РЕАКТОР ДЛЯ КОКСОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ Российский патент 1999 года по МПК C10B55/00 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к оборудованию установок замедленного коксования, и представляет собой устройство для получения нефтяного кокса.

Известен реактор для получения нефтяного кокса методом замедленного коксования, содержащий цилиндрический корпус, снабженный верхним и нижним днищами с люками и крышками. Верхний люк служит для отвода паровой фазы процесса коксования и ввода инструмента для выгрузки кокса. В крышке нижнего люка размещен аксиально патрубок для подачи нагретого сырья [Походенко Н. Т., Брондз Б. И. Эксплуатация и пути повышения надежности работы реакторов установок замедленного коксования. - М., 1980. - 56 с. Сер. Эксплуатация, модернизация и ремонт оборудования в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности: Тематический обзор / ЦНИИТЭнефтехим.].

Недостатком известного реактора является повышенная вероятность выброса из него жидкой фазы коксующегося сырья и значительная трудоемкость эксплуатации из-за необходимости обслуживания вдвое большего количества фланцевых соединений по сравнению с реакторами с радиальным вводом сырья.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является реактор для получения нефтяного кокса методом замедленного коксования, содержащий цилиндрический корпус, снабженный верхним и нижним днищами с люками и крышками. Верхний люк служит для отвода паровой фазы процесса коксования и ввода инструмента для выгрузки кокса. В нижнем люке размещены направленные вниз на крышку нижнего люка патрубки для подачи нагретого сырья. На крышке нижнего люка смонтированы криволинейные направляющие для изменения направления потоков сырья из нисходящего на восходящее, закрученное вдоль оси реактора [Авт. свид. N 1189870 (СССР), МКИ C 10 B 55/00. Реактор для получения нефтяного кокса. - Опубл.: Б.И. 1985, N 41 (прототип)].

Основным недостатком этого реактора является нестабильность потоков вводимого сырья, обусловленная изменяющимся гидравлическим сопротивлением накапливаемого в нем коксуемого сырья. Это приводит к изменению траектории движения потоков сырья, что определяет неравномерность параметров качества (мехпрочность, содержание летучих веществ) получаемого кокса и вызывает температурные деформации корпуса реактора.

Кроме того, недостатком данного реактора является сложность открытия крышки нижнего люка реактора, из-за того, что на ней прикреплены криволинейные направляющие, и которые необходимо отрывать от кокса.

Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемого нефтяного кокса и снижение температурных деформаций корпуса реактора, путем создания более равномерного температурного поля по сечению реактора.

Указанный технический результат достигается тем, что в реакторе для коксования нефтяных остатков, содержащем цилиндрический корпус, снабженный верхним днищем с люком для отвода паровой фазы процесса коксования и ввода инструмента для выгрузки кокса, и нижним днищем с люком для выгрузки кокса, с размещенными в нем патрубками для подачи нагретого сырья, оси патрубков установлены с наклоном вверх под углом 0 - 60^o к горизонтали и, смещены в разные стороны относительно диаметральной плоскости реактора на расстояние 1,0 - 1,75 их диаметра.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается от известного тем, что оси патрубков установлены с наклоном вверх под углом 0....60^o к горизонтали и разноименно смещены относительно диаметральной плоскости реактора на расстояние 1,0 - 1,75 их диаметра. Таким образом, заявляемый статический смеситель соответствует критерию изобретения "новизна".

На фиг. 1 показан реактор замедленного коксования, общий вид, совмещенный с разрезом; на фиг. 2 - разрез по А-А с фиг.1.

Реактор замедленного коксования содержит цилиндрический корпус 1, с верхним 2 и нижним 3 днищами с люками 4 и 5 и крышками 6 и 7. В нижнем люке 5 размещены патрубки 8, оси которых установлены с наклоном вверх под углом 0 - 60^o к горизонтали и разноименно смещены относительно диаметральной плоскости реактора на расстояние 1,0 - 1,75 их диаметра. Патрубки 8 соединены посредством колен 9, коллекторов 10 и тройника 11 с трансферной линией 12 от нагревательной печи (на чертежах не показана).

