RU70463U1 - REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE - Google Patents

REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE Download PDF

Info

Publication number
RU70463U1
RU70463U1 RU2007137180/22U RU2007137180U RU70463U1 RU 70463 U1 RU70463 U1 RU 70463U1 RU 2007137180/22 U RU2007137180/22 U RU 2007137180/22U RU 2007137180 U RU2007137180 U RU 2007137180U RU 70463 U1 RU70463 U1 RU 70463U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
reaction chamber
hydrocarbons
chamber
supply pipe
Prior art date
Application number
RU2007137180/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Анатольевич Протосеня
Сергей Викторович Осипов
Юрий Васильевич Четаев
Юлия Владимировна Анискевич
Юрий Николаевич Филимонов
Юрий Игоревич Швейко
Юрий Иванович Сенатов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАСТЕХ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАСТЕХ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАСТЕХ"
Priority to RU2007137180/22U priority Critical patent/RU70463U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU70463U1 publication Critical patent/RU70463U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к области переработки углеводородного сырья, а именно к высокотемпературным реакторам для получения непредельных углеводородов, преимущественно этилена. Реактор имеет в своем составе охлаждаемый корпус с патрубками для подачи окислителя и углеводородного сырья, а также реакционную камеру, сообщающуюся с закалочной камерой. От прототипа реактор отличается тем, что дополнительно снабжен генератором горячих газов, соединенным с входом реакционной камеры и снабженным патрубком подачи горючего, патрубком подачи окислителя и узлом поджига газовой смеси. Выходная часть генератора горячих газов сужается в сторону реакционной камеры с образованием сопла, а патрубки подачи углеводородного сырья расположены в зоне критического сечения сопла и ориентированы радиально. Достигаемый технический результат - создание условий для сочетания гидродинамической и термической деструкции углеводородного сырья, обеспечивающих высокий процент выхода этилена.The utility model relates to the field of hydrocarbon processing, namely, high-temperature reactors for producing unsaturated hydrocarbons, mainly ethylene. The reactor includes a cooled case with pipes for supplying an oxidizing agent and hydrocarbon feedstock, as well as a reaction chamber in communication with the quenching chamber. The reactor differs from the prototype in that it is additionally equipped with a hot gas generator connected to the inlet of the reaction chamber and equipped with a fuel supply pipe, an oxidizer supply pipe and a gas mixture ignition unit. The output of the hot gas generator narrows toward the reaction chamber to form a nozzle, and the hydrocarbon feed pipes are located in the zone of the critical section of the nozzle and are oriented radially. The technical result achieved is the creation of conditions for the combination of hydrodynamic and thermal degradation of hydrocarbons, providing a high percentage of ethylene yield.

Description

Полезная модель относится к области переработки углеводородного сырья, а именно к высокотемпературным реакторам для получения непредельных углеводородов, преимущественно этилена.The utility model relates to the field of hydrocarbon processing, namely, high-temperature reactors for producing unsaturated hydrocarbons, mainly ethylene.

Известна технологическая установка ЭП-300 для получения этилена из бензиновых фракций [Пиролиз углеводородного сырья. Мухина Т.Н., Барабанов Н.Л., Бабаш С.Е. и др. - М.: Химия, 1987, стр.142-145]. Пиролиз сырья осуществляется в трубчатой печи. Полученная реакционная смесь подвергается закалке в закалочно-испарительном аппарате и далее подвергается компримированию, очистке, сушке, после чего производится газоотделение. Для осуществления этих трудоемких операций используется сложное, громоздкое и энергоемкое оборудование, в том числе, пароперегреватели, колонны фракционирования, сепараторы, компрессоры и т.д. В результате многоступенчатой переработки бензиновых фракций на выходе установки получают до 25% этилена и незначительное количество ацетилена и пропилена.Known processing plant EP-300 for producing ethylene from gasoline fractions [Pyrolysis of hydrocarbons. Mukhina T.N., Barabanov N.L., Babash S.E. and others - M .: Chemistry, 1987, p.142-145]. The pyrolysis of raw materials is carried out in a tube furnace. The resulting reaction mixture is quenched in a quenching-evaporation apparatus and then subjected to compression, cleaning, drying, and then gas separation is carried out. To carry out these labor-intensive operations, complex, cumbersome and energy-intensive equipment is used, including superheaters, fractionation columns, separators, compressors, etc. As a result of multistage processing of gasoline fractions, up to 25% of ethylene and a small amount of acetylene and propylene are obtained at the outlet of the unit.

