SU965360A3 - Устройство дл удалени коксовых отложений в реакторе дл термического крекинга т желых нефт ных масел - Google Patents

Description

Однако хот  некотора  часть отло жений может быть удалена путем пода чи сквозь сопла вращающейс  трубы инертной жидкости, на внешней поверх ности трубы остаютс  отложени , которые посто нно растут и затвердевают , в результате вес вращающейс  инжекторной трубы постепенно растет а действие сопел затрудн етс . Цель изобретени  - повышение надежности работы за счет снижени  от ложени  ко.кса на инжекторной трубе. Цель изобретени  достигаетс  тем, что устройство дл  удалени  коксовых отложений в реакторе дл  термического крекинга т желых нефт ных масел, включающее основную инжекторную трубу, установленную в реакторе с возмокностью враидени  и имеющую р д сопл,, выполненных вдоль пр мого вертикального участка,расположен ного вблизи внутренней поверхности сте ки реактора, дополнительно содержит дополнительную инжекторную трубу, выходной конец которой расположен над пр мым вертикальным участком основной инжекторной трубы. Концева  часть вспомогательной инжекторной трубы спирально навита вокруг основной инжекторной трубы. Нижний конец вспомогательной инжекторной трубы снабжен кольцевым соплом, окружающим основную инжектор ную трубу. Очищающа  жидкость, например жидкое сырье, или подаваемые в реактор т желые масла, подаетс  в основную и вспомогательную инжекторные трубы Основна  инжекторна  труба откалибрована дл  выброса струй исходного сырь  на внутренние стенки реактора под Давлением максимум 20 кг/см,что позвол ет удал ть отложени  кокса со стенок. Вспомогательна  инжекторна  труба приспособлена дл  струйного выброса наход щегос  под давление или не подвергнутого давлению исходного сырь  на внешнюю поверхность основной инжекторной трубы, что позвол ет поддерживать ее влажной и предотвращать тем самым осаждение ко са. В некоторых случа х вспомогатель на  инжекторна  труба может быть приспособлена дл  выброса исходного сырь  под давлением в несколько килограммов на квадратный сантиметр Предпочтительно устанавливать ос новную инжекторную трубу с возможностью вращени  вокруг вертикальной оси реактора и одновременного движени  вверх и вниз вдоль этой оси. Вер тикальные движени  основной инжектор ной трубы обеспечивают попадание снимающих кокс струй на всю внутреннюю поверхность стенок реактора даже в том случае, когда сопла расположен на основной инжекторной трубе с опре деленным интервалом. ,Цп  компактности устройства верхн   часть вспомогательной инжекторной трубы предпочтительно выполн ть соединенной с основной инжекторной трубой, а саму вспомогательную инжекторную трубу расположенной параллельно продольной оси основной инжекторной трубы. В таком случае нижн   часть вспомогательной инжекторной трубы выступает сквозь стенку основной инжекторной трубы, предпочтительно в положении, в котором основна  инжекторна  труба изогнута по направлению к боковой стенке реактора. . Основна  инжекторна  труба, направл юща  струи под высоким давлением на внутреннюю поверхность стенок реактора, восприимчива к вибраци м , возникающим под действием реакции струй и процесса интенсивного пузырени  паров высокого давлени , образующихс  в ходе процесса крекинга. Поэтому основную инжекторную трубу предпочтительно снабжать виброгас 1ди устройством . Использование устройства позвол ет предотвратить осаждение и затвердевание коксана йнешних поверхност х основной инжекторной трубы, исключаетс  трудоемка  очистка инжекционной трубы от коксовых отложений, устройство имеет больший по сравнению с прототипом срок службы.. . На фиг. 1 показан продольный разрез реактора дл  крекинга т желых масел с устройством дл  удалени  кокса; на фиг. 2 - частичный разрез верхней части реактора с выполнением привода дл  труб в виде цилиндра с поршн ми; на фиг. 3 - узел I на фиг.1.; на фиг. 4 - схематическое изображение вспомогательной инжекторной трубы, спирально навитой вокруг основной инжекторной трубы. Устройство дл  удалени  коксовых отложений установлено на реактор 1 дл  термического крекинга т желых масел. Реактор 1 имеет обычную конструкцию . Устройство дл  удалени  кокса включает основную инжекторную трубу 2 и вспомогательную инжекторную трубу 3, расположенные внутри реактора 1 с возможностью вращени  вокруг его оси. Вдоль основной инжекторной трубы 2 расположен р д сопл 4, выполненных , по крайней Mepis, в той стенке трубы, котора  пр мо противостоит стенке реактора 1, что позвол ет направл ть струи т желого масла под высоким давлением на внутренние поверхности стенок реактора. Сопла 4 выполнены направленными вниз под углом 45 относительно продольной оси основной инжекторной трубы 2.

