CN114989857A - 一种侧向安装的焦化塔进料装置 - Google Patents

Abstract

一种侧向安装的焦化塔进料装置，包括用于与焦炭塔底部相连接的进料短节，在进料短节的侧壁中设置有第一开口，第一开口处对应安装有筒体，筒体内设有喷嘴，喷嘴能够沿筒体轴向滑动从而伸入进料短节中喷射位置或者退回筒体，喷嘴呈管状，喷嘴的一端与用于驱动喷嘴滑动的伸缩推动机构相连接，在喷嘴的管壁上设有入料口，在进料短节的侧壁中还设有第二开口，第二开口处设有一个进料管段，进料管段的出口端位于进料短节内部，并与喷嘴的管壁滑动配合，喷嘴滑动到喷射位置时，进料管段的出口与喷嘴的入料口对应衔接。制作成本低，进料效果好，且喷嘴维修期间可利用进料管段进行供料，可缩短焦炭塔停工时间，降低企业生产成本。

Description

一种侧向安装的焦化塔进料装置

技术领域

本发明属于石油加工延迟焦化技术领域，具体地说是一种侧向安装的焦化塔进料装置。

背景技术

延迟焦化是一种石油二次加工工艺，是指以贫氢的重质油为原料，在高温(约500℃）条件下进行深度的热裂化和缩合反应以生产富气、粗汽油、柴油、蜡油和焦炭的工艺。

所谓延迟是指将焦化油（原料油和循环油）经过加热炉加热迅速升温至焦化反应温度，在加热炉内不生焦，而进入焦炭塔再进行焦化反应的过程，因有延迟焦化的作用，故称为延迟焦化。

延迟焦化一般都是一炉（加热炉）二塔（焦化塔）或二炉四塔，加热炉连续进料，焦化塔轮换操作，是一种半连续工艺过程。

原料油（减压渣油或其他重质油如脱油沥青、澄清油甚至污油）在加热炉经加热到495~505℃之后进入焦炭塔，热原料油在焦炭塔内进行焦化反应，生成的轻质产物从顶部出来进入分馏塔，分馏出富气、粗汽油、柴油和重馏分油。待一个焦炭塔装满（留一定的空间）后，原料油改进入另一焦炭塔。

残留在焦炭塔中的焦炭以水力除焦卸出，焦炭塔恢复空塔后再进热原料。

延迟焦化工艺中用到的焦炭塔通常是一个直立园柱壳压力容器，顶部是球形或椭圆形封头，下部是锥体，原料油在加热炉内加热后进入焦化塔中的结构形式结构种类较多，其中以焦炭塔轴向中心进料（即原料在焦炭塔内的出料方向与焦炭塔中心轴线相重合或者向平形）最为常见，因为这种进料方式中，可以保证焦炭塔均匀受热，焦炭塔操作的可靠性增大，并且这种结构的进料方式使焦炭塔变形减少。

现有技术已经公开的焦化塔轴向中心进料方式中，有些是底部安装，有些是侧向安装，底部安装的技术方案因为每次拆卸底盖都需拆卸进料短管，与自动卸盖机不好配套使用。因此侧向安装的轴向中心进料方式开始越来越多。

但是，现有技术中侧向安装的技术方案中由于结构设计不是很合理，因此造成安装占据空间比较大或者密封结构复杂，另外在使用过程中，一旦进料系统的喷嘴出问题焦炭塔就需要停工维修，这些因素导致生产使用成本增加，影响到企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种侧向安装的焦化塔进料装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种侧向安装的焦化塔进料装置，包括用于与焦炭塔底部相连接的进料短节，在进料短节的侧壁中设置有第一开口，第一开口处对应安装有筒体，筒体内设有喷嘴，喷嘴能够沿筒体轴向滑动从而伸入进料短节中喷射位置或者退回筒体，所述的喷嘴呈管状，喷嘴的一端与用于驱动喷嘴滑动的伸缩推动机构相连接，在喷嘴的管壁上设有入料口，在进料短节的侧壁中还设有第二开口，第二开口处设有一个进料管段，进料管段的出口端位于进料短节内部，并与喷嘴的管壁滑动配合，喷嘴滑动到喷射位置时，进料管段的出口与喷嘴的入料口对应衔接。

