RU72692U1 - HYDROCARBON RAW MATERIAL PROCESSING PLANT - Google Patents

Abstract

Техническое решение относится к области термической переработки углеводородного сырья, в частности к установкам для пиролиза изношенных автомобильных шин и других вторичных полимерсодержащих материалов с получением продуктов пиролиза, используемых в промышленности в качестве энергоносителей и при производстве резинотехнических изделий и сорбентов.The technical solution relates to the field of thermal processing of hydrocarbon raw materials, in particular to plants for the pyrolysis of used car tires and other secondary polymer-containing materials to produce pyrolysis products used in industry as energy carriers and in the production of rubber products and sorbents.

Целью технического решения является снижение энергозатрат, ускорение процесса переработки сырья, повышение качества получаемых продуктов пиролиза, получение легких видов топлива (бензин, дизтопливо, керосин) непосредственно в процессе переработки углеводородного сырья и повышение экологической чистоты процесса переработки углеводородного сырья.The purpose of the technical solution is to reduce energy consumption, accelerate the processing of raw materials, improve the quality of the resulting pyrolysis products, obtain light fuels (gasoline, diesel fuel, kerosene) directly in the process of processing hydrocarbon raw materials and increase the environmental cleanliness of the process of processing hydrocarbon raw materials.

Цель достигается тем, что в установке для переработки углеводородного сырья, содержащей оборудованный источником обогрева реактор для пиролиза, систему отвода продуктов пиролиза, содержащую трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, систему, изменяющую качественные показатели продуктов пиролиза, систему разделения парогазообразных продуктов пиролиза, реакторов для пиролиза установлено не менее двух, при этом каждый реактор снабжен сменной пиролизной камерой с размещенным в ней сменным решетчатым многоярусным стеллажом, система, изменяющая качественные показатели продуктов пиролиза, содержит коллекторы, установленные на крышках пиролизных камер и соединенные разъемами с вертикальными каналами открытыми в нижней части, размещенными по периметру боковой поверхности внутри корпусов пиролизных камер, и трубопроводом через блок управления с емкостями для инертного газа и реагента, а система разделения парогазообразных продуктов пиролиза выполнена в виде последовательно установленных ректификационной колонны и теплообменника, при этом основной трубопровод системы отвода парогазообразных продуктов пиролиза соединяет непосредственно каждую пиролизную камеру с ректификационной колонной и снабжен поворотными патрубками, установленными на каждой пиролизной камере, а трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, является обводным и снабжен запорной арматуройThe goal is achieved in that in a plant for processing hydrocarbon raw materials containing a pyrolysis reactor equipped with a heating source, a pyrolysis product removal system containing a pipeline connecting the pyrolysis chamber to a heat exchanger, a system that changes the quality characteristics of the pyrolysis products, a system for separating vapor-gas-like pyrolysis products, reactors for no less than two pyrolysis was installed, each reactor equipped with a removable pyrolysis chamber with a replaceable lattice multi-tiered lazhom, a system that changes the quality indicators of the pyrolysis products, contains collectors mounted on the lids of the pyrolysis chambers and connected by connectors with vertical channels open in the lower part, placed around the perimeter of the side surface inside the pyrolysis chamber housings, and a pipe through the control unit with inert gas tanks and reagent, and the system for the separation of vapor-like pyrolysis products is made in the form of sequentially installed distillation columns and heat exchangers, while removal system piping vaporous pyrolysis product directly connects each pyrolysis chamber to the distillation column and is provided with rotary nozzles mounted on each of the pyrolysis chamber, and a conduit connecting pyrolysis chamber with a heat exchanger, and a bypass is provided with a stop valve

Кроме того, в установке каждый поворотный патрубок системы отвода парогазообразных продуктов оборудован герметичным шарниром, состоящим из In addition, in the installation, each rotary nozzle of the vapor-gas-product removal system is equipped with a sealed hinge consisting of

неподвижного стакана и размещенной в нем поворотной трубы, причем, в нижней части наружного стакана выполнена горообразная проточка, в которой размещены шарики, а в нижней части поворотной трубы установлено кольцо с коническим нижним торцем, выполненным под углом 60- 62 ° к его оси, которым поворотная труба опирается на шарики, при этом в верхней части неподвижный стакан оборудован сальником.a fixed cup and a rotary tube located in it, moreover, a mountainous groove is made in the lower part of the outer cup, in which balls are placed, and a ring with a conical lower end made at an angle of 60-62 ° to its axis, which the rotary tube rests on the balls, while in the upper part the fixed cup is equipped with an oil seal.

Кроме того, в установке каждый реактор для пиролиза снабжен металлическим цельным корпусом с источником обогрева в виде нагревательных элементов, равномерно расположенных на внутренней поверхности в каналах футеровки, объединенных в группы с возможностью последовательного отключения группы нагревательных элементов.In addition, in the installation, each pyrolysis reactor is equipped with a metal whole body with a heating source in the form of heating elements uniformly located on the inner surface in the lining channels, combined into groups with the possibility of sequentially switching off the group of heating elements.

Description

Техническое решение относится к области термической переработки углеводородного сырья и может быть использовано для пиролиза изношенных автомобильных шин и других вторичных полимерсодержащих материалов с получением продуктов пиролиза, используемых в промышленности в качестве энергоносителей и при производстве резинотехнических изделий и сорбентов.The technical solution relates to the field of thermal processing of hydrocarbon raw materials and can be used for the pyrolysis of worn-out tires and other secondary polymer-containing materials to produce pyrolysis products used in industry as energy carriers and in the production of rubber products and sorbents.

