Устройство для удаления кокса из реактора

(32) 04.02, (33) Япония веудэретееиай неиит ано 07, 02,82,Бюллетен ликования описания 0 Хе 5 (53) УДК 665 642;4(088.8) 02.82 О елен изебретеннн и открытий лик Иностранцыи, Такеси Номура, Еситомо Хар иси,Наотака Мива, Наоси .К Хироси Хозума и Минору Ак (Япония) 2) Автор из обре исао Такаха адзиме Нака омизо Эндо,И мЛн 4.С;не Иностранные щирмы "Куреха Кагаку Когио Кабусик Кемикал Инджиниринг Знд Конс) УСТРОГ 1 СТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ КОКСА ИЗ РЕАКТОРА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО КРЕКИНГА ТЯЖЕЛЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ напри- которо родукт. кокса высо- им их операций, вызванные,забиванием сопла, чередится прореагировавший известны методы удаленияеактора струями воды поддавлением или механическ дуюмевы реактораяжелых ки стенок загрузенной тв20 Изобретение относится к устройствам для удаления кокса издля термического крекинга туглеводородов.При производстве пеков тяжелые нефтяные масла (далее тяжелые масла), например асфальтовые или каменноугольные смолы, обычно подвергают термическому крекингу в реакто ре, В этом случае горячий газ, кото рый не реагирует с тяжелыми маслами, вводят через дно реактора при температуре от 4000 до 200 ООС для термического крекинга загруженного материала. В процессе крекинга загруженный материал претерпевает интенсивный барботаж и разбрызгивае ся на внутренние поверхности реак тора с образованием на них осадко 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 послесоскабливанием осадка со реактора после нескольких ок или до достижения определ 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 крекинга тяжелых углеводородов, содер904531 жащее трубу с соплами для подводапромывочной жидкости и соединенныйс ней механизм вращения и возвратно-поступательного перемещения 1,Поскольку в процессе крекингаво внутреннейчасти реактора преобладают высокие температура и давление, с наружной стороны реактораобычно предусматривается приводноймеханизм для вращения нагнетательнойтрубы, В результате этого нагнетательная труба оказывается обяза".тельно связанной с неподвижной трубой подачи, располагаемой также снаружи реактора, что требует обеспечения уплотнения на стыке между вра"щающейся 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, илитоксичных материалов. Однако в описанном устройстве возможна утечкавеществ из реактора.в зазоры междуреактором и вращающейся трубой, атакже между последней и неподвижнойтрубой для подвода промывочной среды и сырья.Цель изобретения - повышение надежности устройства эа счет снижения утечки текучей среды из реактораУкаэанная цель достигается тем,. что устройство для удаления коксаиэ реактора для термического крекин"га тяжелых углеводородов, содержащее трубу с соплами для подводапромывочной среды и соединенный сней механизм вращения и возвратнопоступательного перемещения, дополнительно содержит установленный наверху реактора цилиндр с патрубкамидля подвода промывочной жидкости иуплотнительной среды, трехступенчатый поршень, установленный внутрицилиндра с возможностью перемещенияи вращения и образующий с цилиндромверхнюю 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 впоршне,На чертеже показано предлагаемоеустройство, разрез. 4Устройство для удаления кокса изреактора содержит реактор 1 и установленный наверху реактора приводной узел 2, предназначенный дляобеспечения вращения и вертикальногоперемещения. Приводной вал (не показан) приводного узла 2 соединенчерез шток 3 поршня 4 с верхнимконцом нагнетательной трубы 5, расее положенной внутри реактора 1,наверху которого расположен цилиндр 6для подачи очищающего от кокса тяжелого масла в узел нагнетательнойтрубы при герметичном уплотнении 3 з верхнего конца реактора 1.