优选地，喷嘴的中心线与进料短节的中心轴线基本垂直相交。

进一步地，喷嘴的另一端管口为封闭端口，喷嘴的出料口504设置在喷嘴的管壁上靠近该封闭端口的位置。

优选地，所述喷嘴处于喷射位置时，喷嘴的出料口中心线与进料短节的中心线基本重合。

优选地，进料管段的出口内径不小于喷嘴的入料口内径。

优选地，喷嘴内与入料口配合设有导流板；导流板使得原料从喷嘴上的入料口进入喷嘴后只能向出料口所在的一端流动。

优选地，第二出口与第一出口相挨设置，进料管段中心线与喷嘴中心线夹角为60°-90°。

进一步地，在第一开口中设置有用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套。

优选地，所述第二开口与第一开口为同一个开口即共用开口，进料管段以及用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套设在共用开口中；该方案中，优选进料管段以及用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套为一体铸造或一体锻造制成；

进一步地，第二开口与第一开口为共用开口的技术方案中，所述的进料管段中心线与喷嘴中心线夹角优选为60°-90°。

进一步地，与喷嘴衬套相连接设有第一法兰，在筒体上设有用于与第一法兰相连接的第二法兰。

优选地，所述的筒体包括穿过第二法兰朝向进料短节延伸的筒体延伸段。

进一步地，筒体延伸段的端部设有用于与喷嘴上外突部相配合对喷嘴定位的内凸起。

优选地，在喷嘴衬套的内周面设有一个环形台阶，环形台阶上设有一个密封圈，密封圈被筒体延伸段抵靠在环形台阶，密封圈的内孔直径比喷嘴衬套内孔直径小，密封圈朝向进料短节内部的一端从内孔到外周呈轴向逐渐变短的倾斜设置从而密封圈的该端内孔周缘形成刀刃状，刀刃状的内孔周缘在喷嘴缩回的过程中能够刮去管状体外周粘附的原料。

有益效果：

1、根据本发明，由于将进料管段的出口设置在进料短节内部，采用喷嘴与进料管段出口滑动配合的方式实现喷嘴入料口与进料管段的出口在进料短节内部的对应衔接，从而对喷嘴的入料口与进料管段的出口之间的密封要求可以不用要求太高，大大降低了本发明的制作成本。

2、进料管段的出口设置在进料短节内部，不仅可以在正常使用情况下与喷嘴的入料口对应衔接为喷嘴供给原料，还可以在喷嘴出现问题维修期间，作为备用喷嘴对焦炭塔进行供料，从而可以大大缩短焦炭塔由于喷嘴维修造成的停工时间，进一步降低了企业的生产成本。

3、在优选的技术方案中，第一出口与第二出口相挨设置或者第一出口与第二出口采用共用出口，也就是说进料管段与喷嘴采用靠近设置的结构，从而使得本发明在使用安装上更节约空间。

4、进一步优化的技术方案中，喷嘴与筒体之间的密封采用具有刮刀结构的密封圈，可以有效防止喷嘴在缩回过程中将焦炭塔内物料带入到筒体中，密封效果更加可靠；另外，喷嘴上的外突部与筒体延伸段上内凸起之间除了具有定位效果外，也具有辅助密封的作用，与现有技术相比，本申请中的密封结构更巧妙，从而采用较少密封点即可实现更有效可靠的密封效果。密封效果可靠也间接降低了现有技术中采用蒸汽压力进行密封以及采用蒸汽进行被污染件（喷嘴外壁以及套筒内部）清扫所带来的蒸汽损耗成本。

5、本发明的技术方案结构更紧凑，制作更简单，使用更可靠，极具推广应用效果。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1的局部剖视图。

