RU2488626C1 - Thermal conversion reactor - Google Patents
Thermal conversion reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488626C1 RU2488626C1 RU2012140881/04A RU2012140881A RU2488626C1 RU 2488626 C1 RU2488626 C1 RU 2488626C1 RU 2012140881/04 A RU2012140881/04 A RU 2012140881/04A RU 2012140881 A RU2012140881 A RU 2012140881A RU 2488626 C1 RU2488626 C1 RU 2488626C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- shell
- convex
- liquid product
- separation space
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к реакционным аппаратам для жидкофазной термической конверсии (термического крекинга, висбрекинга, пекования, термополиконденсации) тяжелого углеводородного сырья, склонного к образованию отложений кокса на поверхности оборудования, и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to reaction apparatus for liquid-phase thermal conversion (thermal cracking, visbreaking, pitching, thermopolycondensation) of heavy hydrocarbons, prone to the formation of coke deposits on the surface of the equipment, and can find application in the oil refining industry.
Известен ряд конструкций реакторов для жидкофазного термического крекинга [Пат. РФ №2137804, C10G 9/14, опубл. 20.09.1999 г., Пат. РФ №2370521, C10G 9/14, опубл. 20.10.2009 г., Пат. РФ №2372378, C10G 9/14, опубл. 10.11.2009 г., Пат. РФ №2443752, C10G 9/14, опубл. 27.02.2012 г.], включающих корпус с нижней и верхней крышками и патрубками подвода сырья и отвода продуктов термического крекинга, внутреннюю трубу, расположенную неподвижно соосно корпусу и установленную в корпусе с возможностью ее извлечения из реактора, в нижней части которого расположен распределитель, а также наружное или внутреннее устройство для циркуляции реакционной массы.A number of known designs of reactors for liquid phase thermal cracking [US Pat. RF №2137804, C10G 9/14, publ. September 20, 1999, Pat. RF №2370521, C10G 9/14, publ. 10/20/2009, Pat. RF №2372378, C10G 9/14, publ. November 10, 2009, Pat. RF №2443752, C10G 9/14, publ. 02/27/2012], including a casing with lower and upper caps and pipes for supplying raw materials and removal of thermal cracking products, an inner pipe located motionless coaxially with the casing and installed in the casing with the possibility of extraction from the reactor, in the lower part of which there is a distributor, and also an external or internal device for circulating the reaction mass.
Однако известные реакторы имеют застойные зоны в местах примыкания внутренних и наружных элементов к обечайке, а также в местах расширения и сужения потока реакционной массы, что приводит к закоксовыванию этих участков реактора и необходимости периодической остановки и чистки реактора. Вывод парожидкостных продуктов жидкофазного термического крекинга для дальнейшей переработки в двухфазном состоянии через один патрубок приводит к неустойчивой работе редуцирующего клапана, располагаемого на линии вывода продуктов из реактора, что создает пульсирующий, неустойчивый режим процессов, происходящих как в реакторе, так и во фракционирующем оборудовании, сопровождающийся выбросами реакционной массы из реактора и ухудшением качества как дистиллятных продуктов по цветности, так и остаточных продуктов процесса по содержанию механических примесей (частиц кокса). Кроме того, предлагаемые реакторы громоздки, сложны в изготовлении и обслуживании.However, the known reactors have stagnant zones at the junctions of the internal and external elements to the shell, as well as at the points of expansion and contraction of the flow of the reaction mass, which leads to coking of these sections of the reactor and the need for periodic shutdown and cleaning of the reactor. The withdrawal of vapor-liquid products of liquid-phase thermal cracking for further processing in a two-phase state through one pipe leads to unstable operation of a pressure reducing valve located on the product withdrawal line from the reactor, which creates a pulsating, unstable mode of processes occurring both in the reactor and in fractionation equipment, accompanied by emissions of the reaction mass from the reactor and deterioration in the quality of both distillate products by color and residual products of the process are contained ju mechanical impurities (coke particles). In addition, the proposed reactors are bulky and difficult to manufacture and maintain.