Количество и расположение сопел выбираетс  с учетом количества т желого масла, которое должно выбрасыватьс  через них, и его давлени . Основна  труба 2 в нижней ее части закрыта и имеет два изогнутых участка 5 и б, расположенных в непосредственной близости к внутренней поверхности стенок реактора 1. В результате сопла 4 основной инжекторной трубы 2 располагаютс  в непосредственной близости от внутренней поверхности стенок реактора 1. Верхний пр мой участок основной инжекторной трубы 2 проходит вверх сквозь отверстие в верхней стенке реактора 1, точнее сквозь подшипник 7, который обеспечивает возможность вращени , и трубы 2. Уплотнение и сальник 8 обеспечивают герметичность верхнего отверсти  9 реактора и преотвра1цает утечку из него газов. Конец верхней пр мой части 10 основной инжекторной трубы 2 св зан с соединительной чашей 11, жестко установленной на шестерне 12, приводимой в движение электродвигателем (не показан ) .

Вспомогательна  инжекторна  труба 3, проход ща  через верхний пр мой участок 10 основной инжекторной трубы 2 по его-центру, выходит в месте изгиба, расположенного в нижней части верхнего пр мого участка 10, подсоеинена в нижней своей части к кольцевой трубе 13 с соплами 14, выполненными направленными в сторону основной инжекторной трубы 2. В месте изгиба, где вспомогательна  инжекторна  труба 3 выходит из основной инжекторной трубы 2, ее стенка по всей длине окружности сварена с основной- инжекторной трубой 2 дл  предотвращени  вытекани  из последней подаваемой в нее чист щей жидкости. Верхний конец вспоогательной инжекторной трубы 3 св зан с соединительной чашей 15, котоа  может вращатьс  с соединительной чашей 11.

Т желое масло подаетс  в основную инжекторную трубу 2 через трубопровод 16,имеющий в нижней части соединительную чашу 17, расположенную напротив соединительной чаши 11.Верхний конец трубопровода 16 соединен с двум  трубами 18 и 19 через клапаны 20 и 21 соответственно. Сквозь вертикальную часть трубы 16 проходит труба 22, имеюща  на своем нижнем конце соединительную чашу 23, распооженную напротив соединительной чаши .15. Труба 22 снабжена понижающим давление клапаном 24, служащим л  настройки инжекционного давлени . Одна из соединительных чаш 11 и 17 имеет меньший диаметр и установлена в другой через уплотнительное

кольцо таким образом, что обе соеди-,нительные ча1лс могут вращатьс  друг относительно друга. То же самое относитс  к другой паре соединительных чаш 15 и 23.

Устройство работает следующим образом .

Т желое масло,  вл ющеес  сырьем дл  термического крекинга, подаетс  в реактор 1 по впускной трубе 25.

0 Перегретый пар, имеющий температуру 400 - 2000°С, вводитс  в реактор по впускной трубе 26. В ходе процесса кре.кинга текуча  среда, например газообразный азот или вод ной пар,

5  вл юща с  инертной по отношению

к реакци м разложени  т желых масел, подаетс  в основную инжекторную трубу 2 через трубу 18 и выбрасываетс  через сопла 4, предотвраща  тем самым забивание их подавае)уым в реактор 1 сырьем. На этой стадии во вращении основной инжекторной трубы 2 нет необходимости.