Известна установка по переработке изношенных автопокрышек, содержащая пиролизную камеру с каналом отбора газа из пиролизной камеры и каналом подвода газа в пиролизную камеру, сепаратор, емкость для пиролизной жидкости, компрессор и теплообменник, в которой между пиролизной камерой и теплообменником установлены последовательно циклон для сбора пыли и каталитическая насадка, а пиролизная камера дополнительно снабжена дозатором выгрузки обуглероженного остатка и металлокорда (см. патент на полезную модель, RU №43546, МПК-7 C10J 3/02, C10G 1/10).A known installation for processing worn tire covers, comprising a pyrolysis chamber with a gas withdrawal channel from the pyrolysis chamber and a gas supply channel to the pyrolysis chamber, a separator, a pyrolysis liquid tank, a compressor and a heat exchanger, in which a cyclone is mounted in series between the pyrolysis chamber and the heat exchanger to collect dust and a catalytic nozzle, and the pyrolysis chamber is additionally equipped with a dispenser for unloading the carbonized residue and steel cord (see utility model patent, RU No. 43546, MPK-7 C10J 3/02, C10G 1/10).

Как показали испытания приобретенной установки, известная установка обладает серьезными недостатками, не позволяющими использовать ее в промышленном режиме по прямому назначению.As shown by tests of the purchased installation, the known installation has serious drawbacks that do not allow its use in industrial mode for its intended purpose.

Недостатками известной установки являются высокие удельные энергозатраты, обусловленные потерями тепла с отходящими топочными газами, низкое качество продуктов пиролиза: горючие пиролизные газы в значительной степени разбавляются топочными газами в результате чего имеют низкую удельную теплоту сгорания (50% в составе газов составляют негорючие компоненты - двуокись углерода и азот, 20% -влага), технический углерод (углеродосодержащий твердый остаток) пропитан смолистыми веществами и не пригоден ни для резинотехнического производства, ни для производства сорбентов и может использоваться только в качестве топлива.The disadvantages of the known installation are the high specific energy consumption due to heat loss from the exhaust flue gases, the low quality of the pyrolysis products: combustible pyrolysis gases are diluted to a large extent by the flue gases, as a result of which they have a low specific heat of combustion (non-combustible components - carbon dioxide comprise 50% of the gases and nitrogen, 20% moisture), carbon black (carbon-containing solid residue) is impregnated with resinous substances and is not suitable for rubber production, n and for the production of sorbents and can only be used as fuel.

Установленная между пиролизной камерой и теплообменником каталитическая насадка неработоспособна, т.к. катализатор через 15-20 минут теряет активность в результате отложения на нем кокса и его необходимо постоянно регенерировать. С этой целью в промышленности используется движущийся катализатор, проходящий последовательно зону регенерации. Однако, такой принцип значительно усложнил бы и без того достаточно сложную конструкцию известной установки. В процессе переработки автопокрышек загрязняется окружающая среда дымовыми газами.The catalytic nozzle installed between the pyrolysis chamber and the heat exchanger is inoperative, because after 15-20 minutes, the catalyst loses activity as a result of the deposition of coke on it and it must be constantly regenerated. To this end, a moving catalyst is used in industry, passing through the regeneration zone in series. However, such a principle would greatly complicate an already quite complex design of the known installation. In the process of processing tires, the environment is polluted with flue gases.

Известна печь для пиролиза углеводородного сырья, в частности изношенных шин, содержащая разъемный по горизонтали металлический корпус с футеровкой, установленную в нем камеру пиролиза с корзиной для загрузки сырья, источник обогрева печи дымовыми газами, средства отвода продуктов пиролиза в виде лотка и патрубка (см. п.RU №2078111, МПК-6 С10В 1/04, C10J 1/10, C10B 53/08).A known furnace for the pyrolysis of hydrocarbon raw materials, in particular used tires, containing a horizontally detachable metal casing with a lining, a pyrolysis chamber installed in it with a basket for loading raw materials, a furnace heating source with flue gases, means for removing pyrolysis products in the form of a tray and pipe (see p.RU No. 2078111, MPK-6 С10В 1/04, C10J 1/10, C10B 53/08).

Недостатком известной печи являются высокие энергозатраты, обусловленные потерями тепла с отходящими греющими газами, необходимостью раскрытия корпуса печи по горизонтали и расхолаживания печи всякий раз по окончании пиролиза очередной партии сырья и последующего ее разогрева вначале каждого нового цикла, сложность конструкции, обусловленная выполнением корпуса печи разъемным по горизонтали, что к тому же усложняет ее обслуживание, загрязнение окружающей среды отходящими дымовыми газами.A disadvantage of the known furnace is its high energy consumption due to heat loss with exhaust heating gases, the need to open the furnace body horizontally and dampen the furnace each time the next batch of raw materials is pyrolyzed and subsequently heated at the beginning of each new cycle, the design complexity is caused by the furnace body being split horizontally, which also complicates its maintenance, environmental pollution by exhaust flue gases.

