RU2538754C1 - Tube furnace with flameless combustion - Google Patents
Tube furnace with flameless combustion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538754C1 RU2538754C1 RU2013151238/04A RU2013151238A RU2538754C1 RU 2538754 C1 RU2538754 C1 RU 2538754C1 RU 2013151238/04 A RU2013151238/04 A RU 2013151238/04A RU 2013151238 A RU2013151238 A RU 2013151238A RU 2538754 C1 RU2538754 C1 RU 2538754C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- radiant
- burners
- coil
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к трубчатым печам для нагрева нефтяных остатков в процессах висбрекинга, термокрекинга, замедленного коксования.The invention relates to oil refining, in particular to tubular furnaces for heating oil residues in the processes of visbreaking, thermal cracking, delayed coking.
Известна трубчатая печь беспламенного горения, включающая камеры конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики, причем радиантный змеевик из горизонтальных труб размещен в трубных решетках в два вертикальных ряда вдоль центральной оси печи, а беспламенные горелки установлены в боковых стенах корпуса печи и занимают половину ее поверхности, обеспечивая сплошное зеркало излучения [пат. РФ №2231713, МПК F23C 1/08].A tubular flameless combustion furnace is known, including convection and radiation chambers in which convective and radiant coils are placed, wherein a radiant coil of horizontal pipes is placed in tube sheets in two vertical rows along the central axis of the furnace, and flameless burners are installed in the side walls of the furnace body and occupy half of its surface, providing a continuous mirror of radiation [US Pat. RF №2231713, IPC F23C 1/08].
Недостатком известной печи является то, что прямым излучением охвачена только половина радиантных труб, которые, к тому же, обогреваются равномерно от сплошного зеркала излучения, последнее обстоятельство исключает возможность регулирования заданного профиля температур по длине змеевика печи, а также времени пребывания сырья в зоне крекинга и, следовательно, достижения максимального межремонтного пробега печиA disadvantage of the known furnace is that only half of the radiant tubes are covered by direct radiation, which, moreover, are heated uniformly from a solid radiation mirror, the latter circumstance precludes the possibility of regulating a given temperature profile along the length of the furnace coil, as well as the residence time of the raw materials in the cracking zone and therefore, achieving maximum overhaul of the furnace
Известна трубчатая печь, включающая коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики, и горелки, установленные горизонтально пятью рядами в боковых стенах камеры радиации вдоль радиантных труб длиной от 6 до 18 м в зависимости от тепловой мощности печи. Каждый горизонтальный ряд имеет газовый коллектор, что создает возможность регулирования теплопроизводительности горелок одного ряда и теплопередачи к соответствующему ряду радиантных труб [реферат: Технологические печи-Xreferat.ru, рис.3.2].A tube furnace is known, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils are placed, and burners installed horizontally in five rows in the side walls of the radiation chamber along radiant tubes from 6 to 18 m long, depending on the heat output of the furnace. Each horizontal row has a gas manifold, which makes it possible to regulate the heat output of burners of one row and heat transfer to the corresponding row of radiant pipes [summary: Technological furnaces-Xreferat.ru, Fig. 3.2].
Недостатком известной печи является узкая технологическая специализация печи, направленная на процесс пиролиза легкого углеводородного сырья, для управления которым достаточна жесткая схема подключения горелок к газовому коллектору, однако при нагреве и крекинге нефтяных остатков она не позволяет регулировать эффективную длину змеевика с соответствующей корректировкой теплонапряженности и профиля температур при изменении эффективной длины облучаемой поверхности змеевика, времени пребывания сырья в зоне крекинга, заданной величины конверсии в зависимости от свойств исходного сырья и заданного качества продуктов.A disadvantage of the known furnace is the narrow technological specialization of the furnace, aimed at the pyrolysis of light hydrocarbon feedstocks, for which a rigid scheme of connecting the burners to the gas manifold is sufficient, however, when heating and cracking oil residues, it does not allow controlling the effective coil length with the corresponding adjustment of heat stress and temperature profile when changing the effective length of the irradiated surface of the coil, the residence time of the raw materials in the cracking zone, a given value conversions depending on the properties of the feedstock and the specified quality of the products.
При создании изобретения ставилась задача расширения возможностей известной конструкции при проведении термодеструктивных процессов с достижением заданных результатов в оптимальных условиях.When creating the invention, the task was to expand the capabilities of the known design when conducting thermo-destructive processes with the achievement of desired results in optimal conditions.
