопла 12.
Вставное кольцо 14 может быть изготовлено как кольцо, которое приваривается изнутри к закалочной трубе 10, или может быть изготовлено как одно целое с закалочной трубой. Вставное кольцо 14, как показано на фиг.1, включает наклонный участок 14а, который имеет угол 
градусов, но может быть наклонен до максимальной величины 90 градусов или больше. Наклон 14а может иметь такую минимальную величину, как ноль градусов в случае, когда имеются две закалочные трубы разных диаметров (фиг.8). Наклонный участок 14а заканчивается плоской или изогнутой частью 14b, которая, в свою очередь, заканчивается острой кромкой, или границей раздела 14d с поверхностью 14с. В условиях потока газа вставное кольцо 14 ограничивает поперечное сечение потока, что приводит к увеличению скорости газа, когда он проходит через вставное кольцо. Зона низкого давления 16 создается посредством этого увеличения скорости, что приводит к выдавливанию впрыскиваемого по касательной закалочного масла из сопла 12 в зону низкого давления 16, посредством этого смачиваются внутренняя стенка закалочной трубы и поверхность вставного кольца 14с в этом сечении. Закалочное масло из сопла 12 затем перемещается вниз по потоку под действием потока газа из печи и удерживается вблизи стенки закалочной трубы 10 (тем самым смачивая ее). Длина наклона 14а предпочтительно так велика, как это только возможно, чтобы создать минимальную турбулентность, однако ограничения при изготовлении (механической обработке) контролируют физические размеры, которые являются возможными.
Хотя ориентация закалочной трубы 10 показана горизонтальной, до тех пор, пока объединенная кинетическая энергия закалочного масла и потока газа может удерживать смачивание закалочной стенки, ориентация закалочной трубы 10 может быть вертикальной или расположенной под углом к горизонтальному положению, восходящим или нисходящим. Размеры трубопроводов, их ориентация и расходы газа и жидкости должны быть такими, чтобы создавать и поддерживать двухфазный кольцевой поток внутри закалочной трубы 10 ниже по потоку, чем поверхность 14с для того, чтобы смачивать стенку.
Хотя изобретение, описанное здесь, относится к конкретному применению в печах пиролиза, возможны другие применения, такие как:
1. Впрыскивание потока “промывочной воды” в трубу, по которой проходит поток газа, для того, чтобы смочить стенки трубы ниже по потоку для предотвращения или удаления отложений соли в процессах промывки водой (например, процессы промывки водой установки для гидрокрекинга).
2. Впрыскивание воды или замедлителя коррозии на основе углеводорода в трубу, по которой проходит поток газа, для того, чтобы равномерно смочить стенки трубы ниже по потоку для контроля коррозии (например, впрыскивание пленкообразующего амина в верхний трубопровод абсорбционной или ректификационной колонны).
3. Впрыскивание жидкости на основе углеводорода или воды в трубу, по которой проходит поток газа, для того, чтобы предотвратить чрезмерное нагревание стенки трубы ниже по потоку (например, впрыскивание “струи” или закалочной воды в верхние трубопроводы для каталитического крекинга или коксования жидкостей для того, чтобы удерживать температуру трубы ниже, чем пределы работы металла).
4. Конфигурация закалочной трубы со смачиванием стенок по касательной может быть применена в отдельной трубе в теплообменнике соединительной линии (ТСЛ) на выходе из печей пиролиза. ТСЛ являются кожухотрубными теплообменниками, где горячие газообразные продукты пиролиза, выходящие из радиантной трубы, охлаждаются через стенку или закаливаются в трубной зоне, в то же время вырабатывая пар высокого давления в межтрубной зоне. Кокс отлагается в трубной зоне, в связи с этим уменьшается теплообмен, увеличивается перепад давления в ТСЛ и требуется периодическая очистка от кокса, что приводит к простою печи. Путем применения технологии (способа) смачивания закалочных стенок, описанной здесь, для полного смачивания изнутри этих труб ТСЛ, образование кокса может быть предотвращено, таким образом уменьшаются время простоя и потери продукции.
Изобретение далее иллюстрировано следующим примером без ограничения объема изобретения этим конкретным конструктивным исполнением.