图3为图2的A—A视图。

图4为图3中C处放大图。

图5为图4中E处放大图。

图6为图3中B—B视图。

图中标记：1、进料短节，2、安装法兰，3、进料管段，4、第三法兰，5、喷嘴，501、导流板，502、入料口，503、端部封板，504、出料口，505、外突部，6、筒体，601、筒体延伸段，601a、内凸起，7、推杆，8、筒体密封法兰，9、筒体密封组件，10、伸缩推动机构，11、支架，12、筒体密封连接凸缘，13、第二法兰，14、第一法兰，15、密封圈，15a、刀刃状的内孔周缘，16、喷嘴衬套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

参照附图所示，一种侧向安装的焦化塔进料装置，包括用于与焦炭塔底部相连接的进料短节1。

在进料短节1的侧壁中设置有第一开口，第一开口处对应安装有筒体6，筒体6内设有喷嘴5，喷嘴5能够沿筒体6的内腔轴向滑动从而伸入进料短节1中喷射位置或者退回筒体。

本实施例中，喷嘴5整体呈管状，为了实现最佳的焦炭塔进料效果，优选喷嘴的中心线与进料短节的中心轴线基本垂直相交。因为在实际制作过程中，误差是难免的，绝对的垂直相交是难以实现的，因此只要满足在一定公差范围内的垂直相交即为本文所述的基本垂直相交。喷嘴5的一端与用于驱动喷嘴滑动的伸缩推动机构10相连接，另一端设置出料口504。

在喷嘴的管壁上设有入料口502，在进料短节1的侧壁中还设有第二开口，第二开口处设有一个进料管段3，进料管段3的出口端位于进料短节1内部，并与喷嘴5的管壁滑动配合，喷嘴5滑动到喷射位置时，进料管段3的出口与喷嘴的入料口502对应衔接。

本实施例的管状喷嘴的另一端管口为封闭端口，喷嘴5的出料口504设置在喷嘴5的管壁上靠近该封闭端口的位置。

本优选实施例中，喷嘴5处于喷射位置时，喷嘴的出料口504中心线与进料短节的中心线基本重合。该处使用基本重合是因为完全重合只是一种理想情况，实际制造中误差是不可避免的，因此只需要在一定公差范围内满足喷嘴的出料口504中心线与进料短节的中心线重合即可。

为了保证进料管段的出口与喷嘴的入料口502之间的密封对接，避免物料从进料管段3的出口与喷嘴的入料口502之间进入焦炭塔，进料管段3的出口内径优选不小于喷嘴5上的入料口502内径。

伸缩推动机构10可以采用丝杆滑块机构或者气缸、液压缸等任意一种可以实现对喷嘴5进行推动的技术方案，因其为现有技术，本处不做赘述。

本实施例中，入料口502设置在喷嘴5外壁上靠近伸缩推动机构10的一端，喷嘴5另一端管口的封闭结构，通过在相应管口设置端部封板503以实现。

为了实现喷嘴5的外壁与进料管段3的出口滑动配合（即喷嘴的外壁能够与进料管段3的出口相贴合并相对进料管段的出口进行滑动），本实施例中，进料管段3的出口端面形状与喷嘴5的管壁对应位置形状相匹配。本实施例中，进料管口3的出口内径与入料口502的内径大小也相一致。

喷嘴5的管壁与进料管段3的出口滑动配合，从而在喷嘴5伸缩过程中不仅可避免与进料管段3产生干涉，而且可以具有对进料管段3的出口进行关闭的功能。类似一个阀门的工作原理，当喷嘴5上的入料口502与进料管段3的出口对应时，阀门打开，当喷嘴5上的入料口502与进料管段3的出口错开，其余部分与进料管段3的出口配合接触时，阀门关闭。在本发明的技术方案中，当喷嘴5退回到筒体6内时，进料管段3的出口可以完全暴露在进料短节1的内部，焦炭塔工作过程中，进料管段3的出口粘附的残料，可在喷嘴5伸出过程中将其清除，从而不会影响到进料管段3的正常使用。

在喷嘴内与入料口502配合设有导流板501；导流板501使得原料从喷嘴5上的入料口502进入喷嘴后只能向出料口504所在的一端流动。

本实施例中，导流板501略带弧形。

具体地，导流板501起始端与入料口502内周缘对齐，前半段基本与进料管段3的中心线平行，后半段在向入料口502对侧延伸的过程中朝向出料口504方向略有弯曲，从而在导流板501的末端与喷嘴5相连部位形成弧形过渡连接。

