реактор для переработки коксующихся отходов нефтепереработки в жидкое топливо и кокс

Формула изобретения

Реактор для получения жидкого топлива и кокса из некондиционных коксующихся продуктов и отходов нефтепереработки, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с плоским днищем, снабженным наружным нагревателем и имеющим центральное отверстие с патрубком, приемник сырья, закрепленный на приводном валу, оросительную трубку с отверстиями, жестко соединенную с приемником сырья, нож, установленный на валу впереди трубки по ходу вращения вала параллельно днищу и трубке, отличающийся тем, что отверстия оросительной трубки выполнены в виде сквозных пазов, расположенных вдоль боковой образующей цилиндрической поверхности трубки, и снабжены плоским стоком, на оросительной трубке установлен с возможностью продольного смещения шток, на котором закреплены скребки, свободные концы которых расположены в пазах оросительной трубки, а нижняя кромка контактирует с поверхностью стока, и вертикальная ось с роликом, в корпусе установлены прямой и обратный толкатели штока в виде плоских направляющих ролика, закрепленных в плоскости вращения ролика вокруг оси вала и сопрягающихся тангенциально в противоположных направлениях с концентричными валу окружностями, имеющими зазор не менее чем диаметр ролика, при этом приемник сырья и оросительная трубка снабжены экранами в виде наружных оболочек, нож расположен тангенциально к центральному отверстию со смещением от центра его против хода ножа и выполнен с зубцами на режущей кромке в виде неравнобоких угловых выступов, длинные стороны которых обращены к валу, на нижней части вала закреплена с заходом в патрубок центрального отверстия ступица с радиальными наклонными к валу лопатками, патрубок оснащен радиальными контрлопатками, закрепленными на внутренней его поверхности.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для выделения углеводородных фракций жидкого топлива и кокса из прямогонных и кислых гудронов, застарелых мазутов, нефтешламов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности при утилизации отходов.

Известен реактор для выделения углеводородных фракций жидкого топлива из отходов нефтепереработки [заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2002106775/12(006965) от 15.03.2002], содержащий вертикально установленный цилиндрический корпус, укрепленный на его нижнем торце диск с обращенной внутрь корпуса контактной рабочей поверхностью и отверстием в центре для сброса кокса в шлюзовую камеру, обогреватели диска, установленные в кожухе, укрепленном на наружной стороне диска, расположенный в корпусе приемник сырья, закрепленный на валу, связанным с приводом вращения, оросительную трубку для подачи перерабатываемого сырья с обращенными к контактной поверхности диска отверстиями, сообщающуюся с полостью приемника сырья, и нож, прилегающий к поверхности диска, нож и оросительная трубка неподвижно связаны с валом. Этот аппарат принят за прототип реактора по предлагаемому изобретению.

Недостаток известного реактора - частые остановки для чистки внутренних поверхностей приемника сырья, оросительной трубки и ее отверстий от отложений коксующихся смол, образующихся при перегреве сырья, увеличивающегося сопротивления движению ножа, вследствие скопления частиц кокса перед режущей кромкой ножа, прочистки центрального отверстия от зависающих в нем крупных частиц кокса, выходящих из реактора, что приводит к снижению производительности реактора.

Целью изобретения является повышение его производительности за счет внесения изменений в конструкцию реактора снижающих частоту профилактических остановок реактора (для чистки).

Это достигается благодаря тому, что в реакторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с плоским днищем, снабженным наружным нагревателем и имеющим центральное отверстие с патрубком, приемник сырья, закрепленный на приводном валу, оросительную трубку с отверстиями, жестко соединенную с приемником сырья, нож, установленный на валу впереди трубки по ходу вращения вала параллельно днищу и трубке, отверстия оросительной трубки выполнены в виде сквозных пазов, расположенных вдоль боковой образующей цилиндрической поверхности трубки, и снабжены плоским стоком, на оросительной трубке установлен с возможностью продольного скольжения шток, на котором закреплены скребки, свободные концы которых расположены в пазах оросительной трубки, а нижняя кромка контактирует с поверхностью стока, и вертикальная ось с роликом, в корпусе установлены прямой и обратный толкатели штока в виде плоских направляющих ролика, закрепленных в плоскости вращения ролика вокруг оси вала и сопрягающихся тангенциально в противоположных направлениях с концентричными валу окружностями, имеющими зазор не менее чем диаметр окружности ролика, при этом приемник сырья и оросительная трубка снабжены экранами в виде наружных оболочек, нож расположен тангенциально к центральному отверстию со смещением от центра против хода ножа и выполнен с зубцами на режущей кромке в виде неравнобоких угловых выступов, длинные стороны которых обращены к валу, на нижней части вала закреплена с заходом в патрубок центрального отверстия ступица с радиальными наклонными к валу лопатками, патрубок оснащен радиальными контрлопатками, закрепленными на внутренней его поверхности.

