Устройство для удаления кокса из реактора

 

О Il И С А Н И Е (П1904531

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61)ДополнительныА к патенту (22) ЗаЯвлено 03. 02. 78 (21) 2575953/23-26 (23) Приоритет - (32) 04. 02. 77 (31) 11556/77 (33) Япония (51) N. Кл, С 10 С 9/12

Гоеулэретееииый иеиитет

СССР ао делен изебретеиий

H открытий (53) УЙК 665.642.

;4(088.8) Опубликовано 07. 02. 82.Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 07.02.82

Иностранцы

Хисао Такахаси, Такеси Номура, Еситомо Хара, Хадзиме Наканиси,Наотака Нива, Наоси .К

Томизо Эндо, Хироси Хозума и Минору Ак (Япония)

Иностранные фирмы

"Куреха Кагаку Когио Кабусики Кайся" и

Кемикал Инджиниринг Знд Констракшн Ко. (Япония) (72) Авторы изобретения

0-,1

1Л и.р, (71) Заявители не (54) УСТРОГ1СТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОКСА ИЗ РЕАКТОРА

ДЛЯ ТЕРИИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к устройствам для удаления кокса из реактора для термического крекинга тяжелых углеводородов.

При производстве пеков тяжелые нефтяные масла (далее тяжелые масла), например асфальтовые или каменноугольные смолы, обычно подвергают термическому крекингу в реакторе. В этом случае горячий газ, который не реагирует с тяжелыми маслами, вводят через дно реактора при температуре от 4000 до 2000ОС для термического крекинга загруженного материала. В процессе крекинга загруженный материал претерпевает интенсивный барботаж и разбрызгивается на внутренние поверхности реактора с образованием на них осадков кокса. Зти осадки кокса увеличиваются до значительной толщины при использовании реактора при нескольких загрузках и отделяются частично от оси реактора, вызывая значительные затруднения в проведении последующих операций, вызванные, например, забиванием сопла, через которое выводится прореагировавший продукт.

Известны методы удаления кокса из реактора струями воды под высоким давлением или механическим соскабливанием осадка со стенок реактора после нескольких загрузок или до достижения определенной толщины осадка кокса.

Однако известные методы неизбежно связаны с охлаждением температуры реактора от 400 С до комнатной, что вызывает задержку крекинга на продолжительный период времени и вынуждает производить удаление кокса в нежелательную среду.

Известна также технология ввода части сырьевого загружаемого материала через вращающуюся трубу на внутренние поверхности реактора для удаления с них осажденного кокса и устройство для удаления кокса из реактора для термического креИ кинга тяжелых углеводородов, содер90453 l жащее трубу с соплами для подвода промывочной жидкости и соединенный с ней механизм вращения и возвратно-поступательного перемещения f1).

Поскольку в процессе крекинга во внутренней..части реактора преобладают высокие температура и давление, с наружной стороны реактора обычно предусматривается приводной механизм для вращения нагнетательной трубы. В результате этого нагнетательная труба оказывается обяза:тельно связанной с неподвижной трубой подачи, располагаемой также снаружи реактора, что требует обеспечения уплотнения на стыке между вращающейся нагнетательной трубой и неподвижной трубой подачи, кроме уплотнения стыка между нагнетательной трубой и реактором. Это оказывается особенно важным при обработке таких легко воспламеняющихся материалов, как горячий асфальт, или токсичных материалов. Однако в описанном устройстве возможна утечка веществ из реактора.в зазоры между реактором и вращающейся трубой, а также между последней и неподвижной трубой для подвода промывочной среды и сырья.

Цель изобретения - повышение надежности устройства эа счет снижения утечки текучей среды из реактора

Укаэанная цель достигается тем, . что устройство для удаления кокса иэ реактора для термического крекин" га тяжелых углеводородов, содержащее трубу с соплами для подвода промывочной среды и соединенный с ней механизм вращения и возвратнопоступательного перемещения, дополнительно содержит установленный наверху реактора цилиндр с патрубками для подвода промывочной жидкости и уплотнительной среды, трехступенчатый поршень, установленный внутри .цилиндра с возможностью перемещения и вращения и образующий с цилиндром верхнюю и нижнюю уплотнительные камеры и среднюю камеру для промывочной жидкости, поршень снабжен дополнительной трубой для промывки наружной стенки основной трубы,причем трубы соединены с камерами посредством каналов, выполненных в поршне, r

На чертеже показано предлагаемое устройство, разрез.

Устройство для удаления кокса иэ реактора содержит реактор 1 и установленный наверху реактора приводной узел 2, предназначенный для обеспечения вращения и вертикального перемещения. Приводной вал (не показан) приводного узла 2 соединен через шток 3 поршня 4 с верхним концом нагнетательной трубы 5, расул положенной внутри реактора I,íàверху которого расположен цилиндр 6 для подачи очищающего от кокса тяжелого масла в узел нагнетательной трубы при герметичном уплотнении

35 верхнего конца реактора 1.

