RU2434047C1 - Reactor for fuel coke - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas production. ^ SUBSTANCE: reactor for fuel coke consists of cylinder case 1 with upper 2 and lower 3 bottoms and of support 10 made in form of horizontal circular plate of width 10-30 % of diametre of reactor and positioned inside case 1 of reactor. Strengthening elements in form of vertical trapezoid gusset plates 13 are arranged on circular support 10 and tie it with case 1. Outside case 1 of the reactor there are installed support elements 14 of hollow square profile with orifices for bolts 15 of structure of foundation 11. Heat insulating padding 12 is installed between circular support 10 and structure of foundation 11. Lower bottom 3 has a spherical shape and is equipped with at least two cylinder necks 4 with hatchets and connecting rods. ^ EFFECT: improved conditions of operation due to increased area of orifices in lower spherical bottom of reactor; reduced capital and operational expenditures. ^ 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию установок замедленного коксования и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to equipment for delayed coking plants and can be used in the oil refining industry.

Известен реактор установки замедленного коксования, содержащий цилиндрический корпус с верхним сферическим и нижним коническим днищами, штуцерами и опору, которая приварена к нижнему днищу реактора сплошным горизонтальным швом (Бендеров Д.И. и др. Процесс замедленного коксования в необогреваемых камерах, «Химия», 1978, с.58).Known reactor delayed coking unit containing a cylindrical body with upper spherical and lower conical bottoms, fittings and a support that is welded to the bottom of the reactor with a continuous horizontal seam (Bender DI, etc. The process of delayed coking in unheated chambers, "Chemistry", 1978, p. 58).

Недостатком известного реактора является то, что вследствие циклического характера работы, когда градиент температур между элементами конструкции составляет 470-500°С, температурные деформации вызывают растрескивание сварных швов крепления реактора к опоре, между листами обечаек корпуса и конического днища реактора. Кроме того, при коническом днище даже при гидравлической резке коксового пирога наблюдаются заторы, завалы и прекращение выгрузки кокса из реактора.A disadvantage of the known reactor is that due to the cyclic nature of the work, when the temperature gradient between the structural elements is 470-500 ° C, temperature deformations cause cracking of the welds of the reactor fastening to the support, between the shell shell sheets and the reactor conical bottom. In addition, with a conical bottom, even with hydraulic cutting of coke cake, congestion, blockages and cessation of coke unloading from the reactor are observed.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является реактор, включающий цилиндрический корпус с верхним сферическим и нижним коническим днищами и опору, установленную на фундаменте, выполненную в виде горизонтальной кольцевой пластины шириной 10-30% от диаметра реактора. На кольцевой опоре размещены укрепляющие элементы в виде вертикальных трапециевидных косынок, связывающих опору с корпусом, 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 (пат. РФ №2367680, опубл. 20.09.09 г., БИ №26).The closest in technical essence to the present invention is a reactor comprising a cylindrical body with upper spherical and lower conical bottoms and a support mounted on a foundation made in the form of a horizontal annular plate with a width of 10-30% of the diameter of the reactor. On the annular support there are reinforcing elements in the form of vertical trapezoidal scarves connecting the support with the casing, outside the reactor casing are mounted supporting elements made of a hollow square profile with holes for the foundation structure bolts, and a heat-insulating gasket is placed between the annular support and the base structure (Pat. RF No. 2367680 , publ. 09/20/09, BI No. 26).

Недостатком известного реактора является то, что при получении топливного дробьевидного кокса без применения гидрорезки возможно образование свода и прекращение выгрузки дробьевидного кокса из реактора, что затрудняет эксплуатацию реактора.A disadvantage of the known reactor is that upon receipt of shot coke fuel without the use of hydraulic cutting, a vault can form and cessation of shot coke unloading from the reactor is possible, which complicates the operation of the reactor.

Технический результат заключается в улучшении условий эксплуатации путем увеличения площади отверстий в нижнем сферическом днище реактора для разгрузки (ссыпки) дробьевидного кокса.The technical result consists in improving operating conditions by increasing the area of the holes in the lower spherical bottom of the reactor for unloading (filling) of shot-coke.

Для достижения указанного технического результата в реакторе для топливного кокса, включающем цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и опору, выполненную в виде горизонтальной кольцевой пластины шириной 10-30% от диаметра реактора и размещенную внутри корпуса реактора, на кольцевой опоре размещены укрепляющие элементы в виде трапециевидных косынок, связывающих опору с корпусом, 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, согласно изобретению нижнее днище имеет сферическую форму и снабжено, по меньшей мере, двумя цилиндрическими горловинами с люками и штуцерами.To achieve the technical result, in a reactor for fuel coke, including a cylindrical body with upper and lower bottoms and a support made in the form of a horizontal annular plate 10-30% wide from the diameter of the reactor and placed inside the reactor body, reinforcing elements are placed on the ring support in the form trapezoidal kerchiefs connecting the support with the casing, support elements of a hollow square profile with holes for bolts of the foundation structure are installed outside the reactor casing, and between the annular a support and a foundation structure placed a heat-insulating gasket, according to the invention, the lower bottom has a spherical shape and is equipped with at least two cylindrical necks with hatches and fittings.