Известно устройство для переработки углеводородного сырья, содержащее печь, включающую металлический корпус с футеровкой, установленную в ней сменную пиролизную камеру, источник обогрева в виде нагревательных элементов, равномерно расположенных на внутренней поверхности в каналах футеровки печи с возможностью их последовательного отключения, узел для попеременной подачи дополнительного теплоносителя с активирующим агентом и инертного газа в пиролизную камеру, выполненный в виде труб с отверстиями, вертикально установленных и равномерно размещенных по всему объему пиролизной камеры, и патрубок отвода продуктов пиролиза (см. патент на полезную модель, RU, №30747, МПК-7 С10В 1/04)A device for processing hydrocarbon raw materials is known, comprising a furnace including a metal case with a lining, a replaceable pyrolysis chamber installed in it, a heating source in the form of heating elements uniformly located on the inner surface in the channels of the furnace lining with the possibility of sequential shutdown, a node for alternately supplying additional coolant with an activating agent and an inert gas into the pyrolysis chamber, made in the form of pipes with holes, vertically installed and equal uniformly arranged throughout the volume of the pyrolysis chamber and a nozzle outlet of the pyrolysis products (see. the patent for utility model, RU, №30747, IPC S10V 01/04-7)

Известное устройство имеет ряд недостатков. Находящееся в пиролизной камере сырье в процессе пиролиза образует цельный ком, что резко ухудшает тепломассообменные процессы, замедляет процесс пиролиза, и увеличивает энергетические затраты. Кроме того равномерно размещенные по всему объему пиролизной камеры вертикально установленные трубы мешают загрузке сырья и создают трудности при закрывании пиролизной камеры крышкой, увеличивая непроизводительные затраты времени на перезагрузку пиролизной камеры. Патрубок отвода продуктов пиролиза, соединенный с трубопроводом, необходимо демонтировать при загрузке-выгрузке в печь, что также увеличивает непроизводительные затраты времени. Последовательное отключение большого количества нагревательных элементов усложняет систему управления нагревательными элементами, что удорожает конструкцию и снижает надежность работы.The known device has several disadvantages. The raw materials located in the pyrolysis chamber during the pyrolysis form a solid lump, which sharply worsens the heat and mass transfer processes, slows down the pyrolysis process, and increases energy costs. In addition, vertically installed pipes evenly spaced throughout the pyrolysis chamber interfere with the loading of raw materials and make it difficult to close the pyrolysis chamber with a lid, increasing the unproductive time required to reset the pyrolysis chamber. The pipe outlet for the pyrolysis products, connected to the pipeline, must be dismantled during loading and unloading in the furnace, which also increases the overhead time. Sequential shutdown of a large number of heating elements complicates the control system of heating elements, which increases the cost of construction and reduces reliability.

Наиболее близким из известных решений является описанная выше установка по переработке изношенных автопокрышек по патенту на полезную модель, RU, №43546.The closest known solutions is the above-described installation for the processing of worn tires according to the patent for utility model, RU, No. 43546.

Целью изобретения является снижение энергозатрат, ускорение процесса переработки сырья, повышение качества получаемых продуктов пиролиза, получение светлых (легких) видов топлива (первичный бензин, дизтопливо, керосин) непосредственно в процессе переработки углеводородного сырья, повышение экологической чистоты процесса переработки углеводородного сырья.The aim of the invention is to reduce energy consumption, accelerate the processing of raw materials, improve the quality of the resulting pyrolysis products, obtain light (light) types of fuel (primary gasoline, diesel fuel, kerosene) directly in the process of processing hydrocarbon raw materials, increase the environmental friendliness of the process of processing hydrocarbon raw materials.

Цель достигается тем, что в установке для переработки углеводородного сырья, содержащей оборудованный источником обогрева реактор для пиролиза, систему отвода продуктов пиролиза, содержащую трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, систему, изменяющую качественные показатели продуктов пиролиза, систему разделения парогазообразных продуктов пиролиза, реакторов для пиролиза установлено не менее двух, при этом каждый реактор снабжен сменной пиролизной камерой с размещенным в ней сменньм решетчатым многоярусным стеллажом, система, изменяющая качественные показатели продуктов пиролиза, содержит коллекторы, установленные на крышках пиролизных камер и соединенные разъемами с вертикальными каналами открытыми в нижней части, размещенными по периметру боковой поверхности внутри корпусов пиролизных камер, и трубопроводом через блок управления с емкостями для инертного газа и реагента, а система разделения парогазообразных продуктов пиролиза выполнена в виде последовательно установленных ректификационной колонны и теплообменника, при этом основной трубопровод системы отвода парогазообразных продуктов пиролиза соединяет непосредственно каждую пиролизную камеру с ректификационной колонной и снабжен поворотными патрубками, установленными на каждой пиролизной камере, а трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, является обводным и снабжен запорной арматуройThe goal is achieved in that in a plant for processing hydrocarbon raw materials containing a pyrolysis reactor equipped with a heating source, a pyrolysis product removal system containing a pipeline connecting the pyrolysis chamber to a heat exchanger, a system that changes the quality characteristics of the pyrolysis products, a system for separating vapor-gas-like pyrolysis products, reactors for no less than two pyrolysis was installed, each reactor equipped with a removable pyrolysis chamber with a replaceable multi-tiered lattice lazhom, a system that changes the quality indicators of the pyrolysis products, contains collectors mounted on the lids of the pyrolysis chambers and connected by connectors with vertical channels open in the lower part, placed around the perimeter of the side surface inside the pyrolysis chamber housings, and a pipe through the control unit with inert gas tanks and reagent, and the system for the separation of vapor-like pyrolysis products is made in the form of sequentially installed distillation columns and heat exchangers, while removal system piping vaporous pyrolysis product directly connects each pyrolysis chamber to the distillation column and is provided with rotary nozzles mounted on each of the pyrolysis chamber, and a conduit connecting pyrolysis chamber with a heat exchanger, and a bypass is provided with a stop valve

Кроме того, в установке каждый поворотный патрубок системы отвода парогазообразных продуктов оборудован герметичным шарниром, состоящим из неподвижного стакана и размещенной в нем поворотной трубы, причем, в нижней части наружного стакана выполнена торообразная проточка, в которой размещены шарики, а в нижней части поворотной трубы установлено кольцо с коническим нижним торцем, выполненным под углом 60- 62° к его оси, которым поворотная труба опирается на шарики, при этом в верхней части неподвижный стакан оборудован сальником.In addition, in the installation, each rotary nozzle of the vapor-gas-product removal system is equipped with a sealed hinge consisting of a fixed cup and a rotary pipe located in it, moreover, a toroidal groove is made in the lower part of the outer cup, in which the balls are placed, and in the lower part of the rotary pipe a ring with a conical lower end made at an angle of 60-62 ° to its axis, with which the rotary tube rests on the balls, while in the upper part the fixed cup is equipped with an oil seal.

