РЕАКТОР БЫСТРОГО КОКСОВАНИЯ

Полезная модель относится к области нефтепереработки, в частности, к оборудованию для получения нефтяного кокса на установках быстрого коксования.
Известен реактор для получения нефтяного кокса, содержащий цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и устройством для закручивания потока сырья, выполненным в виде прямолинейных каналов в крышке нижней горловины, входные концы которых соединены со штуцерами ввода сырья, а выходные - с установленным аксиально распылительным стаканом (SU1609819 А1, 30.11.90).
Недостатком известного технического решения является часто возникающие погрешности в работе реактора из-за нарушения герметичности уплотнения нижней горловины реактора.
Известен также реактор для получения нефтяного кокса, включающий цилиндрический корпус с верхней и нижней горловинами с крышками и штуцером ввода сырья, причем реактор снабжен пульсатором для заполнения реактора сырьем (SU966110 А1, 15.10.82).
Недостаток заключается в длительности процесса, превращение сырья в кокс начинается через 10-14 часов.
В основе настоящей полезной модели стоит задача по созданию такой конструкции реактора коксования, которая позволит значительно снизить время коксообразования, получить качественный кокс, сократить энергозатраты на процесс коксования, повысить надежность и долговечность установки.
Технический результат заключается как в использовании хорошо подготовленного сырья с пониженной вязкостью, благодаря которому происходит быстрый процесс коксообразования, так и благодаря ряду последовательных реакций конденсации, дающих продукты с увеличивающимися молекулярной массой и ароматизированностью по схеме: углеводороды - смолы - асфальтены - кокс. Полученные асфальтены также термически разлагаются: асфальтены - кокс + легкие продукты.
Технический результат достигается тем, что реактор быстрого коксования выполнен в виде размещенных в одном корпусе в вертикальной плоскости и соединенных между собой входной, реакционной и сепарационной камер, каждая из которых выполнена в виде перевернутой усеченной пирамиды с основаниями в виде прямоугольников, причем каждая из них выполнена со смещением меньшего основания по отношению к большему относительно оси симметрии корпуса, при этом входная камера снабжена газораспределительной решеткой, в которой горизонтально размещены ряды последовательно выполненных отверстий, причем каждый последующий ряд отверстий выполнен по отношению к предыдущему ряду со смещением, равным половине расстояния между соседними отверстиями, кроме того входная камера снабжена рассекателями газового потока, а реакционная камера снаружи снабжена тэнами для поддержания температурного режима коксообразования, причем в нижней части реакционной камеры выполнена горизонтальная прорезь для подачи вторичного сырья, а в верхней части сепарационной камеры установлен патрубок для выхода кокса, при этом сепарационная камера снабжена также кожухом с рамкой для подсоединения воздуховода, отводящего коксовые газы.
Конструктивной особенностью является выполнение реактора в виде перевернутой усеченной пирамиды с основаниями в виде прямоугольников и со смещением меньшего из них по отношению к большему относительно оси симметрии корпуса, что способствует оптимальному проведению процесса коксообразования, во-первых, за счет обеспечения максимальной скорости подачи газа при его минимальном расходе, и, во-вторых, за счет создания гидродинамического режима с фонтанирующим слоем. Время проведения процесса коксообразования составляет всего 1-2 секунды. Такая форма выполнения камер реактора способствует эффективному удалению образующихся коксовых газов.
Конструктивной особенностью является также выполнение газораспределительной решетки с рядами отверстий, выполненных со смещением. Такая конструкция позволяет осуществить равномерную подачу газа при высокой скорости (30-40 м/сек).
Отличием является также выполнение горизонтальной прорези на всю длину реакционной камеры, что обеспечивает равномерную послойную подачу сырья.
Полезная модель поясняется чертежом, где схематично представлено заявляемое устройство.
Реактор быстрого коксования выполнен в виде размещенных в корпусе 1 в вертикальной плоскости и соединенных между собой входной, реакционной и сепарационной камер 2, 3, 4, каждая из которых выполнена в виде перевернутой усеченной пирамиды с основаниями в виде прямоугольников, причем каждая из них выполнена со смещением меньшего основания по отношению к большему относительно оси симметрии корпуса 1, при этом входная камера 2 снабжена газораспределительной решеткой 5, в которой горизонтально размещены ряды 6 последовательно выполненных отверстий 7, причем каждый последующий ряд отверстий выполнен по отношению к предыдущему ряду со смещением, равным половине расстояния между соседними отверстиями, кроме того входная камера 2 снабжена рассекателями 8 газового потока, а реакционная камера 3 снаружи снабжена тэнами 9 для поддержания температурного режима коксообразования, причем в нижней части реакционной камеры 3 выполнена горизонтальная прорезь 10 для подачи сырья, а в верхней части сепарационной камеры 4 установлен патрубок 11 для выхода кокса, при этом сепарационная камера 4 снабжена также кожухом 12 с рамкой 13 для подсоединения воздуховода, отводящего коксовые газы.
Реактор работает следующим образом.
Во входную камеру 2 реактора подается коксовый газ (перегретый пар), который через газораспределительную решетку 5 посредством рассекателей газового потока 8 направляется в реакционную камеру 3, куда одновременно с подачей газа поступает сырье. В реакционной камере 3 происходит диспергирование и перемещение потока сырья газовой струей, и процесс коксования ведется в гидродинамическом режиме с созданием фонтанирующего слоя при атмосферном давлении. Температурный режим поддерживается в камере 3 с помощью тэнов 9, размещенных снаружи камеры 3. Образующиеся частицы кокса поступают в сепарационную камеру 4, где они отделяются от коксовых газов и отводятся через патрубок 11. Образовавшиеся коксовые газы с неотделившимися частицами кокса поступают в аппарат со встречными закрученными потоками (АВЗП), откуда частично в скруббер для утилизации в газойли, и частично - в реакционную камеру реактора для поддержания непрерывного процесса коксообразования.
В настоящее время изготовлен пилотный образец реактора, который прошел испытания и подтвердил надежность в эксплуатации и эффективность при производстве кокса.