Известен реактор для жидкофазного термического крекинга, в котором организовано перекрестно противоточное движение реакционной массы за счет использования внутренних устройств [Пат. РФ №2345121, C10G 9/14, опубл. 27.01.2009 г.], что позволяет повысить эффективность процесса термического крекинга за счет снижения степени закоксовывания реактора. При проведении процесса термического крекинга сырье после нагрева вместе с паром или газами термического крекинга через горизонтально расположенные патрубки тангенциально подают во внутренние стаканы, в которых формируется вращательные спиралевидные потоки. Под действием центробежной силы организованный спиралевидный поток выводится из реактора, причем образующиеся продукты термического крекинга выводятся через патрубки, расположенные в верхней части и в нижней части реактора.Known reactor for liquid-phase thermal cracking, which organized cross-counterflow movement of the reaction mass through the use of internal devices [US Pat. RF №2345121, C10G 9/14, publ. January 27, 2009], which improves the efficiency of the thermal cracking process by reducing the degree of coking of the reactor. During the thermal cracking process, the raw materials, after heating together with steam or thermal cracking gases, are tangentially fed through the horizontally arranged nozzles into the inner glasses, in which rotational spiral flows are formed. Under the action of centrifugal force, an organized spiral flow is discharged from the reactor, and the resulting thermal cracking products are discharged through nozzles located in the upper part and in the lower part of the reactor.
Однако известный реактор имеет большое количество внутренних элементов, громоздок, сложен в изготовлении и обслуживании, кроме того, конструкция реактора не предусматривает наличия устройств, препятствующих уносу с газообразными продуктами капельной жидкости, образующейся из-за высокой турбулентности и неорганизованности движения реакционной среды в реакторе.However, the known reactor has a large number of internal elements, is cumbersome, difficult to manufacture and maintain, in addition, the design of the reactor does not provide for devices that impede the entrainment of gaseous liquid droplets formed due to high turbulence and disorganized movement of the reaction medium in the reactor.
Наиболее близок к заявляемому изобретению по технической сущности реактор термического крекинга, описанный в способе переработки нефтяных остатков [Пат. РФ №2408653, C10G 9/00, опубл. 10.01.2011 г.], который состоит из обечайки, верхнего и нижнего днища и имеет сепарационное пространство, патрубок для вывода паров, расположенный на верхнем днище, патрубок для вывода жидкого продукта, расположенный аксиально на нижнем днище реактора, а также патрубок для подачи термообработанного сырья, тангенциально расположенный на обечайке ниже сепарационного пространства, т.е. выше уровня жидкой фазы в реакторе, составляющей 50-75% высоты реактора. При тангенциальном вводе двухфазного потока сырья в реактор за счет центробежных и гравитационных сил в свободном сепарирующем пространстве реактора происходит ускоренное и четкое разделение реакционной массы на паровую и жидкую фазы.Closest to the claimed invention according to the technical nature of the thermal cracking reactor described in the method of processing oil residues [US Pat. RF №2408653, C10G 9/00, publ. January 10, 2011], which consists of a shell, upper and lower bottoms and has a separation space, a vapor outlet pipe located on the upper bottom, a liquid product outlet pipe located axially on the lower bottom of the reactor, and a pipe for supplying heat-treated raw materials tangentially located on the shell below the separation space, i.e. above the level of the liquid phase in the reactor, comprising 50-75% of the height of the reactor. With the tangential introduction of a two-phase flow of raw materials into the reactor due to centrifugal and gravitational forces in the free separating space of the reactor, an accelerated and clear separation of the reaction mass into vapor and liquid phases occurs.
Недостатком реактора является наличие застойной зоны в месте примыкания патрубка вывода жидкой фазы к реактору из-за смены направления движения жидкой фазы при выводе жидкого продукта из реактора с горизонтального вращательного движения на вертикальное поступательное, что приводит к закоксовыванию нижней зоны реактора, что способствует снижению качества продукта из-за повышенного содержания механических примесей (частиц кокса). Кроме того, вращательное движение жидкой реакционной массы в реакторе при аксиальном расположении патрубка вывода продукта приводит к образованию воронки и высокой вероятности проскока газовой фазы в патрубок вывода жидкой фазы при высокой угловой скорости вращения жидкой реакционной массы.The disadvantage of the reactor is the presence of a stagnant zone at the junction of the outlet pipe of the liquid phase to the reactor due to a change in the direction of movement of the liquid phase when the liquid product is removed from the reactor from horizontal rotational motion to vertical translational, which leads to coking of the lower zone of the reactor, which reduces the quality of the product due to the high content of mechanical impurities (coke particles). In addition, the rotational movement of the liquid reaction mass in the reactor with the axial location of the outlet pipe leads to the formation of a funnel and a high probability of a breakthrough of the gas phase in the outlet pipe of the liquid phase at a high angular velocity of rotation of the liquid reaction mass.
