Реактор для получения сажи

Реактор для получения сажи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ по авт.св. If 8566'i2, отличаю- 'д и и с я тем, что, с целью повыше- !ния выхода сажи и снижения металлоемкости реактора, инжектор и труба для отбора сажегазовых продуктов выполнены в огнеупорной футеровке реакторз.

б

„,SU„„843457

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

3(58 С 09 С I/ 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "-

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 850642, (21) 2573241/23"26 (22) 27.03.78 (46) 30,07. . Ьюл. ZO (72) В.Ф. Суровикин, А,В. Рогов, Г.В.Сажин и Г.Л.Горюнов (71) Всесоюзный научно-исследователь" ский институт технического углерода (53) 66 .666.Ц088.8) (54)(57) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ САЖИ по авт.св. Р 850642, о т л и ч а ю " ц и и с я Тем, что, с целью повыше ния выхода сажи и снижения металлоемкости реактора, инжектор и труба для отбора сажегазовых продуктов выпол" иены в огнеупорной футеровке реактора.

1 843

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к, реакторам для получения сажи путем термического или термоокислительного разложения yr-5 леводородного сырья.

Изобретения может быть успешно использовано для получения иэ жидкого углеводородного сырья печных саж, при" меняемых в качестве усиливающего íà- 10 полнителя при изготовлении шин и резино-технических изделий.

В основном изобретении описан ре- . актор для получения сажи, который содержит последовательно установленные камеру горения с патрубками для подачи.топлива и воздуха и форсункой для подачи сырья и реакционную камеру с форсункой для подачи эакалсчного агента и трубой для отбора сажегазовых . продуктов. Камера горения и реакционная камера выполнены из огнеупорной футеровки, смонтированной в металли" ческом корпусе. Входной торец трубы. для отбора сажегаэовых продуктов yc" 2 тановлен перед форсункой для подачи закалочного агента, а между выходным торцом трубы и патрубком для подачи топлива и воздуха в камеру горения установлен инжектор. Труба и инжектор

30 выполнены иэ огнеупорных материалов ,:(смонтированных в отдельном металлическом корпусе, присоединенном к корпусу реактора).

Недостатком известного, реактора для получения сажи являются большие З5 тепловые потери трубы и инжектора, в результате чего снижается эффективность использования физического тепла рециркулируемых сажегазовых продуктов. Это приводит к необходимости 40 увеличения количества рециркулируемых ! сажегазовых продуктов и:воздуха, подаваемых в камеру горения и, следова тельно,. к уменьшению выхода сажи в расчете на используемый в процессе 45 углеводород, Другим недостатком известного ре актора является его большая металлоемкость, сложность изготовления и монтажа трубы для рециркуляции саже- 50 газовых продуктов.

Целью изобретения .является увеличение выхода сажи (e расчете íà yr" леводород, подаваемый в реактор 1 и снижение металлоемкости реактора.

Указанная цель достигается тем, что предлагаемый реактор содержит, корпус с последовательно установлен457 2 ными в нем камерой горения с патрубками для подачи топлива и воздуха и форсункой для подачи сырья и реакционной камерой с форсункой для подачи закалочного агента:, трубу для отбора сажегазовых продуктов, входной торец которой установлен перед форсункой для подачи заключенного агента, и инжектор, установленный между выходным торцом трубы для отбора сажегазовых продуктов и патрубком для подачи топлива и воздуха в камеру горения, инжектор и труба (которых может быть несколько ) выполнены в огнеупорной футеровке реактора.

Это позволяет значительно уменьшить тепловые потери от рециркулируемых сажегазовых продуктов и эффективнее испольэовать их физическое тепло в процессе. Более полное использование физического тепла дает воэмож" ность существенно уменьшить количество рециркулируемых сажегазовых продуктов и избыток воздуха, подаваемого в камеру реакции, в расчете на

1 кг сырья; это в конечном итоге приводит к увеличению выхода сажи иэ используемого в процессе углеводорода. Кроме того, снижается металлоемкость реактора и упрощается его изготовление.

На фиг. 1 изображен общий вид реактора, продольный разрез; на фиг. 2 " то же,поперечный разрез.

Реактор для получения сажи включает корпус 1 в котором последовательно и соосно. расположены соединенные друг с другом камера 2 горения и реакционная камера 3. В камере 2 горения установлена аксиально сырьевая форсунка 4.

Камера 2 горения цилиндрического типаснабжена тремя патрубками 5 для подачи топлива и воздуха, размещенными симметрично"по периферии передней крышки корпуса 1 (патрубки могут быть установлены тангенциально ). В патрубках 5 установлены три горелки 6 для сжигания углеводородного топлива. В огнеупорной футеровке камеры 2 горения выполнены три инжектора, которые включают камеру 7 смешения и приемную камеру 8. Камера 7 емешения каждого инжектора расположена таким образом, чтобы обеспечить тангенциальный ввод (ввод можно осуществить и радиально ) рециркулируемых сажегазовых продуктов.

