RU70463U1 - REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE - Google Patents
REACTOR FOR PRODUCING UNCERTAIN HYDROCARBONS, PREFERREDLY, ETHYLENE Download PDFInfo
- 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
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.
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)
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)
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 |
-
2007
- 2007-10-08 RU RU2007137180/22U patent/RU70463U1/en active
Cited By (1)
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 |