Задача изобретения - снижение интенсивности отложения кокса в реакторе и повышение качества продукта за счет создания в реакторе гидродинамических условий, благоприятных для протекания термической конверсии.The objective of the invention is to reduce the intensity of coke deposition in the reactor and to improve the quality of the product due to the creation of hydrodynamic conditions in the reactor favorable for the occurrence of thermal conversion.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:The technical result that can be obtained by implementing the method:
- снижение интенсивности коксоотложения в реакторе за счет ликвидации застойных зон,- reduction in the intensity of coke deposition in the reactor due to the elimination of stagnant zones,
- повышение качества жидкого продукта за счет снижения концентрации механических примесей в жидком продукте в результате снижения интенсивности коксообразования.- improving the quality of the liquid product by reducing the concentration of solids in the liquid product as a result of a decrease in the intensity of coke formation.
Указанный технический результат достигается тем, что в реакторе термической конверсии тяжелого углеводородного сырья, состоящем из обечайки, верхнего и нижнего днища, имеющем сепарационное пространство, патрубок для ввода термообработанного сырья, тангенциально расположенный на обечайке ниже сепарационного пространства, и патрубки для вывода паров и жидкого продукта, расположенные на верхнем и нижнем днищах соответственно, особенностью является то, что обечайка, верхнее и нижнее днища образованы поверхностями вращения вокруг вертикальной оси, при этом нижнее днище выполнено в форме выпукло-вогнутой поверхности вращения, с выпуклой частью, прилегающей к обечайке реактора, а патрубок вывода жидкого продукта расположен тангенциально с наружной стороны выпуклой поверхности нижнего днища.The specified technical result is achieved by the fact that in the thermal conversion reactor of a heavy hydrocarbon feedstock, consisting of a shell, an upper and lower bottom having a separation space, a nozzle for introducing heat-treated raw materials, tangentially located on the shell below the separation space, and nozzles for withdrawing vapors and liquid product located on the upper and lower bottoms, respectively, a feature is that the shell, upper and lower bottoms are formed by the surfaces of rotation around the vertics the axis of the axis, wherein the lower bottom is made in the form of a convex-concave surface of revolution, with a convex portion adjacent to the shell of the reactor, and the outlet pipe of the liquid product is located tangentially on the outside of the convex surface of the lower bottom.
Предлагаемый реактор прост в изготовлении, не содержит внутренних устройств, имеет сниженную металлоемкость.The proposed reactor is simple to manufacture, does not contain internal devices, has a reduced metal consumption.
Выполнение обечайки, верхнего и нижнего днища в виде поверхности вращения вокруг вертикальной оси реактора позволяет обеспечить плавное изменение направления движения потока реакционной массы при входе и выходе из реактора, а также обеспечивает вращательное движение с постоянной угловой скоростью, что уменьшает отложения кокса в реакторе за счет создания благоприятных гидродинамических условий. При этом образуется спокойная поверхность раздела фаз, представляющая собой поверхность вращения, что предотвращает образование капель жидкого продукта и уменьшает их унос из реактора с парами за счет лучшего разделения паров и жидкости в поле центробежных сил и соответственно уменьшает цветность (повышает качество) дистиллятных продуктов, выделяемых из паров, кроме того, при этом обеспечивается высокая механическая прочность реактора.The execution of the shell, upper and lower bottoms in the form of a surface of revolution around the vertical axis of the reactor allows for a smooth change in the direction of flow of the reaction mass at the inlet and outlet of the reactor, and also provides rotational movement with a constant angular velocity, which reduces coke deposits in the reactor by creating favorable hydrodynamic conditions. In this case, a calm phase interface is formed, which is a surface of revolution, which prevents the formation of droplets of the liquid product and reduces their entrainment from the reactor with vapors due to better separation of vapors and liquids in the field of centrifugal forces and, accordingly, reduces the color (improves the quality) of distillate products emitted of vapors, in addition, this ensures high mechanical strength of the reactor.
