SU787449A1 - Закалочно-испарительный аппарат - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к термическому некаталитическому крекингу смесей , состо щих в основном из углеводородов , в вертикальных реакционных камерах с предотвращением образовани  твердой корки, и может быть использовано дл  закалки и охлаждени  газов пиролиза в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известны закалочно-испарительные аппараты кожухотрубного типа, состо щие из корпуса, трубных решеток и газовых трубок, по которым идет пирог&з , а по межтрубному пространству вода . Закалка и охлаждение газов пиролиза происходит за счет испарени  химически очищенной воды 1.

Известен также закалочно-испарительный аппарат, содержащий корпус, трубные решетки и газовые (пиролизные ) трубки с паровод ными рубашками , входна  трубна  решетка которого вынесена из цилиндрической части аппарата в узкий конический переход, , соедин ющий закалочно-испарительный аппарат с пиролизной печью. При охлаждении газы пиролиза отдают тепло на нагрев и испарение воды, циркулирующей по паровод ным рубашкам газо-. вых трубок 2 .

Однако вкожухотрубных аппаратах процесс охлаждени  газов пиролиза относительно раст нут во времени и поэтому не исключаютс  услови , спо5 собствующие образова,нию нежелательных побочных продуктов (смол, кокса и т.д.). Это приводит к пр мым потер м целевого продукта, а образующийс  кокс, отлага сь на внутренних 10 поверхност х газовых трубок, резко ухудшает теплопередачу и тем самым усугубл ет упом нутые нежелательные процессы. Вследствие этого средний рабочий пробег аппаратов не превы 5 700-1000 ч. В р де случаев газовые трубки не поддаютс  механической чистке и замен ютс  новыми.

Известны закалочно-испарительные аппараты с псевдоожиженным слоем Промежуточного теплоносител , представл ющие собой цилиндрический сосуд с газораспределительной решеткой и поверхностью теплообмена, размещенной в псевдоожиженном слое . {з . 25 Известен закалочно-испарительный аппарат с псевдоожиженным слоем промежуточного теплоносител , включающий вертикальный корпус, газораспределительную решетку, расположенцую 30 в нижней части корпуса, и установ-. ленную на решетке внутреннюю цилиндрическую обечайку с переточными окна ми в нижней части. Внутри цилиндрической обечайки может быть размещен пароперегреватель 4. Однако, в случае применени  этого реакционного аппарата дл  закалки и охлаждени  газов пиролиза, вследствие высокой температуры частиц сло  (пор дка 600-750°С) разность темпера тур между газами пиролиза и слоем от носительно невелика, что приводит к увеличению времени закалки. Это способствует протеканию вторичных реакций , ведущих к образованию т желых смол и кокса. Температура пара на входе в пароперегреватель составл ет около 120°С и, следовательно, температура стенок труб пароперегревател  также низка , в результате чего на них происходит конденсаци  и налипание т желых смолообразных продуктов, что резко увеличивает термическое со противление стенок. Все это приводит к тому, что уже через относительно небольшой период работы пиролизной ,печи закалочно-испарительный аппарат работает в услови х, которые далеки от оптимальных. Возникает необходимость в остановке пиролизной печи дл чистки закалочно-испарительного аппа рата. Чем т желее пиролизуемое сырье , тем больше в продуктах пиролиза т желых смол и, следовательно, тем сильнее про вл ютс  указанные недостатки . При применении в качестве сы рь  т желых газойлевых фракций и вакуумных дистилл тов такой реакционны аппарат окажетс  неработоспособным. Цель изобретени  - уменьшение потерь целевого продукта путем сокращени  времени закалки и увеличение длительности межремонтного пробега аппарата путем предотвращени  конденсации и налипани  т желых смолоОбразных продуктов на наружной поверхности труб пароперегревател . Указанна  цель достигаетс  тем, что в закалочно-испарительнрм аппарате , включающем вертикальный цилиндрический корпус с газораспределительной решеткой в нижней части, внутри которой размещена обечайка с переточными окнами внизу, нижн   часть которой вы полнена в виде опрокинутого усеченного конуса, внутри ее размещены трубы пароперегревател  и в кольцевом .зазо ,ре/между корпусом и обечайкой - трубы теплообменника. Установка обечайки с тепловоспринимающими поверхност ми позвол ет создать внутри аппарата три зоны: зону предварительной закалки пирогаза, расположенную внутри обечайки между газораспределительной решеткой и трубами пароперегревател , зону оконча .тельной закалки и перегрева пара, рас положенную в псевдоожиженном слое в зоне пучка труб пароперегревател , и зону охлаждени  частиц сло , подогрева питательной воды и ее испарени , расположенную в кольцевом пространстве Между обечайкой и корпусом аппарата . В зоне предварительной закалки контактный газ пиролиза практически мгновенно охлаждаетс  частицами промежуточного теплоносител , охлажденного в зоне подогрева питательной воды - до относительно низких температур - 200-250°С. Это приводит к сокращению времени закалки продуктов пиролиза и, следовательно, к снижению потерь целевого продукта. Кроме того,за счет подогрева и испарени  питательной воды в зоне охлаждени  частиц сло , (дл  заданных параметров пара) температура стенок парогенерирующих труб повышаетс . В результате этого уменьшаетс  количество конденсирующихс  смолообразных продуктов на стенке трубы, что приводит к увеличению продолжительности работы аппарата в оптимальных услови х. Конденсаци  и налипание смолообразных продуктов в зоне охлаждени  не происходит, поскольку в этой зоне теплопередача осуществл етс  только от нагретых частиц, а поток пирогаза не проходит. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый закалочно-испарительный аппарат, разрез; на фиг. 2 - обечайка , горизонтальный разрез; на фиг.З обечайка , вертикальный разрез. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1, обечайку 2, установленную на газораспределительной решетке 3 соосно корпусу с зазором, пароперегреватель 4, расположенный внутри обечайки 2 и образующий вместе с обечайкой 2 зону окончательной закалки, теплообменник 5 питательной воды, установленный в кольцевом пространстве между обечайкой 2 и корпусом 1, служащий зоной охлаждени  частиц сло , коническое днище 6 с расположенными в нем газовыми трубками 7 с беспровальными .колпачками 8 на концах. Газовые трубки 7 закреплены в газораспределительной решетке 3 и выносной трубной решетке 9. Пространство между газовыми трубками заполнено теплО изол цией. Решетки 3 и 9 с газовыми трубками 7 и колпачками 8 обра-зуют беспровальную распределительную газовую систему дл  псевдоожижени  частиц промежуточного теплоносител . . Пространство между газораспределительной решеткой 3 .и нижними трубкамипароперегревател  4 служит зоной предварительной закалки. Обечайка (фиг.2 и 3) состоит из конической части 10 и цилиндрической части 11. По нижнему краю конической части сделаны прорези 12 трапецейдал-ьной формь, которые занимают 30-50% площади боковой поверхности усеченного конуса. Угол 1ежду плоскостью газораспределительной

