CN108686588A - 一种可在线清理的催化剂注入装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可在线清理的催化剂注入装置，其包括与承压容器接口端连接的注入机构，承压容器接口端设有催化剂入口通道，注入机构包括与该催化剂入口通道联通的安装通道、导通或关闭安装通道与催化剂入口通道联通的开关阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的催化剂入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的另一端连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，承压容器接口端还设有催化剂辅助通道，催化剂辅助通道中配合有催化剂注入侧通道，催化剂注入侧通道的出口端通过辅助喷嘴伸入承压容器内部。本发明能真正做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理、维修和更换的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，尤其是一种可在线清理的催化剂注入装置。
背景技术
对于石油化工等带压连续运行、介质易燃易爆甚至有毒的生产系统，需要向带压反应器等设备中注入催化剂。为了让催化剂注入反应器后能分布均匀，现有技术中采用的方法是：在催化剂注入通道的末端安装喷嘴，催化剂通过喷嘴进入反应器中，而喷嘴尺寸一般在1/2″以上。而催化剂注入装置长时间使用后会造成喷嘴堵塞而导致催化剂注入装置不能继续有效的注入或完全失效。通常只能将生产反应系统或整个生产装置停止运行，完成物料倒空置换后，将催化剂注入装置拆下进行清理、维修或更换后，再重新启动整个生产系统，采用这样的方法需要让生产系统停工，会给企业生产带来严重影响，并造成重大的经济损失。目前国内为没有特别好的解决方法，为解决该问题，需要研制开发一种可在线清理喷嘴的催化剂注入装置，希望能在整个生产系统不停车的情况下对催化剂喷嘴进行清理、维修或更换。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种可在线清理的催化剂注入装置，解决了现有技术中因清理、维修或更换而需将整个系统停运所带来的重大经济成本损失的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可在线清理的催化剂注入装置，包括与承压容器接口端连接的注入机构，承压容器接口端设有催化剂入口通道，注入机构包括与该催化剂入口通道联通的安装通道，其特征在于：所述注入机构还包括导通或关闭安装通道与催化剂入口通道联通的开关阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的催化剂入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的另一端连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，所述承压容器接口端还设有催化剂辅助通道，所述催化剂辅助通道中配合有催化剂注入侧通道，催化剂注入侧通道的出口端通过辅助喷嘴伸入承压容器内部。
上述催化剂注入机构在正常工作状态下，开关阀处于开启状态，使得安装通道与承压容器上的催化剂入口通道导通，催化剂通过注入管入口端进入到达注入管末端，并经喷嘴分散后均匀喷射到承压容器内，实现催化剂与物料的均匀混合；当喷嘴堵塞需进行清理更换或维修时，从外部停止对本注入装置的催化剂供应，改由其他注入机构进行催化剂加注。同时操作机构驱动注入管升起，当注入管的喷嘴位置高于开关阀时，关闭开关阀，阻断了安装通道与承压容器接口端的联通，防止承压容器中介质倒流出来。
