RU2293105C1 - Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method - Google Patents
Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293105C1 RU2293105C1 RU2005137915/04A RU2005137915A RU2293105C1 RU 2293105 C1 RU2293105 C1 RU 2293105C1 RU 2005137915/04 A RU2005137915/04 A RU 2005137915/04A RU 2005137915 A RU2005137915 A RU 2005137915A RU 2293105 C1 RU2293105 C1 RU 2293105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- burners
- fuel
- coil
- heavy oil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к нефтеперерабатывающей промышленности и могут быть использованы при нагреве нефтяного сырья в трубчатой печи.The invention relates to the refining industry and can be used for heating oil in a tubular furnace.
Известен способ нагрева нефтяного сырья в трубчатых печах с использованием в качестве топлива для горения газообразного топлива. (Н.Р.Ентус. Трубчатые печи. Изд. «Химия», 1977 г., с.78).A known method of heating oil in tubular furnaces using gaseous fuels as fuel for combustion. (NR Entus. Tube furnaces. Publishing house "Chemistry", 1977, p. 78).
Известны печи для реализации этого способа, включающие корпус, змеевик, размещенный в камере сгорания, и горелки, которые могут быть расположены как в поду, так и на фронтальных стенах (Справочник нефтепереработчика под ред. Г.А.Ластовкина. Ленинград: Химия, 1986 г., с.304-305).Known furnaces for implementing this method, including a housing, a coil placed in the combustion chamber, and burners that can be located both in the hearth and on the front walls (Refinery Handbook edited by G.A. Lastovkin. Leningrad: Chemistry, 1986 g., pp. 304-305).
Известные способ и устройство вполне удовлетворительно работают при наличии газообразного топлива.The known method and device work quite satisfactorily in the presence of gaseous fuel.
Известен способ нагрева тяжелого нефтяного сырья в трубчатых печах с использованием в качестве топлива для горелок жидкого топлива - мазута (товарного котельного топлива), получаемого в процессе переработки нефти (Н.Р.Ентус. Трубчатые печи. Изд. «Химия», 1977 г., с.78-80).A known method of heating heavy petroleum feedstocks in tube furnaces using liquid fuel as fuel for burners - fuel oil (commercial boiler fuel) obtained during oil refining (N.R. Entus. Tube furnaces. Publishing house "Chemistry", 1977 , p. 78-80).
Недостатком известного способа является необходимость подготовки топлива к сжиганию, которая заключается в предварительном его подогреве для достижения хорошей текучести и хорошего распыления в горелках печи. При этом должна соблюдаться необходимая температура подогрева, так как при недогреве жидкого топлива ухудшаются условия его транспортировки и сжигания, а перегрев может вызвать интенсивное парообразование и вспенивание, что приводит к пульсации факела и может быть причиной пожара.The disadvantage of this method is the need to prepare fuel for combustion, which consists in preheating it to achieve good fluidity and good atomization in the burners of the furnace. At the same time, the required heating temperature must be observed, since when the liquid fuel is underheated, the conditions for its transportation and combustion deteriorate, and overheating can cause intense vaporization and foaming, which leads to pulsation of the torch and can cause a fire.
Наиболее близкой к предлагаемой печи по существенным признакам является трубчатая печь, включающая коробчатый корпус со змеевиком, размещенным в камере сгорания и горелками, расположенными на фронтальных стенах под углом 45°. По оси печи размещена настильная стена, на которую и направлены горящие факелы. Горелки установлены с возможностью подвода к ним как жидкого, так и газообразного топлива (Каталог. Трубчатые печи. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1998 г., с.11). При этом при подаче плохо подготовленного жидкого топлива горелки работают неудовлетворительно и могут возникнуть аварийные ситуации.The closest to the proposed furnace for essential features is a tubular furnace, including a box-shaped body with a coil placed in the combustion chamber and burners located on the front walls at an angle of 45 °. A kiln wall is placed along the axis of the furnace, on which burning torches are directed. The burners are installed with the possibility of supplying them both liquid and gaseous fuels (Catalog. Tube furnaces. - M .: TSINTIHIMNEFTEMASH, 1998, p.11). In this case, when poorly prepared liquid fuel is supplied, the burners do not work well and emergency situations can occur.
