RU2425088C1

RU2425088C1 - Reactor of slow coking installation

Info

Publication number: RU2425088C1
Application number: RU2010102930/05A
Authority: RU
Inventors: Елена Викторовна Таушева (RU); Елена Викторовна Таушева; Ильдар Рашидович Хайрудинов (RU); Ильдар Рашидович Хайрудинов; Виктор Васильевич Таушев (RU); Виктор Васильевич Таушев; Эльшад Гумерович Теляшев (RU); Эльшад Гумерович Теляшев
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-07-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: reactor of slow coking installation includes cylindrical shell 1 with upper 2 and lower 3 ends, annular support 21 installed on foundation 19 and demountable framework. Demountable framework consists of posts 15 the lower ends of which are rigidly installed on foundation 19, and upper ones are equipped with cantilevers 14 and connected to upper end 2 by means of tension devices with brackets 10 installed on shell 1 of reactor. On the level of upper 2 and lower 3 ends the demountable framework is attached to horizontal annular shells 16 and 17. Tension device is made in the form of spring shock absorber 12 with rod 11 and bolted connection 20. ^ EFFECT: invention allows relieving compression stresses in reactor walls, which are caused by proper weight and eliminating deviations of the centre of upper hatch from its vertical axis. ^ 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к оборудованию установок замедленного коксования.The invention relates to the refining industry, in particular to the equipment of delayed coking plants.

Известен реактор установки замедленного коксования, содержащий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и штуцерами, и опору (М.В.Кретинин, Механотехнологические аспекты производства нефтяного кокса, Уфа, изд. ГУН ИНХП РБ, 2009 г., стр.67, 89-99).A known reactor is a delayed coking unit containing a cylindrical body with upper and lower bottoms and fittings, and a support (M.V. Kretinin, Mechanotechnological aspects of the production of petroleum coke, Ufa, ed. GUN INKHP RB, 2009, p. 67, 89- 99).

Недостатком известного реактора является то, что вследствие периодического характера работы и большого градиента (450-500°С) температур температурные линейные деформации корпуса реактора и кольцевой опоры сопровождаются образованием трещин в сварном шве, возможной потерей устойчивости и аварийной ситуацией на установке. Также наблюдаются отклонения центра верхнего люка на стадиях охлаждения кокса на 200-250 мм, а после гидравлического удаления кокса - на 100-120 мм, приводящие к возникновению несоосности при спуске штанги с резаком в реактор и к остаточной деформации корпуса реактора. Указанные недостатки известного реактора вызывают повышение капитальных и эксплуатационных затрат, снижение устойчивости и надежности реактора.A disadvantage of the known reactor is that due to the periodic nature of the work and a large gradient (450-500 ° C) of temperature, the linear temperature deformations of the reactor vessel and the ring support are accompanied by the formation of cracks in the weld, a possible loss of stability and an emergency situation at the installation. Also, deviations of the center of the upper hatch are observed at the stages of coke cooling by 200-250 mm, and after hydraulic removal of coke by 100-120 mm, causing misalignment when lowering the rod with the torch into the reactor and to permanent deformation of the reactor vessel. These disadvantages of the known reactor cause an increase in capital and operating costs, a decrease in the stability and reliability of the reactor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является реактор замедленного коксования, включающий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и опору, установленную на фундаменте, в котором опора выполнена в виде горизонтальной кольцевой пластины - кольцевой опоры, размещенной внутри корпуса, при этом ширина пластины составляет 10-30% от диаметра реактора, а на кольцевой опоре размещены укрепляющие элементы в виде вертикальных трапециевидных косынок, связывающих опору с корпусом, при этом снаружи корпуса реактора установлены опорные элементы из полого квадратного профиля с отверстиями под болты конструкции фундамента, а между кольцевой опорой и конструкцией фундамента размещена теплоизолирующая прокладка, например стеклоткань (пат. РФ № 2367680, БИ № 26, опубл. 20.09.09 г.).The closest in technical essence and the achieved result is a delayed coking reactor, including a cylindrical body with upper and lower bottoms and a support mounted on the foundation, in which the support is made in the form of a horizontal annular plate - an annular support placed inside the body, while the width of the plate is 10-30% of the diameter of the reactor, and on the annular support there are reinforcing elements in the form of vertical trapezoidal scarves that connect the support to the casing, while on the outside of the casing Ora installed support elements of a hollow square profile with holes for bolts of the foundation structure, and a heat-insulating gasket, for example fiberglass (Pat. RF No. 2367680, BI No. 26, publ. September 20, 09) was placed between the ring support and the foundation structure.

Известный реактор по сравнению с аналогом более устойчив, однако вследствие циклического характера работы, значительной разности температур, имеющих динамический характер, между рабочей средой и стенками реактора в процессе эксплуатации наблюдается появление трещин и разрушение сварных швов, а также образование выпучин и гофр по высоте реактора. Несвоевременное нарушение целостности конструкции реактора может вызвать аварийную остановку установки.The known reactor is more stable compared to the analogue, however, due to the cyclical nature of the work, a significant difference in temperature having a dynamic nature, cracks and destruction of welds, as well as the formation of bulges and corrugations along the height of the reactor, are observed between the working medium and the walls of the reactor during operation. Untimely violation of the integrity of the reactor design can cause an emergency shutdown of the installation.

