Патент на изобретение №2256689

(54) УСТАНОВКА ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к термической переработке углеводородного сырья. Установка пиролиза углеводородного сырья содержит первый термореактор с размещенным внутри него газоотводом-нагревателем и выходной газоход. В зоне выхода термореактора расположен слой активного угля, в который погружен газоотвод-нагреватель, соединяющийся с внутренним объемом термореактора, а последовательно с первым термореактором установлен, по крайней мере, еще один термореактор. Выходной газоход каждого предыдущего термореактора, кроме последнего, соединен с внутренним объемом последующего через трехходовой вентиль, а выходной газоход последнего термореактора также через трехходовой вентиль соединен с внутренним объемом первого термореактора. Технический результат – обеспечение непрерывного процесса переработки углеводородного сырья в топливный газ, упрощение устройства за счет исключения дополнительных технических средств очистки, осушки и охлаждения топливного газа. 1 ил.

Изобретение относится к термической переработке углеводородного сырья.

Известна установка пиролиза углеводородных отходов, содержащая термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки. Причем в систему отвода пиролизных газов последовательно за конденсатором, выполненным в виде холодильника с проточной водой, включены отстойник жидких осадков, гидрозатвор с катализатором, гидрозатвор измерительный с катализатором, а в систему отвода дымовых газов включен гидрофильтр, соединенный с электрофильтром, при этом приемники жидких углеводородов гидрозатворов и гидрофильтра, а также приемник жидких осадков отстойника соединены через насосы с соответствующими форсунками, размещенными в термореакторе, в котором расположен электронагреватель непосредственного нагрева (см. пат. РФ №2168676, F 23 G 5/027, заявлено 18.06.99, опубликовано 10.06.2001 г.).

Недостатками установки являются наличие выбросов в атмосферу, сложность конструкции и недостаточная эффективность процесса пиролиза, вызванная тем, что пиролизный газ не полностью восстанавливается, уходя через газоход.

Наиболее близкой к предложенной по совокупности существенных признаков и выбранной за прототип является установка для пиролиза углеводородных отходов, содержащая термореактор с размещенным внутри него электронагревателем и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор. Электронагреватель выполнен с возможностью образования вокруг него при пиролизе угольного осадка, фильтрующего образующийся в реакторе пиролизный газ и с внутренней полостью, сообщенной с внутренним объемом термореактора и с системой отвода пиролизных газов, причем с внутренним объемом термореактора указанная внутренняя полость сообщена через газоприемную щель (см. патент №2225573, кл. F 23 G 5/027, заявлено 29.07.2002, опубликовано 10.03.2004 г.).

Недостатком устройства-прототипа является необходимость осушки выходящего топливного газа, его фильтрации, т.е. выделение из него тяжелых фракций, загрязнение внутренних поверхностей газоходных труб и их закупоривание осаждающимися из газа тяжелыми фракциями, а также необходимость прерывания процесса переработки для загрузки сырья.

Для устранения этих недостатков предложена установка пиролиза углеводородного сырья, содержащая первый термореактор с размещенным внутри него газоотводом-нагревателем и выходной газоход, причем в зоне выхода термореактора расположен слой активного угля, в который погружен газоотвод-нагреватель, соединяющийся с внутренним объемом термореактора, при этом последовательно с первым термореактором установлен, по крайней мере, еще один термореактор, при этом выходной газоход каждого предыдущего термореактора, кроме последнего, соединен с внутренним объемом последующего через трехходовой вентиль, а выходной газоход последнего термореактора также через трехходовой вентиль соединен с внутренним объемом первого термореактора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображена заявляемая установка.

Установка пиролиза углеводородного сырья состоит из термореакторов №1, №2, и т.д. №N, содержащих герметично закрывающийся корпус 1, внутри которого имеется зона 2 загрузки углеводородного сырья. Под загруженной массой располагается слой 3 мелкодисперсного активного угля, в который погружен газоотвод-нагреватель 4, соединенный с зоной загрузки последующего термореактора через газоход 5 и трехходовой вентиль 6. Выходной газоход последнего термореактора через трехходовой вентиль 7 соединен с зоной загрузки термореактора №1.

Установка работает следующим образом. Углеводородное сырье загружается в корпуса реакторов №1, №2, … №N, внутренние объемы которых затем герметизируются. С помощью нагревателя 4 сырье в реакторе №1 разогревается до температуры, необходимой для процесса пиролиза. При этом вырабатывается топливный газ, который проходит через слой 3 активного угля, газоотвод 4 и по газоходу 5, через трехходовой вентиль 6 попадает в следующий реактор №2, где снова проходит через слой загрузки и активного угля, охлаждаясь, очищаясь и осушаясь. Подобным образом может быть последовательно соединено несколько термореакторов, что способствует более качественной очистке и охлаждению топливного газа. Трехходовые вентили 6, 7 имеют два положения. В первом положении вентиля 6 выходной газоход 5 соединяет газоотвод-нагреватель 4 первого термореактора с внутренним объемом второго термореактора, а вентиль 7 в первом положении соединяет газоотвод-нагреватель последнего термореактора с внутренним объемом первого термореактора. Во втором положении этих вентилей газоход 5 соединяет соответственно газоотвод-нагреватель 4 и газоотвод-нагреватель последнего термореактора с внешним потребителем (горелка, накопительная емкость и т.д.). Во время работы установки все трехходовые вентили, кроме вентиля 7, устанавливают в первое положение, а вентиль 7 – во второе положение. По окончании переработки в реакторе №1 его нагреватель отключают, вентиль 7 переводят в первое положение, а вентиль 6 – во второе. Включают питание нагревателя второго термореактора и производят дальнейшую переработку сырья. Реактор №1 при этом загружается новой порцией углеводородного сырья. И так далее. В результате осуществляют непрерывный процесс переработки углеводородного сырья в топливный газ.

Таким образом, заявляемая установка по сравнению с прототипом позволяет сделать процесс переработки углеводородного сырья непрерывным. Последовательное соединение нескольких термореакторов короткими газоходами позволяет избежать оседания тяжелых фракций из топливного газа на внутренних поверхностях газопроводов, избежать их закупоривания, т.е. получать более качественный, очищенный, охлажденный, осушенный топливный газ. Установка более проста, чем прототип, т.к. она выполнена без применения дополнительных технических средств очистки, осушки и охлаждения (дополнительных фильтров, осушителей, конденсаторов, отстойников, барботеров, насосов и форсунок).

Формула изобретения

Установка пиролиза углеводородного сырья, содержащая первый термореактор с размещенным внутри него газоотводом-нагревателем и выходной газоход, отличающаяся тем, что в зоне выхода термореактора расположен слой активного угля, в который погружен газоотвод-нагреватель, соединяющийся с внутренним объемом термореактора, а последовательно с первым термореактором установлен, по крайней мере, еще один термореактор, при этом выходной газоход каждого предыдущего термореактора, кроме последнего, соединен с внутренним объемом последующего через трехходовой вентиль, а выходной газоход последнего термореактора также через трехходовой вентиль соединен с внутренним объемом первого термореактора.

РИСУНКИ