Реактор для получения нефтяного кокса Советский патент 1993 года по МПК C10B55/00 

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к оборудованию для получения нефтяного кокса на установках замедленного коксования.

Известен реактор для получения нефтяного кокса, включающий цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками, сырьевым коллектором и штуцерами ввода сырья, расположенными в нижней горловине. Штуцеры ввода сырья установлены напротив друг друга и направлены на криволинейные направляющие закручивания сырья, которые установлены в центральной части крышки нижней горловины на пересечении с осями штуцером 1.

Недостатком этого реактора является то, что при подаче сырьевого потока по коллектору и криволинейным штуцерам происходит разделение его на жидкую и паровую фазы. Жидкая фаза движется по внешнему радиусу криволинейных штуцеров. Направление сырьевой струи в правом штуцере происходит по часовой стрелке, а в левом - против. При поступлении из левого штуцера в нижнюю горловину сырьевой поток меняет направление своего движения. В связи с этим происходит закручивание суммарного потока в левую сторону, при котором уже разделенный на фазы поток вновь перемешивается, что приводит к его разрыхлению. Это нарушает симметрию температурного поля и, следовательно, повышает неоднородность получаемого кокса и термические напряжения в корпусе реактора.

Наиболее близким к заявляемому тех- нйческому решению по технической сущности является реактор для получения нефтяного кокса, содержащий цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и кольцевым коллектором с патрубком ввода сырья и криволинейными патрубками вывода сырья 2.

Более равномерное расположение распределительных патрубков в нижней горловине способствует получению кокса лучшего качества за счет большей равномерности распределения тепла по сечению реактора.

Однако неоднородность качества кокса и термические напряжения, деформирующие корпус реактора, достаточно велики. Это обусловлено недостаточной равномерностью подачи сырья в распределительные патрубки вследствие того, что круговое движение потока в кольцевом коллекторе формируется случайным образом из-за радиальной установки на коллекторе патрубка подачи сырья. Случайное пульсирующее движение потока то в одну, то в другую стороны от патрубков ввода сырья определяет случайный расход нагретого сырья через распределительные патрубки в нижней горловине реактора, а встречное движение потоков в коллекторе в противоположной

патрубку ввода стороне способствует образованию застойной зоны, в которой значительно повышается вероятность закоксовывания. Это способствует еще большей неравномерности подачи сырья че0 рез распределительные патрубки и, следовательно, снижает качество получаемого кокса и надежность работы коллектора.

Целью изобретения является улучшег ние качества кокса и повышение надежно5 сти работы реактора.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе для получения нефтяного кокса, включающем цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и

0 кольцевым коллектором с патрубком ввода сырья и криволинейными патрубками вывода сырья, патрубки, ввод и вывода сырья присоединены к коллектору тангенциально, а выходной участок каждого патрубка выво5 да сырья выполнен в виде равностороннего треугольника со скругленными вершинами, одна из которых расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса кривизны патрубка.

0 Сопоставительный анализ показывает, что заявляемое решение отличается от известного тем, что патрубки ввода и выво да сырья присоединены к коллектору тангенциально, а выходной участок каждого пат5 рубка вывода сырь я выполнен в виде равностороннего треугольника со скругленными вершинами, одна из которых расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса кривизны пат0 рубка.

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной облйстй техники не позволило выявить в них

5 признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

Присоединение патрубков ввода и вы0 вода сырья к коллектору тангенциально позволяет обеспечить оптимальное распределение поступающего в реактор сырья за счет исключения возникновения в коллекторе застойных зон. При подаче

5 сырья в кольцевой коллектор и далее в патрубки, присоединенные к коллектору тан- генциально, возникает его круговое движение, способствующее разделению сырьевого потока на жидкую и паровую фазы еще до подачи в реактор. При движении

потока по криволинейным патрубкам жидкая фаза движется со стороны большего радиуса кривизны патрубка, а паровая - со стороны меньшего радиуса.

Выполнение выходных участков патрубков в виде равносторонних треугольников со скругленными вершинами, у которых одна из вершин расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса кривизны патрубка, позволяет создать наиболее оптимальное движение жидкой и паровой фаз, выходящих из патрубка.

Жидкая фаза на выходном участке концентрируется в вершине, расположенной в плоскости симметрии коллектора со сторо- ны большего радиуса кривизны патрубка,что способствует созданию более компактной струи.

