【技术实现步骤摘要】
冲击波反应器及其用途、反应器组件、装置和方法
[0001]本申请是申请日为2014年7月3日,申请号为201480081693X,专利技术名称为“方法及旋转机型反应器”的中国专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及石油和石化精炼领域,特别是涉及用于含烃化合物的热裂解(cracking)的反应器。
技术介绍
[0003]裂解方法在历史上已经用于炼油厂和石油化工厂,以将重烃流转化为更轻的烃馏分。虽然石油和石化精炼领域被称为是成熟且根深蒂固的
之一,但石油和石化工业出现的趋势之一要求任何开发技术都将满足两个主要的要求。这些要求可简要地被表述为节能和减少从不可再生的原材料来源提取的原料的消耗。这些也是用于开发主要石化方法之一(大规模生产低级(低分子量)烯烃)要考虑的问题。
[0004]低分子量烯烃(诸如乙烯、丙烯和丁烯)是石油化学工业的基本产物,并且用作塑料、橡胶、聚合物、弹性体和其他合成材料以及纤维和涂料的商业生产中的原料。用于低级烯烃的现有生产技术包括将中等重量烃(诸如石脑油或气油)和轻质烃(如戊烷、丁烷、丙烷和乙烷)热解为管式炉中的轻量基本上不饱和的可聚合组分,该技术产生于半个多世纪以前并且几乎不能满足成本有效的原料利用的现代需求。管式炉对热解方法具有限制:反应温度因为管材料的耐久性而不能增加,以及从管壁到处理气体的热传递具有物理限制。这导致原料滞留时间,其对于该方法不是最佳的。管式裂解炉中不足的原料加热速率导致热解方法的增加的持续时间。该事实导致这样的情况,即,当在初始阶段形成时 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于含烃原料的热裂解的冲击波反应器(11a、11b、102),包括:壳体(4),其中管道(10)形成有入口(6、6a)和出口(7);转子(1、1a),所述转子的外周包含轴流叶栅(2);以及多个固定叶栅(8、9),所述多个固定叶栅布置在所述壳体(4)的限定管道壁的内表面上,其中,所述壳体基本上包围所述转子(1a)的外周和所述管道内的多个固定叶栅(8、9),其中,所述固定叶栅(8、9)以相邻的方式相对于所述轴流叶栅(2)设置,从而形成定子
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转子
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定子的布置结构,其中所述叶栅(2、8、9)被配置为引导含有处理流的原料在所述入口和出口之间的管道内传播时按照螺旋轨迹在所述定子
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转子
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定子的布置结构内重复地穿过所述叶栅,并且被配置为生成固定冲击波以加热所述原料。2.根据权利要求1所述的反应器,其中,所述管道(10)具有基本上环形的子午截面。3.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述固定叶栅(8、9)包括至少两个叶栅,第一固定叶栅被配置在所述轴流叶栅(2)的上游并且第二固定叶栅被配置在所述轴流叶栅(2)的下游,其中,所述固定叶栅被可选地布置成使得在第一叶栅入口点和第二叶栅出口点之间产生无叶空间。4.根据任一前述权利要求所述的反应器,包括在所述壳体内的固定引导缘(3),所述缘的外表面基本上限定所述管道(10)保持在所述缘的外表面与所述壳体的内表面之间,其中,所述缘的外表面可选地设置有至少一些所述固定叶栅。5.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述叶栅(2、8、9)在所述管道内基本上是邻近的。6.根据任一前述权利要求所述的反应器,所述反应器设置有两个入口端口和两个出口端口。7.根据权利要求1所述的反应器,其中,(11b,11c),所述管道被配置为限定基本上圆锥形、截头的圆锥形或圆柱形的室,所述反应器可选地还包括下述中的至少一项元件:一个或多个轴流转子叶栅的叶片,所述叶片被配置为与所述转子(1)的纵向方向上的相应固定叶栅的叶交替,从而形成顺序的叶栅单元,每个单元包括空间上位于固定叶(8、9)之间的转子叶片(2);以及第一固定叶栅,所述第一固定叶栅包括多个喷嘴叶;以及第二固定叶栅,所述第二固定叶栅包括多个扩散叶,所述喷嘴叶和扩散叶被配置为在所述转子(1)的纵向方向上互相交替。8.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述轴流叶栅(2)被配置为提供动能并对含有处理流的原料增加速度,并且至少一个固定叶栅(9)被配置为降低所述流的速度并将动能转换成热。9.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述含有处理流的原料的流速在所述叶栅处为超音速并且在所述管道内的无叶空间中为亚音速。10.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,入口端口和出口端口被集成在所述管道内。11.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,至少两个分隔壁相对于转子轴对称地布置在所述管道内,以便形成至少两个基本上相同的操作室,每个操作室与用于所述处理流的入口和出口相关联。
12.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述第一固定叶栅(8)包括多个喷嘴叶,所述喷嘴叶具有弯曲的轮廓并且优选地通过所述喷嘴叶的凸侧沿转子旋转的方向设置,并且其中所述第二固定叶栅(9)包括多个扩散叶,所述扩散叶具有弯曲的超音速压缩机轮廓并且优选地通过凸侧沿转子旋转的方向设置。13.根据任一前述权利要求所述的反应器,其中,所述轴流叶栅(2)包含多个具有主动涡轮叶片的轮廓的叶片,所述叶片优选地通过其凹侧沿转子旋转的方向安装。14.根据任一前述权利要求所述的反应器,所述反应器被配置为对下述中的至少一项元素进行处理:气化的含碳水化合物的原料物质,气化的含甘油酯的原料物质,以及木质纤维素衍生的原料材料。15.根据任一前述权利要求所述的...
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