ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Печи — химические реакторы из "Трубчатые печи _1977" Для высокотемпературных химических превращений углеводородного сырья используются реакторы, которые представляют собой разновидность трубчатых печей нефтеперерабатывающих заводов, но отличающихся конструктивно вследствие особенностей технологического процесса. Одна из главных особенностей — необходимость иметь такой объем реакционной зоны трубчатого змеевика печи, в котором исходное сырье могло бы разлагаться до необходимой глубины в короткий отрезок времени. Этот промежуток времени — время контакта, или время пребывания сырья в зоне реакции,— определяется условиями процесса. Такие реакторы выполняются многопоточными. Часть труб каждого змеевика (отдельного потока) размещается в конвекционной камере и часть труб — в радиантной. При нормальной работе реактора сырье подвергается нагреву и испарению в конвекционной камере, а его разложение происходит в реакционной камере. Поверхность нагрева всех труб змеевика, расположенных в радиантной камере печи должна быть достаточной для перегрева смеси паров нефтепродуктов и водяного пара, поступающих из конвекционной камеры, до температуры реакции пиролиза и возмещения эндотермического эффекта реакции. [c.19] Требуемое количество тепла необходимо передать на ограниченном по длине участке реакционной зоны змеевика при максимальном коэффициенте теплоотдачи от стенки трубы к потоку сырья. Основные способы повышения коэффициента теплоотдачи в данных условиях следующие увеличение скорости паров сырья (до значений, при которых еще не происходит интенсивный износ труб частицами кокса и не повышается давление в реакционной зоне) уменьшение диаметра труб (для труб малого диаметра он значительно выше, так как отношение поверхности нагрева к площади сечения потока сырья на любом отрезке длины больше). [c.19] Для поддержания постоянной (высокой) скорости паров сырья при изменяющемся их объеме (вследствие образования продуктов конверсии и изменения температуры) в некоторых печах применяют трубчатые змеевики с переменным по длине диаметром труб. [c.19] Тенденция строительства агрегатов большой единичной мощности ярко проявилась в сооружении трубчатых печей, используемых в качестве химических реакторов. Так, на современных пиролизных установках мощностью 300—450 тыс. т/год имеются печи производительностью 16—25 и даже 45 тыс. т/год этилена, что во много раз превышает мощность прежних печей. [c.20] До недавнего времени наибольшее число печей сооружалось фирмой Селас , однако в последние годы много печей построено и другими фирмами США Луммус , Фостер Уиллер , Келлог , Стоун и Вебстер [1]. [c.20] Новые пиролизные печи отличаются от прежних тем, что в них осуществлен принцип короткого времени контакта реагирующего сырья Б определенном участке высокотемпературной зоны трубчатого змеевика (принцип SRT) в течение указанного времени завершаются желаемые первичные реакции расщепления углеводородов. При температуре сырья 840—860 °С температура стенки трубы составляет примерно 1050 °С. [c.20] Для повышения коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к сырью до 750—1180 Вт/(м2-К) (465—725 ккал/(м2-ч-°С) необходимы высокие скорости движения паров (до 300 м/с). Кроме того, коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к сырьевому потоку возрастает,с уменьшением диаметра труб реакционного змеевика печи. Так как для любого участка змеевика отношение поверхности трубы к ее объему увеличивается с уменьшением диаметра, при использовании змеевиков из труб малого диаметра создаются более благоприятные условия для проведения процесса пиролиза. Этим можно объяснить появление новых пиролизных печей, в которых смонтированы многопоточные змеевики из труб малого диаметра. [c.20] Печи с вертикальными змеевиками. На нефтехимических установках наиболее часто применяются печи вертикального типа с вертикально расположенными змеевиками, сооружаемые фирмами Луммус , Фостер Уиллер , Келлог и др. [2—4]. [c.20] Благоприятные температурные условия эксплуатации огнеупорной футеровки и изоляции способствуют сохранности материальной части конструкции и герметичности корпуса печи, вследствие чего не возникает дополнительных подсосов воздуха. Это обеспечивает эффективное сжигание топлива с расчетным коэффициентом избытка воздуха и высокую температуру в камере радиации. [c.21] Американская фирма Луммус разработала и построила большое число трубчатых печей крупной единичной мощности для высокотемпературных нефтехимических установок. [c.21] Новые печи отличаются высокими теплотехническими характеристиками, надежным и экономичным материальным оформлением, компактной к совершенной конструкцией, высокой эффективностью работы. [c.22] Система автоматического управления печами Луммус сведена в основном к регулированию соотношения сырье — водный пар разбавления —расход газа на горелки. Помимо этого контролиру-. тся давление сырья на входе в печь и выходе из нее, а также давление пирогаза на выходе из закалочного аппарата. [c.22] Секции змеевиков в камере конвекции располагаются горизонтально. Одна секция толстостенных оребренных труб отводится для перегрева водяного пара, а другие (4—6) секции из труб диаметром 102X6 мм служат для нагрева сырья. Секции монтируются на опорных решетках. [c.22] Вертикальная пиролизная печь фирмы Луммус (США) I — четырехпоточный реакционный змеевик 2 — камера радиации 3 — камера конвекции 4 — футеровка 5 — горелки 6 — дымовая труба. [c.23] Стены печей имеют сплошную, герметическую обшивку из листовой стали толщиной 5 мм.. Легковесные огнеупорные блоки из дистельсиллиманита (4—6 кН/м или 400—600 кгс/м ) крепятся при помощи захватов из хромоникелевой стали за стержень, опорные детали которого приварены непосредственно к наружной обшивке (кожуху) печи. Между огнеупорными дистельсиллиманито-выми блоками и кожухом имеется слой тепловой изоляции. [c.24] Дымовая труба печи сваривается из листовой стали и внутри футерована жаростойким бетоном толщиной 40—60 мм. Бетон армируется сеткой из стальной проволоки. [c.24] Вертикальное размещение секции трубчатых змеевиков применяется и во многих отечественных конструкциях трубчатых печей. По форме корпуса печи подразделяются на ряд типов узкокамерные, секционные, многокамерные и др. Конструктивное отличие этих печей друг от друга заключается в способах расположения змеевиков, вариантах зонного регулирования подвода тепла, ис-лользования разнообразных конструкций газовых и жидкостных горелок, в дополнительных удобствах технического обслуживания. [c.24] Печи с горизонтальными змеевиками. Трубчатые печи с горизонтально размещенными змеевиками для нефтехимических установок сооружались различными зарубежными фирмами Селас , Стоун и Вебстер и др. [c.24] При горизонтальном расположении змеевиков облегчается удаление кокса, неизбежного побочного продукта пиролиза. Равномерность распределения тепловых потоков в печи достигается рассредоточением радиантных горелок на стенах и в поде и двусторонним обогревом змеевиков. Секции трубчатых змеевиков располагаются в шахматном порядке в средней части радиационной камеры, а излучающие факелы горелок — у стен. Топочные газы уходят вверх, в камеру конвекции и оттуда — в одну или несколько дымовых труб (в зависимости от длины этой камеры). [c.24] Вернуться к основной статье