Таким образом, описанные способ нагрева тяжелого нефтяного сырья и трубчатая печь для осуществления этого способа требуют достаточно сложной подготовки топлива к сжиганию и значительных затрат времени и энергии для этой подготовки.Thus, the described method for heating heavy oil feedstocks and a tube furnace for implementing this method require rather complicated preparation of fuel for burning and considerable time and energy for this preparation.
При создании изобретений ставилась задача упрощения подготовки топлива к сжиганию и сокращение времени подготовки.When creating inventions, the task was to simplify the preparation of fuel for burning and reduce the preparation time.
Задача решается предлагаемым способом нагрева тяжелого нефтяного остатка в трубчатой печи, включающим подачу в горелки печи предварительно подготовленного топлива с последующим его распылением и сжиганием, в котором согласно изобретению в качестве жидкого топлива подают исходное сырье - тяжелый нефтяной остаток, который нагревают в змеевике печи до температуры крекирования, а затем подают в горелку со скоростью не менее 40 м/с.The problem is solved by the proposed method of heating a heavy oil residue in a tubular furnace, comprising supplying pre-prepared fuel to the furnace burners with its subsequent spraying and burning, in which according to the invention, the feedstock is used as a liquid fuel - a heavy oil residue that is heated in a furnace coil to a temperature cracking, and then fed into the burner at a speed of at least 40 m / s.
Целесообразно жидкое топливо подавать в горелку в количестве 1-4 мас.% на исходное сырье.It is advisable to supply liquid fuel to the burner in an amount of 1-4 wt.% On the feedstock.
На входе в печь в тяжелый нефтяной остаток целесообразно добавить водный конденсат - турбулизатор - в количестве 0,5-2,5 мас.% на исходное сырье.At the entrance to the furnace, it is advisable to add water condensate — turbulizer — in the amount of 0.5-2.5 wt.% To the feedstock in heavy oil residue.
Использование в качестве жидкого топлива для печи исходного сырья - тяжелого нефтяного остатка, нагретого до температуры крекирования и подаваемого в горелки со скоростью не менее 40 м/с, позволяет отказаться от сложной и длительной подготовки жидкого топлива к сжиганию, повысить надежность, упростить процесс нагрева сырья в печи.The use of feedstock as a liquid fuel for the furnace — a heavy oil residue heated to a cracking temperature and fed to the burners at a speed of at least 40 m / s, eliminates complex and lengthy preparation of liquid fuel for burning, improves reliability, and simplifies the heating of raw materials in the oven.
Указанная задача решается также предлагаемой трубчатой печью, включающей коробчатый корпус, внутри которого вдоль фронтальных стен установлены трубы змеевика, настильную стену, размещенную по оси печи, и горелки, установленные на фронтальных стенах, в которой согласно изобретению концевая труба змеевика размещена под подом печи и снабжена выводными патрубками, связанными с горелками печи.This problem is also solved by the proposed tubular furnace, including a box-shaped body, inside of which coil pipes are installed along the front walls, a laying wall placed along the axis of the furnace, and burners installed on the front walls, in which according to the invention the end pipe of the coil is located under the hearth of the furnace and is equipped with outlet pipes associated with the burners of the furnace.
Целесообразно выводные патрубки сообщить с трубками для подачи воздуха, газообразного топлива и водяного пара, оснащенными клапанами расхода и задвижками.It is advisable to inform the outlet pipes with tubes for supplying air, gaseous fuel and water vapor, equipped with flow valves and valves.
Горелки могут быть установлены на фронтальных стенах под углом 45°.Burners can be mounted on front walls at an angle of 45 °.
Концевая труба змеевика, снабженная выводными патрубками, связанными с горелками печи, позволяет направить часть нагреваемого исходного сырья - тяжелого нефтяного остатка - к горелкам в качестве жидкого топлива со скоростью, необходимой для удовлетворительного распыливания топлива и его сжигания, т.е. фактически подготовка жидкого топлива к сжиганию происходит непосредственно в печи.The end pipe of the coil, equipped with outlet pipes associated with the burners of the furnace, allows you to send part of the heated feedstock - heavy oil residue - to the burners as liquid fuel at a speed necessary for satisfactory atomization of the fuel and its combustion, i.e. in fact, the preparation of liquid fuel for burning takes place directly in the furnace.
Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображеныThe invention is illustrated by drawings, which depict
на фиг.1 - трубчатая печь в разрезе, вид спереди;figure 1 is a tubular furnace in section, a front view;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, где узел «Б» показан схематично.figure 2 is a section aa in figure 1, where the node "B" is shown schematically.