Приводной узел 2, включающийэлектродвигатель и редуктор для вра"щения и перемещения вверх и внизнагнетательной трубы 5 через приводзв ной вал, снабжен цепью управлениядля регулирования вращательного ипоступательного движений вверх и внизнагнетательной трубы 5. Кроме того,приводной узел имеет такую конструк- И цию, при которой как радиальная,так и осевая нагрузки, прилагаемыек нему, создаются внутри, что делаетего компактным.К поршню 4 подсоединена вспомогазв тельная труба 7, которая предназначена для постоянного слива промывочной жидкости по наружным периферийным поверхностям основной трубы5 для поддержания этих поверхностейво влажном состоянии. Основная труба 5 снабжена радом располагаемыхв одну вертикальную линию сопел-форсунок 8 со стороны, обращенной квнутренней поверхности реактора 1,и предназначенных для впрыскиваниячерез них под давлением очищающеготяжелого масла, Сопла-форсунки 8расположены снаружи с наклоном внизпод углом 450 относительно основнойтрубы 5. Количество, расположение иформа форсунок определяются в зависимости от величины давления закачиваемого тяжелого масла. Основнаятруба 5 перекрыта с нижнего конца е и содержит два участка 9 и 10 изгибав средней части, чем обеспечиваетсярасположение прямого нижнего концав непосредственной близости от внутренних поверхностей реактора Э Вспомогательная нагнетательнаятруба 7 проходит по центру черезосновную нагнетательную трубу 5 доучастка 9 изгиба и выходит черезной трубы 7 с нижней частью отверстия 11. После этого верхний конецосновной нагнетательной трубы 5стыкует и сваривают с нижним концомпоршня 4. Затем вспомогательнуютрубу 7 приваривают к основной трубе 5 вокруг ее наружной периферии,откуда выступает ее изогнутая часть,а выступающий нижний конец вспомо"о гательной трубы изгибается указанным выше образом.Цилиндр 6 устанавливается наверхуреактора 1 и предназначается дляподачи тяжелого масла под низкими высоким давлениями в основную ивспомогательную трубы 5 и 7 соответственно с обеспечением уплотненияверхнего конца реактора 1 для пре,дотвращения утечки воспламеняющихсягазов или других материалов, включаянагретый асфальт. Цилиндр 6 имеетнижнюю перегородку 14, проходящуюот основания во внутреннюю частьреактора 1 с образованием нижней2 паровой камеры 15 вокруг основнойнагнетательной трубы 5. Цилиндр 6во взаимодействии с поясками поршня4 образует камеру 16 высокого давле 4ния тяжелого масла, камеру 13 низкого ддвления тяжелого масла иверхнаа пароауа камеру 17 с патрубком 18 для подвода пара. Эти камерыгерметизируются кольцами 19 поршняна соответствующих участках. Верхняя3паровая камера 17 герметиэируется. от атмосферы уплотнением 20 и сальником 21. Нижняя стенка нижней паровой камеры 15 снабжена антивибрационным цилиндрическим элементом22, который предотвращает вибрациюосновной нагнетательной трубы 5,Антивибрационный элемент служит для подавления вибрации, которая неизбежно вызывается в основной нагнета 45тельной трубе 5 вследствие работыструй очистительной жидкости, подаваемой под высоким ддавлением (наз пример при 20 кгс/см ) основнойнагнетательной трубой и вследствиебурного барботирования паров под вы%0соким давлением, которые образуютсяВ процессе крекинга,Камера 16 высокого давления цилиндра 6 сообщается с основной нагнетательной трубой 5 через отверстие23 и принимает тяжелое масло под высоким давлением по трубе 24 дляподачи его через сопла 8 основнойнагнетательной трубы 5 на внутрен 5 90стенку основной трубы 5. Нижнийконец вспомогательной нагнетательнойтрубы 7, который выступает из основной нагнетательной трубы 5, выходитповерх участка 10 изгиба основнойнагнетательной трубы, Отдаленныйконец вспомогательной нагнетательнойтрубы 7 расположен .