Известен реактор для переработки углеводородного сырья [Патент РФ 2290991, опубл. 10.01.07]. В корпусе реактора имеется узел поджига газовой смеси, камера образования рабочего тела, камера пиролиза с узлом подачи перерабатываемого сырья и камера закалки. К корпусу присоединены патрубки для подвода и отвода реагентов. Реактор также содержит генератор горячих газов, выход которого соединен с входом камеры образования рабочего тела. Генератор горячих газов имеет внутреннюю камеру сгорания, которая сообщается с узлом поджига газовой смеси и снабжена патрубком подачи инициирующего горение газа. Во входной Known reactor for the processing of hydrocarbons [RF Patent 2290991, publ. 01/10/07]. In the reactor vessel there is a gas mixture ignition unit, a working body formation chamber, a pyrolysis chamber with a feed unit for the processed raw material and a quenching chamber. Pipes for supplying and removing reagents are connected to the housing. The reactor also contains a hot gas generator, the output of which is connected to the input of the chamber of the formation of the working fluid. The hot gas generator has an internal combustion chamber, which communicates with the ignition unit of the gas mixture and is equipped with a supply pipe for initiating combustion of gas. In the entrance

части камеры образования рабочего тела установлен коллектор с радиальными отверстиями для подачи горючего. Между камерой образования рабочего тела и камерой пиролиза расположены радиальные форсунки для подачи перерабатываемого сырья. Между камерой пиролиза и камерой закалки расположены радиальные форсунки для подачи водорода. Реактор имеет сложную конструкцию и позволяет перерабатывать тяжелые фракции углеводородов - кубовые остатки, гудроны, битумы, мазуты и т.д.A part of the chamber for forming the working fluid has a collector with radial holes for supplying fuel. Between the chamber for the formation of the working fluid and the pyrolysis chamber, there are radial nozzles for supplying the processed raw materials. Between the pyrolysis chamber and the quenching chamber, there are radial nozzles for supplying hydrogen. The reactor has a complex structure and allows you to process heavy fractions of hydrocarbons - bottoms, tars, bitumen, fuel oil, etc.

В качестве прототипа выбран реактор для получения ацетилена из углеводородов [патент РФ 2087185, опубл. 20.08.97.]. Вертикальный реактор имеет в своем составе:As a prototype, a reactor was selected for producing acetylene from hydrocarbons [RF patent 2087185, publ. 08/20/97.]. The vertical reactor includes:

- смеситель для смешения подогретых до 650°С газа-окислителя (кислорода) и сырья (метана);- a mixer for mixing oxidizer gas (oxygen) and raw materials (methane) heated to 650 ° C;

- горелку для поджига смеси;- a burner for igniting the mixture;

- реакционную камеру, в которой происходит пиролиз;- a reaction chamber in which pyrolysis occurs;

- закалочный аппарат.- quenching apparatus.

Благодаря закручиванию поступающей смеси углеводородов с кислородом на лопастях горелки обеспечивается винтообразное движение горячего газового потока в туннеле корпуса реактора и в полости закалочного аппарата. Реактор имеет рассекатель, представляющий собой втулку, соосную стенкам закалочного аппарата с форсунками на верхнем торце, который распределяет основной цилиндрический поток реакционных газов, преобразуя его в закрученный кольцевой поток. Реактор позволяет перерабатывать метан с получением в основном синтезгаза (свыше 80%) и содержанием ацетилена в газе пиролиза до 9% об.By twisting the incoming mixture of hydrocarbons with oxygen on the blades of the burner, a helical motion of the hot gas stream in the tunnel of the reactor vessel and in the cavity of the quenching apparatus is ensured. The reactor has a divider, which is a sleeve coaxial to the walls of the quenching apparatus with nozzles at the upper end, which distributes the main cylindrical flow of reaction gases, converting it into a swirling annular flow. The reactor allows the processing of methane to produce mainly synthesis gas (over 80%) and an acetylene content in the pyrolysis gas of up to 9% vol.

Таким образом, существует техническое противоречие. Производство этилена в трубчатых печах позволяет получить значительный выход этого продукта, однако процесс переработки длительный, трудоемкий, энергоемкий и требует модернизации при переходе с одного вида сырья на другой. С другой стороны, известные высокотемпературные реакторы существенно проще в эксплуатации и менее энергоемки, однако при их эксплуатации выход непредельных Thus, there is a technical contradiction. The production of ethylene in tube furnaces makes it possible to obtain a significant yield of this product, however, the processing process is long, laborious, energy intensive, and requires modernization when switching from one type of raw material to another. On the other hand, the well-known high-temperature reactors are significantly simpler to operate and less energy-intensive, however, their operation yields unsaturated

углеводородов значительно ниже, чем у трубчатых печей, так выход ацетилена составляет менее 10%, а этилен вообще является сопутствующим продуктом, его доля составляет 0,2-0,4%.hydrocarbons are much lower than in tube furnaces, so the yield of acetylene is less than 10%, and ethylene is generally a by-product, its share is 0.2-0.4%.

