ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ ПИРОЛИЗА

ТРУБЧАТАЯ ПЕЧЬ ПИРОЛИЗА
Полезная модель относится к области нефтехимической промышленности и предназначена для проведения процессов пиролиза углеводородного сырья.
Конструктивная схема типичной трубчатой печи пиролиза состоит из двух камер - конвективной и радиантной, в которых расположены змеевики, в первой камере в змеевиках сырье испаряется, смешивается с водяным паром и нагревается до температуры реакции, а в змеевиках радиантной камеры, так называемых пирозмеевиках, и проходит собственно пиролиз углеводородного сырья (Промышленные трубчатые печи пиролиза в капиталистических странах. Химическая промыпшенность за рубежом, № 3(183), 1978, стр.54).
Главной сложностью, возникающей при эксплуатации всех трубчатых печей, является закоксовываемость труб, особенно выходной части пирозмеевика. Для решения этой проблемы исследователи предлагают различные усовершенствованные конструкции пирозмеевиков, которые различаются как числом труб, так и их размерами ( длиной и диаметром). Было предложено большое количество конструкций, например SRT-1, МСП-32 (Модернизация и замена печей на установке пиролиза. Химия и технология топлив и масеел, J42 5, 1996 г., стр.26). Основным недостатком является сложность конструкции печи, в которой пирозмеевик состоит из секций труб трех типоразмеров (SRT-1) или представляет собой двухходовую конструкцию типа труба в трубе (МСП-32).
еще нескольких модификаций SRT II - SRT V (Возможные направления развития технологии конструктивного оформления процесса пиролиза углеводородного сырья. Химическая промышленность, № 11, 1998, стр.3).
Развитие конструктивных концепций радиантного змеевика здесь осуществлялось в направлении сокращения длины и диаметра его труб, изменения конфигурации за счет увеличения степени его разветвленности. Недостатком этих конструкций является довольно сложная система деления и объединения реакционных потоков.
Известны трубчатые печи, включающие радиантную камеру, в которой расположены змеевики, представляющие собой параллельные вертикальные трубы, соединенные двойниками (патент США, № 3274978, кл. 122-356, опубл.27.09.66г.).
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является трубчатая печь, в радиантной камере которой размещены многопоточные змеевики, имеющие сложную конфигурацию. Начальная часть каждого змеевика состоит из восьми параллельных вертикальных труб малого диаметра, соединенных в нижней части камеры двойниками так, что сырье проходит через трубы начальной части четырьмя параллельными потоками. На выходе из начальной части змеевика установлены два узла смешения, выполненные в виде тройников, к которым подсоединена конечная часть змеевика, состоящая из четырех параллельных труб большого диаметра, соединенных в нижней части камеры двойниками так, что сырье проходит через трубы конечной части двумя параллельными потоками. На выходе из радиантной камеры трубы конечной части змеевика снабжены одним узлом смешения, выполненным в виде тройника так, что продукты выводят одним потоком, тогда как ввод сырья в змеевик осуществляется четырьмя параллельными потоками (Патент
usijf d
США 4014749, ClOG 9/20, опубл. 29.03.77).
Недостатком предложенной конструкции является перегрев конечной трубы, ведущей к закалочно-испарительному аппарату, до максимально возможного значения 1050 °С, что способствует отложению кокса на ее поверхности.
Задачей полезной модели является усовершенствование выходного участка пирозмеевика с целью предотвращения коксообразования и увеличения выходов целевых продуктов.
Сзщ ;ность предложенной полезной модели заключается в модернизации трубчатой печи, а именно выходного участка многосекционного пирозмеевика с параллельными трубами таким образом, чтобы выход пиролизованного сырья в закалочно-испарительный аппарат осуществлялся через U-образную трубу, установленную в радиантной камере трубчатой печи пиролиза, на выходе из печи за последней секцией пирозмеевиков, при этом диаметр этой трубы должен быть постоянен по всей длине и составлять 1,8-2,2 диаметра предыдущей реакционной трубы, а длина должна составлять 2,2-2,3 длины предыдущей реакционной трубы, при этом длина горизонтального участка U-образной трубы должна составлять 0,018-0,022 части всей длины U-образной трубы.
Новизна полезной модели заключается в наличие U-образной трубы, установленной за последним пирозмеевиком на выходе из радиантной камеры трубчатой печи пиролиза, через которую пиролизованное сырье поступает в закалочно-испарительный аппарат, при этом Uтруба имеет определенные длину и диаметр, зависящие от диаметра и длины предыдущей реакционной трубы, что не описано в прототипе.
Нромышленная применимость подтверждается описываемой ниже работой трубчатой печи пиролиза, установленной в ОАО Нижнекамскнефтехим
Трубчатая печь пиролиза 1 включает в себя конвективную 2 и радиантную 3 камеры (рис.). В радиантной камере 3 установлен многосекционный нирозмеевик, состоящий из ряда вертикальных реакционных труб 4 с одинаковыми величинами длины и диаметра в каждой секции, соединенных между собой узлами деления 5 и смешения 6, которые обеспечивают многопоточность реакционной среды. Последней в радиантной камере является секция 9 из четырех труб, также с одинаковыми длиной и диаметром, которые через узел смешения 6 соединены с U-образной трубой 7, выход которой подсоединен к закалочноиспарительному аппарату 8.
Трубчатая печь 1 работает следующим образом: в каждую из реакционных труб 4 пирозмеевика радиантной камеры 3 сырье I подают из конвективной камеры 2 через узел деления потока 5, пропускают по
трубам 4 пирозмеевика, затем смешивают в узле смешения 6, проводят до следующей секции труб, где делят в узле деления 5 и так повторяют процедуры пропускания потока, его деления и смешения, пока поток не достигнет последней секции 9 из четырех труб, из которых поток пиролизованного сырья II через узел смешения 6 направляют в начало Uобразной трубы 7, по выходе из которой его направляют в закалочноиспарительный аппарат 8. Следует выдерживать необходимое соотношение между диаметрами и длиной трубы последней секции пирозмеевика 9, а именно: отношение диаметра 7 к диаметру 10 составляет 1,82,2, отношение длины 7 к длине 10 составляет 2,2-2,3, длина горизонтального )Ачастка составляет 0,018-0,022 части всей длины U-образной трубы.
В частном случае выполнения полезной модели длина одной реакционной трубы 10 последней секции 9 составила 11335 мм, диаметр 85 мм, диаметр U-образной трубы 192 мм, длина 25238 мм, длина одной вертикальной части 12365 мм, горизонтальной части 508 мм.