РЕАКТОР ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ ИЗ НЕКОНДИЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ И ОТХОДОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для выделения углеводородных фракций из некондиционных коксующихся отходов нефтепереработки и может быть использована в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности при утилизации отходов: кислых гудронов, застарелых мазутов, нефтешламов и других отходов.
В патенте РФ №2232179 от 15.03.2000 г. предложен реактор для переработки некондиционных коксующихся продуктов и других отходов нефтепереработки в жидкое топливо и кокс. Реактор включает вертикальный цилиндрический корпус, укрепленный на его нижнем торце диск с обращенной внутрь корпуса контактной рабочей поверхностью и центральным отверстием для сброса кокса в шлюзовую камеру (приемник кокса), установленный под ним. Реактор содержит обогреватели диска, укрепленные на его наружной стороне, приемник сырья, размещенный на валу, связанном с приводом вращения, оросительную трубку с отверстиями для подачи перерабатываемого сырья, и скребок, смонтированный неподвижно на валу и прилегающий к поверхности диска. Оросительная трубка также неподвижно связана с валом. Известный реактор позволяет выделять из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки жидкое топливо и сопутствующий процессу крекинга кокс. Однако этот реактор имеет низкую производительность.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является реактор для переработки отходов нефтепереработки в жидкое топливо и кокс, защищенный патентом РФ №2315079, опубл. 15.12.2005 г., принятый за ближайший аналог (прототип).
Реактор, по прототипу, содержит вертикальный цилиндрический корпус с плоским днищем, снабженным наружным нагревателем и имеющим выпускное центральное отверстие с патрубком, приемник сырья с патрубком, закрепленный на приводном валу, оросительную трубку с отверстиями, жестко соединенную с приемником сырья, нож, установленный непосредственно 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. В корпусе установлены прямой и обратный толкатели штока в виде плоских направляющих и ролика. 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.
Известный реактор имеет большую производительность при получении из отходов кокса и жидкого топлива, однако, как и выше описанный, не может быть использован для получения вяжущих битумных продуктов. Кроме того, известный реактор имеет сложную конструкцию.
В задачу полезной модели положено создании реактора для переработки некондиционных продуктов и отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности путем термического крекинга, обеспечивающего возможность одновременного получения из подготовленного сырья углеводородных фракций жидкого топлива и вяжущих битумных материалов.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, обеспечивающей снижение металлоемкости, простоту обслуживания, обеспечение одновременного образование вяжущего битумного материала и жидкого топлива из некондиционного сырья, в целом, повышение экономичности утилизации отходов и получения необходимых народному хозяйству продуктов.
Это достигается тем, что в реакторе для выделения углеводородных фракций из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки, содержащем герметичный корпус с плоским днищем, снабженным наружным нагревателем и выпускным отверстием с патрубком для вывода продуктов крекинга, патрубками для подачи исходного сырья из загрузочного бункера, подачи и вывода азота и парообразных углеводородных компонентов, и рабочие скребки, корпус выполнен в виде прямоугольной коробки, горизонтально установленной, заглушенной торцовыми, входной и выходной, дверцами, внутри которой продольно установлен цепной транспортер несущий скребки, каждый из которых представляет собой пластину, установленную под углом к цепи, обеспечивающим при движении плотное прижатие рабочего торца пластины к днищу, выполненному в виде плиты, а выпускное отверстие в ней для вывода продуктов крекинга выполнено перед выходной торцовой дверцей в виде поперечной к корпусу щели; угол установки скребка выбран от 30° до 60°; загрузочный бункер соединен с патрубком для подачи исходного сырья через дозатор, выполненный в виде шестеренчатого насоса; транспортер смещен вдоль корпуса от входной торцовой дверцы на величину, равную, по меньшей мере, двум высотам скребка, и под патрубками от загрузочного бункера и подачи азота в корпусе образована накопительная приемная полость; цепной транспортер содержит две параллельные цепи, которые разнесены друг от друга по ширине корпуса, и смонтированы на опорной раме, установленной на направляющих рельсах, укрепленных на боковых стенках корпуса; цепной транспортер выполнен регулируемо-подвижным посредством мотор-редуктора, кинематически соединенного с ведущей приводной звездочкой транспортера; в днище корпуса последовательно за отверстием для вывода вязких продуктов крекинга выполнено отверстие для вывода азота и парообразных углеводородных компонентов, в котором установлен соответствующий патрубок, соединенный с дифференциальным конденсатором; нагреватель выполнен в виде ТЭН-ов, равномерно распределенных по длине днища.
На фиг.1 схематично представлен продольный разрез реактора для выделения углеводородных фракций из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки.
На фиг.2 схематично представлен корпус реактора для выделения углеводородных фракций из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки с дверцами.
На фиг.3 схематично представлена рама с цепным транспортером (вид спереди) реактора для выделения углеводородных фракций из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки.
Реактор для выделения углеводородных фракций из некондиционных продуктов и отходов нефтепереработки путем термического крекинга, например, кислого гудрона, представляет собой горизонтально установленный герметичный прямоугольный корпус 1, выполненный в виде коробки, заглушенной торцовыми входной и выходной дверцами 2, 3 и в которой выполнены технологические отверстия: впускные и выпускные для ввода сырья, рабочего газа, выпуска газа и продуктов крекинга. Рабочей частью реактора является плоское днище 4, выполненное в виде утолщенной плиты, снабженной снаружи нагревателем 5, в виде равномерно расположенных вдоль плиты ТЭН-ов. В левой - входной части к корпусу 1 сверху над соответствующими впускными отверстиями приварены: патрубок 6 для подачи предварительно подготовленного жидкого сырья из загрузочного бункера 7 и - патрубок 8 для подачи рабочего газа - газообразного азота (система подачи и выпуска газа не показ.).