Это достигается тем, что в трубчатой печи беспламенного горения, включающей коробчатый корпус с камерами конвекции и радиации, в которых размещены конвективный и радиантный змеевики и беспламенные горелки, установленные в боковых стенах печи горизонтальными рядами, причем радиантный змеевик выполнен из горизонтальных труб, размещенных в трубных решетках в два вертикальных ряда вдоль центральной оси корпуса печи, согласно изобретению беспламенные горелки сгруппированы в горизонтальные секции с раздельной подачей топлива к каждой горелке внутри секции, при этом вход сырья в радиантный змеевик размещен в подовой части печи.This is achieved by the fact that in a tubular flameless combustion furnace, including a box-shaped body with convection and radiation chambers, in which convective and radiant coils and flameless burners are installed, installed in horizontal rows in the side walls of the furnace, and the radiant coil is made of horizontal pipes placed in pipe gratings in two vertical rows along the central axis of the furnace body, according to the invention, flameless burners are grouped into horizontal sections with separate fuel supply to each mountains lke inside the section, wherein the raw material input into radiant coil disposed in the bottom part of the furnace.
Вход сырья в радиантный змеевик может быть выполнен одно- или двухпоточным.The input of raw materials into the radiant coil can be made single or double flow.
Отличительные от прототипа признаки - группировка беспламенных горелок, установленных горизонтальными рядами в боковых стенах в горизонтальные секции с раздельной подачей топлива к каждой горелке внутри секции и размещением одно- или двухпоточного входа сырья в радиантный змеевик в подовой части печи обуславливают возможность регулировки эффективной длины радиантного змеевика печи, времени пребывания сырья в зоне крекинга, заданной величины конверсии в зависимости от свойств исходного сырья, заданного качества продуктов и продолжительности непрерывного пробега печи.Distinctive features from the prototype are the grouping of flameless burners installed in horizontal rows in the side walls in horizontal sections with separate fuel supply to each burner inside the section and the placement of a single or double-flow input of raw materials into the radiant coil in the hearth of the furnace, which makes it possible to adjust the effective length of the radiant furnace coil , the residence time of the raw materials in the cracking zone, a given conversion value depending on the properties of the feedstock, a given quality of the products and continue Continuous furnace elnosti path.
На прилагаемых чертежах представлены две модификации предлагаемой двухкамерной трубчатой печи, где фиг.1 - двухпоточная трубчатая печь в разрезе, вид спереди, фиг.2 - вид сбоку, фиг.1 с вырывом А, фиг.3 - однопоточная трубчатая печь в разрезе, вид спереди, фиг.4 - вид сбоку, фиг.3 с вырывом А.The accompanying drawings show two modifications of the proposed two-chamber tube furnace, where FIG. 1 is a cross-sectional double-flow tube furnace, a front view, FIG. 2 is a side view, FIG. 1 is a cut-out, FIG. 3 is a cross-sectional single-flow tube furnace, view front, figure 4 is a side view, figure 3 with a breakout A.
Печь включает коробчатый корпус 1, камеру конвекции 2 с конвективным змеевиком 3, камеру радиации 4 с радиантным змеевиком 5, трубную решетку 6, беспламенные панельные горелки 7, дымовую трубу 8, линию 9 для ввода сырья в конвективный змеевик 3, линию 10 ввода сырья из камеры конвекции 2 в камеру радиации 4 в подовой части печи 1, линию 11 вывода продуктов крекинга из печи в колонну или реактор (не показаны), первую секцию 12 беспламенных панельных горелок 7, вторую секцию 13, третью секцию 14, четвертую секцию 15, линию 16 ввода топливного газа к коллекторам секций, задвижки 17, 18, 19, 20 на газовых коллекторах 21, 22, 23, 24 первой, второй, третьей и четвертой секций соответственно, задвижки 25(1)-48(1) на линиях подвода топливного газа от коллектора 21 первой секции 12 к панельным горелкам 7 первой секции, задвижки 25(2)-48(2) на линиях подвода топливного газа от коллектора 22 второй секции 13 к панельным горелкам 7 второй секции (номера задвижек не показаны из-за их идентичности), задвижки 25(3)-48(3) от коллектора 23 третьей секции 14 к горелкам 7 третьей секции, задвижки 25(4)-48(4) от коллектора 24 четвертой секции 15 к горелкам 7 четвертой секции.The furnace includes a box-shaped housing 1, a
