RU2410410C1 - Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions) - Google Patents

Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2410410C1
RU2410410C1 RU2009123966/04A RU2009123966A RU2410410C1 RU 2410410 C1 RU2410410 C1 RU 2410410C1 RU 2009123966/04 A RU2009123966/04 A RU 2009123966/04A RU 2009123966 A RU2009123966 A RU 2009123966A RU 2410410 C1 RU2410410 C1 RU 2410410C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
pipe
traps
radiant
solids
Prior art date
Application number
RU2009123966/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Викторовна Таушева (RU)
Елена Викторовна Таушева
Эльшад Гумерович Теляшев (RU)
Эльшад Гумерович Теляшев
Виктор Васильевич Таушев (RU)
Виктор Васильевич Таушев
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") filed Critical Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ")
Priority to RU2009123966/04A priority Critical patent/RU2410410C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2410410C1 publication Critical patent/RU2410410C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: group of inventions refers to oil refining and can be used for heating of oil raw material with increased content of solids. As per the first version, invention includes box housing with chambers in which there arranged is convection and radiant coils and burners at the furnace bottom. Radiant coil is made of vertical tubes and equipped with traps for solids in the form of channel-shaped elements which are installed on lower reducers between risers and downcomers of the coil, interconnected with reducers through holes and connected to steam supply lines and solids outlet lines from trap. Traps are installed at the distance of not less than 30% from the inlet of raw material to radiant coil. As per the second version, tube furnace has radiant coil made of horizontal tubes on the ends of which there installed are traps for solids in the form of closed tubular elements interconnected with ends of horizontal tubes through holes and connected to steam supply lines and solids outlet lines. Traps are also installed at the distance of not less than 30% from the inlet of raw material to radiant coil. The zones in which traps are arranged both as per the first version and as per the second version are separated from radiation chamber with partitions.
EFFECT: preventing coke deposits on inner tube surface of radiant coil by means of discrete removal of solids.
9 cl, 11 dwg

Description

Изобретения относятся к нефтепереработке, в частности к трубчатым печам для нагрева нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей.The invention relates to oil refining, in particular to tubular furnaces for heating oil raw materials with a high content of solids.

Известна трубчатая печь для нагрева нефтяных остатков коробчатой формы, внутри которой размещены горизонтальные трубы змеевика и горелки, обогревающие трубы змеевика факелом горящего топлива или посредством раскаленной фронтальной стенки (каталог «Трубчатые печи», изд. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1998, с.8).A tubular furnace is known for heating box-shaped oil residues, inside of which horizontal coil pipes and burners are placed that heat the coil pipes with a torch of burning fuel or by means of a heated front wall (Tubular Furnaces catalog, published by TsINTIHIMNEFTEMASH, Moscow, 1998, p.8).

Недостатком известной печи является то, что при нагреве остатков с повышенным содержанием мехпримесей, например нефтешламов, с образованием в змеевике паровой фазы поток расслаивается и по мере прохождения змеевика объем жидкой фазы уменьшается, концентрация мехпримесей в ней повышается и в некоторый момент мехпримеси осаждаются на теплопередающую поверхность, полностью прерывая процесс нагрева сырья, и печь останавливают на ремонт.A disadvantage of the known furnace is that upon heating residues with a high content of solids, for example oil sludge, with the formation of a vapor phase in the coil, the flow delaminates and as the coil passes through, the volume of the liquid phase decreases, the concentration of solids in it increases and at some point the solids are deposited on the heat transfer surface completely interrupting the process of heating the raw materials, and the furnace is stopped for repairs.

Известна трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поду печи, причем радиантный змеевик выполнен из вертикальных труб при этом концевой участок восходящей трубы радиантного змеевика выполнен винтообразным (Пат. РФ №2318861, БИ №7, 10.03.2008).A tube furnace is known, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils and burners are installed in the furnace bottom, and the radiant coil is made of vertical pipes, while the end section of the ascending pipe of the radiant coil is made helical (Pat. RF № 2318861, BI No. 7, 03/10/2008).

Известная печь позволяет нагревать тяжелые нефтяные остатки повышенной вязкости, например гудроны в оптимальном режиме, благодаря особенности конструкции печи - выполнению концевого участка восходящей трубы радиантного змеевика винтообразным. Однако при переработке нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей (до 10%) в процессе нагрева вязкость жидкой фазы снижается, при этом удерживающая способность ее по мехпримесям уменьшается и возрастает опасность их выделения из объема жидкой фазы и отложения на внутренней поверхности труб, зависание на восходящих трубах радиантного змеевика и в конечном результате закоксовывание теплопередающей поверхности.The known furnace allows you to heat heavy oil residues of high viscosity, such as tars in the optimal mode, due to the design of the furnace - making the end section of the ascending pipe of the radiant coil helical. However, during the processing of petroleum feedstock with a high content of solids (up to 10%) during heating, the viscosity of the liquid phase decreases, while its retention capacity for solids is reduced and the risk of their separation from the volume of the liquid phase and deposits on the inner surface of the pipes, hanging on ascending pipes radiant coil and the final result is coking of the heat transfer surface.