В основу полезной модели поставлена задача решить имеющееся противоречие и создать высокотемпературный реактор высокой производительности, универсальный по сырью (жидкие и газообразные углеводороды) и с высоким выходом низших олефинов (этилена).The utility model is based on the task of solving the existing contradiction and creating a high-temperature reactor of high productivity, universal in raw materials (liquid and gaseous hydrocarbons) and with a high yield of lower olefins (ethylene).

Технический результат - создание условий для сочетания гидродинамической и термической деструкции углеводородного сырья, обеспечивающих высокий процент выхода этилена.The technical result is the creation of conditions for a combination of hydrodynamic and thermal degradation of hydrocarbons, providing a high percentage of ethylene yield.

Поставленная задача решается изменением конструкции реактора. Реактор имеет в своем составе охлаждаемый корпус с патрубками для подачи окислителя и углеводородного сырья, а также реакционную камеру, сообщающуюся с закалочной камерой. От прототипа реактор отличается тем, что дополнительно снабжен генератором горячих газов, соединенным с входом реакционной камеры и снабженным патрубком подачи горючего, патрубком подачи окислителя и узлом поджига газовой смеси. Выходная часть генератора горячих газов сужается в сторону реакционной камеры с образованием сопла, а патрубки подачи углеводородного сырья расположены в зоне критического сечения сопла и ориентированы радиально.The problem is solved by changing the design of the reactor. The reactor includes a cooled case with pipes for supplying an oxidizing agent and hydrocarbon feedstock, as well as a reaction chamber in communication with the quenching chamber. The reactor differs from the prototype in that it is additionally equipped with a hot gas generator connected to the inlet of the reaction chamber and equipped with a fuel supply pipe, an oxidizer supply pipe and a gas mixture ignition unit. The output of the hot gas generator narrows toward the reaction chamber to form a nozzle, and the hydrocarbon feed pipes are located in the zone of the critical section of the nozzle and are oriented radially.

Более подробно сущность полезной модели поясняется в приведенном ниже примере реализации и иллюстрируется Фигурой, на которой схематично представлен продольный разрез реактора.The essence of the utility model is explained in more detail in the following implementation example and is illustrated by the Figure, which schematically shows a longitudinal section of the reactor.

Реактор имеет сборный водоохлаждаемый корпус 1. Основными узлами реактора являются: генератор горячих газов 2, реакционная камера (камера пиролиза) 3, закалочная камера 4.The reactor has a prefabricated water-cooled housing 1. The main components of the reactor are: hot gas generator 2, reaction chamber (pyrolysis chamber) 3, quenching chamber 4.

Генератор горячих газов 2 имеет осевой патрубок 5 подачи горючего, например, метана, радиальный патрубок 6 подачи окислителя, например, The hot gas generator 2 has an axial nozzle 5 for supplying fuel, for example, methane, a radial nozzle 6 for supplying an oxidizing agent, for example,

кислорода. Генератор горячих газов 2 снабжен узлом поджига горючей смеси, имеет цилиндрическую камеру сгорания и сопло 7, сужающееся в сторону реакционной камеры 3. Патрубки 8 подачи сырья расположены в зоне 9 критического сечения сопла, т.е. в зоне сечения, в котором скорость потока равна местной скорости звука, и ориентированы радиально.oxygen. The hot gas generator 2 is equipped with a unit for ignition of the combustible mixture, has a cylindrical combustion chamber and a nozzle 7, tapering towards the reaction chamber 3. The raw material supply pipes 8 are located in the zone 9 of the critical section of the nozzle, i.e. in the cross-sectional zone, in which the flow velocity is equal to the local speed of sound, and oriented radially.

Реактор работает следующим образом.The reactor operates as follows.