进一步的，所述安装通道的路径上还设有二次开关阀，二次开关阀采用止回阀，止回阀包括阀体，阀体通道与阀腔联通，阀腔朝向开关阀一侧，阀体通道朝向操作机构一端，阀体通道与阀腔连接的一端端面铰接有阀瓣，阀瓣的铰接端设有驱使阀瓣自由端朝关闭阀体通道方向转动趋势的扭簧，所述注入管相对于喷嘴的另一端依次穿过阀腔、阀体通道于联通状态下的路径后伸出止回阀且与操作机构连接，所述阀瓣的自由端挤压于注入管管壁上。
上述止回阀的阀腔和阀体通道构成安装通道的出口部分，阀体通道与注入管之间通过填料以及填料压套密封连接，当注入管在操作机构的驱动下上升，注入管的喷嘴经过阀腔进入阀体通道后，阀腔中的阀瓣受到扭簧作用而关闭阀体通道，从而形成安装通道与承压容器接口端之间的二次关闭作用，进一步防止承压容器中介质的泄露。
进一步的，所述开关阀采用三通换向阀，三通换向阀包括阀体，阀体内腔中设有阀芯，阀芯设有T型三通通道，三通换向阀阀体通过过渡连接机构与止回阀阀体固接，过渡连接机构具有导通止回阀阀腔与三通换向阀阀体内腔的连接通道，过渡连接机构还设有与连接通道联通的压力泄放与置换通道。
上述结构中，压力泄放与置换通道承担有对连接通道进行压力泄放与置换的功能。在注入装置工作时，压力泄放与置换通道也承担注入管外间隙的冲洗功能。同时，通过三通换向阀，设计有主冲洗通道，当注入装置的喷嘴进行清理维护时，对安装通道进行冲洗，防止介质进入安装通道，避免通道堵塞，保证安装通道的畅通。
进一步的，所述三通换向阀通过连接法兰与承压容器接口端的接管法兰连接，连接法兰设有与三通换向阀阀体内腔以及与承压容器的催化剂入口通道联通的连接法兰通道，该连接法兰上还设有检漏口，所述过渡连接机构的连接通道与注入管之间通过填料以及填料压盖密封连接，止回阀阀体出口端抵接于填料压盖上且通过密封圈密封配合，止回阀阀体出口端安装有螺柱，螺柱依次穿过止回阀阀体出口端端沿、填料压盖、过渡连接机构后与螺母锁紧。
上述结构中，过渡连接机构位于止回阀和三通换向阀之间，且将两者连接起来。
进一步的，所述操作机构包括与注入管对接的导杆，导杆的中空通道与注入管的内管通道联通，导杆一端经防转法兰与安装于注入管端部的连接法兰固定连接，导杆另一端螺纹连接有导杆螺母，导杆螺母与手轮固定连接，手轮安装于手轮座上，手轮座通过支柱悬置于注入机构的上方，所述防转法兰与支柱形成周向的限位配合。
上述结构中，导杆的中空腔一端与注入管对接联通，导杆的中空腔另一端则构成催化剂接管连接口供催化剂进入导杆、注入管，并由喷嘴喷入承压容器中，导杆与防转法兰焊接，防转法兰受到支柱周向的限制作用，只能沿着立柱轴向在手轮驱动下做升降运动，以便于对注入管及喷嘴做清洁、维修、更换等工作。
采用上述方案，本发明的催化剂注入装置能真正做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理、维修和更换的目的。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
附图说明
附图1为本发明具体实施例结构示意图；
附图2为本发明具体实施例正常注入催化剂时三通换向阀的状态示意图；
附图3为本发明具体实施例在线清理时三通换向阀的状态示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施例如图1-3所示是可在线清理的催化剂注入装置，其包括与承压容器接口端连接的注入机构，承压容器接口端设有催化剂入口通道，注入机构包括与该催化剂入口通道联通的安装通道，注入机构还包括导通或关闭安装通道与催化剂入口通道联通的三通换向阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有催化剂的注入喷嘴，注入管的另一端连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，注入管的内管通道以及与其对接的导杆的中空腔构成催化剂注入通道，承压容器接口端还设有催化剂辅助通道，催化剂辅助通道中配合有催化剂注入侧通道，催化剂注入侧通道的出口端通过辅助喷嘴伸入承压容器内部。