Задачей настоящего изобретения является предотвращение отложений мехпримесей на внутренней поверхности труб змеевика трубчатой печи при нагреве нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей.The objective of the present invention is to prevent deposits of mechanical impurities on the inner surface of the pipes of the coil of a tubular furnace when heating oil raw materials with a high content of mechanical impurities.

Для решения указанной задачи в трубчатой печи для нагрева нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей, включающей коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поду печи, согласно изобретению радиантный змеевик, выполненный из вертикальных труб, снабжен ловушками для мехпримесей, которые установлены на нижних переходниках между восходящими и нисходящими трубами змеевика, причем в камере радиации размещена вертикальная перегородка, разделяющая камеру радиации и вышеупомянутые трубы, а ловушки установлены на расстоянии не менее 30% от входа сырья в радиантный змеевик, при этом зона, в которой размещены ловушки, отделена от камеры радиации подом печи.To solve this problem in a tubular furnace for heating oil raw materials with a high content of mechanical impurities, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, which contain convective and radiant coils and burners installed in the hearth of the furnace, according to the invention, a radiant coil made of vertical pipes, equipped with traps for mechanical impurities that are installed on the lower adapters between the ascending and descending pipes of the coil, and in the radiation chamber there is a vertical partition, section yuschaya radiation chamber and the aforementioned pipe, and the trap mounted on a distance of not less than 30% of input raw material in radiant coil, the area in which traps are arranged, separated from the radiation chamber of the furnace hearth.

Ловушка для мехпримесей может быть выполнена в виде желобчатого элемента, прикрепленного к нижней части переходника и сообщенного с ним посредством отверстий, причем полость вышеупомянутого элемента связана с линией подачи пара и линией вывода мехпримесей.The trap for solids can be made in the form of a grooved element attached to the bottom of the adapter and communicated with it through holes, the cavity of the aforementioned element being connected to the steam supply line and the output line of the solids.

Диаметр вышеуказанных отверстий может составить 6-8 мм, а суммарная площадь - 8-10% площади поперечного сечения трубы змеевика, при этом отверстие выполнено с фаской с внутренней стороны трубы, причем высота фаски составляет 70-80% от толщины трубы. Концевой участок восходящей трубы радиантного змеевика целесообразно выполнить винтообразным с диаметром не более двух диаметров трубы и длиной не менее одного шага винта (по пат. РФ №2318861).The diameter of the above holes can be 6-8 mm, and the total area is 8-10% of the cross-sectional area of the coil pipe, while the hole is chamfered from the inside of the pipe, and the height of the chamfer is 70-80% of the thickness of the pipe. The end section of the ascending pipe of the radiant coil is expedient to be helical with a diameter of not more than two pipe diameters and a length of at least one screw pitch (Pat. RF No. 2318861).

По второму варианту в трубчатой печи для нагрева нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей, включающей коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поду печи, согласно изобретению радиантный змеевик, выполненный из горизонтальных труб, снабжен ловушками для мехпримесей, которые установлены на выходящих концах горизонтальных участков труб на расстоянии не менее 30% от входа сырья в радиантный змеевик, при этом зоны, в которых размещены ловушки, отделены от камеры радиации вертикальными перегородками.According to the second embodiment, in a tubular furnace for heating petroleum raw materials with a high content of solids, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils and burners are installed in the hearth of the furnace, according to the invention, a radiant coil made of horizontal pipes is provided traps for mechanical impurities that are installed at the outgoing ends of horizontal pipe sections at a distance of at least 30% of the input of raw materials into the radiant coil, while the zones in which the trap is placed shki, separated from the radiation chamber by vertical partitions.

Ловушка для мехпримесей может быть выполнена в виде закрытого трубчатого элемента, надетого на конец горизонтальной трубы и сообщенного с ней посредством отверстий, причем полость вышеупомянутого элемента связана с линией подачи пара и линией вывода мехпримесей.The trap for mechanical impurities can be made in the form of a closed tubular element, worn on the end of a horizontal pipe and communicated with it through holes, the cavity of the aforementioned element being connected to the steam supply line and the output line of the mechanical impurities.

Закрытый трубчатый элемент может быть установлен на трубе со смещением его оси относительно оси трубы змеевика вниз на 25-30%.A closed tubular element can be mounted on the pipe with a displacement of its axis relative to the axis of the pipe coil down 25-30%.

Диаметр вышеуказанных отверстий может составить 6-8 мм, а суммарная площадь - 8-10% площади поперечного сечения трубы змеевика, при этом отверстие выполнено с фаской с внутренней стороны трубы, причем высота фаски составляет 70-80% от толщины трубы.The diameter of the above holes can be 6-8 mm, and the total area is 8-10% of the cross-sectional area of the coil pipe, while the hole is chamfered from the inside of the pipe, and the height of the chamfer is 70-80% of the thickness of the pipe.