При входе в реактор жидкая фаза, обладая большей скоростью, проходит больший путь в первоначально заданном направлении движения, закручиваясь вокруг оси ре- актора и поднимаясь затем вверх. В реакторе образуется круговое вращение сырьевых потоков, которое способствует более равномерному тепло- и массоперено- су и, следовательно, снижению температур- ного градиента металла корпуса и получению более однородного по качеству кокса.

Паровая фаза на выходном участке движется со стороны основания треугольника со значительно меньшей, чем у жидкой, скоростью. При входе в реактор из-за меньшей скорости она распределяется ближе к стенкам корпуса и, барботируя через слой коксующейся массы, дополнительно обеспечивает более равномерный прогрев.

Кроме того, центральные силы, возникающие, при закручивании сырья, обеспечивают более полное отделение паровой фазы от жидкой, при этом уменьшается унос жидкой фазы вместе с паровой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый реактор, общий вид; на фиг.2 - нижняя горловина; на фиг.З - разрез нижней горловины по Б-Б; на фиг.4 - вид по В - выходное сечение штуцеров.;

Реактор для получения нефтяного кокса представляет собой цилиндрический корпус 1 с нижним 2 и верхним 3 днищами с горловинами 4 и 5 и крышками 6 и 7. В верхнем днище установлено патрубок 8 для вывода парогазовых продуктов коксования. В нижней горловине установлены криволинейные патрубки 9 для ввода сырья, входные концы которых тангенциально подсоединены к кольцевому коллектору 10. К кольцевому коллектору также тангенциально присоединены трубопровод 11 для подачи сырья. Выходные участки патрубков 9 выполнены в виде равносторонних треугольников со скругленными вершинами, у которых одна из вершин расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса кривизны патрубка.

Реактор для получения нефтяного кокса работает следующим образом.

Нагретое сырье подают по трубопроводу 11 в кольцевой коллектор 10. Из коллектора сырье поступает в криволинейные патрубки 9 ввода сырья, присоединенные тангенциально к коллектору. При движении

по кольцевому коллектору происходит разделение потока сырья на жидкую и паровую фазы. Жидкая фаза вследствие большей инерции движется со стороны большего радиуса кривизны патрубка, концентрируется

на выходных участках в вершинах, расположенных в плоскости симметрии коллектора. При поступлений в реактор жидкая фаза вследствие большей инерции движется по более пологой, чем паровая фаза, траектории и проходит больший путь в горизонтальной плоскости. Попутные потоки жидкой фазы закручиваются у оси реактора и после этого поднимаются вдоль вертикальной оси. Паровая фаза обладает меньшей инерцией

по сравнению с жидкой и поэтому при по- . ступлении в реактор приобретает более крутую траекторию и движется ближе к стенкам реактора. При этом она барботиру- ет через слой коксующегося сырья дополнительно обеспечивая более равномерный ее прогрев.

Жидкая фаза сырья накапливается в реакторе и превращается в кокс, а парогазо- вые продукты выводятся через патрубок 8.

По сравнению с прототипом предлагаемый реактор позволит обеспечить более оптимальное распределение поступающего в реактор сырья, что способствует более равномерному нагреву стенок корпуса и, следовательно, снижению температурных напряжений. Это позволит повысить надежность работы реактора. Кроме того, круговое движение потока сырья вдоль вертикальной оси реактора обеспечит более

равномерное распределение тепловых потоков и, следовательно, получение более однородного по качеству кокса,

Формулаизобретения Реактор для получения нефтяного кокса, включающий цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и кольцевым коллектором с патрубком ввода сырья и криволинейными патрубками вывода сырья, отличающийся тем, что,

с целью улучшения качества кокса и повышений надежности в работе рёакто ра, патрубки ввода и Шйбда сйрья П йеЬ ёдинены к коллектору тангенциально, а выходной

участок каждого патрубка вывода сырья вы-

полнен в виде равностороннего треугольника со скругленными вершинами, одна из которых расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса

Использование: для получения нефтяного кокса на установках замедленного коксования. Сущность изобретения: реактор для получения нефтяного кокса содержит цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и кольцевым коллектором. Кольцевой коллектор снабжен патрубком ввода сырья и криволинейными патрубками вывода сырья. Патрубки ввода и вывода сырья присоединены к коллектору тангенциально, а выходной участок каждого патрубка вывода сырья выполнен в виде равностороннего треугольника соскруглен- ными вершинами. Одна из вершин треугольника расположена в плоскости симметрии коллектора со стороны большего радиуса кривизны патрубка. 4 ил.