其中，1是承压容器，2是注入喷嘴，3是注入管，4是预留管，5是承压容器的连接法兰，6是检漏口，7是注入装置的连接法兰，8是三通换向阀，9是过渡连接机构，10是置换与冲洗接口，11是填料，12是填料压盖，13是止回阀，14是止回阀阀瓣，15是止回阀扭簧，16是填料，17是填料压套，18是限位套，19是连接法兰，20是防转法兰，21是导杆，22是支柱，23是导杆螺母，24是手轮，25是催化剂接管连接口。
上述结构中，法兰5及法兰7连接，可以将整个注入机构安装到承压容器1上。注入管3的一端通常采用螺纹与注入喷嘴2连接在一起，注入管3的另一端通常与连接法兰19焊接连接成一体。导杆21通常与防转法兰20焊接连接成一体，连接法兰19与防转法兰20通常采用螺栓螺母连接成一体，连接成一体的注入管3、连接法兰19、防转法兰20及导杆21都是设计成中空的，因此在系统运行时可以通过催化剂接管连接口25、导杆21、防转法兰20、连接法兰19、注入管3以及注入喷嘴2向承压容器1中注入系统所需要的催化剂。在注入机构的连接法兰7的上方设置了三通换向阀8，通常三通换向阀8采用T型三通球阀，在注入机构正常使用时，三通换向阀8的直通道以及侧通道均开启，注入管3从三通换向阀8直通道穿过。在三通换向阀8的上方设置过渡连接机构9，在过渡连接机构9上设有置换与冲洗接口10，工作时可以通过该置换与冲洗接口10向承压容器1中注入保护介质，在维修时可通过该置换与冲洗接口10进行压力泄放与介质置换。在过渡连接机构9的上方设置了填料11及填料压盖12，以防止承压容器1中的压力介质通过注入管3的外侧泄漏。在填料压盖12的上方设置了止回阀13。在止回阀的上方设置了填料16和填料压套17，填料16与填料11的双重密封，能够更有效地防止承压容器1中的压力介质通过注入管3的外侧（即安装通道）泄漏到大气中。
导杆21与导杆螺母23采用螺纹配合，通常采用T形螺纹配合。导杆螺母23与手轮24采用固定连接。支柱22与防转法兰20的配合和限制，使防转法兰20只能贴靠着支柱22做升降运动，而不能做旋转运动，与防转法兰20固定连接在一起的导杆21、连接法兰19、注入管3、注入喷嘴2同时做升降运动。转动手轮24带动导杆螺母23同时转动，通过导杆21与导杆螺母23的螺纹配合，由于导杆受限制不能随导杆螺母23做旋转运动，因此，导杆螺母23的旋转运动将转变为导杆21的升降运动。
检漏口6用于检测检漏口6下部腔体是否有介质的泄漏。
限位套18与防转法兰20的接触用于定位注入机构在正常工作时的位置。
在注入装置正常使用时，催化剂通过催化剂接管连接口25进入，并向承压容器1中注入。长期注入催化剂等物料会导致注入喷嘴2逐步堵塞，当堵塞到一定程度时会影响催化剂的有效注入，这时需要清理、维修或更换注入喷嘴2，为了达到该目的，本装置通过旋转手轮24（通常设置为逆时针旋转）来提升导杆21以及与导杆21固定连接在一起的防转法兰20、连接法兰19、注入管3以及注入喷嘴2。继续提升导杆21等部件，当注入喷嘴2提升到高于三通换向阀8时，将切换三通换向阀8，切换后，直通道关闭，置换与冲洗接口10与承压容器1之间的通道关闭，三通换向阀8的另一通道与承压容器1相通，此时，通过该通道注入冲洗介质，可防止含有催化剂的介质进入安装通道进而堵塞该安装通道。进一步提升导杆21等部件，当注入喷嘴2提升到高于止回阀13时，止回阀的阀瓣14在止回阀的扭簧15作用下自动关闭，此时由于注入机构的三通换向阀8及止回阀13的关闭，能够确保承压容器1中的介质不会通过注入机构外泄漏。