Выполнение нижнего днища в форме выпукло-вогнутой поверхности вращения с выпуклой частью, прилегающей к обечайке реактора, и расположение патрубка вывода жидкого продукта тангенциально с наружной стороны выпуклой поверхности нижнего днища позволяет ликвидировать застойную зону в месте прилегания патрубка вывода жидкого продукта к реактору и уменьшить отложения кокса в реакторе.The implementation of the lower bottom in the form of a convex-concave surface of revolution with a convex part adjacent to the shell of the reactor, and the location of the outlet pipe of the liquid product tangentially from the outside of the convex surface of the bottom bottom allows you to eliminate the stagnant zone at the junction of the outlet pipe of the liquid product to the reactor and reduce coke deposits in the reactor.
Чертеж поясняет предлагаемое изобретение.The drawing illustrates the invention.
Реактор 1 состоит из обечайки 2, верхнего 3 и нижнего 4 днища и оснащен патрубком ввода сырья 5, патрубком вывода паров 6 и патрубком вывода жидкого продукта 7.The
При осуществлении термической конверсии нагретое тяжелое углеводородное сырье (I) подают в реактор 1 через патрубок ввода сырья 5. Из патрубка 6, расположенного на верхнем днище 3 реактора, выводят пары термической конверсии (II), а из патрубка 7, расположенного на нижнем днище 4 реактора, выводят жидкий продукт (III).When carrying out thermal conversion, the heated heavy hydrocarbon feedstock (I) is fed into the
Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие работоспособность предлагаемого реактора.The following are examples illustrating the operability of the proposed reactor.
Пример 1. Вакуумный остаток западносибирской нефти нагревают до 485°C и подвергают висбрекингу при 460°C и давлении 1,0 МПа в течение 8 мин в реакторе с выпукло-вогнутым днищем. Остаток (+180°C), полученный в качестве жидкого продукта с выходом 86,5 мас.%, имеет условную вязкость при 80°C 13,0 и 0,29 мас.%, механических примесей, что соответствует требованиям ГОСТ 10585-90 на топочный мазут М 100. При этом отложение кокса на внутренней поверхности реактора, определенное весовым методом, составило около 0,02 кг/т переработанного сырья.Example 1. The vacuum residue of West Siberian oil is heated to 485 ° C and subjected to visbreaking at 460 ° C and a pressure of 1.0 MPa for 8 min in a reactor with a convex-concave bottom. The residue (+ 180 ° C) obtained as a liquid product with a yield of 86.5 wt.%, Has a conditional viscosity at 80 ° C of 13.0 and 0.29 wt.%, Mechanical impurities, which meets the requirements of GOST 10585-90 to fuel oil M 100. In this case, coke deposition on the inner surface of the reactor, determined by the gravimetric method, amounted to about 0.02 kg / t of processed raw materials.
Пример 2 (в условиях прототипа). Вакуумный остаток западносибирской нефти висбрекингу в условиях примера 1 в реакторе с выпуклым эллиптическим днищем. Остаток (+180°C), полученный в качестве жидкого продукта с выходом 86 мас.%, имеет условную вязкость при 80°C 13,5 и 0,45 мас.%, механических примесей. При этом отложение кокса на внутренней поверхности реактора составило 0,07 кг/т переработанного сырья.Example 2 (in the conditions of the prototype). Vacuum residue of West Siberian oil visbreaking in the conditions of example 1 in a reactor with a convex elliptical bottom. The residue (+ 180 ° C) obtained as a liquid product with a yield of 86 wt.%, Has a conditional viscosity at 80 ° C of 13.5 and 0.45 wt.%, Mechanical impurities. In this case, coke deposition on the inner surface of the reactor amounted to 0.07 kg / t of processed raw materials.