Кроме того, в установке каждый реактор для пиролиза снабжен металлическим цельным корпусом с источником обогрева в виде нагревательных элементов, равномерно расположенных на внутренней поверхности в каналах футеровки, объединенных в группы с возможностью последовательного отключения группы нагревательных элементов.In addition, in the installation, each pyrolysis reactor is equipped with a metal whole body with a heating source in the form of heating elements uniformly located on the inner surface in the lining channels, combined into groups with the possibility of sequentially switching off the group of heating elements.

Благодаря тому, что система разделения парогазообразных продуктов пиролиза выполнена в виде последовательно установленных и связанных непосредственно с системой отвода парогазообразных продуктов пиролиза ректификационной колонны и теплообменника, установка позволяет получать легкие виды топлива (первичный бензин, дизтопливо, керосин) непосредственно в процессе переработки углеводородного сырья путем фракционной перегонки парогазообразных продуктов пиролиза в ректификационной колонне, где они разделяются на фракции путем ректификации. При этом не требуется дополнительного расхода тепловой энергии на испарение, т.к. продукты пиролиза подаются в ректификационную колонну из реакторов для пиролиза нагретыми до необходимой температуры в парогазообразном состоянии.Due to the fact that the system for separating gas-vapor-like pyrolysis products is made in the form of sequentially installed and directly connected to the system for removing gas-vapor-like pyrolysis products of a distillation column and heat exchanger, the installation allows to obtain light fuels (primary gasoline, diesel fuel, kerosene) directly in the process of processing hydrocarbon feedstock by fractional distillation of vapor-like pyrolysis products in a distillation column, where they are separated into fractions by rectification ikatsii. It does not require additional consumption of thermal energy for evaporation, because pyrolysis products are fed to the distillation column from the pyrolysis reactors heated to the required temperature in a vapor-gas state.

Наличие обводного трубопровода с запорной арматурой в системе отвода парогазообразных продуктов пиролиза, соединяющего непосредственно пиролизную камеру с теплообменником, минуя ректификационную колонну, позволяет плавно запустить в работу ректификационную колонну, подавая парогазообразные продукты пиролиза в колонну после выхода реакторов на рабочий режим пиролиза. До выхода реакторов на рабочий режим пиролиза парогазообразные продукты пиролиза временно подаются по обводному каналу непосредственно на теплообменник, где разделяются на жидкую фракцию (тяжелый вид топлива типа флотского мазута марки Ф-5.) и горючий газ. Этот режим работы используется также во время вынужденного отключения ректификационной колонны на ремонт и техобслуживание, или когда необходимо получать тяжелые виды топлива для других целей.The presence of a bypass pipeline with shut-off valves in the system for removing vapor-gas-like pyrolysis products, which directly connects the pyrolysis chamber to the heat exchanger, bypassing the distillation column, allows you to smoothly start the distillation column into operation, supplying gas-vapor-like pyrolysis products to the column after the reactors have entered the pyrolysis operating mode. Before the reactors enter the pyrolysis operating mode, vapor-like pyrolysis products are temporarily fed directly to the heat exchanger through the bypass channel, where they are separated into a liquid fraction (heavy fuel such as F-5 marine fuel oil.) And combustible gas. This operating mode is also used during the forced shutdown of the distillation column for repair and maintenance, or when it is necessary to obtain heavy fuels for other purposes.

Оборудование системы отвода парогазообразных продуктов поворотными патрубками, имеющими герметичные шарниры, позволяет оперативно освободить место для загрузки и выгрузки сменных пиролизных камер, что сокращает время перезагрузки реактора, предотвращает его расхолаживание, а объединение нагревательных элементов в группы упрощает систему управления. Возможность последовательного отключения группы нагревательных элементов реактора по мере уменьшения количества сырья в пиролизной камере в процессе его пиролиза, а также возможность быстрой выгрузки и загрузки сменных пиролизных камер в реактор значительно сокращает энергозатраты и время паузы между циклами, повышая эффективность работы установки.The equipment of the vapor-gas product removal system with rotary nozzles having hermetic joints allows you to quickly free up space for loading and unloading interchangeable pyrolysis chambers, which reduces the reactor reload time, prevents its cooldown, and the combination of heating elements into groups simplifies the control system. The possibility of sequentially disconnecting the group of heating elements of the reactor as the amount of raw materials in the pyrolysis chamber decreases during its pyrolysis, as well as the ability to quickly unload and load interchangeable pyrolysis chambers in the reactor, significantly reduces energy consumption and pause time between cycles, increasing the efficiency of the installation.

Оборудование установки системой, изменяющей качественные показатели продуктов пиролиза, обеспечивающей подачу через коллектор непосредственно в пиролизные камеры инертного газа и специальных реагентов, обеспечивает пожарную The plant’s equipment with a system that changes the quality indicators of the pyrolysis products, which supplies inert gas and special reagents through the collector directly to the pyrolysis chambers, provides fire

безопасность и предупреждает окисление продуктов пиролиза в период запуска установки, когда в агрегатах находится воздух, путем продувки агрегатов и систем инертным газом, а возможность подачи специальных реагентов позволяет управлять процессом и целенаправленно изменять свойства получаемых продуктов пиролиза (например, уменьшать количество непредельных углеводородов за счет присоединения к ним водорода и т.п.)safety and prevents the oxidation of pyrolysis products during the start-up of the unit when there is air in the units by purging the units and systems with inert gas, and the ability to supply special reagents allows you to control the process and purposefully change the properties of the resulting pyrolysis products (for example, to reduce the amount of unsaturated hydrocarbons due to the connection hydrogen to them, etc.)