Закрытый трубчатый элемент может быть снабжен линзовым компенсатором.The closed tubular element may be provided with a lens compensator.

Размещение на трубах радиантного змеевика ловушек для мехпримесей позволяет осуществить дискретное отделение мехпримесей из жидкой фазы при прохождении сырья по змеевику печи и предотвратить их осаждение на внутренней поверхности трубы.The placement of traps for mechanical impurities on the pipes of the radiant coil allows the discrete separation of mechanical impurities from the liquid phase during the passage of raw materials through the furnace coil and to prevent their deposition on the inner surface of the pipe.

Различное расположение ловушек в печах (на нижних переходниках вертикальных труб и на выходящих концах горизонтальных), а также выполнение ловушек двух различных модификаций учитывает специфические особенности размещения труб в печах и позволяет осуществить вышеуказанное дискретное отделение мехпримесей наиболее результативно, и, кроме того, поддерживать эффективную теплопередачу и нагрев сырьевого потока.The different location of the traps in the furnaces (at the lower adapters of the vertical pipes and at the outgoing ends of the horizontal ones), as well as the implementation of the traps of two different modifications, takes into account the specific features of the placement of pipes in the furnaces and allows the aforementioned discrete separation of mechanical impurities to be most effective, and, in addition, to maintain effective heat transfer and heating the feed stream.

Отделение зоны размещения ловушек от камеры радиации подом печи для первого варианта и вертикальными перегородками - для второго позволяет выделить ловушки в отдельную необогреваемую камеру и, тем самым, устранить местные перегревы стенок труб и закоксовывание их внутренней поверхности.The separation of the trap placement zone from the radiation chamber of the hearth of the furnace for the first option and vertical partitions - for the second allows you to separate the traps into a separate unheated chamber and, thereby, eliminate local overheating of the pipe walls and coking of their inner surface.

Предлагаемые изобретения направлены на решение одной задачи - предотвращение отложений мехпримесей на внутренней поверхности труб змеевика трубчатой печи при нагреве нефтяного сырья с повышенным содержанием мехпримесей одним и тем же путем - дискретным отделением мехпримесей в специальных ловушках и могут быть представлены как варианты.The present inventions are aimed at solving one problem - the prevention of deposits of mechanical impurities on the inner surface of the pipes of the coil of a tubular furnace when heating crude oil with a high content of mechanical impurities in the same way - discrete separation of mechanical impurities in special traps and can be presented as options.

На прилагаемых чертежах представлены два варианта предлагаемой трубчатой печи, где: фиг.1 - трубчатая печь с вертикальными трубами вид спереди разрез А-А фиг.4; фиг.2 - вид Б фиг.4; фиг.3 - вид А фиг.4; фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.1; фиг.5 - поперечный разрез В-В (ловушки) фиг.1; фиг.6 - трубчатая печь с горизонтальными трубами, вид спереди, разрез А-А фиг.7; фиг.7 - разрез Б-Б фиг.8; фиг.9 - ловушка с компенсатором на трубчатом элементе; фиг.10 - разрез В-В фиг.9; фиг.11 - отверстие для мехпримесей фиг.9.The accompanying drawings show two versions of the proposed tubular furnace, where: FIG. 1 is a tubular furnace with vertical pipes, front view, section AA, FIG. 4; figure 2 - view B of figure 4; figure 3 is a view a of figure 4; figure 4 is a section along BB of figure 1; figure 5 is a transverse section bb (trap) of figure 1; 6 is a tubular furnace with horizontal pipes, front view, section aa of Fig.7; Fig.7 is a section bB of Fig.8; Fig.9 - trap with a compensator on the tubular element; figure 10 - section bb In figure 9; 11 - hole for mechanical impurities of Fig.9.

Примеры приведены для печей с трубами радиантного змеевика диаметром 127 мм и толщиной 10 мм.Examples are given for furnaces with radiant coil tubes with a diameter of 127 mm and a thickness of 10 mm.

Печь с вертикальными трубами по первому варианту (фиг.1-5) включает коробчатый корпус 1, камеру конвекции 2 с конвективным змеевиком 3, камеру радиации 4 с нисходящими трубами 5 радиантного змеевика, камеру радиации 6 с восходящими трубами 7 радиантного змеевика с винтообразным участком 8, ловушки для мехпримесей 9, выполненные в виде желобчатых элементов, установленных на переходниках 10 и сообщенных с последними отверстиями 11, количество которых составляет 18. Диаметр отверстий 11 ловушки 9 составляет 8 мм, суммарная площадь отверстий - 900 мм2, а глубина фаски вышеупомянутых отверстий с внутренней стороны трубы составляет 7 мм.The furnace with vertical pipes according to the first embodiment (Figs. 1-5) includes a box-shaped case 1, a convection chamber 2 with a convective coil 3, a radiation chamber 4 with downward pipes 5 of a radiant coil, a radiation chamber 6 with ascending pipes 7 of a radiant coil with a helical section 8 , traps for mechanical impurities 9, made in the form of grooved elements mounted on the adapters 10 and communicated with the latter holes 11, whose number is 18. The diameter of the holes 11 traps 9 is 8 mm, the total area of the openings - 900 mm 2, and r Ubin chamfer aforementioned holes from the inside of the tube is 7 mm.