После пуска установки и разогрева печи на пусковом газойле в змеевик печи по линии 9 вместо пускового продукта подают сырьевую композицию (смесь гудрона с разбавителем, турбулизатором). Поток сырья с температурой 320-380°C поступает по линии ввода 10 из конвективного змеевика 3 камеры конвекции 2 в горизонтальные трубы радиантного змеевика 5 камеры радиации 4, размещенные в трубных решетках 6 вертикально вдоль центральной оси корпуса 1 печи, где нагревается от излучения беспламенных горелок 7, установленных горизонтальными рядами в боковых стенах, сгруппированных в горизонтальные секции 12, 13, 14, 15. Размещение однопоточного или двухпоточного входа сырья по линии 10 в подовой (нижней) части печи и прохождение потоком сырья по радиантному змеевику снизу вверх последовательно через секции 12-15 панельных горелок 7, топливо к которым распределяют от общего коллектора 16, дает возможность регулировки эффективной (облучаемой) длины радиантного змеевика и профиля температуры продукта вдоль него.After starting the installation and heating the furnace with starting gas oil, the raw material composition (tar mix with diluent, turbulizer) is fed to the furnace coil along line 9 instead of the starting product. The flow of raw materials with a temperature of 320-380 ° C enters through the
По мере прохождения змеевика 5 камеры радиации в районе первой секции 12 панельных горелок 7 температуру сырьевого потока повышают по кривой второго порядка до величины разложения (крекинга) сырья (420-430°C), при этом структура потока внутри трубы также изменяется и переходит от однородной (жидкой среды) к двухфазной (газопаровой - жидкой) с дисперсно-кольцевой структурой; в районе второй секции 13 панельных горелок 7 температуру сырьевого потока поднимают предыдущим образом до 440-460°C, при этом исходное сырье разлагается (крекируется) с образованием низкомолекулярных маловязких компонентов (газ, бензин, легкий и тяжелый газойль), объем потока увеличивается по экспоненциальной зависимости, соответственно, повышается скорость потока и движение потока становится более устойчивым из-за преобладания на большей части змеевика дисперсно-кольцевой структуры потока; в районе третьей секции 14 панельных горелок 7 температуру сырьевого потока повышают плавно до 480°C, при этом в процесс крекинга вовлекаются более термоустойчивые нафтеноароматические углеводороды с дальнейшим увеличением в продуктах крекинга доли низкомолекулярных компонентов; в районе четвертой секции 15 панельных горелок 7 температуру сырьевого потока поднимают до 490-510°C и доводят конверсию сырья до заданной величины. Продукты термообработки (крекинга) выводят из печи по линии 11 в реактор или колонну (не показаны).As the coil 5 passes through the radiation chamber in the region of the
Вышеприведенную технологию нагрева и конверсии сырья в трубчатой печи до 9-15% (газ + бензин) применяют в процессах замедленного коксования нефтяных остатков с получением нефтяного кокса и дистиллятных продуктов - сырья для производства моторных топлив.The above technology of heating and conversion of raw materials in a tube furnace to 9-15% (gas + gasoline) is used in the processes of delayed coking of oil residues to produce petroleum coke and distillate products - raw materials for the production of motor fuels.
Для использования предлагаемой трубчатой печи в процессе висбрекинга нефтяных остатков с сокинг-секцией с получением котельного топлива М 100 с вязкостью ВУ80°C=16°E вышеприведенную динамику повышения температуры сырья сохраняют в районе первой (12) и второй (13) секций панельных горелок 7 соответствующей регулировкой подачи топлива через дистанционно управляемые задвижки 25-48, 25(2)-48(2), а в районе третьей (14) и четвертой (15) секций панельных горелок температуру продукта в змеевике - сокинг-секции - снижают до уровня 440-460°C и выдерживают стабильно до получения заданной конверсии 5-12% (газ + бензин) с получением продукта заданного качества.To use the proposed tube furnace in the process of visbreaking oil residues with a socking section to obtain boiler fuel M 100 with a viscosity VU 80 ° C = 16 ° E, the above dynamics of increasing the temperature of the raw materials are stored in the region of the first (12) and second (13) sections of panel burners 7 by appropriate adjustment of the fuel supply through remotely controlled valves 25-48, 25 (2) -48 (2), and in the area of the third (14) and fourth (15) sections of the panel burners, the temperature of the product in the coil - soking sections - is reduced to the level 440-460 ° C and can withstand stably about obtaining a given conversion of 5-12% (gas + gasoline) to obtain a product of a given quality.