Таким образом, предлагаемая конструкция реактора позволяет получить из тяжелого углеводородного сырья продукт с уменьшенным содержанием механических примесей (топочный мазут), а также уменьшить отложение кокса в реакторе.Thus, the proposed reactor design makes it possible to obtain a product with a reduced content of mechanical impurities (heavy fuel oil) from heavy hydrocarbon feedstocks, as well as to reduce coke deposition in the reactor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140881/04A RU2488626C1 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Thermal conversion reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012140881/04A RU2488626C1 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Thermal conversion reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2488626C1 true RU2488626C1 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49155653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012140881/04A RU2488626C1 (en) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | Thermal conversion reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488626C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615983C1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-04-12 | Андрей Владиславович Курочкин | Device of slowed thermal conversion |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4147753A (en) * | 1975-10-14 | 1979-04-03 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for the thermal cracking of heavy hydrocarbon |
RU2113452C1 (en) * | 1996-01-16 | 1998-06-20 | Валерий Георгиевич Леонтьевский | Catalytic reactor |
RU2145625C1 (en) * | 1997-02-24 | 2000-02-20 | Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан | Method of liquid-phase thermal cracking and reactor for its embodiment |
RU2345121C1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-01-27 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ НОУпром | Liquid-phase thermal cracking reactor |
RU2408653C1 (en) * | 2009-05-13 | 2011-01-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Procedure for processing oil residues |
-
2012
- 2012-09-24 RU RU2012140881/04A patent/RU2488626C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4147753A (en) * | 1975-10-14 | 1979-04-03 | Kureha Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for the thermal cracking of heavy hydrocarbon |
RU2113452C1 (en) * | 1996-01-16 | 1998-06-20 | Валерий Георгиевич Леонтьевский | Catalytic reactor |
RU2145625C1 (en) * | 1997-02-24 | 2000-02-20 | Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан | Method of liquid-phase thermal cracking and reactor for its embodiment |
RU2345121C1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-01-27 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ НОУпром | Liquid-phase thermal cracking reactor |
RU2408653C1 (en) * | 2009-05-13 | 2011-01-10 | Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") | Procedure for processing oil residues |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615983C1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-04-12 | Андрей Владиславович Курочкин | Device of slowed thermal conversion |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9771530B2 (en) | Integrated slurry hydroprocessing and steam pyrolysis of crude oil to produce petrochemicals | |
AU2001252173B2 (en) | A vapour\liquid separator | |
JP6151718B2 (en) | Integrated hydroprocessing and steam pyrolysis process including residue bypass for direct processing of crude oil | |
US20150315492A1 (en) | Systems and methods for improving liquid product yield or quality from distillation units | |
RU2488626C1 (en) | Thermal conversion reactor | |
RU2019117610A (en) | NEW GAS / LIQUID SEPARATOR DESIGNED FOR THREE-PHASE FLUID BED REACTORS SIMILAR TO H-OIL PROCESS | |
RU2664803C2 (en) | Fluid bed coking process with decoupled coking zone and stripping zone | |
RU2503707C1 (en) | Method and device for liquid-phase thermal conversion of heavy hydrocarbon raw material | |
EP0050030B1 (en) | Reactor for the thermal cracking of heavy hydrocarbons and a process and apparatus for the distillation and thermal cracking of a crude oil feedstock using such a reactor | |
US8834608B2 (en) | Process and device for separating off solid particles from a water phase | |
RU2443752C1 (en) | Reactor for liquid-phase thermal cracking | |
CN105586078B (en) | A kind of heavy oil coking method | |
RU2574033C1 (en) | Thermal-oxidative cracking method of heavy oil residues | |
RU2345121C1 (en) | Liquid-phase thermal cracking reactor | |
WO2015167860A1 (en) | Methods and systems for reducing fuel oil viscosity and flux requirements | |
JP2002047496A (en) | Method for removal of hydrocarbon from waste alkali of alkali scrubber and apparatus for removal thereof | |
CN112708442A (en) | Catalytic slurry oil reduced pressure distillation tower and anti-coking method thereof | |
RU2448148C1 (en) | Thermal cracking reactor | |
EP3819355A1 (en) | An apparatus and a method for washing of hydrocarbon product vapor | |
RU2615983C1 (en) | Device of slowed thermal conversion | |
RU2532195C2 (en) | Coking stock preparation plant for production of oil coke | |
NL2032927B1 (en) | System for separation of gas, liquid, and solid particles in a material | |
NL2032929B1 (en) | System for separation of gas, liquid, and solid particles in a material | |
NL2032925B1 (en) | System for separation of gas, liquid, and solid particles in a material | |
US10676675B2 (en) | Method and hardware for supplying additives to the delayed coker drum |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210216 |