Целесообразно нижнее днище снабдить тремя или четырьмя горловинами.It is advisable to provide the bottom with three or four necks.

Выполнение нижнего днища сферической формы позволит увеличить площадь отверстий для разгрузки (ссыпки) дробьевидного кокса и тем самым предотвратить образование свода, прекращение выгрузки порошка и зерен кокса из реактора и улучшить условия эксплуатации реактора.The implementation of the lower bottom of a spherical shape will increase the area of the holes for unloading (pouring) of shot-coke and thereby prevent the formation of the arch, the cessation of unloading of powder and grains of coke from the reactor and improve the operating conditions of the reactor.

На фиг.1 изображен предлагаемый реактор для топливного кокса, общий вид с сечением, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1 с двумя горловинами; на фиг.3 - аналогичный разрез по А-А фиг.1 модификации реактора с тремя горловинами; на фиг.4 - аналогичный разрез по А-А фиг.1 модификации реактора с четырьмя горловинами; на фиг.5 - разрез по Б-Б фиг.4.Figure 1 shows the proposed reactor for fuel coke, a General view with a cross section, figure 2 is a section along aa of figure 1 with two necks; figure 3 is a similar section along aa figure 1 modification of the reactor with three necks; figure 4 is a similar section along aa figure 1 modification of the reactor with four necks; figure 5 is a section along BB of figure 4.

Реактор содержит пустотелый цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним сферическим 3 днищами, в которых находятся нижние горловины 4, верхняя горловина 5, люки 6, 7, штуцера 8, 9. Корпус 1 соединен с опорой 10, выполненной заодно с корпусом реактора и его нижним сферическим днищем 3. Опора 10 выполнена в виде горизонтальной кольцевой пластины - кольцевой опоры, расположенной внутри корпуса 1 реактора. Кольцевая опора 10 установлена на конструкции фундамента 11. Между кольцевой опорой 10 и конструкцией фундамента 11 установлена теплоизолирующая прокладка 12. Нижнее сферическое днище 3 реактора в верхней своей части приварено по периметру к кольцевой опоре 10. Трапециевидные косынки 13 (укрепляющие элементы) приварены к кольцевой опоре 10 и корпусу 1 реактора. Снаружи к корпусу 1 реактора приварены опорные элементы 14 - «лапы» с отверстиями под болты 15 конструкции фундамента 11. Внутри корпуса 1 реактора расположена коксовая масса 16 в виде дроби, зерен или порошка.The reactor contains a hollow cylindrical body 1 with upper 2 and lower spherical 3 bottoms, in which there are lower necks 4, upper necks 5, hatches 6, 7, nozzle 8, 9. Housing 1 is connected to a support 10 made integral with the reactor vessel and its lower spherical bottom 3. Support 10 is made in the form of a horizontal annular plate - an annular support located inside the reactor vessel 1. An annular support 10 is installed on the foundation structure 11. A heat-insulating gasket 12 is installed between the annular support 10 and the foundation structure 11. The lower spherical bottom 3 of the reactor is welded around the perimeter to the annular support 10. The trapezoidal scarves 13 (reinforcing elements) are welded to the annular support 10 and reactor vessel 1. Outside to the reactor vessel 1, support elements 14 are welded - “legs” with holes for bolts 15 of the foundation structure 11. Inside the reactor vessel 1 there is a coke mass 16 in the form of a fraction, grains or powder.

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 работает следующим образом.The reactor operates as follows.

Исходный нефтяной остаток подают через реакционно-нагревательную печь (не показана на чертеже), через штуцер 9 горловин 4 нижнего сферического днища 3 в реактор 1, где за счет аккумулированного тепла происходит процесс коксования при температуре 505-530°С. Парообразные продукты коксования покидают реактор 1 через штуцер 8 горловины 5 верхнего днища 2 реактора 1, а коксовая масса 16 остается в реакторе. После заполнения реактора коксовой массой 16 ее пропаривают и при закрытом верхнем 6 и открытых нижних 7 люках выгружают в подреакторный бункер при температуре 390-420°С под давлением водяного пара или инертного газа не менее 0,1 МПа.The initial oil residue is fed through a reaction-heating furnace (not shown in the drawing), through the nozzle 9 of the necks 4 of the lower spherical bottom 3 to the reactor 1, where coking occurs at the temperature of 505-530 ° C due to the accumulated heat. Vapor coking products leave the reactor 1 through the nozzle 8 of the neck 5 of the upper bottom 2 of the reactor 1, and the coke mass 16 remains in the reactor. After filling the reactor with coke mass 16, it is steamed and with the upper 6 and open lower 7 hatches closed, they are discharged into the subreactor hopper at a temperature of 390-420 ° C under pressure of water vapor or inert gas of at least 0.1 MPa.