ПРИМЕР
Печи в одной из известных установок, в которых используется старая конструкция закалочного сопла, обычно необходимо останавливать каждые пятнадцать дней из-за забивания закалочного сопла в одном или более из десяти закалочных каналов в каждой печи. В опытной установке для подтверждения концепции изобретения, описанного здесь, закалочный канал (с соплом старой конструкции), который в наибольшей степени был подвержен забиванию в наиболее часто забивающейся печи, был выбран для замены. Это сопло было заменено закалочной трубой 10, в которой использовалась труба Schedule 40, имеющая номинальный диаметр 20,3 см, и пересекалось с соплом 12, имеющим внутренний диаметр прохода 4,3 см. Закалочная жидкость впрыскивалась при скорости потока приблизительно 4,0 м/с в поток горячего газа, проходящий при приблизительно 61-76 м/с. Экспериментальная установка с закалочным соплом в канале работала приблизительно один год без простоя или забивания, несмотря на то, что другие сопла (старой конструкции), включая те, которые примыкали к экспериментальному соплу, в той же экспериментальной печи, забивались в связи с образованием кокса, в результате этого требовалось останавливать всю экспериментальную печь. Это показало, что сопло новой конструкции предотвращает забивание в окружающей среде, которая вызывает забивание, как показывают проблемы, связанные с продолжающимся забиванием других сопел “старой конструкции” в той же печи.
Claims (10)
1. Устройство для закалки потока горячего газа, содержащее закалочную трубу для подачи горячего газа от источника выше по потоку в место ниже по потоку, средство для ограничения потока, расположенное внутри закалочной трубы для создания зоны низкого давления в потоке горячего газа непосредственно ниже по потоку средства для ограничения потока, сопло, расположенное ниже по потоку после средства для ограничения потока, отличающееся тем, что сопло пересекает закалочную трубу по касательной и под углом к ней, причем сопло приспособлено для того, чтобы впрыскивать закалочную жидкость по касательной в поток горячего газа под давлением, достаточным для того, чтобы привести закалочную жидкость в движение по периферии вокруг внутренней поверхности закалочной трубы, заполнить зону низкого давления потока горячего газа и контактировать с поверхностью вниз по потоку средства для ограничения потока, и границу раздела на поверхности вниз по потоку средства для ограничения потока для создания четкой границы раздела между потоком горячего газа и закалочной жидкостью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сопло пересекает закалочную трубу по касательной и перпендикулярно к ней.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство для ограничения потока представляет собой вставное кольцо, выполненное с возможностью размещения его в закалочной трубе на ее диаметре.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что закалочная труба выполнена цилиндрической и вставное кольцо расположено по периферии на ее внутреннем диаметре и имеет наклон, высота которого увеличивается в направлении потока газа, причем наклонный участок заканчивается плоской частью, которая заканчивается четкой границей раздела со стороны вниз по потоку средства для ограничения потока.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что наклон имеет выпуклую или вогнутую кривизну.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что средство для ограничения потока образовано двумя или более концентричными трубопроводами.
7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что расстояние между наружной поверхностью сопла и поверхностью вниз по потоку средства для ограничения потока составляет 20-100% от внутреннего диаметра сопла.
8. Способ охлаждения потока горячего газа из печи пиролиза, в котором обеспечивают зону закалки, связанную с потоком горячего газа из печи пиролиза, причем эта зона закалки содержит закалочную трубу, через которую подают горячий газ и впрыскивают закалочное масло для охлаждения этого горячего газа, и по меньшей мере одно сопло, через которое вводят закалочное масло в закалочную трубу, отличающийся тем, что в закалочной трубе размещают вставное кольцо, расположенное по периферии на внутреннем диаметре закалочной трубы, причем вставное кольцо имеет наклон, высота которого увеличивается в направлении потока газа, при этом наклон заканчивается плоской частью, а плоская часть заканчивается четкой границей раздела, а сопло располагают ниже по потоку после четкой границы раздела, причем сопло располагают под углом к закалочной трубе и по касательной к ней для ввода закалочного масла в закалочную трубу.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что сопло располагают перпендикулярно и по касательной к закалочной трубе.