Оборудование сменных пиролизных камер сменными многоярусными решетчатыми стеллажами для размещения на них сырья значительно ускоряет процесс пиролиза за счет интенсификации тепломассообменных процессов. Как показали испытания опытной установки, без стеллажей сырье в камере в процессе пиролиза образует цельный ком, что резко ухудшает тепломассообменные процессы и замедляет процесс пиролиза. При размещении сырья на решетчатых стеллажах процесс пиролиза протекает интенсивно и с меньшими энергозатратами. При этом обеспечивается высокое качество твердого остатка - технического углерода: он не загрязнен смолистыми веществами, представляет из себя сухое вещество, напоминающее по структуре древесный уголь. Как показали лабораторные исследования, такой технический углерод может успешно применяться для получения из него сорбентов, а также как активный наполнитель при производстве резины.The equipment of removable pyrolysis chambers with replaceable multi-tiered lattice racks for placing raw materials on them significantly accelerates the pyrolysis process due to the intensification of heat and mass transfer processes. As the tests of the pilot plant showed, without shelving, the raw materials in the chamber during the pyrolysis form a solid lump, which sharply worsens the heat and mass transfer processes and slows down the pyrolysis process. When placing raw materials on lattice racks, the pyrolysis process proceeds intensively and with less energy. This ensures high quality solid residue - carbon black: it is not contaminated with resinous substances, it is a dry substance, reminiscent of charcoal in structure. As laboratory studies have shown, such carbon black can be successfully used to obtain sorbents from it, as well as an active filler in the production of rubber.

На фигуре 1 - установка для переработки углеводородного сырья, общая схема;The figure 1 - installation for the processing of hydrocarbons, the General scheme;

На фигуре 2 - реактор со сменной пиролизной камерой, продольный разрез;In figure 2 - reactor with interchangeable pyrolysis chamber, a longitudinal section;

На фигуре 3 - разрез АА на фигуре 2.In figure 3 is a section AA in figure 2.

Установка для переработки углеводородного сырья содержит не менее двух реакторов для пиролиза 1 с металлическим цельным корпусом и источниками обогрева 2, например, электронагревателями, расположенными равномерно в каналах футеровки на внутренней поверхности и объединенными, например, в три группы с возможностью последовательного отключения группы нагревательных элементов. В каждом реакторе установлены сменные пиролизные камеры 3, оборудованные сменными многоярусными решетчатыми стеллажами 4 для размещения на них сырья. Каждая сменная пиролизная камера имеет стальной цилиндрический корпус, герметично закрываемый сверху крышкой 5, на которой размещен поворотный патрубок 6 системы отвода парогазообразных продуктов. Установка содержит систему, изменяющую качественные показатели продуктов пиролиза, включающую коллекторы 7, установленные на крышках пиролизных камер и соединенные разъемами 8 с вертикальными каналами, образованными, например, уголками 9, равномерно расположенными по периметру боковой поверхности внутри корпуса пиролизной камеры 3 и приваренными к нему, при A hydrocarbon processing plant contains at least two pyrolysis reactors 1 with a metal solid body and heating sources 2, for example, electric heaters located uniformly in the lining channels on the inner surface and combined, for example, in three groups with the possibility of sequentially switching off the group of heating elements. In each reactor interchangeable pyrolysis chambers 3 are installed, equipped with interchangeable multi-tiered trellised racks 4 for placement of raw materials on them. Each interchangeable pyrolysis chamber has a steel cylindrical body, hermetically sealed on top by a lid 5, on which a rotary pipe 6 of the vapor-gas-product removal system is placed. The installation comprises a system that changes the quality indicators of the pyrolysis products, including collectors 7 mounted on the lids of the pyrolysis chambers and connected by connectors 8 with vertical channels formed, for example, by corners 9, evenly spaced along the perimeter of the side surface inside the pyrolysis chamber 3 and welded to it, at

этом нижние концы вертикальных каналов открыты благодаря тому, что нижние концы уголков 9 срезаны под углом 45°. Коллекторы 7 трубопроводом соединены через блок управления 10 с емкостью 11 в виде баллонов для инертного газа и с емкостью 12 для специального реагента для целенаправленного изменения свойств получаемых продуктов пиролиза и управления процессом пиролиза. Поворотный патрубок 6 для отвода парогазообразных продуктов с помощью шарнира 13 подсоединен к основному трубопроводу системы разделения парогазообразных продуктов, включающей последовательно установленные ректификационную колонну 14 и теплообменник 15 с гидрозатвором 16 и вентилятором 17 и к обводному трубопроводу 18 с запорной арматурой 19 для обеспечения возможности подачи парогазообразных продуктов пиролиза непосредственно к теплообменнику 15, минуя ректификационную колонну 14.this, the lower ends of the vertical channels are open due to the fact that the lower ends of the corners 9 are cut at an angle of 45 °. Collectors 7 are connected via a control unit 10 to a tank 11 in the form of inert gas cylinders and to a tank 12 for a special reagent for purposefully changing the properties of the resulting pyrolysis products and controlling the pyrolysis process. The rotary pipe 6 for the removal of vapor-like products by means of a hinge 13 is connected to the main pipeline of the separation system for vapor-like products, which includes sequentially installed distillation column 14 and a heat exchanger 15 with a gas seal 16 and a fan 17 and to the bypass pipe 18 with shut-off valves 19 to enable the supply of vapor-gas products pyrolysis directly to the heat exchanger 15, bypassing the distillation column 14.