Ловушки для мехпримесей 9 установлены на расстоянии 30% от входа сырья в радиантный змеевик и размещены в необогреваемой камере-зоне 12 под подом печи 13, камера радиации разделена на две камеры 4 и 6 вертикальной перегородкой 14, одновременно разделяющей восходящие 7 и нисходящие 5 трубы змеевика. Радиантный змеевик имеет винтообразный участок 8 с шагом винта, равным 762 мм, и диаметром винта, равным 230 мм. В поду печи 13 установлены горелки 15. Печь снабжена дымовой трубой 16, линией 17 для ввода сырья в змеевик печи, линией 18 ввода сырья из камеры конвекции в камеру радиации, линией 19 вывода продуктов нагрева из печи через задвижку 20 в колонну (не показана), линией 21 вывода мехпримесей из ловушки 9 через задвижку 22, линией 23 ввода водяного пара (турбулизатора) в ловушку 9 через задвижку 24. Радиантные змеевики 5, 7 закреплены хомутами 25 на горизонтальных балках 26. Горизонтальные балки 26, в свою очередь, связаны тягами 27 с пружинными амортизаторами 28, установленными на корпусе 1.Traps for mechanical impurities 9 are installed at a distance of 30% from the input of raw materials into the radiant coil and placed in an unheated chamber-zone 12 under the hearth of the furnace 13, the radiation chamber is divided into two chambers 4 and 6 by a vertical partition 14, which simultaneously separates the ascending 7 and descending 5 pipes of the coil . The radiant coil has a helical section 8 with a screw pitch of 762 mm and a screw diameter of 230 mm. Burners 15 are installed in the hearth of furnace 13. The furnace is equipped with a chimney 16, line 17 for introducing raw materials into the furnace coil, line 18 for introducing raw materials from the convection chamber into the radiation chamber, line 19 for outputting heating products from the furnace through a valve 20 to a column (not shown) , line 21 of the output of solids from the trap 9 through the valve 22, line 23 of the introduction of water vapor (turbulizer) into the trap 9 through the valve 24. Radiant coils 5, 7 are secured with clamps 25 on the horizontal beams 26. The horizontal beams 26, in turn, are connected by rods 27 with spring shock absorbers 28, mouth new on case 1.

Печь с горизонтальными трубами по второму варианту (фиг.6-11) включает коробчатый корпус 1, камеру конвекции 2 с конвективным змеевиком 3, камеру радиации 4 с горизонтальными трубами 29 радиантного змеевика, оснащенными ловушками для мехпримесей 9, выполненными в виде закрытых трубчатых элементов 30, надетых на выходящие концы 31 горизонтальных участков труб и сообщенных с ними отверстиями 32 в количестве 18 для вывода мехпримесей в кольцевую полость 33 между горизонтальной трубой 29 и трубчатым элементом 30, причем трубчатые элементы 30 снабжены компенсаторами 34. Диаметр отверстий ловушки для вывода мехпримесей, как и по первому варианту, составляет 8 мм, суммарная площадь - 900 мм2, глубина фаски - 7 мм, ось трубчатого элемента смещена относительно оси трубы змеевика на 38 мм вниз. Ловушки 9 установлены на расстоянии 30% от входа сырья в радиантный змеевик, размещены в зонах 35 - необогреваемых камерах - и отделены от камеры радиации 4 вертикальными перегородками 36. В поду печи 13 установлены горелки 15, горизонтальные трубы радиантного змеевика закреплены к боковым конструкциям стен известным способом (не показан). Печь снабжена дымовой трубой 16, линией 17 для ввода сырья в змеевик печи, линией 18 ввода сырья из камеры конвекции в камеру радиации, линией 19 вывода продуктов нагрева из печи через задвижку 20 в колонну (не показана), линией 21 вывода мехпримесей из ловушки 9 через задвижку 22, линией 23 ввода водяного пара (турбулизатора) в ловушку 9 через задвижку 24.The furnace with horizontal pipes according to the second embodiment (Figs. 6-11) includes a box-shaped case 1, a convection chamber 2 with a convective coil 3, a radiation chamber 4 with horizontal pipes 29 of a radiant coil equipped with traps for mechanical impurities 9, made in the form of closed tubular elements 30 worn on the outgoing ends 31 of the horizontal pipe sections and communicated with the holes 32 in an amount of 18 to bring the solids into the annular cavity 33 between the horizontal pipe 29 and the tubular element 30, and the tubular elements 30 are provided with ensatorami trap 34. The holes for outputting mechanical impurities, like the first embodiment, is 8 mm, the total area - 900 mm 2, the depth of the chamfer - 7 mm, the axis of the tubular member is displaced relative to the coil axis of the tube 38 mm below. Traps 9 are installed at a distance of 30% of the input of raw materials into the radiant coil, placed in zones 35 — unheated chambers — and separated from the radiation chamber 4 by vertical partitions 36. Burners 15 are installed in the hearth of the furnace 13, horizontal pipes of the radiant coil are fixed to the side wall structures by known method (not shown). The furnace is equipped with a chimney 16, a line 17 for introducing raw materials into the coil of the furnace, a line 18 for introducing raw materials from the convection chamber into the radiation chamber, a line 19 for outputting heating products from the furnace through a valve 20 into the column (not shown), and a line 21 for removing the solids from the trap 9 through the valve 22, line 23 of the input of water vapor (turbulizer) into the trap 9 through the valve 24.