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что расстояние между наружной поверхностью сопла и четкой границей раздела составляет 20-100% от внутреннего диаметра сопла.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US27584699A | 1999-03-24 | 1999-03-24 | |
| US09/275,846 | 1999-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001128669A RU2001128669A (ru) | 2003-07-27 |
| RU2232788C2 true RU2232788C2 (ru) | 2004-07-20 |
Family
ID=23054060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001128669/15A RU2232788C2 (ru) | 1999-03-24 | 2000-03-23 | Устройство для закалки потока горячего газа |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6626424B2 (ru) |
| EP (1) | EP1173528B1 (ru) |
| JP (1) | JP2002539928A (ru) |
| KR (1) | KR100715057B1 (ru) |
| CN (1) | CN1183224C (ru) |
| AT (1) | ATE348867T1 (ru) |
| AU (1) | AU762565B2 (ru) |
| BR (1) | BR0009216B1 (ru) |
| DE (1) | DE60032472T2 (ru) |
| ES (1) | ES2276679T3 (ru) |
| PL (1) | PL191081B1 (ru) |
| RU (1) | RU2232788C2 (ru) |
| TR (1) | TR200102702T2 (ru) |
| WO (1) | WO2000056841A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453358C1 (ru) * | 2011-01-27 | 2012-06-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство для закалки потока горячего газа |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7473405B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-01-06 | Chevron U.S.A. Inc. | Fluid distribution apparatus for downflow multibed poly-phase catalytic reactor |
| JP2006137997A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Toyota Motor Corp | 中空部材の焼き入れ装置及び焼き入れ方法 |
| US7465388B2 (en) | 2005-07-08 | 2008-12-16 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US7674366B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-03-09 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US8524070B2 (en) | 2005-07-08 | 2013-09-03 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US7763162B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-07-27 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US7780843B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-08-24 | ExxonMobil Chemical Company Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US7749372B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-07-06 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US7718049B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-05-18 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| DE102006000696B4 (de) * | 2006-01-02 | 2007-12-13 | Outotec Oyj | Quenchturm für metallurgische Gase |
| EP1999234B1 (en) * | 2006-03-29 | 2018-05-30 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Improved process for producing lower olefins from heavy hydrocarbon feedstock utilizing two vapor/liquid separators |
| EP1999235B1 (en) * | 2006-03-29 | 2018-09-05 | Shell International Research Maatschappij B.V. | Process for producing lower olefins |
| EP3467077A1 (en) * | 2006-10-03 | 2019-04-10 | Univation Technologies, LLC | System for olefin polymerization |
| EP2091638B1 (en) | 2006-12-11 | 2017-03-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for superheated vapor contacting and vaporization of feedstocks containing high boiling point and unvaporizable foulants in an olefins furnace |
| US8118996B2 (en) | 2007-03-09 | 2012-02-21 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Apparatus and process for cracking hydrocarbonaceous feed utilizing a pre-quenching oil containing crackable components |
| US8158840B2 (en) * | 2007-06-26 | 2012-04-17 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and apparatus for cooling liquid bottoms from vapor/liquid separator during steam cracking of hydrocarbon feedstocks |
| US8074973B2 (en) * | 2007-10-02 | 2011-12-13 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method and apparatus for cooling pyrolysis effluent |
| US20090301935A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-10 | Spicer David B | Process and Apparatus for Cooling Liquid Bottoms from Vapor-Liquid Separator by Heat Exchange with Feedstock During Steam Cracking of Hydrocarbon Feedstocks |