具体制作时，导流板501可采用一体铸造的方式与喷嘴5一体制成，入料口502也可在铸造成型中形成。

实际应用中，第二出口与第一出口可以相互独立设置，独立设置时，两个出口最好紧挨，进料管段3的中心线与喷嘴5中心线夹角优选在60°-90°之间选取。

为了便于与筒体6之间的连接，在第一开口中设置有用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套16，喷嘴衬套16与进料管段3均可采用焊接的方式与进料短节1侧壁上的相应开口相连接。

为了便于制作，也为了实现较优的使用效果，本实施例优选方案中，第二开口与第一开口采用同一个开口即共用开口，进料管段3以及用于与喷嘴5配合安装的喷嘴衬套16设在共用开口中。

进料管段3以及用于与喷嘴5配合安装的喷嘴衬套16可优选采用一体铸造或一体锻造而成的结构。

进料管段3的中心线与喷嘴5的中心线夹角优选为60°-90°，本实施例采用角度为70°。如图3所示，将进料管段3的中心线平移到过进料短节1俯视图中心的位置，其与喷嘴中心线夹角θ，即和进料管段3的中心线与喷嘴5的中心线夹角相等。

进料管段3以及一体铸造或一体锻造而成的喷嘴衬套16可以采用焊接的方式与设置在进料短节1侧壁上的共用开口相连接。

第二开口与第一开口相挨设置或者采用共用开口，都是为了使得进料管段3的出口尽可能靠近进料短节1的内壁。在设计喷嘴衬套16与进料管段3的位置时也要基于同样的考虑。 这样的设计可以实现：当喷嘴5进料结束退回后（或者因为维修拆除），进料管段3的出口刚好满足可以沿着进料短节1的内壁近乎切向出料，实现进料短节1在喷嘴进行维修时可近似切线出料维持焦炭塔继续工作的目的。并且第二开口与第一开口相挨设置或者采用共用开口，也可以使得本发明在安装使用上更加节约安装空间。

本实施例中，与喷嘴衬套16相连接设有第一法兰14，在筒体6上设有用于与第一法兰14相连接的第二法兰13，如图所示状态中，第一法兰14与第二法兰13通过螺栓相连接。

所述的筒体6还包括穿过第二法兰13朝向进料短节1延伸的筒体延伸段601，筒体延伸段601的端部设有用于与喷嘴上外突部505相配合对喷嘴5进行定位的内凸起601a。

本实施例中，在喷嘴衬套16的内周面还设有一个环形台阶，环形台阶上设有一个密封圈15，密封圈15被筒体延伸段601抵靠在环形台阶，密封圈15的内孔直径比喷嘴衬套16的内孔直径小，密封圈15朝向进料短节1内部的一端从内孔到外周呈轴向逐渐变短的倾斜设置，从而密封圈15的该端内孔周缘形成刀刃状的刮刀，刀刃状的内孔周缘15a（即刮刀）在喷嘴5缩回的过程中能够刮去喷嘴5管壁外周粘附的物料。从而物料不会从喷嘴衬套16与喷嘴5之间的间隙进入到后端的筒体6中。

所述的密封圈优选耐高温耐腐蚀表面硬度比较高（表面硬度最好不小于600Hv）的材料制造而成，本实施例中密封圈材料为12Cr5Mo。

在进料管段3的进口处设置有第三法兰4，用于与来自加入炉的供料管道相连接。

在进料短节1的下端设置有用于与焦炭塔卸料阀连接的安装法兰2。

本实施例中，伸缩推动机构10通过一根推杆7与喷嘴5相连接实现对喷嘴5的驱动。

具体地，推杆7的一端与喷嘴5固定连接（具体连接方式可采用现有技术，本处不做详述），另一端连接伸缩推动机构10。在筒体6的相应端设有筒体密封连接凸缘12，与筒体密封连接凸缘12连接设有筒体密封法兰8，推杆7与喷嘴5固定连接后，从密封法兰8中设置的中心孔穿出，在中心孔与推杆7之间设置筒体密封组件9。筒体密封组件9可采用盘根密封。伸缩推动机构10可采用电动驱动也可采用手动驱动，本部分为现有技术，本处不做详述。