Шарнир 13 поворотного патрубка 6 состоит из неподвижного стакана 20, в нижней части которого выполнена горообразная проточка, в которой размещены шарики 21, и поворотной трубы патрубка 6 с кольцом 22, имеющим конический нижний торец, выполненный под углом 62°, которым поворотная труба опирается на шарики, в верхней части неподвижный стакан оборудован сальником 23, делающим поворотный шарнир герметичным.The hinge 13 of the rotary pipe 6 consists of a fixed cup 20, in the lower part of which there is a mountainous groove in which the balls 21 are placed, and a rotary pipe of the pipe 6 with a ring 22 having a conical lower end made at an angle of 62 °, with which the rotary pipe rests on balls, in the upper part the fixed cup is equipped with an oil seal 23, which makes the swivel joint tight.

Установка для переработки углеводородного сырья работает следующим образом.Installation for the processing of hydrocarbons is as follows.

Запускают в работу поочередно реакторы для пиролиза 1.The pyrolysis reactors 1 are started in turn.

Для этого подготовленное сырье, например, изношенные шины или другие резинотехнические, полиэтиленовые, полипропиленовые отходы загружают на многоярусные решетчатые стеллажи 4, далее стеллажи 4 устанавливают в сменные пиролизные камеры 3, которые после этого закрывают герметичными крышками 5 и устанавливают в реакторы для пиролиза 1.For this purpose, prepared raw materials, for example, worn tires or other rubber, polyethylene, polypropylene waste, are loaded onto multi-tiered lattice racks 4, then racks 4 are installed in removable pyrolysis chambers 3, which are then closed with sealed covers 5 and installed in pyrolysis reactors 1.

К сменным пиролизным камерам подсоединяют систему отвода парогазообразных продуктов и систему, изменяющую качественные показатели продуктов пиролиза: для этого к пиролизным камерам 3 подсоединяют поворотные патрубки 6, системы отвода парогазообразных продуктов пиролиза, а коллекторы 7 подсоединяют через блок управления 10 к емкостям 11 в виде баллонов с инертным газом и к емкости 12 с реагентами.A system for removing vapor-gas-like products and a system that changes the quality characteristics of the pyrolysis products are connected to interchangeable pyrolysis chambers: for this purpose rotary tubes 6 are connected to the pyrolysis chambers 3, systems for removing vapor-gas-like pyrolysis products, and collectors 7 are connected through the control unit 10 to containers 11 in the form of cylinders with inert gas and to the tank 12 with reagents.

После загрузки сменных пиролизных камер 3 в реакторы для пиролиза 1 в сменные пиролизные камеры через коллекторы 7, разъемы 8 и вертикальные каналы с помощью блока управления 10 подают инертный газ в течение времени, достаточного для заполнения инертным газом всего объема пиролизной камеры, после чего подачу After loading the interchangeable pyrolysis chambers 3 into the pyrolysis reactors 1, the inert gas is supplied to the interchangeable pyrolysis chambers through the collectors 7, connectors 8 and vertical channels using the control unit 10 for a time sufficient to fill the entire volume of the pyrolysis chamber with inert gas, and then supply

инертного газа прекращают и поочередно включают группы нагревательных элементов обогрева реакторов 1. Заполнение пиролизных камер инертным газом обеспечивает пожарную безопасность и предотвращает окисление продуктов пиролиза. По мере нагревания начинается процесс пиролиза сырья. На время запуска реакторов до выхода их на рабочий режим пиролиза парогазообразные продукты пиролиза из пиролизных камер 3 временно подаются по дополнительному обводному трубопроводу 18 непосредственно на теплообменник 15, где разделяются на жидкую фракцию и горючий газ. Этот режим работы используется также во время вынужденного отключения ректификационной колонны на ремонт и техобслуживание, или когда необходимо получать тяжелый вид топлива для других целей. После выхода реакторов на рабочий режим парогазообразные продукты пиролиза из пиролизных камер 3 начинают подавать непосредственно в ректификационную колонну 14, для чего обводной трубопровод 18 перекрывают запорной арматурой 19.the inert gas is stopped and the groups of heating elements for heating the reactors 1 are switched on in turn. Filling the pyrolysis chambers with inert gas ensures fire safety and prevents the oxidation of pyrolysis products. As the heating process begins, the pyrolysis of raw materials. At the time of starting up the reactors before they enter the pyrolysis operating mode, the vapor-gas-like pyrolysis products from the pyrolysis chambers 3 are temporarily supplied via an additional bypass pipe 18 directly to the heat exchanger 15, where they are separated into a liquid fraction and combustible gas. This operating mode is also used during the forced shutdown of the distillation column for repair and maintenance, or when it is necessary to obtain a heavy type of fuel for other purposes. After the reactors enter the operating mode, the vapor-gas-like pyrolysis products from the pyrolysis chambers 3 begin to be fed directly to the distillation column 14, for which the bypass pipe 18 is closed with shutoff valves 19.