| US8921627B2 (en) * | 2008-12-12 | 2014-12-30 | Uop Llc | Production of diesel fuel from biorenewable feedstocks using non-flashing quench liquid |
| CN102725381B (zh) * | 2010-01-26 | 2016-01-20 | 国际壳牌研究有限公司 | 热气态流的骤冷方法和设备 |
| SG186168A1 (en) | 2010-07-30 | 2013-01-30 | Exxonmobil Chem Patents Inc | Method for processing hydrocarbon pyrolysis effluent |
| US20120156015A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Ravindra Gopaldas Devi | Supersonic compressor and method of assembling same |
| US8900443B2 (en) | 2011-04-07 | 2014-12-02 | Uop Llc | Method for multi-staged hydroprocessing using quench liquid |
| CN102911708B (zh) * | 2012-11-01 | 2014-12-24 | 华东理工大学 | 一种乙烯裂解炉旋流进料装置 |
| EP3186338B1 (en) | 2014-08-28 | 2018-09-26 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | Process for decoking a hydrocarbon steam cracking furnace |
| US9828554B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-11-28 | Exxonmobil Chemical Patent Inc. | Process and apparatus for decoking a hydocarbon steam cracking furnace |
| US10160919B2 (en) | 2015-09-21 | 2018-12-25 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Process and apparatus for reducing thermal shock in a hydrocarbon steam cracking furnace |
| US12098337B2 (en) | 2021-09-30 | 2024-09-24 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Conduits for cooling a hydrocarbon gas-containing stream and processes for using same |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2754340A (en) * | 1953-12-11 | 1956-07-10 | Exxon Research Engineering Co | Aromatics and resins production |
| US2775629A (en) * | 1953-12-11 | 1956-12-25 | Exxon Research Engineering Co | Production of aromatics and dehydrogenated hydrocarbons |
| US2901418A (en) * | 1956-12-03 | 1959-08-25 | Exxon Research Engineering Co | Improved quench oil for high temperature coking of residua |
| DE1468159A1 (de) * | 1964-08-05 | 1969-05-08 | Knapsack Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe des elektrischen Lichtbogens |
| US3498906A (en) * | 1967-09-29 | 1970-03-03 | Lummus Co | Quench oil recovery system |
| US3544086A (en) * | 1968-08-19 | 1970-12-01 | Chemical Construction Corp | Adjustable annular venturi scrubber |
| US3593968A (en) * | 1968-09-26 | 1971-07-20 | Stone & Webster Eng Corp | Rapid cooling for high-temperature gas streams |
| US3690839A (en) * | 1970-10-26 | 1972-09-12 | Universal Oil Prod Co | Heat exchange apparatus |
| US3959420A (en) * | 1972-05-23 | 1976-05-25 | Stone & Webster Engineering Corporation | Direct quench apparatus |
| US3907661A (en) * | 1973-01-29 | 1975-09-23 | Shell Oil Co | Process and apparatus for quenching unstable gas |
| US3878088A (en) * | 1974-03-04 | 1975-04-15 | Robert S Nahas | Integrated production of olefins and coke |
| US4150716A (en) * | 1975-02-07 | 1979-04-24 | Chiyoda Chemical Eng. & Constr. Co. Ltd. | Method of heat recovery from thermally decomposed high temperature hydrocarbon gas |
| US4107226A (en) * | 1977-10-19 | 1978-08-15 | Pullman Incorporated | Method for quenching cracked gases |
| US4279733A (en) | 1979-12-21 | 1981-07-21 | Shell Oil Company | Coking prevention |
| US4279734A (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-21 | Shell Oil Company | Quench Process |
| US4444697A (en) * | 1981-05-18 | 1984-04-24 | Exxon Research & Engineering Co. | Method and apparatus for cooling a cracked gas stream |
| DE3939057A1 (de) * | 1989-11-25 | 1991-05-29 | Bayer Ag | Vorrichtung fuer den stoffaustausch zwischen einem heissen gasstrom und einer fluessigkeit |
| US5874134A (en) * | 1996-01-29 | 1999-02-23 | Regents Of The University Of Minnesota | Production of nanostructured materials by hypersonic plasma particle deposition |
| US6019818A (en) * | 1996-09-27 | 2000-02-01 | G.F.K. Consulting, Ltd. | Combination quenching and scrubbing process and apparatus therefor |
-
2000