так, чтобы тяжелое масло равномерно растекалосьпо наружным поверхностям основнойтрубы 5. В этом варианте тяжелоемасло сливается на наружную поверхность основной трубы 5 под действиемсилы тяжести или может вводиться поддавлением. Свободный конец вспомогательной нагнетательной трубы 7 может быть спирально обмотан вокругповерхности основной нагнетательнойтрубы 5, При такой конструкции открытый конец вспомогательной нагнетательной трубы удерживается в зафиксированном положении относительноосновной нагнетательной трубы 5 собеспечением сжатия или удлиненияосновной трубы вследствие термического напряжения.Основная нагнетательная труба 5внутри реактора 1 должна быть выполнена из легковесного материала,поскольку она подвергается воздействию высоких температур, колебаниямот барботажа периодическим напряжениям в результате работы струйв процессе очистки от кокса и моментам, возникающим в результате эксцентричных отклонений друг от другаосновной и вспомогательной труб 5и 7. Так, например, часть трубы 7может быть;выполнена в виде однойтрубы из углеродистой стали, введенной в реактор,Основную и вспомогательную трубы5 и 7 и поршень 4 сваривают следующим образом. Поршень 4 на нижнемконце имеет осевое отверстие 11,которое имеет такой же диаметр,чтои внутренний диаметр основной нагнетательной трубы 5, и сообщается черенижний канал 12 с камерой 13 низкого давления тяжелого масла. Дополнительная нагнетательная труба 7вводится непосредственно черезсквозное отверстие, которое предусмотрено на нижней стороне изогнутого участка основной нагнетательной трубы 5, а верхний конец вспомогательной нагнетательной трубы 7вводится в нижний канал 12 со свар%кой наружной периферии вспомогатель 4531 б90453 45 50 55 ние поверхности реактора 1; Камера13 низкого давления тяжелого масласообщается со вспомогательной нагнетательной трубой 7 и принимаеттяжелое масло под низким давлениемдля ввода егоиз нижнего конца, вспомогательной трубы 7 на наружные периферийные стенки основной нагнетательной трубы 5. Нижняя и верхняяпаровые камеры 15 и 17 соответственно принимают поток пара, поступающий по трубам 25 и 18, обеспечениемнадежного вращения., движения вверхи вниз нагнетательной трубы и полного уплотнения газов и тяжелого 15масла внутри реактора 1, а такжетяжелого масла под высоким и низким давлениями в камерах 16 и 13во взаимодействии с поршнем 4,кольцами 19 и уплотнением 20; .Тяжелое щмасло загружают при вращении нагнетательной трубы или ее перемещениивверх или вниз,Устройство работает следующим.образом. -25При работе пар постоянно подается в соответствующие паровые камерыпо трубам 18 и 25. В процессе крекинга загрузок масло под низким давлением подается во вспомогательную зонагнетательную трубу 7 с цельюподдержания наружных периферийныхстенок основной нагнетательной трубыво влажном состоянии. По завершенииобработки одной загрузки тяжелоемаслопод высоким давлением подается посредством трубы 24 в основнуюнагнетательную трубу 5, которая вращается для направления тяжелого мас-.ла на поверхности внутренних стенок 40реактора 1. В конструкции предусмотрено, чтобы основная нагнетательнаятруба поднималась по завершенииодного цикла удаления кокса. Подъемом основной нагнетательной трубы 5смещаются положения наклона сопел 8относительно поверхностей внутреннейстенки реактора 1. В этой связи предпочтительно поднимать основную нагнетательную трубу 5 на расстояние,соответствующее интервалам между отдельными соплами 8, чем обеспечивается полное удаление осажденногококса. В этом варианте приводнойвал имеет длину хода 100 мм, а сопла расположены друг от друга наФрасстоянии. около 100 мм или меньше,что является удовлетворительным условием для нормальной работы, При 1 8водной 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 нормальной 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 изобретенияУстройство 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 возвратно- поступательного 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 с9 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 С 9/12,1975.НИИПИ Заказ 175/48 Тираж 523 Подписнофилиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4