В ректификационной колонне парогазообразные продукты пиролиза разделяются по фракциям: мазут, дизтопливо, реактивное топливо (керосин) и пары бензина. Пары бензина вместе с горючими газами покидают ректификационную колонну 14 и поступают в теплообменник 15, в котором происходит конденсация паров бензина и отделение горючих газов. Бензин собирается в расходную емкость 24, из которой поступает на окончательную переработку, при этом небольшая часть бензина в соответствии с технологическим процессом ректификации поступает в ректификационную колонну для орошения. А горючий газ через гидрозатвор 16 поступает к потребителям. Мазут, дизтопливо и реактивное топливо (керосин) поступают в дальнейшую переработку для получения товарных нефтепродуктов.In a distillation column, vapor-gas-like pyrolysis products are divided into fractions: fuel oil, diesel fuel, jet fuel (kerosene) and gasoline vapors. Gasoline vapors together with combustible gases leave the distillation column 14 and enter the heat exchanger 15, in which gasoline vapors are condensed and combustible gases are separated. Gasoline is collected in a supply tank 24, from which it enters the final processing, while a small portion of gasoline in accordance with the process of distillation enters the distillation column for irrigation. And combustible gas through the hydraulic lock 16 is supplied to consumers. Fuel oil, diesel fuel and jet fuel (kerosene) go into further processing to obtain marketable petroleum products.

При необходимости целенаправленного изменения свойств получаемых продуктов пиролиза (например, уменьшить количество непредельных углеводородов за счет присоединения к ним водорода и т.п.) в пиролизные камеры 3 через блок управления 10 из емкости 12 подают специальные реагенты (например водород).If it is necessary to purposefully change the properties of the obtained pyrolysis products (for example, to reduce the amount of unsaturated hydrocarbons due to the addition of hydrogen to them, etc.), special reagents (for example, hydrogen) are fed into the pyrolysis chambers 3 through the control unit 10 from the tank 12.

По мере выработки сырья в пиролизных камерах 3 последовательно отключают группы нагревателей, а по окончании процесса производится поочередная их перезагрузка без расхолаживания реакторов для пиролиза 1. Для этого каждую пиролизную камеру 3 после окончания процесса пиролиза сырья отсоединяют от системы, изменяющей качественные показатели продуктов пиролиза, подающей инертный газ и специальные реагенты, и от поворотного патрубка 6 отвода парогазообразных продуктов пиролиза, который поворачивают в шарнире 13 и отводят в сторону, освобождая место для подъема пиролизной камеры, которую извлекают из реактора и подают на расхолаживание, As the raw materials are produced in the pyrolysis chambers 3, the groups of heaters are switched off sequentially, and at the end of the process, they are restarted one by one without cooling the pyrolysis reactors 1. To do this, each pyrolysis chamber 3 is disconnected after the pyrolysis of the raw material from the system, which changes the quality characteristics of the pyrolysis products, which feeds inert gas and special reagents, and from the rotary nozzle 6 of the outlet of the vapor-gas-like pyrolysis products, which are rotated in the hinge 13 and removed to the side, release the second place for lifting the pyrolysis chamber, which is removed from the reactor and served for cooling,

выгрузку остающихся в ней твердых продуктов пиролиза (технический углерод, металлический корд) и последующую загрузку сырья. На место извлеченной пиролизной камеры в реактор загружают другую пиролизную камеру 3, заранее загруженную сырьем, соединяют с поворотным патрубком 6 отвода парогазообразных продуктов пиролиза и с системой, изменяющей качественные показатели продуктов пиролиза, подающей инертный газ и специальные реагенты и процесс продолжается. Так как к ректификационной колонне 14 подключены несколько реакторов для пиролиза 1 (два и более) и перезагрузка их сырьем осуществляется поочередно, обеспечивается непрерывный устойчивый режим работы ректификационной колонны.unloading the solid pyrolysis products remaining in it (carbon black, metal cord) and subsequent loading of raw materials. In place of the extracted pyrolysis chamber, another pyrolysis chamber 3, pre-loaded with raw materials, is loaded into the reactor, connected to the rotary nozzle 6 of the outlet of vapor-gas-like pyrolysis products and to a system that changes the quality characteristics of the pyrolysis products, supplies inert gas and special reagents and the process continues. Since several reactors for pyrolysis 1 (two or more) are connected to the distillation column 14 and they are reloaded with raw materials in turn, a continuous stable operation mode of the distillation column is ensured.

Весь процесс пиролиза сырья протекает в замкнутом объеме без каких либо выбросов в атмосферу и является экологически чистым.The whole process of pyrolysis of raw materials takes place in a closed volume without any emissions into the atmosphere and is environmentally friendly.

Проведенные испытания взятой после теплообменника жидкой фракции, полученной в результате пиролиза автошин и других резиносодержащих отходов показали (см. таблицу), что она имеет высокую теплоту сгорания, в ее составе практически отсутствует и всего около 1% серы. Простая перегонка этих продуктов обеспечивает получение 52% легких видов топлива, при этом 22,5% из них составляет бензин.The tests carried out of the liquid fraction taken after the heat exchanger, obtained as a result of the pyrolysis of tires and other rubber-containing wastes showed (see table) that it has a high heat of combustion, it is practically absent and only about 1% sulfur. Simple distillation of these products provides 52% of light fuels, with 22.5% of them gasoline.

№No. Наименование показателейThe name of indicators Фактическое значениеActual value Метод испытанийTest method 1one 22 33 4four 1one Теплота сгорания (низшая) в пересчете на сухое топливо, кДж/кгCalorific value (lower) in terms of dry fuel, kJ / kg 4164841648 ГОСТ 21261-91GOST 21261-91 22 Плотность при 20°С, кг/м³ Density at 20 ° С, kg / m ³ 918,9918.9 ГОСТ 3900-85GOST 3900-85 33 Кинематическая вязкостьпри20°С сСт Kinematic viscosity at 20 ° C cSt 5,525.52 ГОСТ 33-2000GOST 33-2000   при50°С сСтat 50 ° C cSt 2,692.69   4 four Массовая доля серы,%Mass fraction of sulfur,% 1,021,02 ГОСТ 19121-73GOST 19121-73 55 Массовая доля воды,%Mass fraction of water,% следыtraces ГОСТ 2477-65GOST 2477-65 6 6 Фрикционный состав: н.к.,°CFriction composition: n.c., ° C 5757 ГОСТ 2177-99GOST 2177-99   До 100°С перегоняется,%Distilled up to 100 ° С,% 4four     До120°С перегоняется,%Up to 120 ° С distilled,% 77     До150°С перегоняется,%Up to 150 ° С distilled,% 14,514.5     До 160°С перегоняется,%Distilled up to 160 ° C,% 17,517.5     До 180°C перегоняется,%Distilled up to 180 ° C,% 22,522.5     До 200°С перегоняется,%Distilled up to 200 ° С,% 27,527.5  