进一步提升导杆21等部件，当注入喷嘴2提升到高于填料压套17时，包括注入喷嘴2和注入管3在内的催化剂注入机构已经脱离了注入装置的承压区，同时，将置换与冲洗接口10的外部阀门开启，可将过渡连接机构9与止回阀13的内部介质压力进行泄放并置换介质，确保该空腔内为常压且介质置换干净。此时，拆除连接法兰19与防转法兰20的螺栓螺母，即可将注入喷嘴2、注入管3以及防转法兰20整体从注入装置中拆下。从而可以对注入喷嘴2、注入管3进行清理、维修或更换，然后再重新安装到注入装置上，与拆卸相反的步骤即可重新将注入机构复位。在复位过程中，当单向阀13开启后，要注意将过渡连接机构9与止回阀13的内部空腔进行投用置换，使该空腔的气体不影响承压容器1的操作。在注入机构中催化剂的注入喷嘴2与注入管3的拆卸、清理、维修或更换以及复位的整个过程中，均不需要将整个系统停止运行。在将注入喷嘴2及注入管3拆下进行清理、维修或更换时，如有必要可以采用预留管4（预留管4的内通道构成催化剂注入侧通道）继续向承压容器1中注入催化剂，以确保承压容器催化剂注入的连续性，因此，本发明的催化剂注入装置能真正做到不需要系统停止运行就能对注入喷嘴及注入管进行在线清理、维修和更换的目的。
本发明不局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种可在线清理的催化剂注入装置，包括与承压容器接口端连接的注入机构，承压容器接口端设有催化剂入口通道，注入机构包括与该催化剂入口通道联通的安装通道，其特征在于：所述注入机构还包括导通或关闭安装通道与催化剂入口通道联通的开关阀，安装通道内配合有注入管，注入管的出口端安装有穿过承压容器的催化剂入口通道而伸入承压容器内部的注入喷嘴，注入管的另一端连接有可驱动注入管做升降运动的操作机构，所述承压容器接口端还设有催化剂辅助通道，所述催化剂辅助通道中配合有催化剂注入侧通道，催化剂注入侧通道的出口端通过辅助喷嘴伸入承压容器内部。
2.根据权利要求1所述的可在线清理的催化剂注入装置，其特征在于：所述安装通道的路径上还设有二次开关阀，二次开关阀采用止回阀，止回阀包括阀体，阀体通道与阀腔联通，阀腔朝向开关阀一侧，阀体通道朝向操作机构一端，阀体通道与阀腔连接的一端端面铰接有阀瓣，阀瓣的铰接端设有驱使阀瓣自由端朝关闭阀体通道方向转动趋势的扭簧，所述注入管相对于喷嘴的另一端依次穿过阀腔、阀体通道于联通状态下的路径后伸出止回阀且与操作机构连接，所述阀瓣的自由端挤压于注入管管壁上。
3.根据权利要求2所述的可在线清理的催化剂注入装置，其特征在于：所述开关阀采用三通换向阀，三通换向阀包括阀体，阀体内腔中设有阀芯，阀芯设有T型三通通道，三通换向阀阀体通过过渡连接机构与止回阀阀体固接，过渡连接机构具有导通止回阀阀腔与三通换向阀阀体内腔的连接通道，过渡连接机构还设有压力泄放与置换通道。
4.根据权利要求3所述的可在线清理的催化剂注入装置，其特征在于：所述三通换向阀通过连接法兰与承压容器接口端的接管法兰连接，连接法兰设有与三通换向阀阀体内腔以及与承压容器的催化剂入口通道联通的连接法兰通道，该连接法兰上还设有检漏口，所述过渡连接机构的连接通道与注入管之间通过填料以及填料压盖密封连接，止回阀阀体出口端抵接于填料压盖上且通过密封圈密封配合，止回阀阀体出口端安装有螺柱，螺柱依次穿过止回阀阀体出口端端沿、填料压盖、过渡连接机构后与螺母锁紧。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的可在线清理的催化剂注入装置，其特征在于：所述操作机构包括与注入管对接的导杆，导杆的中空通道与注入管的内管通道联通，导杆一端经防转法兰与安装于注入管端部的连接法兰固定连接，导杆另一端螺纹连接有导杆螺母，导杆螺母与手轮固定连接，手轮安装于手轮座上，手轮座通过支柱悬置于注入机构的上方，所述防转法兰与支柱形成周向的限位配合。
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