- 2000-03-23 TR TR2001/02702T patent/TR200102702T2/xx unknown
- 2000-03-23 PL PL351257A patent/PL191081B1/pl unknown
- 2000-03-23 JP JP2000606700A patent/JP2002539928A/ja active Pending
- 2000-03-23 ES ES00920585T patent/ES2276679T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-23 BR BRPI0009216-9A patent/BR0009216B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-03-23 WO PCT/EP2000/002667 patent/WO2000056841A1/en active IP Right Grant
- 2000-03-23 AU AU41108/00A patent/AU762565B2/en not_active Ceased
- 2000-03-23 RU RU2001128669/15A patent/RU2232788C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2000-03-23 CN CNB00805357XA patent/CN1183224C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-23 EP EP00920585A patent/EP1173528B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-23 DE DE60032472T patent/DE60032472T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-23 KR KR1020017012050A patent/KR100715057B1/ko active IP Right Grant
- 2000-03-23 AT AT00920585T patent/ATE348867T1/de not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-04-16 US US10/123,716 patent/US6626424B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453358C1 (ru) * | 2011-01-27 | 2012-06-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Устройство для закалки потока горячего газа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6626424B2 (en) | 2003-09-30 |
| CN1183224C (zh) | 2005-01-05 |
| EP1173528A1 (en) | 2002-01-23 |
| EP1173528B1 (en) | 2006-12-20 |
| DE60032472D1 (de) | 2007-02-01 |
| TR200102702T2 (tr) | 2002-03-21 |
| WO2000056841A1 (en) | 2000-09-28 |
| BR0009216B1 (pt) | 2011-06-14 |
| BR0009216A (pt) | 2002-01-08 |
| PL191081B1 (pl) | 2006-03-31 |
| DE60032472T2 (de) | 2007-10-11 |
| KR100715057B1 (ko) | 2007-05-07 |
| ATE348867T1 (de) | 2007-01-15 |
| JP2002539928A (ja) | 2002-11-26 |
| KR20020010588A (ko) | 2002-02-04 |
| US20020109246A1 (en) | 2002-08-15 |
| ES2276679T3 (es) | 2007-07-01 |
| AU4110800A (en) | 2000-10-09 |
| CN1344307A (zh) | 2002-04-10 |
| PL351257A1 (en) | 2003-04-07 |
| AU762565B2 (en) | 2003-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2232788C2 (ru) | Устройство для закалки потока горячего газа | |
| RU2674424C1 (ru) | Газораспределитель для теплообменной и/или массообменной колонны | |
| KR100367149B1 (ko) | 1종이상의보조가스를사용한액체,특히고점도액체를분무하는방법및장치 | |
| US20050262850A1 (en) | Intra-body flow distributor for heat exchanger | |
| KR101148333B1 (ko) | 냉각 도관내의 습식-벽 형성 방법 및 이러한 방법을 실행하는 냉각 도관 장치 | |
| US7115190B2 (en) | Tangential dispenser and system for use within a delayed coking system | |
| EP3171110B1 (en) | Atmospheric distillation column overhead oil-gas heat exchange apparatus and heat exchange method | |
| RU2001128669A (ru) | Устройство для закалки потока горячего газа | |
| WO2017111636A1 (en) | Fired heat exchanger | |
| KR101672295B1 (ko) | 기-액 혼합 분배 장치, 다관형 열교환기 | |
| JPS6325497A (ja) | ガス流体用熱交換器の自動清浄方法およびその自動清浄装置 | |
| HU202573B (en) | Apparatus for craccing hydrocarbon oils | |
| BR112013001340A2 (pt) | dessuperaquecedores tendo pressão de vórtice | |
| US20090214394A1 (en) | Center feed system | |
| MX2012014033A (es) | Un aparato de anillo de asiento de atemperador. | |
| RU2411061C1 (ru) | Форсуночный скруббер | |
| US12083449B2 (en) | Steam co-injection for the reduction of heat exchange and furnace fouling | |
| US20150323222A1 (en) | Heat Exchanger Device and System Technologies | |
| US10589246B2 (en) | High temperature inlet distributor | |
| RU201973U1 (ru) | Устройство для приготовления водо-мазутного топлива | |
| RU2345122C1 (ru) | Печь пиролиза для производства непредельных углеводородов | |
| HU199707B (en) | Apparatus for thermal cracking hydrocarbon oils | |
| RU2263534C1 (ru) | Устройство для проведения тепломассообменных процессов | |
| JPH04108501A (ja) | 蒸留塔等へのガス供給方法とその装置 | |
| TH17468A (th) | ท่อแลกเปลี่ยนความร้อน |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20081209 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090324 |