Печь (фиг.1-5) по первому варианту с вертикальными трубами радиантного змеевика работает следующим образом. После пуска установки и разогрева печи на пусковом газойле в змеевик печи подают сырьевую композицию (смесь шлама с разбавителем, турбулизатором) по линии 17. Поток с температурой 250-300°С поступает по линии ввода сырья 18 из камеры конвекции 2 в змеевик 5 камеры радиации 4, где нагревается от излучения факела горящей топливной смеси (топливо-воздух-водяной пар), выходящей из горелок 15 в камеры радиации 4 и 6. В камере радиации 4 поток опускается сверху-вниз по нисходящей трубе 5, затем по переходнику 10 перетекает в камеру радиации 6 и по восходящей трубе 7 с винтообразным участком 8 поднимается вверх и по следующему переходнику перетекает в очередную трубу 5 с нисходящим потоком и процесс движения повторяется.The furnace (Fig.1-5) according to the first embodiment with vertical tubes of a radiant coil works as follows. After the installation is started and the furnace is heated on start-up gas oil, the raw material composition (sludge mixture with diluent, turbulizer) is supplied to the furnace coil via line 17. A stream with a temperature of 250-300 ° C enters through the input line of raw materials 18 from convection chamber 2 to coil 5 of the radiation chamber 4, where it is heated from the radiation of a torch of a burning fuel mixture (fuel-air-water vapor) exiting the burners 15 into the radiation chambers 4 and 6. In the radiation chamber 4, the flow goes down and down the downward pipe 5, then flows through the adapter 10 into radiation chamber 6 and upward tr ube 7 with a screw-like section 8 rises upwards and flows over the next adapter into the next pipe 5 with a downward flow and the process of movement is repeated.

По мере прохождения змеевика из труб 5, 7 камер радиации 4, 6 температура потока повышается до величины кипения компонентов сырья (разбавителя), при этом структура потока внутри трубы также изменяется и переходит от однородной (жидкой среды) к двухфазной, с дисперсно-кольцевой структурой, характерной для горизонтального и вертикального опускающегося сверху-вниз участка змеевика. При подъеме газопарового потока снизу-вверх по восходящей трубе образуются пробки, однако при входе на верху трубы 7 в концевой винтообразный участок 8 поток закручивается вокруг собственной оси, под действием центробежной силы пробки растекаются и дисперсно-кольцевая структура потока восстанавливается.As the coil passes from pipes 5, 7 of radiation chambers 4, 6, the flow temperature rises to the boiling value of the components of the raw material (diluent), while the structure of the flow inside the pipe also changes and moves from a homogeneous (liquid medium) to a two-phase, dispersed-ring structure characteristic for horizontal and vertical section of the coil descending from top to bottom. When the gas-vapor flow rises from the bottom up to the ascending pipe, traffic jams form, however, when the top spiral pipe 8 enters the end screw section 8, the flow swirls around its own axis, under the action of centrifugal force, the cork flows and the dispersed-ring flow structure is restored.

По мере прохождения змеевика на расстоянии 30% от входа сырья в радиантный змеевик температура потока поднимается до 350-400°С, вязкость его снижается, при этом удерживающая способность жидкой фазы по мехпримесям уменьшается и возрастает опасность их выделения из объема на внутреннюю поверхность трубы, поэтому по ходу движения потока в конце прямого участка на нисходящей трубы устанавливают специальные ловушки 9 для сбора, концентрирования и вывода мехпримесей из змеевика печи на рециркуляцию или утилизацию.As the coil passes at a distance of 30% from the input of the raw materials into the radiant coil, the flow temperature rises to 350-400 ° C, its viscosity decreases, while the retention capacity of the liquid phase by mechanical impurities decreases and the risk of their release from the volume to the inner surface of the pipe increases, therefore in the direction of the flow, at the end of the straight section, special traps 9 are installed on the descending pipe for collecting, concentrating and removing the solids from the coil of the furnace for recycling or disposal.