решетки и стороной усеченного конуса оставл ет 115-130°, что обеспечивае|г поддержание достаточно высокой кратности циркул ции. .

Закалочно-испарительный аппарат работает следующим образом.

Газы пиролиза, имеющие на выходе из пиролизной печи температуру 790850°С , через газовые трубки 7- и колпачки 8 поступают в зону предварительной закалки, где, контактиру  с предварительно охлажденными до температуры пор дка 200-250°С в зоне охлаждени  частицами псевдоожиженного сло , охлаждаютс -до 600-750°С. При этих температурах практически прекращаютс  вторичные реакции, привод щие к потер м целевых продуктов. За счет большой разности температур частиц сло  и газов пиролиза врем  закалки сведено до минимума и составл ет с в зависимости от скорости истечени  газов, размера псевдоожиженных частиц и кратности их циркул ции. Охлажденные газы пиролиза поступают в зону окончательной закалки, где за счет охлаждени  газов до 400-500°С перегреваетс  вод ной пар до необходимых параметров.

Циркул ци  частиц псевдоожиженного сло  осуществл етс  следующим образом

Частицы сло , поднима сь вверх, огибгиот кра  цилиндрической части 11 обечайки и, опуска сь по кольцевому пространству зоны охлаждени , отдают тепло на нагрев и испарение питательной воды, циркулирующей по трубам теплообменника 5 через прорези 12 в конической части 10 обечайки они внов поступают в зону предварительной закалки газов пиролиза.

Таким образом, реализаци  предлагаемого изобретени  позвол ет свести до минимума потери целевого продукта при закалке и охлаждении газов пиролиза , предотвратить загр знение теплообменных поверхностей коксом и смолообразующими продуктами, а, следовательно сократить простои пиролизной установки и уменьшить затраты на ремонт.

.Формула изобретени 

Закалочно-испарительный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус с газораспределительной решеткой в нижней части, внутри которого размещена обечайка с переточными окнами внизу, отличающс   тем, что, с целью уменьшени  потерь целевых продуктов и увеличени  длительности межремонтного пробега , внутри обечайки, нижн   часть которой выполнена в виде опрокинутого усеченного конуса, размещены трубы пароперегрерател  и в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой - трубы теплообменника.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ 1217944, кл. 120 19/01, 1966.

2.Патент США (Л 3357485, кл. 260-683, 1967.

3.Патент США 3718708, кл. С 07. с 3/00, 1973.

4.Патент Великобритании

№ 1154322, кл. С 10 В 49/10, 1969 (прототип).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Закалочно-испарительный аппарат, включающий вертикальный цилиндрический корпус с газораспределительной решеткой в нижней части, внутри которого размещена обечайка с переточными окнами внизу, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения потерь целевых продуктов и увеличения длительности межремонтного пробега, внутри обечайки, нижняя часть которой выполнена в виде опрокинутого усеченного конуса, размещены трубы пароперегрерателя и в кольцевом зазоре между корпусом и обечайкой - трубы теплообменника.