Вузол введення розчину інгібітора коксовідкладення в трубчастих печах піролізу вуглеводневої сировини

1 Вузол введення розчину інпбітора коксовідкладення в трубчастих печах піролізу вуглеводневої сировини, що включає прямий відрізок змійовика з патрубком для підведення сировини, розпилювач шпбітора, трубку для підведення шпбітора до розпилювача і охоплюючу її додаткову трубку, розташовані СПІВВІСНО, який відрізняється тим, що він забезпечений струменевипрямлячем, який заглушує великомасштабну турбулентність вниз по потоку і СПІВВІСНО розташований в прямому відрізку змійовика в зоні вприскування розчину шпбітора 2 Вузол введення за п 1, який відрізняється тим, що як розпилювач використана відцентрова форсунка 3 Вузол введення за п 1, який відрізняється тим, що струменевипрямляч виконаний з радіальних лопатей і циліндричних кілець, при цьому радіальні лопаті прикріплені до додаткової трубки симетрично відносно и осі, а циліндричні кільця прикріплені до радіальних лопатей СПІВВІСНО З додатковою трубкою і утворюють канал, що ступінчасто розширяється у напрямі потоку 4 Вузол введення за п 3, який відрізняється тим, що струменевипрямляч містить від трьох до п'яти циліндричних кілець, а ширина кілець збільшується у напряму потоку від 0,25 до 0,9 внутрішнього діаметра прямого відрізка змійовика у першого і останнього кілець ВІДПОВІДНО 5 Вузол введення за п 3, який відрізняється тим, що відстань від передньої частини лопаті до місця врізу патрубка підведення сировини складає не менш двох внутрішніх діаметрів прямого відрізка змійовика О ю Винахід відноситься до нафтохімічної промисловості і призначений для використання в установках для виробництва етилену і пропілену термічним піролізом вуглеводневої сировини У цей час все світове виробництво етилену і пропілену засновано на піролізі вуглеводневої сировини в трубчастих печах в присутності водяної пари Сировиною служать етан і пропанбутанові суміші, а також бензинові і газойлеві фракції Звичайно піч піролізу має дві камери, конвекційну і радіаційну У конвекційній камері сировину, що протікає по змійовику, випаровують, змішують з парою і підігрівають до 550 650°С У радіаційній камері суміш підігрівають до 750 950°С При піроЛІЗІ утворюються етилен, пропілен, бутилени і ряд побічних продуктів Основною проблемою при цьому процесі є утворення відкладів коксу на СТІНЦІ змійовика радіаційної камери У більшості печей відклади коксу видаляють, випалюючи їх сумішшю пари і кисню Застосовують також трубчасті печі піролізу, в яких коксовідкладенню запобігають шляхом подачі в потік сировини інгібітору, до складу якого входять, наприклад, сполуки лужних металів У більшості випадків інгібітор у вигляді водного розчину або суспензії ВІДПОВІДНИХ ХІМІЧНИХ сполук подають в гарячий потік сировини через вузол введення, розташований поблизу межі конвекційної і радіаційної частин змійовика При цьому часто виникає прогар стінки змійовика з утворенням наскрізних свищів в зоні вприскування розчину інгібітору Прогар викликається тим, що краплі розчину інгібітору періодично попадають на нагріту металеву стінку поблизу місця вприскування Зміни температури, що багато разів повторю 45499 гурі 1 зображений загальний вигляд вузла введенються, спричиняють руйнування металу від терміня, а на фігурі 2 - струменевипрямляч і форсунка в чної утоми розрізі У Європейському патенті ЕР 0606898 А1 опиВузол введення містить прямий відрізок змійосаний пристрій введення розчину інгібітору коксовика 1 з фланцем 2, патрубками 3 і 4 і вставку, що відкладення в трубчастих печах піролізу вуглеводмістить ВІДПОВІДНИЙ фланець 5, трубку для підвеневої сировини, що включає прямий відрізок дення шпбітора 6, додаткову трубку 7, розпилюзмійовика з патрубком для підведення сировини, вач, в якості якого використана відцентрова форрозпилювач інгібітору, трубку для підведення інгісунка 8, і струменевипрямляч, що утворюється бітору до розпилювача, розташовану СПІВВІСНО з радіальними лопатями 9 і циліндричними кільцями прямим відрізком з можливістю и осьового пере10, 11, 12, і 13 Вставка центрується в прямому міщення У робочому положенні розпилювач ввовідрізку змійовика 1 по фланцю 2 і виступах радідиться в потік газу на відстань від одного до трьох альних лопатей Циліндричні кільця 10, 11, 12 і 13 діаметрів прямого відрізку трубопроводу прикріплені до радіальних лопатей 9 СПІВВІСНО З Винахід вирішує задачу усунення прогарів змідодатковою трубкою 7 і утворюють канал, що стуйовика в зоні вприскування розчину інгібітору пінчасто розширюється у напрямі потоку Вказана задача вирішується тим, що вузол введення розчину інгібітору коксовідкладення в Вузол введення працює таким чином Через трубчастих печах піролізу вуглеводневої сировипатрубки 3 і 4 потік сировини, що надходить із ЗМІни, що включає прямий відрізок змійовика з патруЙОВИКІВ конвекційної частини печі (на кресленні не бком для підведення сировини, розпилювач інпбіпоказані), попадає в прямий відрізок змійовика 1, тора, трубку для підведення інгібітору до що відноситься до радіаційної частини печі Водрозпилювача