Мехпримеси из переходника 10 поступают через отверстия 11 в желобчатый элемент (ловушку) 9 под действием избыточного давления в змеевике при постоянном или периодическом выводе жидкой фазы из нее по линии 21 через регулирующую задвижку 22. Проходимость системы (при необходимости) восстанавливают подачей водяного пара (турбулизатора) в ловушку 9 по линии 23 через регулирующую задвижку 24, при этом возможен вариант подачи турбулизатора обратным ходом через задвижку 22 по линии 21, через ловушку 9, переходник 10 в змеевик печи.Mixed impurities from the adapter 10 enter through the holes 11 into the grooved element (trap) 9 under the action of excessive pressure in the coil with a constant or periodic withdrawal of the liquid phase from it through line 21 through the control valve 22. The permeability of the system (if necessary) is restored by supplying water vapor (turbulator ) into the trap 9 along line 23 through the control valve 24, while it is possible to feed the turbulator back through the valve 22 along line 21, through the trap 9, the adapter 10 into the furnace coil.

Для очистки прямых участков труб, включая и переходники 10, могут быть использованы известные способы с применением скреперов. Положение усложняется на восходящих трубах 7 радиантного змеевика печи, где возможно зависание мехпримесей в пограничном слое жидкая фаза-труба. В этом случае для уменьшения опасности закоксовывания печи необходимо снижение теплонапряженности греющей поверхности труб с восходящим потоком до безопасной величины, близкой для труб камеры конвекции, то есть примерно в два раза. Предлагаемая конструкции печи реализует возникшую потребность путем выделения радиантных труб с восходящим потоком 7 в отдельную камеру 6 для управления и оптимизации теплонапряженности в зависимости от вида сырья и требуемых параметров технологического режима. Этому способствует также равномерное излучение тепла во внутреннюю часть корпуса и на трубы змеевика от раскаленной стенки, на которую направлен (настилается) факел от горелок 15. Тем самым, устраняется контакт динамически неустойчивого фронта факела от горелок 15 с трубами змеевика 5 и 7 и, следовательно, предотвращаются местные перегревы стенок труб, закоксовывание их внутренней поверхности, перегрев металла трубы, прогары и простой оборудования.For cleaning straight pipe sections, including adapters 10, known methods using scrapers can be used. The situation is complicated on the ascending pipes of the 7th radiant coil of the furnace, where mechanical impurities may hang in the boundary layer of the liquid phase pipe. In this case, to reduce the risk of coking of the furnace, it is necessary to reduce the heat stress of the heating surface of the pipes with an upward flow to a safe value close to the pipes of the convection chamber, that is, approximately two times. The proposed furnace design fulfills the need by separating radiant tubes with upward flow 7 into a separate chamber 6 to control and optimize heat stress depending on the type of raw material and the required parameters of the technological mode. This is also facilitated by the uniform emission of heat into the inner part of the housing and on the coil pipes from the red-hot wall, onto which the torch is directed (laid) from the burners 15. Thus, the contact of the dynamically unstable torch front from the burners 15 with the pipes of the coil 5 and 7 is eliminated, and therefore , local overheating of the pipe walls, coking of their inner surface, overheating of the pipe metal, burnout and simple equipment are prevented.

Печь по второму варианту (фиг.6-11) с горизонтальными трубами радиантного змеевика работает аналогичным образом, что и печь по первому варианту, описание которой было приведено выше. При этом после пуска установки и разогрева печи на пусковом газойле в змеевик печи подают сырьевую композицию по линии 17. Поток по линии 18 с температурой 250-300°С поступает из камеры конвекции 2 в горизонтальные трубы 29 змеевика камеры радиации 4, где нагревается от излучения факела горящей топливной смеси, выходящей из горелок 15 в камеру радиации 4. В камере радиации 4 поток по мере прохождения змеевика на расстоянии 30% от входа в камеру радиации нагревается до 350-400°С, вязкость его снижается, и возрастает опасность выделения мехпримесей из объема жидкой фазы на внутреннюю поверхность трубы, поэтому по ходу движения потока в выходящих концах 31 горизонтальных труб 29 устанавливают специальные ловушки 9 для сбора, концентрирования и вывода мехпримесей из змеевика печи на рециркуляцию или утилизацию.The furnace according to the second embodiment (Figs. 6-11) with horizontal pipes of the radiant coil works in the same way as the furnace according to the first embodiment, the description of which was given above. In this case, after starting the installation and heating the furnace on starting gas oil, the raw material composition is fed to the furnace coil through line 17. The stream through line 18 with a temperature of 250-300 ° C enters from the convection chamber 2 into the horizontal pipes 29 of the coil of the radiation chamber 4, where it is heated by radiation of the torch of the burning fuel mixture leaving the burners 15 into the radiation chamber 4. In the radiation chamber 4, the flow, as the coil passes at a distance of 30% from the entrance to the radiation chamber, heats up to 350-400 ° C, its viscosity decreases, and the risk of separation of solids from volume liquid phase on the inner surface of the pipe, therefore, in the direction of flow in the outgoing ends 31 of the horizontal pipes 29, special traps 9 are installed for collecting, concentrating and removing the solids from the coil of the furnace for recycling or disposal.