Способ осуществляют следующим образом. В начале работы пуск и разогрев печи до заданных параметров осуществляют с использованием газообразного топлива с постепенной заменой пускового продукта - газойля - на тяжелый нефтяной остаток с добавкой (0,5-2,5 мас.%) водного конденсата - турбулизатора. Исходный нефтяной остаток с показателями качества, приведенными в таблице 1, подают в трубы печи, где поток нагревают до 460-500°С, в результате исходное сырье испаряется, разлагается (крекируется), приобретая новые значения показателей качества (табл.1, столб.5, 6), характерные для товарного котельного топлива (табл.1, столб.3), используемого в горелках промышленных печей. Затем подготовленный нефтяной остаток уже в виде топлива в количестве 2% на исходное сырье подают в горелки печи.The method is as follows. At the beginning of the operation, the furnace is started up and heated to the specified parameters using gaseous fuel with a gradual replacement of the starting product, gas oil, with a heavy oil residue with the addition of (0.5-2.5 wt.%) Water condensate - turbulator. The initial oil residue with the quality indicators listed in Table 1 is fed into the furnace tubes, where the stream is heated to 460-500 ° С, as a result, the feedstock evaporates, decomposes (crackes), acquiring new values of the quality indicators (Table 1, column. 5, 6), typical for commercial boiler fuel (Table 1, column 3) used in burners of industrial furnaces. Then the prepared oil residue is already in the form of fuel in the amount of 2% of the feedstock fed to the burner of the furnace.
Показатели качества нефтепродуктовTable 1
Oil product quality indicators
Из таблицы видно, что вязкость подготовленного топлива на входе в горелку соответствует вязкости котельного топлива.The table shows that the viscosity of the prepared fuel at the inlet to the burner corresponds to the viscosity of the boiler fuel.
Трубчатая печь для осуществления предлагаемого способа содержит коробчатый корпус 1, в котором размещены горизонтальные трубы змеевика 2. По оси печи расположена настильная стена 3. Змеевик 2 сообщен с концевой трубой 4, расположенной под подом печи. Концевая труба 4 имеет выводные патрубки 5, связанные с горелками 6, размещенными по углом 45° на фронтальных стенах. К каждой горелке 6 подведены трубки 7 для подачи воздуха с клапаном 8 расхода воздуха, трубки 9 для подачи газообразного топлива с клапаном 10 расхода топлива, трубки 11 подачи водяного пара с запорно-регулирующими задвижками 12, отсечной клапан 13, клапан расхода топлива 14.The tube furnace for implementing the proposed method comprises a box-shaped housing 1, in which horizontal pipes of the
Печь работает следующим образом. Исходное сырье - тяжелый нефтяной остаток - подают в трубы змеевика 2. По мере движения потока внутри змеевика 2 вследствие повышения его температуры, крекинга и испарения, сопровождаемых экспоненциальным увеличением объема, скорость потока увеличивается по аналогичной зависимости и достигает значительной величины (40 м/с.) Структура потока внутри трубы также изменяется и переходит от однородной жидкой среды (нефтяной остаток, водный конденсат - турбулизатор) к двухфазной (газопаровой - жидкой) и далее - опять к однофазной - газопаровой (содержание паровой фазы 98-99 об.%),что дает возможность автоматически регулировать поступление жидкого топлива с помощью клапана 14. В таблице 2 приведены технологические показатели потока, свидетельствующие о степени подготовки топлива к распылению и сжиганию.The furnace operates as follows. The feedstock, a heavy oil residue, is fed into the pipes of the
Технологические и гидродинамические показатели потока жидкого топлива внутри трубыtable 2
Technological and hydrodynamic indicators of the flow of liquid fuel inside the pipe
В процессе крекинга высоковязкое исходное тяжелое сырье разлагается с образованием низкомолекулярных маловязких компонентов (газ, бензин, легкий и тяжелый газойли), которые являются основными углеводородными компонентами подготовленного топлива. Подготовленное топливо отбирается из концевой трубы 4 по выводному патрубку 5 и подводится к горелке 6 через отсечной клапан 13 и клапан расхода топлива 14. К горелке 6 также подается воздух по трубке 7 через клапан 8. Для пароблокировки и защиты выводных патрубков 5 и клапанов 13 и 14 от закоксовывания в них через запорно-регулирующие задвижки 12 подают водяной пар по трубке 11.During the cracking process, the high-viscosity heavy raw material is decomposed to form low molecular weight, low-viscosity components (gas, gasoline, light and heavy gas oils), which are the main hydrocarbon components of the prepared fuel. The prepared fuel is taken from the
Пониженная вязкость, высокая температура (выше температуры самовоспламенения) и скорость потока поступающего к горелке топлива обуславливают хорошее смешение топлива с воздухом, короткое время воспламенения и полное сгорание высокодисперсных частиц топлива в объеме топки печи без образования дыма и нагара и, следовательно, высокий КПД использования подготовленного топлива.The low viscosity, high temperature (higher than the auto-ignition temperature) and the flow rate of the fuel entering the burner cause good mixing of the fuel with air, a short ignition time and complete combustion of highly dispersed fuel particles in the furnace chamber without the formation of smoke and soot and, therefore, high efficiency of using the prepared fuel.