і охоплюючу и додаткову трубку, які ний розчин інгібітору коксовідкладення надходить розташовані СПІВВІСНО, забезпечений струменевипід тиском через трубку для підведення шпбітора 6 прямлячем, заглушуючим великомасштабну турвід зовнішнього джерела (на кресленні не показабулентність вниз по потоку і розташованим СПІВВІний) до відцентрової форсунки 8 і вприскується в СНО в прямому відрізку змійовика в зоні потік сировини вприскування розчину інгібітору Циліндричні кільця 10, 11, 12 і 13 в поєднанні з Струменевипрямляч являє собою аеродинамірадіальними лопатями утворюють струменевипчну решітку, яка розділяє потік сировини на окремі рямляч, який розділяє потік сировини на окремі струмені, паралельні осі прямого відрізка змійовиструмені, паралельні ВІСІ прямого відрізка змійовика Вниз по потоку від струменевипрямляча на ка Внаслідок впливу струменевипрямляча на потік відрізку, що дорівнює декільком діаметрам прямознижується турбулентність на відрізку 5 10 діамего відрізка змійовика, турбулентність в потоці ситрів прямого відрізка змійовика вниз по потоку У ровини знижена У цій зоні швидкість радіального цій зоні швидкість радіального перенесення доміперенесення домішок в потоці шляхом турбулентшок в потоці сировини шляхом турбулентної диної дифузії також знижена Час, необхідний для фузії знижена Внаслідок цього попадання капель переміщення капель розчину інгібітору з ядра порозчину інгібітору з ядра потоку сировини в пристітоку в пристінкову область течи, зростає і випаронкову область течи сповільнюється настільки, що вування капель завершується раніше, ніж вони випаровування капель устигає завершитися ранімогли б досягнути стінки Це запобігає можливості ше, ніж вони могли б досягнути стінки Частки інгіпрогару стінок бітору, що утворилися з капельок розчину після випаровування води, при попаданні на стінку зміЗа переважним варіантом виконання винаходу йовика не справляють шкідливого впливу на її МІЦяк розпилювач використовується відцентрова форсунка Достоїнством відцентрової форсунки є вісесиметрична форма конуса розпилу рідини, що викликає найменші збурення потоку сировини на виході з струменевипрямляча За переважним варіантом виконання винахід характеризується також наступними ознаками - струменевипрямляч виконаний з радіальних лопатей і циліндричних кілець, при цьому радіальні лопаті прикріплені до додаткової трубки симетрично відносно и осі, а циліндричні кільця прикріплені до радіальних лопатей СПІВВІСНО З додатковою трубкою і утворюють канал, що ступінчасто розширяється у напрямі потоку, - струменевипрямляч містить від трьох до п'яти циліндричних кілець, а ширина кілець збільшується у напрямі потоку від 0,25 до 0,9 внутрішнього діаметра прямої відрізка змійовика у першого і у останнього кілець ВІДПОВІДНО, - відстань від передньої частини лопаті до місця приєднання патрубка підведення сировини складає не менш двох внутрішніх діаметрів прямого відрізка змійовика Винахід пояснюється кресленнями, де на фі НІСТЬ За переважним варіантом виконання струменевипрямляча застосовані чотири циліндричних кільця 10, 11, 12 і 13, а їх ширина збільшується від 0,25 у кільця 10 до 0,9 у кільця 13 по відношенню до внутрішнього діаметра прямого відрізка змійовика Ширина кілець вибрана за експериментальним даними Число кілець вибране з урахуванням того, що ефективність дії струменевипрямлячів з числом кілець менше трьох різко знижується, а струменевипрямлячі з числом кілець більш п'яти в умовах роботи вузла введення небажані, оскільки сильно захаращують переріз потоку За переважним варіантом виконання вузла введення відстань від передньої кромки радіальних лопатей 9 до місця врізу найближчого патрубка підведення сировини 4 складає не менш двох внутрішніх діаметрів змійовика При цьому збільшується ефективність дії вузла введення внаслідок додаткового зниження інтенсивності турбулентності потоку сировини в точці вприскування розчину шпбітора Даний винахід може бути застосований на тих трубчастих печах піролізу вуглеводневої сировини, закоксовуванню яких запобігають вприскуванням розчину інгібітору коксовідкладення в нагрітий потік сировини При виготовленні вузлів введення за даним винаходом необхідно застосовувати матеріали, що допускають тривалу, десятки тисяч годин, роботу в інтервалі температур 600 650°С без розвитку теплової крихкості Переважно повинні застосовуватися аустенітні сталі зі структурою стійкого аустеніту, не здатного до структурних перетворень під впливом тривалих нагрівів, зокрема, 45499 стабілізовані титаном або ніобієм сталі типів 18-8 або 18-12 Випробування вузла введення розчину інгібітору, виготовленого ВІДПОВІДНО до даного винаходу з сталей типів 08Х18Н10Т і 12Х18Н10Т, проведені в промислових умовах на 12 екземплярах вузла введення, встановлених на 6 печах піролізу, дали позитивні результати У ході випробувань, що продовжувалися більш 11 МІСЯЦІВ, не було зареєстровано жодного випадку відмови вузла введення інгібітору або прогару змійовика в районі установки вузла введення 6 7 1 ФІГ. 1 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71