本实施例中，与密封法兰8固定连接设有支架11，伸缩推动机构10与支架相连接设置。

本发明使用时，通过进料短节1的上端与焦炭塔底部固定连接（通常是焊接连接），通过安装法兰2连接卸料阀门。

由于本发明将喷嘴5的入料口2设置在进料短节1内部，与进料管段3的出口在进料短节1内部相衔接，从而对喷嘴5的入料口2与进料管段3的出口之间的密封要求有所降低。

另外，本申请中，进料管段3的设置不仅可以为喷嘴5供给原料，还可以在喷嘴5出现问题维修期间，作为备用喷嘴对焦炭塔进行供料，从而可以大大缩短焦炭塔由于喷嘴维修造成的停工时间。

本文未详述部分为现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (15)

1.一种侧向安装的焦化塔进料装置，包括用于与焦炭塔底部相连接的进料短节（1），在进料短节的侧壁中设置有第一开口，第一开口处对应安装有筒体（6），筒体内设有喷嘴（5），喷嘴能够沿筒体轴向滑动从而伸入进料短节中喷射位置或者退回筒体，其特征在于：

所述的喷嘴呈管状，喷嘴的一端与用于驱动喷嘴滑动的伸缩推动机构相连接，在喷嘴的管壁上设有入料口（502），在进料短节的侧壁中还设有第二开口，第二开口处设有一个进料管段（3），进料管段的出口端位于进料短节内部，并与喷嘴的管壁滑动配合，喷嘴滑动到喷射位置时，进料管段的出口与喷嘴的入料口对应衔接。

2.根据权利要求1所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：喷嘴的中心线与进料短节的中心轴线基本垂直相交。

3.根据权利要求2所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：喷嘴的另一端管口为封闭端口，喷嘴的出料口（504）设置在喷嘴的管壁上靠近该封闭端口的位置。

4.根据权利要求3所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：所述喷嘴处于喷射位置时，喷嘴的出料口（504）中心线与进料短节的中心线基本重合。

5.根据权利要求1所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：进料管段的出口内径不小于喷嘴的入料口内径。

6.根据权利要求1所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：喷嘴内与入料口（502）配合设有导流板（501）；导流板使得原料从喷嘴上的入料口（502）进入喷嘴后只能向出料口（504）所在的一端流动。

7.根据权利要求1所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：第二出口与第一出口相挨设置，进料管段中心线与喷嘴中心线夹角为60°-90°。

8.根据权利要求1所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：在第一开口中设置有用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套（16）。

9.根据权利要求8所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：所述第二开口与第一开口为同一个开口即共用开口，进料管段（3）以及用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套（16）设在共用开口中。

10.根据权利要求9所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：进料管段（3）以及用于与喷嘴配合安装的喷嘴衬套为一体铸造或一体锻造制成。

11.根据权利要求9所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：所述的进料管段中心线与喷嘴中心线夹角为60°-90°。

12.根据权利要求8所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：与喷嘴衬套相连接设有第一法兰（14），在筒体（6）上设有用于与第一法兰相连接的第二法兰（13）。

13.根据权利要求12所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：所述的筒体包括穿过第二法兰朝向进料短节延伸的筒体延伸段（601）。

14.根据权利要求13所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：筒体延伸段的端部设有用于与喷嘴上外突部（505）相配合对喷嘴定位的内凸起（601a）。

15.根据权利要求13所述的一种侧向安装的焦化塔进料装置，其特征在于：在喷嘴衬套的内周面设有一个环形台阶，环形台阶上设有一个密封圈（15），密封圈被筒体延伸段抵靠在环形台阶，密封圈的内孔直径比喷嘴衬套内孔直径小，密封圈朝向进料短节内部的一端从内孔到外周呈轴向逐渐变短的倾斜设置从而密封圈的该端内孔周缘形成刀刃状，刀刃状的内孔周缘（15a）在喷嘴缩回的过程中能够刮去管状体外周粘附的原料。

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