1one 22 33 4four   До 220°С перегоняется,%Distilled up to 220 ° С,% 3232     До 240°С перегоняется,%Distilled up to 240 ° С,% 36,536.5     До 260°С перегоняется,%Distilled up to 260 ° С,% 4242     До 280°С перегоняется,%Distilled up to 280 ° С,% 4747     До 300°С перегоняется,%Distilled up to 300 ° С,% 5252   77 Температура застывания,°CPour point, ° C Минус32Minus32 ГОСТ 20287-91GOST 20287-91

Предлагаемая установка для переработки углеводородного сырья, обеспечивающая значительное снижение энергозатрат, ускорение процесса переработки сырья, высокое качество продуктов пиролиза и получение легких видов топлива (бензин, дизтопливо, керосин) непосредственно в процессе переработки углеводородного сырья, при экологически чистом процессе переработки, найдет промышленное применение.The proposed installation for processing hydrocarbon raw materials, which provides a significant reduction in energy consumption, accelerating the processing of raw materials, high quality pyrolysis products and obtaining light fuels (gasoline, diesel fuel, kerosene) directly in the process of processing hydrocarbon raw materials, with an environmentally friendly processing process, will find industrial application.

Claims (3)

1. Установка для переработки углеводородного сырья, содержащая оборудованный источником обогрева реактор для пиролиза, систему отвода продуктов пиролиза, содержащую трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, систему, изменяющую качественные показатели продуктов пиролиза, систему разделения парогазообразных продуктов пиролиза, отличающаяся тем, что реакторов для пиролиза установлено не менее двух, при этом каждый реактор снабжен сменной пиролизной камерой с размещенным в ней сменным решетчатым многоярусным стеллажом, система, изменяющая качественные показатели продуктов пиролиза, содержит коллекторы, установленные на крышках пиролизных камер и соединенные разъемами с вертикальными каналами, открытыми в нижней части, размещенными по периметру боковой поверхности внутри корпусов пиролизных камер, и трубопроводом через блок управления с емкостями для инертного газа и реагента, а система разделения парогазообразных продуктов пиролиза выполнена в виде последовательно установленных ректификационной колонны и теплообменника, при этом основной трубопровод системы отвода парогазообразных продуктов пиролиза соединяет непосредственно каждую пиролизную камеру с ректификационной колонной и снабжен поворотными патрубками, установленными на каждой пиролизной камере, а трубопровод, соединяющий пиролизную камеру с теплообменником, является обводным и снабжен запорной арматурой.1. Installation for the processing of hydrocarbon raw materials, containing a pyrolysis reactor equipped with a heating source, a pyrolysis product removal system, containing a pipeline connecting the pyrolysis chamber to a heat exchanger, a system that changes the quality of pyrolysis products, a system for separating vapor-gas pyrolysis products, characterized in that the reactors for no less than two pyrolysis was installed, with each reactor equipped with a removable pyrolysis chamber with a replaceable lattice multi-tiered stella The system, which changes the quality indicators of the pyrolysis products, contains collectors installed on the lids of the pyrolysis chambers and connected by connectors with vertical channels open in the lower part, placed along the perimeter of the side surface inside the pyrolysis chambers, and a pipeline through the control unit with inert gas containers and reagent, and the separation system of vapor-gas-like pyrolysis products is made in the form of sequentially installed distillation columns and heat exchangers, while the main the water supply system for the removal of vapor-gas-like pyrolysis products directly connects each pyrolysis chamber to a distillation column and is equipped with rotary nozzles installed on each pyrolysis chamber, and the pipeline connecting the pyrolysis chamber to the heat exchanger is bypassed and equipped with shutoff valves. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый поворотный патрубок системы отвода парогазообразных продуктов оборудован герметичным шарниром, состоящим из неподвижного стакана и размещенной в нем поворотной трубы, причем в нижней части наружного стакана выполнена торообразная проточка, в которой размещены шарики, а в нижней части поворотной трубы установлено кольцо с коническим нижним торцом, выполненным под углом 60-62° к его оси, которым поворотная труба опирается на шарики, при этом в верхней части неподвижный стакан оборудован сальником.2. Installation according to claim 1, characterized in that each rotary nozzle of the vapor-gas-product removal system is equipped with a sealed hinge consisting of a fixed cup and a rotary pipe located in it, and a toroidal groove is made in the lower part of the outer cup, and in the lower part of the swivel pipe there is a ring with a conical lower end made at an angle of 60-62 ° to its axis, by which the swivel pipe rests on the balls, while in the upper part the fixed cup is equipped with an oil seal com. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждый реактор для пиролиза снабжен металлическим цельным корпусом с источником обогрева в виде нагревательных элементов, равномерно расположенных на внутренней поверхности в каналах футеровки, объединенных в группы с возможностью последовательного отключения группы нагревательных элементов.

3. Installation according to claim 1, characterized in that each pyrolysis reactor is equipped with a metal solid body with a heating source in the form of heating elements uniformly located on the inner surface in the lining channels, combined into groups with the possibility of sequentially switching off the group of heating elements.