Для использования предлагаемой трубчатой печи в процессе печного висбрекинга нефтяных остатков с получением котельного топлива М 100 подачу топлива к панельным горелкам первой секции 12 перекрывают задвижкой 17 на линии 21, при этом эффективная (облучаемая) длина змеевика уменьшается на 25%. В районе второй секции 13 панельных горелок температуру сырьевого потока повышают по кривой второго порядка до величины крекинга сырья (420-430°C), в районе третьей секции 14 панельных горелок температуру сырьевого потока увеличивают до 440-460°C, в районе четвертой секции 15 панельных горелок температуру сырьевого потока повышают до 470-480°C и доводят конверсию сырья до заданной величины 5-12% (газ + бензин) с получением продукта заданного качества. В этом случае поток 11 перед вводом в колонну захолаживается до температуры 350-380°C «холодной струей» (квенчем).To use the proposed tube furnace in the furnace visbreaking of oil residues to obtain boiler fuel M 100, the fuel supply to the panel burners of the
Таким образом, предлагаемая трубчатая печь беспламенного горения позволяет регулировать заданную (эффективную) длину радиантного змеевика, профиль температур на облучаемой поверхности змеевика, время пребывания сырья в зоне крекинга, заданную величину конверсии в зависимости от свойств исходного сырья и заданного качества продуктов.Thus, the proposed flameless combustion tube furnace allows you to adjust the specified (effective) length of the radiant coil, the temperature profile on the irradiated surface of the coil, the residence time of the raw materials in the cracking zone, the specified conversion value depending on the properties of the feedstock and the given quality of the products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151238/04A RU2538754C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Tube furnace with flameless combustion |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013151238/04A RU2538754C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Tube furnace with flameless combustion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538754C1 true RU2538754C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013151238/04A RU2538754C1 (en) | 2013-11-18 | 2013-11-18 | Tube furnace with flameless combustion |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538754C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173612U1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | TUBULAR FURNACE FURNACE |
RU204098U1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | PIPE FURNACE |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1021682B1 (en) * | 1997-10-08 | 2002-03-06 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Flameless combustor process heater |
RU2231713C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Tube furnace |
RU45137U1 (en) * | 2003-05-27 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий (Укрнефтехимпроект) | TUBULAR FURNACE FURNACE |
-
2013
- 2013-11-18 RU RU2013151238/04A patent/RU2538754C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1021682B1 (en) * | 1997-10-08 | 2002-03-06 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Flameless combustor process heater |
RU45137U1 (en) * | 2003-05-27 | 2005-04-27 | Открытое акционерное общество Украинский институт по проектированию нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий (Укрнефтехимпроект) | TUBULAR FURNACE FURNACE |
RU2231713C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Tube furnace |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
реферат на тему: Технологические печи, рис. 3.2, Уфа, 2010 найдено в Интернет: http://xreferat.ru/76/2064-1-tehnologicheskie-pechi.html. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173612U1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | TUBULAR FURNACE FURNACE |
RU204098U1 (en) * | 2020-12-28 | 2021-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром проектирование" | PIPE FURNACE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU649532B2 (en) | Thermal cracking furnace and process | |
NO335828B1 (en) | Pyrolysis Heater | |
RU2538754C1 (en) | Tube furnace with flameless combustion | |
MXPA04009829A (en) | Cracking furnace with more uniform heating. | |
RU2568713C2 (en) | Method of slow coking | |
CN103146414B (en) | Coking furnace for slowing down coking trend | |
US2456786A (en) | Heating of hydrocarbon fluids | |
CN203095989U (en) | Coking furnace for slowing down coking trend | |
RU2402593C2 (en) | Tube furnace | |
US2598840A (en) | Heater for hydrocarbon fluid | |
US2456787A (en) | Process and apparatus for heating hydrocarbon fluids | |
CN203269868U (en) | Horizontal type double-sided radiation vacuum furnace for pressure-reducing deep distillation of heavy crude oil | |
RU173612U1 (en) | TUBULAR FURNACE FURNACE | |
CN202152333U (en) | Double-step double-surface radiant tube type heating furnace | |
CN103242888B (en) | Horizontal double-sided radiation vacuum furnace for vacuum deep cut of heavy crude oil | |
RU204866U1 (en) | SLOW COOKING OVEN | |
RU2483096C1 (en) | Tube furnace | |
KR102220200B1 (en) | Fired heater | |
US2641234A (en) | Heater | |
US20160334135A1 (en) | Double fired u-tube fired heater | |
US2029292A (en) | Process of heating fluids and apparatus therefor | |
US2223379A (en) | Heating of fluids | |
RU114954U1 (en) | TUBULAR FURNACE | |
RU2574737C1 (en) | Tube furnace (versions) | |
US2354643A (en) | Heater for fluids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171119 |