Реактор замедленного коксования работает следующим образом.

Нагретое в печи сырье коксования по трансферной линии 12 подают под давлением в тройник 11, из которого он, двигаясь по коллекторам 10, поступает в колена 9 и патрубки 8 и далее в люк 5 нижнего днища 3 корпуса 1 реактора коксования. С прекращением подачи нагретого сырья в трансферную линию 12 подают перегретый водяной пар, который выдувает из тройника 11, коллектора 10, колен 9 и патрубков 8 остатки сырья реактор.

Установка патрубков вода нагретого сырья в реактор таким образом, что их оси установлены с наклоном вверх под углом 0 - 60^o к горизонтали и смещены в разные стороны относительно диаметральной плоскости на расстояние 1,0...1,75 их диаметра, позволит обеспечить более равномерное распределение потоков нагретого коксующегося сырья по сечению реактора за счет закручивания потоков относительно его вертикальной оси. Закручивание и "схлопывание" потоков сырья в реакторе происходит вследствие того, что давление между этими потоками в два раза ниже, нежели давление между каждым отдельным потоком и стенкой корпуса реактора. Закручивание сырьевого потока вокруг вертикальной оси реактора способствует сепарации легких фракций и лучшему конвекционному теплообмену в накапливающейся коксующейся массе. Это позволит улучшить качество (повысить мехпрочность и снизить содержание летучих веществ) получаемого нефтяного кокса. Проведенные на пилотной установке испытания различных конструкций вводов сырья позволили определить их влияние на качество (средние значения) получаемого нефтяного кокса (см. таблицу).

Установка патрубков ввода сырья с углом наклона меньшим 0^o к горизонту, то есть с наклоном на крышку нижнего люка, приводит к недостаткам, свойственным прототипу. Увеличение угла наклона патрубков более 60^o трудно достижимо вследствие технических сложностей врезки парубков в обечайку нижнего люка реактора. Кроме того, при этом возникают дополнительные трудности, обусловленные повышенной вероятностью попадания в патрубки кусков кокса в процессе выгрузки последнего из реактора и невозможностью его извлечения перед следующим циклом коксования.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности также на установках получения нефтяного пека и висбрекинг (легкий термический крекинг мазута). Использование предлагаемого реактора замедленного коксования на УЗК позволит по сравнению с прототипом снизить градиент температур в 1,3 - 1,7 раза, повысить температуру процесса коксования на 5 - 7^oC и, следовательно, снизить содержание летучих в нем на 0,15 - 0,25%, в зависимости от сырья коксования.

Реактор для коксования нефтяных остатков методом замедленного коксования позволяет повысить качество получаемого нефтяного кокса и содержит цилиндрический корпус, снабженный верхним днищем с люком для отвода паровой фазы процесса коксования и ввода инструмента для выгрузки кокса и нижним днищем с люком с установленными в нем патрубками для подачи нагретого сырья, причем оси патрубков установлены с наклоном вверх под углом 0 - 60^oС к горизонтали и разноименно смещены относительно диаметральной плоскости реактора на расстояние 1,0 - 1,75 их диаметра. 2 ил., 1 табл.

Реактор для коксования нефтяных остатков методом замедленного коксования, содержащий цилиндрический корпус, снабженный верхним днищем с люком для отвода паровой фазы процесса коксования и ввода инструмента для выгрузки кокса и нижним днищем с люком с установленными в нем патрубками для подачи нагретого сырья, отличающийся тем, что оси патрубков установлены с наклоном вверх под углом 0 - 60^o к горизонтали и разноименно смещены относительно диаметральной плоскости реактора на расстояние 1,0 - 1,75 их диаметра.