5 Часть подаваемого в реактор т желого масла поступает под установленным давлением, например 1 кг/см, через трубу 22 во вспомогательную инжекторную трубу 3, пройд  предварительно понижающий давление клапан 24, после чего выбрасываетс  через кольцевую трубу 13 на внешнюю поверхность основной инжекторной трубы 2. Таким образом, внеига   поверхность

5 основной инжекторной трубы 2 поддерживаетс  увлажненной и выбросы т желого масла, происход щие при его пузырении , не могут ни осаждатьс  на ней, ни затвердевать. Образующиес 

Q В ходе процесса крекинга газы и

инертный газ отвод т через выпускное отверстие 27, продукты реакции ,отвод т через выпускное отверстие 28. По окончании крекинга загруженног го 3 реактор сырь  продукты реакции вывод тс  через выпускное отверстие 28 и клапан 20 закрываетс , прекраща  подачу инертного газа через сопла 4. В то же врем  открываетс  клапан 21, подающий часть т желого масла,

предназначенного дл  последующей заправки реактора, из трубы 19 в трубу 16. Т желое масло под высоким давлением , например 20 кг/см, выбрасываетс  стру ми через сопла 4 на внутренние поверхности стенок реактора 1. При выбросе т желого масла основна  инжекторна  труба вращаетс  с помощью приводного механима и шестерни 12. Таким образом кокс, осажденный

на внутренние поверхнсрсти стенок реактора 1 в ходе прошедаей реакции крекинга, удал етс  и выводитс  по отвод щей трубе 29. Поскольку осажденный кокс удал етс  после крекинга каждой заправки, количество его

невелико и не может вызвать закупорки отвод щей трубы 29. Как только очистка от кокса стенок реактора заканчиваетс , вращение основной инжекторной трубы 2 прекращаетс  и клапан 21 закрываетс , прекраща  подачу т желого масла к соплам 4. Клапан 20 при этом открываетс , и осуществл етс  подача инертной текучей среды в основную инжекторную трубу 2 до окончани  процесса крекинга -очередной заправки.

На фиг.2 показано устройство дл  удалени  кокса, содержащее приводной механизм 30, установленный над реактором и предназначенный дл  вращени  трубы и ее перемещени  в вертикальном , направлении. Приводной вал (не показан) механизма привода через поршень 31 св зан с верхним концом инжекторной трубы, расположенной в полости реактора 1. Цилиндр 32 установлен на реакторе 1 и предназначен дл  подачи очищающего т желого масла в инжекторную трубу и ододновременно герметического уплотнени  верхней части реактора.

Приводной механизм 30 включает электродвигатель и понижающую передачу дл  вращени  и перемещени  в вертикальном направлении инжекторных труб с помощью приводного вала. Механизм привода 30 снабжен схемой управлени  дл  последовательного упрлени  вращением и перемещением в вертикальном направлении инжекторной трубы.

Механизм привода устроен таким образом, что прилагаемые к нему радиальные и ударные нагрузки воспринимаютс  им самим. Така  конструкци  механизма привода обеспечивает его компактность.

Инжекторна  труба располагаетс  в реакторе и имеет принципиально ту же конструкцию, что и инжекторна  труба в указанном варианте. Однако во втором варианте расположение вспомогательной инжекторной трубы имеет некоторыеотличи . В частности, как и в первом варианте вспомогательна  инжекторна  труба 3 проходит по центру сквозь основную инжекторную трубу 2 до изгиба, в месте которого вспомогательна  инжекторна  труба 3 выходи через стенку основной инжекторной трубы 2. Нижний конец вспомогательно инжекторной трубы 3, выступающий из основной инжекторной трубы 2, простираетс  и открыт в направлении изогну т6й частив 33 основной инжекторной трубы, котора  в этом месте изгибаетс  дл  того, чтобы располагатьс  в непосредственной близости от внутренней поверхности стенок реактора 1. Открытый конец вспомогательной инжекторной трубы 3 расположен таким образом , что т желое масло распростран етс  равномерно по всей внешней поверхности основной инжекторной трубы 2. В таком воплощении-т желое масло выливаетс  на поверхность .основной инжекторной трубы 2 под воздействием собственного веса или в случае необходимости подаетс  под давлением Свободный конец 34 вспомогательной инжекторной трубы 3 может быть навит в виде спирали вокруг поверхности основной инжекторной трубы (вариант, изображенный на фиг. 3). в такой конструкции открытый конец вспомогательной инжекторной трубы поддерживаетс  в посто нном расположении относительно основной инжекторной трубы 2, компенсиру  подстройкой ее термические деформации. Основна  инжекторна  труба 2, расположенна  в полости реактора 1, должна быть выполнена из легкого материала, так как она подвергаетс  воздействию высоких температур вибраций, вызываемых реакцией выбрасываемых струй в ходе удсшени  коксовых отложений, и воздействию динамического момента, возникающего вследствие эксцентриситета основной и вспомогательной инжекторных труб 2 и 3. Например, часть инжекторной трубы 2, расположенна  в реакторе,может быть выполнена из углеродистой стали . Возможно выполнение основной инжекторной трубы с раздваивающейс  или растраивающейс  нижней частью верхнего пр мого участка, однако такое выполнение не  вл етс  предпочтительным из-за указанных воздействующих факторов . Сопла 4 расположены на основной инжекторной трубе 2 как и в первом варианте.