Таким образом, подготовка топлива к сжиганию происходит непосредственно в трубчатой печи, что сокращает время подготовки и значительно упрощает процесс нагрева исходного сырья.Thus, the preparation of fuel for combustion takes place directly in the tube furnace, which reduces the preparation time and greatly simplifies the process of heating the feedstock.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137915/04A RU2293105C1 (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137915/04A RU2293105C1 (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2293105C1 true RU2293105C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005137915/04A RU2293105C1 (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293105C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584398C2 (en) * | 2013-03-18 | 2016-05-20 | Сергей Николаевич Шафранов | Device for environmentally safe recycling of liquid combustible wastes |
RU204866U1 (en) * | 2021-01-15 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Алитер-Акси" (ООО "Алитер-Акси") | SLOW COOKING OVEN |
-
2005
- 2005-12-05 RU RU2005137915/04A patent/RU2293105C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Н.Р.Ентус «Трубчатые печи», М, «Химия», 1977, с.78-80. Каталог. «Трубчатые печи», Изд. «ЦИНТИХИНЕФТЕМАШ», М., 1998, С.11. Варфоломеев Д.Ф. и др. «Висбрекинг нефтяных остатков», Экспресс-информация. Тематический обзор. М., «ЦНИИТЭнефтехим», 1982, с.9-11. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2584398C2 (en) * | 2013-03-18 | 2016-05-20 | Сергей Николаевич Шафранов | Device for environmentally safe recycling of liquid combustible wastes |
RU204866U1 (en) * | 2021-01-15 | 2021-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Алитер-Акси" (ООО "Алитер-Акси") | SLOW COOKING OVEN |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2781756A (en) | Apparatus for submerged combustion of liquid fuels | |
US3376098A (en) | Two-chamber burner and process | |
US6350116B1 (en) | Pre-vaporizing and pre-mixing burner for liquid fuels | |
US3533717A (en) | Emulsifier burner for hydrocarbons and water with mechanical spraying a controlled flame and having an anti-atmospheric pollution effect | |
RU2293105C1 (en) | Method of heating heavy oil residue in tubular furnace and tubular furnace for realization of this method | |
RU2523591C1 (en) | Burner | |
US2219917A (en) | Oil burner | |
US3236280A (en) | Method and apparatus for burning two incompatible liquid hydrocarbon fuels | |
JPH1172231A (en) | Method and device for operating combustion chamber of gasturbine equipment with liquid fuel | |
US1561848A (en) | Gas burner | |
US1520624A (en) | Process of burning liquid fuels | |
US1987400A (en) | Method of burning oil as city gas | |
US977208A (en) | Method of combustion of oil and gas mixtures. | |
US2403446A (en) | Heat generating apparatus and process | |
US1832280A (en) | Process for burning oil | |
US832461A (en) | Oil-burner. | |
US2122684A (en) | Vaporizing relatively heavy oils | |
US1633175A (en) | Hydrocarbon burner | |
US325376A (en) | Elbeidge baker | |
RU2343180C2 (en) | Method and device for heating of oil products | |
US548305A (en) | elkins | |
US2085510A (en) | Apparatus for generating fuel gas | |
US197604A (en) | Improvement in hydrocarbon-burners | |
US791613A (en) | Process of preparing oil for combustion. | |
US1512206A (en) | Liquid-fuel burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171206 |