Таким образом, возникла задача создания устойчивого и надежного реактора.Thus, the problem arose of creating a stable and reliable reactor.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снятии сжимающих напряжений в стенках реактора от собственного веса и в устранении отклонений центра верхнего люка от его вертикальной оси.The technical result to which the invention is directed is to relieve compressive stresses in the walls of the reactor from its own weight and to eliminate deviations of the center of the upper hatch from its vertical axis.

Указанный технический результат достигается тем, что в реакторе установки замедленного коксования, включающем цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, кольцевую опору, установленную на фундаменте, и укрепляющие элементы, согласно изобретению реактор снабжен разборным каркасом, образованным стойками, нижние концы которых жестко установлены на фундаменте, а верхние оснащены консолями и связаны с верхним днищем посредством натяжных устройств с кронштейнами, установленными на корпусе реактора, при этом разборный каркас на уровне верхнего и нижнего днищ скреплен горизонтальными кольцевыми обечайками.The specified technical result is achieved by the fact that in the reactor of the delayed coking unit, including a cylindrical body with upper and lower bottoms, an annular support mounted on the foundation, and reinforcing elements, according to the invention, the reactor is equipped with a collapsible frame formed by racks, the lower ends of which are rigidly mounted on the foundation and the upper ones are equipped with consoles and connected to the upper bottom by means of tensioning devices with brackets mounted on the reactor vessel, while the collapsible frame is at the level of The upper and lower bottoms are fastened with horizontal annular shells.

Целесообразно натяжное устройство выполнить в виде пружинного амортизатора с тягой и болтовым соединением.It is advisable to carry out the tensioning device in the form of a spring shock absorber with traction and bolted connection.

Консоли прикреплены к стойкам с помощью вертикальных пластин.Consoles are attached to racks using vertical plates.

Горизонтальные кольцевые обечайки могут быть выполнены полыми квадратного сечения.Horizontal annular shells can be made hollow square section.

Оборудование реактора разборным каркасом, оснащенным натяжным устройством, позволяет снять сжимающие напряжения в его стенке, устранить отклонения центра верхнего люка от вертикальной оси реактора, т.е. зафиксировать его в горизонтальной плоскости, повысить его устойчивость и надежность.The equipment of the reactor with a collapsible frame equipped with a tensioning device allows you to remove compressive stresses in its wall, to eliminate deviations of the center of the upper hatch from the vertical axis of the reactor, i.e. fix it in a horizontal plane, increase its stability and reliability.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого реактора установки замедленного коксования, общий вид с сечением, на фиг.2 - разрез фиг.1 по А-А, на фиг.3 - разрез фиг.1 по Б-Б.Figure 1 presents a diagram of the proposed reactor installation delayed coking, General view with a cross section, figure 2 is a section of figure 1 on aa, figure 3 is a section of figure 1 on bb.

Реактор установки замедленного коксования содержит пустотелый цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами, в которых находятся горловины 4, 5, люки 6,7, штуцера 8, 9. Натяжные устройства состоят из кронштейнов 10, приваренных к корпусу 1 и связанных тягами 11, представляющими собой удлиненный болт (шпильку) с резьбой на свободном конце, с пружинными амортизаторами 12, натяжение которых регулируется болтовым соединением 13. Пружинные амортизаторы 12 опираются на горизонтальные консоли 14, расположенные по верху каждой стойки 15 разборного каркаса фундамента, стянутого верхней 16 и нижней 17 обечайками полого квадратного сечения. Горизонтальные опорные консоли 14 укреплены вертикальными пластинами - косынками 18. Разборный каркас крепится к фундаменту 19 болтовым соединением 20, размещенным в нижней обечайке 17. Кольцевая опора 21 установлена на конструкции фундамента 19. Между кольцевой опорой 21 и конструкцией фундамента 19 расположена теплоизолирующая прокладка 22. Внизу снаружи к корпусу реактора приварены опорные элементы 23 из полого квадратного профиля с отверстиями под болты 24 для крепления к конструкции фундамента 19. Кольцевую опору 21 связывают со стенкой корпуса 1 укрепляющие элементы 25 в виде трапециевидных косынок. Позицией 26 обозначена коксовая масса в реакторе.The delayed coking unit reactor comprises a hollow cylindrical body 1 with upper 2 and lower 3 bottoms, in which there are necks 4, 5, hatches 6.7, nozzles 8, 9. Tensioning devices consist of brackets 10 welded to housing 1 and connected by rods 11 representing an elongated bolt (stud) with a thread on the free end, with spring shock absorbers 12, the tension of which is regulated by a bolt connection 13. Spring shock absorbers 12 are based on horizontal consoles 14 located on top of each strut 15 of a collapsible cable tangent foundation strapped upper 16 and lower 17 shells of the hollow square section. The horizontal support consoles 14 are strengthened by vertical plates - kerchiefs 18. The collapsible frame is attached to the foundation 19 by a bolt joint 20 located in the lower shell 17. The ring support 21 is installed on the foundation structure 19. Between the ring support 21 and the foundation structure 19 there is a heat-insulating gasket 22. Below outside, support elements 23 of a hollow square profile with bolt holes 24 are welded to the reactor vessel for fastening to the foundation structure 19. An annular support 21 is connected to the wall of the vessel 1, reinforcement elements 25 in the form of trapezoidal gussets. Position 26 indicates the coke mass in the reactor.