Основна  и вспомогательна  инжек- торные трубы 2 и 3 и поршень 31 сварены следующим образом. Поршень 31 на своей нижней поверхности имеет аксиальное отверстие 35 того же диаметра , чтЬ и внутренний диаметр основной инжекторной трубы 2. Отверстие 35 через донный канал 36 св зано с камерой 37 дл  т желого масла низкого давлени . Пр мой участок трубы, переход щий во вспомогательную инжекторную трубу 3, проходит через сквозное отверстие, выполненное в нижней части изогнутого участка основной инжекторной трубы 2, а верхний конец вспомогательной инжекторной трубы 3 соедин етс  с донным каналом 36. Внешний периметр вспомогательной инжекторной трубы 3 приварен к дну отверсти  35. Верхний конец основной инжекторной трубы 2 расположен напротив нижнего конца поршн  31 и приварен к нему. Вспомогательна  инжекторна  труба 3 приварена к основной инжекторной трубе 2 по всему внешнему периметру в том месте, где она выходит из изогнутой части основной инжекторной трубы, а выступающий конец нижней вспомогательной инжекторной .трубы изогнут.

Цилиндр 32 установлен на реакторе 1 дл  подачи т желого масла под высоким и низким давлением в основную и вспомогательную инжекторные трубы 2 и 3 и дл  герметизации верхней части реактора 1, а такхсе предотвращени  утечки огнеопасных газов или других веществ,включа  разогретый битум. Цилиндр 32, имеющий донную стенку 38, проход щую от нижней стороны основани  в полость реактора 1, образует нижнюю паровую камеру 39 вокруг основной инжекторной трубы 2. Цилиндр 32 вместе с поверхност ми поршн  31 образуют камеру под высоким давлением камеру 37 дл  т желого масла под низким давлением и верхнюю паровую камеру 40. Эти камеры уплотнены поршневыми кольцами 4i, расположенными на соответствующих участках поршн . Верхн  Г парова  камера 40 отделена от атмосферы и уплотнена уплотнением 42 и уплотн ющей бтулкой 43. Донна  стенка 38 нижней паровой камеры 39 снабжена цилиндрическим .виброгас щим элементом 44, который гасит вибрации основной инжекторной трубы 2.

Камера 45 дл  т желого масла под высоким давлением цилиндра 32 св зана с основной инжекторной трубой 2 через отверсти  46 и получает подачу т желого масла под высоким давлением по направлению В дл  инжекции через сопла 4 основной инжекторной трубы 2 на внутренние поверхности стенок реактора 1.

Камера 37 дл  т желого масла под низким давлением св зана со вспомогательной инжекторной трубой 3, котора  получает т желое масло под низким давлением по направлению Г дл  его инжекции из нижнего конца вспомогательной инжекторной трубы 3 на внешнюю поверхность основной инжекторной трубы 2. Нижн   и верхн   паровне камеры 39 и 40 получают подачу пара по направлению В дл  обеспечени  вращательного и вертикального движени  инжекторной трубы, полной герметизации газов и т желого масла в реакторе 1 и герметизации камер 45 и 37 дл  т желого масла высокого и низкого давлени , причем герметизаци  камер осуществл етс  с помощью поршневого кольца 41 и уплотнени  42 Т желое масло может подаватьс  при осугцестблении вращательного и вертикального движени  инжекторных труб

Работа указанного варианта отличаетс  от работы первого варианта

тем, что пар посто нно подаетс  с направлени  Б в соответствующие паровые камеры. В ходе процесса крекинга т желое масло под низким давлением подаетс  во вспомогательную ннжекторную трубУ 3 дл  поддержани  поверхности основной инжекторной трубы 2 в увлажненном состо нии.