Приводной узел 2, включающий электродвигатель и редуктор для вращения и перемещения вверх и вниз нагнетательной трубы 5 через приводзв ной вал, снабжен цепью управления для регулирования вращательного и поступательного движений вверх и вниз нагнетательной трубы 5. Кроме того, приводной узел имеет такую конструкИ цию, при которой как радиальная, так и осевая нагрузки, прилагаемые к нему, создаются внутри, что делает его компактным.

К пораню 4 подсоединена вспомогаув тельная труба 7, которая предназначена для постоянного слива промывочной жидкости по наружным периферийным поверхностям основной трубы

5 для поддержания этих поверхностей во влажном состоянии. Основная труба 5 снабжена радом располагаемых в одну вертикальную линию сопел-форсунок 8 со стороны, обращенной к внутренней поверхности реактора и предназначенных для впрыскивания через них под давлением очищающего тяжелого масла. Сопла-форсунки 8 расположены снаружи с наклоном вниз под углом 45 относительно основной трубы 5. Количество, расположение и форма форсунок определяются в зависимости от величины давления закачиваемого тяжелого масла. Основная труба 5 перекрыта с нижнего конца е и содержит два участка 9 и 10 изгиба в средней части, чем обеспечивается расположение прямого нижнего конца в непосредственной близости от внутренних поверхностей реактора l, Вспомогательная нагнетательная труба 7 проходит по центру через основную нагнетательную трубу 5 до участка 9 изгиба и выходит через ной трубы 7 с нижней частью отверстия 11. После этого верхний конец основной нагнетательной трубы 5 стыкует и сваривают с нижним концом поршня 4. Затем вспомогательную трубу 7 приваривают к основной трубе 5 вокруг ее наружной периферии, откуда выступает ее изогнутая часть, а выступающий нижний конец вспомощ гательной трубы изгибается указанным выше образом.

Цилиндр 6 устанавливается наверху реактора 1 и предназначается для подачи тяжелого масла под низким и высоким давлениями в основную и вспомогательную трубы 5 и 7 соответственно с обеспечением уплотнения верхнего конца реактора 1 для пре,дотвращения утечки воспламеняющихся газов или других материалов, включая нагретый асфальт. Цилиндр 6 имеет нижнюю перегородку 14, проходящую от основания во внутреннюю часть реактора 1 с образованием нижней

2 паровой камеры 15 вокруг основной нагнетательной трубы 5. Цилиндр 6 во взаимодействии с поясками поршня

4 образует камеру 16 высокого давлею ния тяжелого масла, камеру 13 низкого давления тяжелого масла и верхиюю паровую камеру 17 с патрубком 18 для подвода пара. Эти камеры герметизируются кольцами 19 поршня на соответствующих участках. Верхняя зь паровая камера 17 герметиэируется . от атмосферы уплотнением 20 и сальником 21. Нижняя стенка нижней паровой камеры 15 снабжена антивибрационным цилиндрическим элементом

22, который предотвращает вибрацию основной нагнетательной трубы 5.Антивибрационный элемент служит для подавления вибрации, которая неизбежно вызывается в основной нагнета15 тельной трубе 5 вследствие работы струй очистительной жидкости, подаваемой под высоким ддавлением (наз пример при 20 кгс/см ) основной нагнетательной трубой и вследствие бурного барботирования паров под выSO соким давлением, которые образуются

В процессе крекинга.

Камера 16 высокого давления цилиндра 6 сообщается с основной нагнетательной трубой 5 через отверстие

23 и принимает тяжелое масло под высоким давлением по трубе 24 для подачи его через сопла 8 основной нагнетательной трубы 5 на внутрен5 90 стенку основной трубы 5. Нижний конец вспомогательной нагнетательной трубы. 7, который выступает из основной нагнетательной трубы 5, выходит поверх участка 10 изгиба основной нагнетательной трубы. Отдаленный конец вспомогательной .нагнетательной трубы 7 расположен .так, чтобы тяжелое масло равномерно растекалось по наружным поверхностям основной трубы 5. В этом варианте тяжелое масло сливается на наружную поверхность основной трубы 5 под действием силы тяжести или может вводиться под давлением. Свободный конец вспомогательной нагнетательной трубы 7 может быть спирально обмотан вокруг поверхности основной нагнетательной трубы 5. При такой конструкции открытый конец вспомогательной нагнетательной трубы удерживается в зафиксированном положении относительно основной нагнетательной трубы 5 с обеспечением сжатия или удлинения основной трубы вследствие термического напряжения.

Основная нагнетательная труба 5 внутри реактора 1 должна быть выполнена из легковесного материала, поскольку она подвергается воздействию высоких температур, колебаниям от барботажа,, периодическим напряжениям в результате работы струй в процессе очистки от кокса и моментам, возникающим в результате эксцентричных отклонений друг от друга основной и вспомогательной труб 5 и 7. Так, например, часть трубы 7 может быть;выполнена в виде одной трубы из углеродистой стали, введенной в реактор.