Вначале в генератор горячих газов подается окислитель (кислород) и горючее (метан), и полученная смесь поджигается при помощи плазматрона или ВЧ-свечи. Горение осуществляется при коэффициенте избытка окислителя α<1. После выхода на рабочий режим осуществляют подачу углеводородного сырья. В качестве сырья возможно использование жидких или газообразных углеводородов, например, прямогонного бензина, бензиновой фракции (температура выкипания 70-110°С), углеводородного рафината. Перерабатываемое сырье подается радиальными струями в зону критического сечения сопла 7, т.е. в зону, где скорость потока близка к местной скорости звука. Сырье, движимое потоком из генератора горячих газов, поступает в реакционную камеру 3. В камере 3 происходит высокоскоростной нагрев сырья, сопровождающийся деструкцией высокомолекулярных компонентов. Турбулентность звуковых потоков и разница кинетического и теплового напоров, вызванные наложением осевых и радиальных потоков повышают степень деструкции высокомолекулярных соединений. Рабочими режимами в камере являются Т=800-1200°С, давление 3-6 ати. Далее продукты пиролиза поступают в закалочную камеру 4. Вода, поступающая в камеру 4 превращается в пар, температура парогазовой смеси снижается до 300-450°С и процесс пиролиза прекращается.First, an oxidizing agent (oxygen) and fuel (methane) are supplied to the hot gas generator, and the resulting mixture is ignited using a plasmatron or an RF candle. Combustion occurs when the coefficient of excess oxidizer α <1. After reaching the operating mode, the hydrocarbon feed is supplied. As raw materials, it is possible to use liquid or gaseous hydrocarbons, for example, straight-run gasoline, gasoline fraction (boiling point 70-110 ° C), hydrocarbon raffinate. The processed raw materials are fed by radial jets into the zone of the critical section of the nozzle 7, i.e. to the area where the flow rate is close to the local speed of sound. The feed, driven by the flow from the hot gas generator, enters the reaction chamber 3. In the chamber 3, high-speed heating of the feed occurs, accompanied by the destruction of high molecular weight components. The turbulence of sound streams and the difference in kinetic and thermal pressures caused by superposition of axial and radial streams increase the degree of destruction of high molecular weight compounds. The operating modes in the chamber are T = 800-1200 ° C, pressure 3-6 ati. Further, the pyrolysis products enter the quenching chamber 4. The water entering the chamber 4 turns into steam, the temperature of the gas-vapor mixture decreases to 300-450 ° C and the pyrolysis process is stopped.

Разделение на фракции полученной на выходе смеси производится традиционным способом.Separation into fractions of the resulting mixture is carried out in the traditional way.

Ниже приводится Таблица материальных балансов по сырью и полученному продукту после разделения.Below is a table of material balances for raw materials and product obtained after separation.

ТаблицаTable СырьеRaw materials Состав полученного продуктаThe composition of the resulting product Масса кг.Weight kg % масс.% of the mass. Прямогонный бензин 31200 кгStraight run gasoline 31,200 kg ВодородHydrogen 2215,22215.2 7,17.1 МетанMethane 5366,45366.4 17,217,2 ЭтиленEthylene 11793,611793.6 37,837.8 АцетиленAcetylene 3088,83088.8 9,99.9 ЭтанEthane 1310,41310.4 4,24.2 ПропиленPropylene 4773,64773.6 15,315.3 ΣС4 ΣС 4 1029,61029.6 3,33.3 ПотериLosses 1622,41622.4 5,25.2 ИТОГОTOTAL 3120031200 100%one hundred% Бензиновая фракция (температура выкипания 70-110°С) 33600 кгGasoline fraction (boiling point 70-110 ° С) 33600 kg ВодородHydrogen 2761,92761.9 8,228.22 МетанMethane 6253,06253.0 18,6118.61 ЭтиленEthylene 14169,114169.1 42,1742.17 АцетиленAcetylene 4986,24986,2 14,8414.84 ЭтанEthane 719,0719.0 2,142.14 ПропиленPropylene 1985,81985.8 5,915.91 ΣС4 ΣС 4 994,6994.6 2,962.96 ПотериLosses 1730,41730.4 5,155.15 ИТОГОTOTAL 3360033600 100%one hundred% Углеводородный рафинат 34800 кг34800 kg hydrocarbon raffinate ВодородHydrogen 3383,03383.0 9,819.81 МетанMethane 9408,09,408.0 17,5017.50 ЭтиленEthylene 15486,715486.7 40,3340.33 АцетиленAcetylene 3728,63728.6 13,7113.71 ЭтанEthane 1063,71063.7 2,772.77 ПропиленPropylene 2073,62073.6 7,407.40 ΣC4 ΣC 4 937,0937.0 3,443.44 ПотериLosses 2319,42319.4 5,045.04 ИТОГОTOTAL 3480034800 100%one hundred%

Приведенные выше и другие многочисленные испытания реактора показали, что он позволяет перерабатывать различное углеводородное сырье, как жидкое так и газообразное. Процентный выход этилена колеблется от 38 до 50%, ацетилена - 10-15%. Конкретный процент в основном определяется физико-химическими характеристиками перерабатываемого сырья.The above and other numerous tests of the reactor showed that it allows the processing of various hydrocarbon feedstocks, both liquid and gaseous. The percentage yield of ethylene ranges from 38 to 50%, acetylene - 10-15%. The specific percentage is mainly determined by the physicochemical characteristics of the processed raw materials.