Основна  инжекторна  труба приводитс  во вращение и т желое масло

разбрызгиваетс  на внутренние поверхности реактора 1. Данный вариант от:личаетс  также-тем, что основна  инжекторна  труба 2 поднимаетс  после того, как выполн ет :один оборот.

Подъем основной инжекторной трубы 2 смещает расположение направленных вверх и вниз сопел 4 по отношению к внутренним поверхност м реактора 1. Предпочтительно поднимать основную

инжекторную трубу 2 на рассто ние, соответствующее интервалам между отдельными соплами 3, что обеспечивает полное удаление осажденного кокса . В данном варианте ведущий вал

имеет длину полного хода равную

100 мм, в то врем , как сопла 4 от-сто т друг от друга на рассто ние равное или меньшее 100 мм. Дл  работы в нормальных услови х такой

вариант  вл етс  удовлетворительным. Приводной вал.каждый раз поднимает- . с  на величину, составл к цую 1/3 его полного хода, что может осуществл тьс , например, путем управлени  вращением с помощью тахометра, способного реагировать на число обоpOiTOB .

Вращательное и вертикальное перемещени  основной инжекторной трубы 2 в обычных услови х осуществл ютс  по очереди, но могут выполн тьс  и одновременно .

Вместо перемещени  основной инжекторной трубы с помощью приводного механизма привода 30 возможно приведение в движение поршн  в цилиндре путем создани  давлени  текучей среды, например перемещени  поршн  31 вверх и вниз возможно осуществл ть путем

управлени  давлением пара, подаваемого в верхнюю и нижнюю паровые камеры 40 и 39.

Таким- образом, осажденный на внутренних поверхност х реактора кокс

удал етс  стру ми гор чего т желого масла под высоким давлением, подаваемого в качестве чист щей жидкости сквозь сопла основной инжекторной трубы дл  обеспечени  возможности

безостановочного проведени  в,реакторе реакций крекинга подаваемых в него порций сырь . Через йспомогательную инжекторную трубу при этом подаетс  тоже сырье/ выполн ющее

роль чист щей жидкости дл  внешней .

поверхности основной инжекторной трубы.

Подача сырь  через вспомогательную инжекторную трубу на поверхность основной инжекторной трубы позвол ет поддерживать эту поверхность увлажненной и предотвращает осаждение .не ней кокса.

Вращагельное; и вертикальное поступательное движение сопел основной инжекторной трубы в полости реактора увеличивает площадь, покрываемую стру ми чист щей жидкости, и обеспечивает более качественное удгшение коксовых отложений. При вращении и вертикальном движении сборки инжекторной трубы утечка газов и пожароопасного гор чего битума из реактора полностью предотвращаетс  уплотнени ми , которые очень просты по конструции , легки в обслуживании и доступны дл  контрол  состо ни .

в случае, если вспомогатель-. на  инжекторна  труба обвита спиралью вокруг основной инжекторной трубы, она легко подстраиваетс  под термические удлинени  основной инжекторной трубы, котора  подвержена воздействию высоких температур. Установка на основной инжекторной трубе виброгасител  предотвращает вибрации той части, котора  снабжена соплами, и делает вращательные и вертикальные поступательные движени  более плавными , обеспечива  тем самым более

тщательное удаление коксовых отложений и промывание.

Claims (3)

1. Формула изобретени  . 1 .Устройство дл  удалени  коксовых отложений в реакторе дл  термического крекинга т жель1х нефт ных масел включающее основную-инжекторную трубу , установленную в реакторе с возмоностью вращени  и имеющую р д сопл, выполненных вдоль пр мого вертикального участка, расположенного вблизи внутренней поверхности стенки реактора , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы за счет снижени  отложений кокса на инжекторной трубе, устройство содержит дополнительную инжекторную трубу, выходной конец которой расположен над пр мым вертикальным участком основной инжекторной трубы.
2. 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИч а ю щ е е .с   тем, что концева  часть вспомогательной и.нжектЬрной трубы спирально навита вокруг основной инжекторной трубы.
3. 3.Устройство по П.1, о тл и чающеес  тем, что нижний конец вспомогательной инжекторной труб снабжен кольцевым соплом, окружающим основную инжекторную трубу.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1. Патент СССР по за вке № 2416107/23-26, кл. С 10 G 9/12, 1975.