Основную и вспомогательную трубы

5 и 7 и поршень 4 сваривают следующим образом. Поршень 4 на нижнем конце имеет осевое отверстие ll, которое имеет такой же диаметр,что и внутренний диаметр основной нагнетательной трубы 5, и сообщается чере нижний канал 12 с камерой l3 низкого давления тяжелого масла. Дополнительная нагнетательная труба 7 вводится непосредственно через сквозное отверстие, которое предусмотрено на нижней стороне изогнутого участка основной нагнетательной трубы 5, а верхний конец вспомогательной нагнетательной трубы 7 вводится в нижний канал 12 со свар% кой наружной периферии вспомогатель

453l б

90453

50

55 ние поверхности реактора 1; Камера

13 низкого давления тяжелого масла сообщается со вспомогательной нагнетательной трубой 7 и принимает тяжелое масло под низким давлением для ввода его..из нижнего конца, вспомогательной трубы 7 на наружные периферийные стенки основной нагнетательной трубы 5. Нижняя и верхняя паровые камеры 15 и 17 соответствен- 10 но принимают поток пара, поступающий по трубам 25 и 18, обеспечением надежного вращения., движения вверх и вниз нагнетательной трубы и полного уплотнения газов и тяжелого 35 масла внутри реактора 1, а также тяжелого масла под высоким и низким давлениями в камерах 16 и 13 во взаимодействии с поршнем 4,кольцами 19 и уплотнением 20; .Тяжелое щ масло загружают при вращении нагнетательной трубы или ее перемещении вверх или вниз.

Устройство работает следующим образом. -25

При работе пар постоянно подается в соответствующие паровые камеры по трубам 18 и 25. В процессе крекинга загрузок масло под низким давлением подается во вспомогательную зв нагнетательную трубу 7 с целью поддержания наружных периферийных стенок основной нагнетательной трубы во влажном состоянии. По завершении обработки одной загрузки тяжелое масло под высоким давлением подается посредством трубы 24 в основную нагнетательную трубу 5, которая вращается для направления тяжелого мас-. ла на поверхности внутренних стенок реактора 1. В конструкции предусмотрено, чтобы основная нагнетательная труба поднималась по завершении одного цикла удаления кокса. Подъемом основной нагнетательной трубы 5 смещаются положения наклона сопел 8 относительно поверхностей внутренней стенки реактора 1. В этой связи пред-почтительно поднимать основную нагнетательную трубу 5 на расстояние,соответствующее интервалам между отдельными соплами 8, чем обеспечивается полное удаление осажденного кокса. В этом варианте приводной вал имеет длину хода 100 мм, а сопла расположены друг от друга на

t расстоянии. около 100 мм или меньше, что является удовлетворительным условием для нормальной работы. При1 8 водной вал каждый раз поднимается на расстояние, соответствующее 1/3 длины полного хода, что измеряется, например, при вращении приводного вала с использованием тахометра для контроля такого вращения. Вращение и перемещение вверх и вниз основной нагнетательной трубы 5 при нормальнрй работе осуществляются раздельно, но могут осуществляться и одновременно.

Вместо перемещения нагнетательной трубы приводным узлом 2 можно приводить в действие поршневой цилиндр перемещением; например, поршня

4 вверх и вниз путем регулирования давления пара, вводимого в верхнюю и нижнюю паровые камеры 17 и 15.

Таким образом промывочная жидкость подается в узел нагнетательной трубы, который расположен внутри реактора, через полностью уплотненную камеру внутри узла цилиндра, который установлен на реакторе, чем обеспечивается возможность полного удаления осажденного кокса и использования реактора для непрерывной или циклической работы. Поскольку реактор и стыки надежно загерметизированы снаружи, предотвращается утечка реакционных газов, воспламеняющегося горячего асфальта и т.п., причем горячий асфальт и другие сырьевые материалы можно загружать даже при перемещении вверх и вниз нагнетательной трубы. Кроме того, указанные уплотнения просты по конструкции и в эксплуатации и имеют низкую стоимость.

Формула изобретения

Устройство для удаления кокса из реактора для термического крекинга тяжелых углеводородов, содержащее трубу с соплами для подвода промывочной жидкости и соединенный с ней механизм вращения и возвратнопоступательного перемещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения.его надежности за счет снижения утечки текучей среды из реактора, оно содержит установленный наверху реактора цилиндр с патрубками для подвода промывочной ,жидкости и уплотнительной среды, трехступенчатый поршень, установленный внутри цилиндра с воэможностью перемещения и вращения и образующий с

9 904531 10 цилиндром верхнюю и нижнюю уплотни- посредством каналов, выполненных в тельные камеры и среднюю камеру для поршне. промывочной жидкости, поршень снаб- Источники информации, жен дополнительной трубой для промыв- принятые во внимание при экспертизе ки наружной стенки основной трубы, 1. Патент СССР по заявке причем трубы соединены с камерами 11 2416107/23-26,кл. С 10 G 9/12,I975.

ВНИИПИ Заказ l75/48 Тираж 523 Подписное филиал Illlfl "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4