Мехпримеси из выходящего конца 31 горизонтальной трубы 29, составляющего внутреннюю часть ловушки 9, поступают через отверстия 32 под действием избыточного давления в змеевике при постоянном или периодическом выводе жидкой фазы из нее по линии 21 через регулирующую задвижку 22. Проходимость системы при необходимости восстанавливают подачей водяного пара (турбулизатора) в ловушку 9 по линии 23 через регулирующую задвижку 24, при этом, как и в первом варианте, возможна подача турбулизатора обратным ходом по линии 21 через регулирующую задвижку 22 и ловушку 9 в змеевик печи.Mixed impurities from the outgoing end 31 of the horizontal pipe 29, which makes up the inner part of the trap 9, enter through openings 32 under the action of excessive pressure in the coil with a constant or periodic withdrawal of the liquid phase from it along line 21 through the control valve 22. The system can be restored if necessary by water vapor (turbulizer) to the trap 9 along line 23 through the control valve 24, while, as in the first embodiment, it is possible to feed the turbulator back in line 21 through the control valve 22 and trap 9 in the coil of the furnace.

Для снижения опасности закоксовывания наиболее уязвимых участков радиантного змеевика выходящие концы 31 труб с ловушками 9 выделяют в отдельную необогреваемую зону 35 с минимальной теплонапряженностью, приближающуюся к аналогичному показателю камеры конвекции. Тем самым, устраняются местные перегревы стенок труб, закоксовывание их внутренней поверхности, перегрев металла трубы, прогары и простой оборудования.To reduce the risk of coking of the most vulnerable sections of the radiant coil, the outgoing ends 31 of the pipes with traps 9 are isolated in a separate unheated zone 35 with minimal heat stress, approaching the same indicator as the convection chamber. This eliminates local overheating of the pipe walls, coking of their inner surface, overheating of the pipe metal, burnout and simple equipment.

Предлагаемые модификации трубчатых печей с вертикальными либо горизонтальными радиантными змеевиками, снабженными специальными ловушками для мехпримесей, позволяют нагревать самые различные сырьевые композиции (смесь нефтешламов с разбавителем, турбулизатором, а также фугаты после обработки битуминозного песка растворителем) с содержанием мехпримесей до 10% до заданной температуры без опасности их отложений на внутренней поверхности труб змеевика.The proposed modifications of tube furnaces with vertical or horizontal radiant coils equipped with special traps for mechanical impurities allow heating a wide variety of raw materials (a mixture of oil sludge with a diluent, a turbulizer, as well as centrifuges after treatment of tar sand with a solvent) with the content of mechanical impurities up to 10% to a specified temperature without the danger of their deposits on the inner surface of the pipes of the coil.

Claims (9)

1. Трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поду печи, отличающаяся тем, что радиантный змеевик, выполненный из вертикальных труб, снабжен ловушками для мехпримесей, которые установлены на нижних переходниках между восходящими и нисходящими трубами змеевика, при этом в камере радиации размещена вертикальная перегородка, разделяющая камеру радиации и вышеупомянутые трубы, причем ловушки установлены на расстоянии не менее 30% от входа сырья в радиантный змеевик, при этом зона, в которой размещены ловушки, отделена от камеры радиации подом печи.1. A tubular furnace, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils and burners are installed in the hearth of the furnace, characterized in that the radiant coil made of vertical pipes is equipped with traps for mechanical impurities that are mounted on the lower adapters between the ascending and descending pipes of the coil, while in the radiation chamber there is a vertical partition separating the radiation chamber and the above pipes, and the traps are installed at a distance of not less than e 30% of input raw material in radiant coil, the area in which traps are arranged, separated from the radiation chamber of the furnace hearth. 2. Трубчатая печь по п.1, отличающаяся тем, что ловушка для мехпримесей выполнена в виде желобчатого элемента, прикрепленного к нижней части переходника и сообщенного с ним посредством отверстий, причем полость вышеупомянутого элемента связана с линией подачи пара и линией вывода мехпримесей.2. The tube furnace according to claim 1, characterized in that the trap for mechanical impurities is made in the form of a grooved element attached to the lower part of the adapter and communicated with it through holes, the cavity of the aforementioned element being connected to the steam supply line and the output line of the mechanical impurities. 3. Трубчатая печь по п.2, отличающаяся тем, что диаметр вышеупомянутых отверстий составляет 6-8 мм, суммарная площадь отверстий - 8-10% площади поперечного сечения трубы змеевика, при этом отверстие выполнено с фаской с внутренней стороны трубы, причем высота фаски составляет 70-80% от толщины трубы.3. The tube furnace according to claim 2, characterized in that the diameter of the aforementioned holes is 6-8 mm, the total area of the holes is 8-10% of the cross-sectional area of the coil pipe, and the hole is chamfered from the inside of the pipe, and the height of the chamfer accounts for 70-80% of the thickness of the pipe. 4. Трубчатая печь по п.1, отличающаяся тем, что концевой участок восходящей трубы змеевика выполнен винтообразным с длиной не менее одного шага винта.4. The tube furnace according to claim 1, characterized in that the end portion of the ascending pipe of the coil is helical with a length of at least one step of the screw. 5. Трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и горелки, установленные в поду печи, отличающаяся тем, что радиантный змеевик, выполненный из горизонтальных труб, снабжен ловушками для мехпримесей, которые установлены на выходящих концах горизонтальных труб на расстоянии не менее 30% от входа сырья в радиантный змеевик, при этом зоны, в которых размещены ловушки, отделены от камеры радиации вертикальными перегородками.5. A tubular furnace, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils and burners are installed in the hearth of the furnace, characterized in that the radiant coil made of horizontal pipes is equipped with traps for mechanical impurities that are installed on the outgoing the ends of horizontal pipes at a distance of not less than 30% from the input of the raw materials into the radiant coil, while the zones in which the traps are located are separated from the radiation chamber by vertical partitions. 6. Трубчатая печь по п.5, отличающаяся тем, что ловушка для мехпримесей выполнена в виде закрытого трубчатого элемента, надетого на конец горизонтальной трубы и сообщенного с ней посредством отверстий, причем полость вышеупомянутого элемента связана с линией подачи пара и линией вывода мехпримесей.6. The tube furnace according to claim 5, characterized in that the trap for mechanical impurities is made in the form of a closed tubular element, worn on the end of a horizontal pipe and communicated with it through holes, the cavity of the above element being connected to the steam supply line and the output line of the mechanical impurities. 7. Трубчатая печь по п.6, отличающаяся тем, что диаметр вышеуказанных отверстий составляет 6-8 мм, суммарная площадь - 8-10% площади поперечного сечения трубы змеевика, при этом отверстие выполнено с фаской с внутренней стороны трубы, причем высота фаски составляет 70-80% от толщины трубы.7. The tube furnace according to claim 6, characterized in that the diameter of the aforementioned holes is 6-8 mm, the total area is 8-10% of the cross-sectional area of the coil pipe, the hole being chamfered from the inside of the pipe, and the chamfer height is 70-80% of the thickness of the pipe. 8. Трубчатая печь по п.6, отличающаяся тем, что закрытый трубчатый элемент установлен на горизонтальной трубе со смещением его оси относительно оси горизонтальной трубы вниз на 25-30%.8. The tube furnace according to claim 6, characterized in that the closed tubular element is mounted on a horizontal pipe with a displacement of its axis relative to the axis of the horizontal pipe down by 25-30%. 9. Трубчатая печь по п.6, отличающаяся тем, что закрытый трубчатый элемент снабжен линзовым компенсатором. 9. The tubular furnace according to claim 6, characterized in that the closed tubular element is equipped with a lens compensator.
RU2009123966/04A 2009-06-23 2009-06-23 Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions) RU2410410C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123966/04A RU2410410C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009123966/04A RU2410410C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2410410C1 true RU2410410C1 (en) 2011-01-27

Family

ID=46308403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009123966/04A RU2410410C1 (en) 2009-06-23 2009-06-23 Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2410410C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463334C1 (en) * 2011-08-03 2012-10-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Thermal destruction unit for processing oil residues
RU2483096C1 (en) * 2012-02-07 2013-05-27 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Tube furnace
RU2574737C1 (en) * 2014-09-03 2016-02-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Tube furnace (versions)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463334C1 (en) * 2011-08-03 2012-10-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Thermal destruction unit for processing oil residues
RU2483096C1 (en) * 2012-02-07 2013-05-27 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Tube furnace
RU2574737C1 (en) * 2014-09-03 2016-02-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Tube furnace (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008051334A2 (en) Olefin production utilizing whole crude oil/condensate feedstock with enhanced distillate production
US9222027B1 (en) Single stage pitch process and product
KR20100024419A (en) Hydrocarbon thermal cracking using atmospheric residuum
WO2002099012A1 (en) Alternate coke furnace tube arrangement
RU2410410C1 (en) Tube furnace for heating of oil raw material with increased content of solids (versions)
US9175229B2 (en) Method and apparatus for quenching a hot gaseous stream
WO2017086985A1 (en) Single stage pitch process and product
RU2568713C2 (en) Method of slow coking
FI65274B (en) FOERFARANDE FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJA
CN113195070A (en) Process and apparatus for cleaning contaminated waste oils
KR101662349B1 (en) Processing of organic acids containing hydrocarbons
RU2402593C2 (en) Tube furnace
RU2511369C2 (en) Method and device for separation of solid particles from water phase
RU2483096C1 (en) Tube furnace
RU204866U1 (en) SLOW COOKING OVEN
US1783257A (en) Process and apparatus for converting hydrocarbons
RU2318861C1 (en) Pipe furnace
US3528222A (en) Method and apparatus for separating mixtures of gas,water and oil
FI65275C (en) FOERFARANDE FOER TERMISK KRACKNING AV KOLVAETEOLJA
RU2574737C1 (en) Tube furnace (versions)
HU216102B (en) Thermal cracking of a hydrocarbon feed
US1636520A (en) Method of and apparatus for treating petroleum
US191204A (en) Improvement in
JPH027352B2 (en)
US1827107A (en) Process and apparatus for hydrocarbon oil conversion

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170624