У предлагаемого реактора площадь сечения горловин в нижнем сферическом днище реактора в 2-4 раза больше, чем у прототипа, и они расположены по всей проекции днища равномерно, поэтому свода из дроби, зерен или порошка кокса не образуется и выгрузка кокса происходит без проблем. Возможность изменения направления вектора перепада давления между реактором и подреакторным бункером является резервным приемом для обеспечения бесперебойной разгрузки топливного кокса из реактора.The proposed reactor, the cross-sectional area of the necks in the lower spherical bottom of the reactor is 2-4 times larger than that of the prototype, and they are evenly distributed over the entire projection of the bottom, so no arch from the shot, grains or coke powder is formed and coke is unloaded without problems. The ability to change the direction of the differential pressure vector between the reactor and the subreactor hopper is a backup technique to ensure uninterrupted discharge of fuel coke from the reactor.

Для сосудов, работающих под избыточным давлением, сферическая форма днища является наиболее оптимальной, так как обеспечивает равномерное распределение силовой нагрузки, минимальную толщину стенки и уменьшает затраты по компенсации ослабления прочности от сквозных отверстий в днище реактора.For vessels operating under excessive pressure, the spherical shape of the bottom is the most optimal, as it provides an even distribution of power load, minimum wall thickness and reduces the cost of compensating for the weakening of strength from through holes in the bottom of the reactor.

Повышенная суммарная площадь поперечного сечения горловин позволяет уменьшить их диаметр и, тем самым, облегчить конструкцию дистанционно-управляемого шибера, установленного на нем, и снизить эксплуатационные и капитальные затраты.The increased total cross-sectional area of the necks makes it possible to reduce their diameter and, thereby, facilitate the design of the remotely controlled gate installed on it and reduce operating and capital costs.

При получении топливного кокса при температуре 505-530°С и выгрузке дробьевидной (или порошковой) массы из реактора при температуре 390-420°С в подреакторный бункер без применения гидравлического способа, градиент температур по сравнению с протопипом снижается от 475-500°С до 110-140°С, что обеспечивает более мягкий режим прогрева (охлаждения) элементов конструкции реактора, малую величину температурного линейного расширения и дополнительных температурных напряжений в материале соединений, следовательно, повышенную надежность предлагаемой конструкции реактора.Upon receipt of fuel coke at a temperature of 505-530 ° C and unloading of shot (or powder) mass from the reactor at a temperature of 390-420 ° C into the subreactor hopper without the use of a hydraulic method, the temperature gradient decreases from 475-500 ° C to protopip 110-140 ° C, which provides a milder mode of heating (cooling) of the structural elements of the reactor, a small temperature linear expansion and additional temperature stresses in the material of the compounds, therefore, the increased reliability of the proposed cons ruktsii reactor.

Таким образом, предлагаемое изобретение для получения топливного кокса позволяет увеличить площадь сечения горловин в нижнем сферическом днище реактора, устранить опасность образования свода и прекращение выгрузки дробьевидного кокса из реактора.Thus, the present invention for the production of fuel coke allows to increase the cross-sectional area of the necks in the lower spherical bottom of the reactor, to eliminate the risk of arch formation and to stop the discharge of shot coke from the reactor.

Claims (2)

1. Реактор для топливного кокса, включающий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами и опору, выполненную в виде горизонтальной кольцевой пластины шириной 10-30% от диаметра реактора и размещенную внутри корпуса реактора, укрепляющие элементы в виде вертикальных трапециевидных косынок, размещенные на кольцевой опоре и связывающие ее с корпусом, 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, отличающийся тем, что нижнее днище имеет сферическую форму и снабжено, по меньшей мере, двумя цилиндрическими горловинами с люками и штуцерами.1. The reactor for fuel coke, comprising a cylindrical body with upper and lower bottoms and a support made in the form of a horizontal annular plate with a width of 10-30% of the diameter of the reactor and placed inside the reactor vessel, reinforcing elements in the form of vertical trapezoidal scarves placed on the ring support and connecting it to the vessel, support elements of a hollow square profile with holes for bolts of the foundation structure are installed outside the reactor vessel, and between the ring support and the foundation structure A heat-insulating gasket is also provided, characterized in that the lower bottom has a spherical shape and is equipped with at least two cylindrical necks with hatches and fittings. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что нижнее днище снабжено тремя или четырьмя горловинами. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that the lower bottom is provided with three or four necks.

Images