Выполнение отверстий оросительной трубки в виде сквозных пазов позволяет более равномерно распределять истекающее из трубки сырье по поверхности днища, дает возможность прочищать отверстия от коксующихся отложений без существенного перекрытия отверстий скребками, за счет продольного пазам движения скребков способствует выводу отложений из отверстий наружу трубки.

Расположение сквозных пазов вдоль боковой образующей цилиндрической поверхности оросительной трубки снижает тепловое излучение от днища на отверстия и предотвращает прогрев сырья в отверстиях до температуры коксообразования.

Снабжение сквозных пазов плоским стоком предотвращает растекание сырья по наружной поверхности, обращенной к теплоизлучающему днищу, сохраняет теплоотражательную способность наружной поверхности трубки и тем самым снижает возможность перегрева сырья в трубке.

Установка на оросительной трубке с возможностью продольного скольжения штока, на котором закреплены скребки, свободные концы которых расположены в пазах трубки, а нижняя кромка контактирует с поверхностью стока, позволяет при возвратно-поступательном движении штока прочищать пазы трубки и предотвращает образование коксующихся отложений на стоке.

Закрепление на штоке вертикальной оси с роликом дает возможность при вращении ролика вокруг оси вала организовать возвратно-поступательное движение штока вдоль трубки за счет качения ролика по поверхностям прямого и обратного толкателей, отклоняющих движение ролика от окружного вокруг оси вала в радиальных к оси вала и от оси вала направлениях.

Установка в корпусе прямого и обратного толкателей штока дает возможность организовать возвратно-поступательное движение штока со скребками и при этом выполнять чистку пазов оросительной трубки и поверхности стока.

Выполнение толкателей штока в виде плоских направляющих ролика, закрепленных в плоскости вращения ролика вокруг вала и сопрягающихся тангенциально в противоположных направлениях с концентричными валу окружностями, имеющими зазор не менее, чем диаметр ролика, позволяет реализовать перемещение ролика при его вращении вокруг оси вала с направляющей поверхности прямого толкателя на направляющую поверхность обратного толкателя.

Снабжение приемника сырья и оросительной трубки экранами в виде наружных оболочек снижает тепловое излучение от днища на поверхности приемника и трубки и предотвращает перегрев сырья и возникновение коксующихся отложений в приемнике и трубке.

Расположение ножа тангенциально к центральному отверстию со смещением от центра его против хода ножа обеспечивает перемещение сколотых с днища частиц кокса в центральное отверстие на выгрузку из реактора за счет направляющего к отверстию действия лобовой поверхности ножа на частицы, тем самым предотвращает избыточное накопление частиц кокса перед ножом и необходимость его остановки для их удаления.

Выполнение ножа с зубцами на режущей кромке позволяет при воздействии ножа на слой кокса, образующийся на днище при работе реактора, создавать концентраторы напряжений в слое кокса, что способствует его измельчению при отделении от поверхности днища и снижает возможность забивки центрального отверстия с переходным патрубком частицами кокса.

Выполнение зубцов в виде неравнобоких угловых выступов, длинные стороны которых обращены к валу, улучшает скольжение частиц кокса вдоль ножа к центральному отверстию днища, снижает возможность скопления частиц перед движущимся ножом и обеспечивает равномерность движения частиц кокса через центральное отверстие, что уменьшает возможность забивки его патрубка.

Закрепление на нижней части вала с заходом в патрубок центрального отверстия ступицы с радиальными наклонными к валу лопатками способствует за счет воздействия лопаток осевому перемещению частиц кокса по патрубку на выход из реактора и измельчению частиц кокса.

Оснащение патрубка центрального отверстия радиальными контрлопатками, закрепленными на его внутренней поверхности, усиливает измельчающее воздействие лопаток ступицы, вращающейся с валом, и тем самым способствует проходимости кокса через патрубок.

На фиг.1 представлен общий вид реактора, на фиг.2 - вид реактора в плане по сечению А на фиг.1, на фиг.3 - вид реактора по сечению Б на фиг.2.