Настоящая заявка описана с некоторыми деталями для достижения ясности и понимания. Специалисты в данной области при прочтении описания могут понять, что возможны некоторые изменения в деталях без выхода за пределы области применения и прилагаемой формулы.This application is described with some details to achieve clarity and understanding. Those skilled in the art, upon reading the description, may understand that some changes in the details are possible without going beyond the scope and the attached formula.

Claims (1)

Реактор для получения непредельных углеводородов, имеющий охлаждаемый корпус с патрубками для подачи окислителя и углеводородного сырья и имеющий реакционную камеру, сообщающуюся с закалочной камерой, отличающийся тем, что дополнительно снабжен генератором горячих газов, соединенным с входом реакционной камеры и снабженным патрубком подачи горючего, патрубком подачи окислителя и узлом поджига газовой смеси, выходная часть генератора горячих газов сужается в сторону реакционной камеры с образованием сопла, а патрубки подачи углеводородного сырья расположены в зоне критического сечения сопла и ориентированы радиально.
Figure 00000001
A reactor for producing unsaturated hydrocarbons having a cooled casing with nozzles for supplying an oxidizing agent and hydrocarbon feeds and having a reaction chamber in communication with the quenching chamber, characterized in that it is further provided with a hot gas generator connected to the inlet of the reaction chamber and provided with a fuel supply pipe, a supply pipe oxidizer and the ignition unit of the gas mixture, the output of the hot gas generator narrows toward the reaction chamber with the formation of a nozzle, and the carbohydrate supply pipe native raw materials are located in the zone of the critical section of the nozzle and are oriented radially.
Figure 00000001
RU2007137180/22U 2007-10-08 2007-10-08 REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE RU70463U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137180/22U RU70463U1 (en) 2007-10-08 2007-10-08 REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007137180/22U RU70463U1 (en) 2007-10-08 2007-10-08 REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU70463U1 true RU70463U1 (en) 2008-01-27

Family

ID=39110218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007137180/22U RU70463U1 (en) 2007-10-08 2007-10-08 REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU70463U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD753888S1 (en) * 2012-04-11 2016-04-12 Electrolux Home Products Corporation N.V. Laundry appliance panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD753888S1 (en) * 2012-04-11 2016-04-12 Electrolux Home Products Corporation N.V. Laundry appliance panel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100316500B1 (en) Manufacturing method of carbon black
CA2323141C (en) Method for producing lower olefins, reactor for pyrolysis of hydrocarbons and device for quenching pyrolysis gas
TWI456043B (en) Process and apparatus for the utilization of the enthalpy of a syngas by additional and post-gasification of renewable fuels
US20150165414A1 (en) Methods and reactors for producing acetylene
JPH01186825A (en) Method and apparatus for converting hydrocarbon
KR0181521B1 (en) Carbon black manufacturing method
NO162966B (en) CATALYTIC COMPONENT AND USE OF THIS FOR POLYMERIZATION OF ALFA ALKENES.
RU70463U1 (en) REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE
KR100602542B1 (en) Process And Apparatus For Producing Carbon Blacks
RU2369431C2 (en) Reactor to produced olefines, primarily, ethylene
RU2286206C1 (en) The high-temperature reactor reaction chamber
CN104918879B (en) The method for producing acetylene and synthesis gas
CN111826173B (en) Reaction device, production system and production method for preparing low-carbon olefin
US4832822A (en) Steam cracking of hydrocarbons
US20150165411A1 (en) Methods and reactors for producing acetylene
RU2188846C1 (en) Hydrocarbon feedstock processing method
US3563706A (en) Production of carbon black
CN114423517B (en) Reactor system for producing high value chemical products
CN213623982U (en) Reaction device and production system for preparing low-carbon olefins
RU2010131040A (en) METHOD FOR PRODUCING LOW-DISPERSED TECHNICAL CARBON AND REACTOR FOR ITS IMPLEMENTATION
GB788195A (en) Dry battery carbon black and process for its production
RU2290991C1 (en) Reactor for processing of hydrocarbon crude material
RU2325426C2 (en) Method of hydrocarbon raw materials processing
RU50433U1 (en) HIGH-TEMPERATURE REACTOR REACTION CHAMBER
RU2237079C1 (en) Hydrocarbon-containing feedstock gasifier

Legal Events

Date Code Title Description
PC1K Assignment of utility model

Effective date: 20090608

PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20130125