Теплоизоляция и наружная защитная оболочка реактора не показаны на чертеже.The thermal insulation and the outer protective shell of the reactor are not shown in the drawing.

Реактор установки замедленного коксования работает следующим образом. Исходный нефтяной остаток в смеси с рециркулятором и турбулизатором подают через реакционно-нагревательную печь (не показана на чертеже) через штуцер 9 горловины 5 нижнего днища 3 в корпус 1, где за счет аккумулированного тепла протекает процесс коксования. Парообразные продукты коксования выходят из корпуса 1 через штуцер 8 горловины 4 верхнего днища 2, а коксовая масса 26 остается в реакторе. После заполнения корпуса 1 коксом его пропаривают, охлаждают и при открытом верхнем 6 и нижнем 7 люках выгружают на прикамерную площадку с использованием оборудования гидрорезки (не показаны на чертеже).The delayed coking unit reactor operates as follows. The initial oil residue in a mixture with a recirculator and a turbulator is fed through a reaction-heating furnace (not shown in the drawing) through the nozzle 9 of the neck 5 of the lower bottom 3 into the housing 1, where the coking process takes place due to the accumulated heat. Vaporized coking products exit the housing 1 through the nozzle 8 of the neck 4 of the upper bottom 2, and the coke mass 26 remains in the reactor. After the casing 1 is filled with coke, it is steamed, cooled, and with the upper 6 and lower 7 hatches open, they are unloaded onto the near-site using hydraulic cutting equipment (not shown in the drawing).

С появлением коксовой массы в реакторе вес коксового пирога, превышающий вес реактора в 3-4 раза, передается на кольцевую опору 21 и далее на фундамент 19, вследствие чего стенки корпуса реактора натягиваются. В предлагаемой конструкции вес реактора переносится через кронштейны 10, тяги 11, пружинные амортизаторы 12, болтовое соединение 13, консоли 14 на разборный каркас фундамента, что позволяет преобразовать сжимающие усилия в стенках реактора на растягивающие, повышая его устойчивость и надежность.With the advent of coke mass in the reactor, the weight of the coke cake, 3-4 times greater than the weight of the reactor, is transferred to the ring support 21 and then to the foundation 19, as a result of which the walls of the reactor vessel are stretched. In the proposed design, the weight of the reactor is transferred through the brackets 10, rods 11, spring shock absorbers 12, bolt connection 13, consoles 14 to the collapsible foundation frame, which allows you to convert the compressive forces in the walls of the reactor to tensile, increasing its stability and reliability.

Кроме того, фиксация положения верхнего днища и, следовательно, горловины люка в горизонтальной плоскости приводит к исчезновению проблем при гидровыгрузке кокса.In addition, fixing the position of the upper bottom and, consequently, the neck of the hatch in the horizontal plane leads to the disappearance of problems during the hydrous discharge of coke.

Разборный каркас находится в относительно стабильной природной среде с малым температурным градиентом и поэтому может быть изготовлен из нелегированных дешевых материалов.The collapsible frame is located in a relatively stable natural environment with a small temperature gradient and therefore can be made of unalloyed cheap materials.

Предлагаемое изобретение позволяет снять сжимающие напряжения в стенке реактора, устранить отклонение центра верхнего люка от его вертикальной оси, уменьшить вероятность образования дефектов в корпусе, уменьшить толщину стенки корпуса реактора и, следовательно, снизить величину температурного градиента, температурного линейного расширения и дополнительных температурных напряжений в материале соединений, тем самым повышая надежность аппарата.The present invention allows to remove compressive stresses in the reactor wall, eliminate the deviation of the center of the upper hatch from its vertical axis, reduce the likelihood of defects in the vessel, reduce the wall thickness of the reactor vessel and, therefore, reduce the temperature gradient, thermal linear expansion and additional temperature stresses in the material connections, thereby increasing the reliability of the device.

Claims

1. The delayed coking unit reactor, including a cylindrical body with upper and lower bottoms, an annular support mounted on the foundation, and reinforcing elements, characterized in that the reactor is equipped with a collapsible frame formed by racks, the lower ends of which are rigidly mounted on the foundation, and the upper ones are equipped consoles and connected to the upper bottom by means of tensioning devices with brackets mounted on the reactor vessel, while the collapsible frame at the level of the upper and lower bottoms is fastened with horizontal hoops.

2. The reactor according to claim 1, characterized in that the tensioning device is made in the form of a spring shock absorber with traction and bolt connection.

3. The reactor according to claim 1, characterized in that the console is attached to the racks using vertical plates.

4. The reactor according to claim 1, characterized in that the horizontal annular shells are made of hollow square section.