Реактор для получения жидкого топлива из некондиционных коксующихся продуктов и отходов нефтепереработки включает корпус 1 с днищем 2, наружный нагреватель 3, приводной вал 4 (привод не показан), установленные на валу 4 приемник сырья 5 с оросительной трубкой 6, нож 7. Внутри корпуса 1 на кронштейнах 8 закреплены прямой 9 и обратный 10 толкатели. Оросительная трубка 6 выполнена со сквозными пазами 11, снабженными стоком 12. На трубке 6 установлен с возможностью продольного скольжения шток 13 с осью 14, на которой свободно насажен ролик 15. На штоке 13 закреплены скребки 16. Свободные концы 17 скребков 16 расположены в пазах 11, нижние кромки 18 скребков 16 контактируют с поверхностью стока 12. На нижней части вала 4 закреплена ступица 19 с радиальными наклонными лопатками 20. Днище 2 имеет центральное отверстие 21 с патрубком 22, в которых закреплены радиально валу 4 контрлопатки 23. Поверхности приемника сырья 5 и оросительной трубки 6 со стороны днища 2 имеют экраны 24 и 25. Корпус 1 снабжен патрубком 26 для ввода сырья в приемник 5, патрубком 27 - для отвода паров из корпуса 1 и люком 28. Нож 7 выполнен с зубцами 29 на режущей кромке.

Реактор работает следующим образом. В продуваемый азотом через патрубок 22 корпус 1 при прогретом с помощью нагревателя 3 днище 2 и вращающемся валу 4 через патрубок 26 вводится сырье, которым могут быть прямогонные и кислые гудроны, застарелые мазуты, нефтешламы. Сырье из приемника 5 по оросительной трубке 6 через сквозные пазы 11 по стоку 12 стекает на днище 2, на котором распределяется вслед кругового движения ножа 7 тонким слоем. Благодаря небольшой толщине слой сырья на днище 2 быстро прогревается, вследствие чего летучие углеводородные фракции его испаряются и отводятся из корпуса 1 через патрубок 27 на конденсацию, которая осуществляется вне корпуса 1. Часть сырья образует на днище 2 слой кокса, срезаемый ножом 7. При движении ножа 7 в слое кокса создается местное напряжение, кокс срезается, растрескивается и измельчается. В момент скола частиц кокса с днища 2, продольный линейный размер которых определяется длиной длинных сторон зубцов 29, сила, действующая на частицу, благодаря уклону длинных сторон зубцов 29 к валу 4 и тангенциально расположенного ножа 7, имеет составляющую, направленную к отверстию 21, поэтому получаемые частицами кокса при сколе с днища 2 импульсы способствуют транспортировке частиц кокса к центральному отверстию 21. Далее сколотые частицы кокса вовлекаются в окружное движение ножом 7, при упоре их в лобовую поверхность ножа 7 силы, действующие на частицы, направлены под углом к фронту ножа 7, из-за чего частицы скользят вдоль ножа 7 в отверстие 21. В случае зависания частиц кокса в отверстии 21 и переходном патрубке 22 эти частицы подвергаются осевому воздействию наклонных радиальных лопаток 20 вниз по патрубку 22 и, попадая в "ножницы", образованные лопатками 20 и контрлопатками 23, крошатся на более мелкие частицы, которые свободно проходят через патрубок 22 в приемник кокса. Экраны 24 и 25 отражают тепловое излучение от днища 2 на приемник сырья 5 и оросительную трубку 6, предотвращая преждевременный прогрев сырья, текущего по ним на распределение через пазы 11 по днищу 2, и образование в приемнике 5 и трубке 6 коксующихся отложений. Ролик 15 при вращении вместе с оросительной трубкой 6 вокруг оси вала 4 во время каждого оборота вала 4 входит в зону размещения в корпусе 1 прямого 9 и обратного 10 толкателей и, взаимодействуя с ними, приводит через ось 14 к возвратно-поступательному движению вдоль трубки 6 шток 13. Закрепленные на штоке 13 скребки 16 в процессе возвратно-поступательного движения штока 13 счищают коксующиеся отложения в пазах 11 и на поверхности стока 12, которые с истекающим из трубки 6 сырьем направляются на днище 2, не попадая на поверхность экрана 25 трубки 6.

Таким образом, предлагаемый реактор по сравнению с прототипом за счет оснащения средствами прочистки и теплорадиационной защиты сырьевых трактов средствами измельчения кокса позволяет увеличить продолжительность непрерывной работы до остановки реактора на профилактические работы и тем самым повысить его производительность.