В правой - выходной части корпуса 1 перед дверцей 3 к днищу 4 под соответствующими выпускными отверстиями приварены патрубок 9 для вывода из корпуса битумной вязкой массы и за патрубком 9 - последовательно патрубок 10 для вывода из корпуса азота и парообразных углеводородных компонентов крекинга, соединенный с дифференциальным конденсатором 11 для их разделения.
Выпускное отверстие в днище реактора для вывода битумной вязкой массы через патрубок 9 выполнено в виде поперечной к корпусу щели 12. Загрузочный бункер 7 соединен с патрубком 6 через дозатор 13, выполненный в виде шестеренчатого насоса.
Внутри корпуса 1 продольно установлен цепной транспортер 14, несущий рабочие скребки 15, назначение которых подхватывать поступающее сырье из бункера 7 через патрубок 6, разливать его регулируемым тонким слоем по поверхности разогретого днища 4 (плиты) и перемещать продукты крекинга к поперечной выпускной щели и выпускному отверстию для отвода продуктов крекинга в соответствующие приемники. Каждый скребок 15 представляет собой пластину, установленную под углом к цепи, обеспечивающим при движении плотное прижатие рабочего торца скребка к днищу 4. Экспериментально установлено, что угол крепления скребка может быть выбран от 30 до 60°, что является оптимальным, обеспечивающим наиболее качественную зачистку днища 4.
Транспортер 14 установлен в корпусе 1 со смещением от входной торцовой дверцы 2 на расстояние, равное, по меньшей мере, двум высотам скребка (что установлено экспериментально и является оптимальным), при этом под патрубками 6, 8 в корпусе образована накопительная приемная полость 16. Транспортер 14 содержит две параллельные цепи 17, на которых закреплены скребки 15. Цепи 17 разнесены друг от друга по ширине корпуса и установлены на опорной раме 18, опирающейся на направляющие рельсы 19, укрепленные на боковых стенках корпуса 1. Транспортер 14 выполнен регулируемо-подвижным посредством привода - мотор-редуктора 20, кинематически связанного посредством разъемной муфты 21 и вала 22 привода с ведущей приводной звездочкой 23 и ведомой звездочкой 24.
Корпус укреплен ребрами 25 жесткости.
Целесообразно в реакторе угол установки скребка выбирать от 30 до 60°.
В реакторе загрузочный бункер соединен с патрубком для подачи исходного сырья через дозатор, выполненный в виде шестеренчатого насоса.
В реакторе транспортер смещен вдоль корпуса от входной торцовой дверцы на величину, равную, по меньшей мере, двум высотам скребка, и под патрубками от загрузочного бункера и подачи азота, в корпусе образована накопительная приемная полость.
В реакторе цепной транспортер содержит две параллельные цепи, которые разнесены друг от друга по ширине корпуса, и смонтированы на опорной раме, установленной на направляющих рельсах, укрепленных на боковых стенках корпуса.
Цепной транспортер выполнен регулируемоподвижным посредством мотор-редуктора, кинематически соединенного с ведущей приводной звездочкой транспортера.
В реакторе в днище корпуса последовательно за отверстием для вывода вязких продуктов крекинга выполнено отверстие для вывода азота и парообразных углеводородных компонентов, в котором установлен соответствующий патрубок, соединенный с дифференциальным конденсатором.
Нагреватель выполнен в виде ТЭН-ов, равномерно расположенных по длине днища.
Реактор работает следующим образом:
При закрытых дверцах 2, 3 рабочая поверхность - днище 4 реактора нагревается с помощью ТЭН-ов 5. В разогретый до нужной температуры и одновременно продуваемый газообразным азотом реактор 1 из бункера 7 дозатором 13 - шестеренчатым насосом направляется, например, кислый гудрон с температурой ~150°C, и подается напряжение на мотор-редуктор 20, после чего приходят в движение цепи, и вместе с ними многочисленные скребки 15. Скорость движения скребков регулируется с помощью мотора-редуктора 20. Гудрон попадает на разогретую рабочую поверхность - днище 4, подхватывается скребками 15 и разливается регулируемым тонким слоем, при этом подвергается термическому крекингу. Одни скребки подхватывают исходное сырье, другие - продукты крекинга, образующиеся при контакте кислого гудрона с разогретой поверхностью до 350-400°C. При этом, выделяются летучие углеводородные фракции, являющиеся основой образования жидкого топлива и вязкая битумная масса. Летучие углеводороды в виде пара вместе с азотом выводятся из реактора через патрубок 10, конденсатор 11 для разделения и отвода в соответствующие приемники.
На днище 4 удерживается битумная масса. Последняя перемещается скребками к выпускной поперечной щели 12 в днище 4, через которую и патрубок 9 продукты крекинга поступают в приемные устройства.
Опытный образец реактора изготовлен и прошел лабораторные испытания, которые подтвердили ожидаемый технический результат и показали, что предложенная конструкция реактора найдет реализацию в народном хозяйстве при утилизации нефтяных отходов, загрязняющих окружающую среду.
Предложенная полезная модель позволяет осуществлять термический крекинг некондиционных нефтепродуктов, например, кислых и прямогонных гудронов и др., в непрерывном режиме получать одновременно жидкую углеводородную фракцию и вяжущий битумный продукт, пригодные для использования в народном хозяйстве.