Приемная камера 8 каждого инжектора встроенной в огнеупорном слое тру-. бой 9 соединена: с реакционной камеЕдиница измерения

Показатель

2Расход сырья

Расход топлива кг/4

500

500 нм /ч

660

600 то же

8434 рой. 3. В приемной камере 8 каждого инжектора Ilo ее продольной оси установлена форсунка 10, выходная насадка ll которой выполнена в виде сопла Ндва" ля. Форсунка 10 патрубком соединена с источником воздуха под давлением (не показан ). В конце реакционной камеры 3 после точки присоединения труб 9 для отбора сажегазовых про дуктов установлены форсунки 12 для 10 подачи закалочного агента. "

Получение сажи в реакторе, выпол ненном согласно данному.изобретению, осуществляется следующим образом. В форсунку 10 каждого инжектора пода" ют по стрелке A воздух в количестве

160 нм /ч под давлением от 4 до 8 ати.

Поток воздуха из выходной насадки ll форсунки 10 поступает в камеру 7 смешения инжектора и создает разрежение в приемной камере 8 инжектора. В результате этого из реакционной камеры через-трубу 9 в приемную камеру 8 каждого инжектора поступают сажегазовые продукты с температурой 15001550 Ñ, которые в камере 7 смешения каждоГо инжектора смешиваются с потоком воздуха..Полученная смесь поступает в камеру 2 горения, и горючие ком. поненты сажегаэовых продуктов сгораЗО ют с образованием потока продуктов полного горения. Для обеспечения полного сгорания в камеру 2 горения через патрубки 5 подают по стрелке ii воздух на горение с температурой 250оC. В поток продуктов горения, поступающий в 35 реакционную камеру 3, через сырьевую форсунку 4 подают по.стрелке В рас- " пыленное углеводородное сырье, предварительно подогретое до 180 С в коо личестве 500 кг/ч. Для лучшего распы-40 ления сырья в форсунку 4 подают по

Расход воздуха на го" рение

Расход воздуха на инжектирование

57 4 стрелке Г воздух под давлением 6 ати, с температурой 250 С в количестве

300 нм/ч. В качестве сырья использована смесь зеленого масла и антрацено" вого масла в соотношении. 1:1.

В реакционной камере 3 углеводород" ное сырье за счет тепла продуктов горения при 1550 С разлагается с выделео нием сажи. Полученные высокотемпературные продукты разделаются на две части, Одну часть в количестве, 26 об,Ж подают на сжигание в качестве топлива в Камеру 2 горения. При этом количество сажегазовых продуктов составляет

0,928 нм /кг сырья. Другая (основ-.

3 ная ) часть сажегазовых продуктов про;ходит s зону охлаждения и в нее че" рез форсунки 12 под давлением 14 ати подают по стрелке Д закалочный агент (распыленную воду ). Охлажденные до

650оС сажегаэовые продукты выходят из реактора и поступают в систему устройств:для отделения сажи от газо образных продуктов реакции.

В период разогрева реактора и выведения его на режим получения сажи в патрубки 5 камеры 2 горения подают через горелки 6 по стрелке Е углеводородное топливо (пропанбутановую смесь ) общим количеством 60 нм-Уч.

В дальнейшем подача топлива уменьша" ется или прекращается полностью.

В таблице приведены результаты опытов по предлагаемому реактору в сравнении с прототипом. Как видно из таблицы, выход сажи в расчете на используемый в процессе углеводород в предложенном реакторе выше, чем в известном, на 1,83 при-том же качестве полученной сажи, металлоемкость реактора при этом снижается.

По прото- В предлагатипу емом реакторе

Продолжение таблицы в один инжектор суммарный

160

480

8,0. 26,0

26,0 нм /кг 1,0 сырья

01928

Состав реакционных газов:

5,38

СО2. 9,93.19,02

19 51

0,83

СН.

0,57

0,37

0 54

Остальное вес.3 58,4

60,2

Физико-химические свойства сажи

Иасляное число мл/100 r l50

148 м /r- 71 ююе\юававееаваВааавеааюеавааееюееа авюавеюваваюваюееав ° \аеававюав вюююв ю ! а а

При незначительных затратах на из- усовераенствование может быть осу.готовление инжекторов и встроенных ществлено на действующих в промыщленв огнеупорном слое труб предложенное 5? ности реакторах для получения сажи.. е ее ааав ю

Давление воздуха в ин.жекторе

Количество рециркулиру" емых сажегазовых продуктов на сжигание

Удельный расход рециркулируемых сажегазо. вых продуктов

С0

Н2

С2Н2

Выход сажи (на исполь" зованный в процессе углеводород ) Уд. геометрическая поверхность (кинетичес" ,кий метод ) 500 4 - 500 кгlсм 8,0 об.4 5,21

То же 10,20.

843457

Put. g

Редактор g Горькова Техреду Кастелевич Корректор 4. Повх

Заказ 1б92 . Тираж 56 . Подписное . ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 ДОЯ Иосква Ж-Я Ра шская наб. д, 4Д

0tlA ППатейтП