RU2196165C1

RU2196165C1 - Apparatus for preparation of raw materials for production of petroleum coke

Info

Publication number: RU2196165C1
Application number: RU2001129263A
Authority: RU
Inventors: А.А. Тихонов; И.Р. Хайрудинов; Н.С. Гаскаров; В.В. Таушев; Э.Г. Теляшев
Original assignee: Институт проблем нефтехимпереработки АН Республики Башкортостан
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-01-10

Abstract

FIELD: oil-refining industry, particularly, equipment of petroleum coke production process by method of delayed coking in nonheated reactors. SUBSTANCE: apparatus has cylindrical body with branch pipes for loading of raw material mixture and unloading of separation products. Cylindrical body is connected with system of pipelines to heating furnace and rectification column. Branch pipes for loading of raw materials are axially and tangentially located on removable cylindrical sleeve installed inside body. Installed in body against cylindrical sleeve is additional branch pipe for supply of raw material stabilizing component, for instance, aromatized fraction separated from coking distillate products or some other similar product involves from outside. EFFECT: increased yield of petroleum coke with higher quality due to improved homogeneity of produced raw materials. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к оборудованию процесса получения нефтяного кокса методом замедленного коксования в необогреваемых реакторах. The invention relates to the refining industry, in particular to equipment for the production of petroleum coke by delayed coking in unheated reactors.

Известен аппарат подготовки сырья коксования для получения нефтяного кокса, содержащий пустотелую промежуточную емкость с патрубками подачи исходной смеси и вывода разделенных фаз, соединенных трубопроводами с реакторами коксования и ректификационной колонной /Ф.И. Зейналов и др. Опыт работы установки замедленного коксования на Ново-Бакинском НПЗ. Выпуск научных трудов БашНИИНП, XIII, Уфа, 1975, с. 149-151/. A known apparatus for the preparation of coking raw materials for producing petroleum coke, containing a hollow intermediate tank with nozzles for supplying the initial mixture and output of the separated phases, connected by pipelines to the coking reactors and distillation column / F.I. Zeynalov et al. Experience in a delayed coking unit at the Novo-Baku refinery. Issue of scientific works BashNIINP, XIII, Ufa, 1975, p. 149-151 /.

Недостатком данного аппарата является низкая эффективность разделения исходной смеси, и как следствие, вынос значительной массы коксовых частиц в ректификационную колонну, что приводит к забиванию ее нижней части и ухудшению качества получаемых продуктов коксования. The disadvantage of this apparatus is the low separation efficiency of the initial mixture, and as a result, the removal of a significant mass of coke particles into the distillation column, which leads to clogging of its lower part and deterioration in the quality of the obtained coking products.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является аппарат подготовки сырья коксования для получения нефтяного кокса, содержащий пустотелую промежуточную емкость с патрубками для загрузки сырьевой смеси и разгрузки продуктов разделения, соединенный системой трубопроводов с нагревательной печью и ректификационной колонной /В. П. Запорин и др. Выбор и обоснование технологической схемы переработки крекинг-газойлей установок 43-107 с получением игольчатого кокса и высокоиндексного сырья для техуглерода. Нефтепереработка и нефтехимия, выпуск 9, М., ЦНИИТЭнефтехим, 1998, с.28/. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed object is a coking raw material preparation apparatus for producing petroleum coke, containing a hollow intermediate tank with nozzles for loading the raw material mixture and unloading the separation products, connected by a piping system to a heating furnace and distillation column / B. P. Zaporin et al. Choice and justification of the technological scheme for processing cracked gas oil of plants 43-107 to produce needle coke and high-index raw materials for carbon black. Oil refining and petrochemistry, issue 9, M., TsNIITEneftekhim, 1998, p.28 /.

Недостатком данного аппарата является быстрое его закоксовывание и неоднородность получаемого сырья коксования вследствие низких скоростей тепло- и массообмена при смешении исходных смесей, что приводит к снижению выхода кокса на сырье и ухудшение его качества. The disadvantage of this apparatus is its rapid coking and heterogeneity of the obtained coking feedstock due to low heat and mass transfer rates when mixing the initial mixtures, which leads to a decrease in the coke yield to the feedstock and its quality deterioration.

Задачей настоящего изобретения является увеличение выхода нефтяного кокса с улучшением его качества путем повышения однородности получаемого сырья коксования за счет эффективного тепло- и массообмена смешивающейся реакционной массы, а также защита стенок аппарата от закоксовывания. The objective of the present invention is to increase the yield of petroleum coke with the improvement of its quality by increasing the uniformity of the obtained coking feedstock due to the effective heat and mass transfer of the miscible reaction mass, as well as protecting the walls of the apparatus from coking.

Это достигается тем, что в аппарате подготовки сырья коксования для получения нефтяного кокса, содержащем цилиндрический корпус с патрубками загрузки сырьевой смеси и разгрузки продуктов разделения, соединенном системой трубопроводов с нагревательной печью и ректификационной колонной, патрубки загрузки сырья размещены аксиально и тангенциально на съемном цилиндрическом стакане, установленном внутри корпуса; при этом в корпусе напротив цилиндрического стакана установлен дополнительный тангенциальный патрубок подвода стабилизирующего компонента сырья, например, ароматизированной фракции, выделяемой из дистиллятных продуктов коксования или другой подобный продукт, вовлекаемый со стороны. This is achieved by the fact that in the apparatus for preparing coking raw materials for producing petroleum coke containing a cylindrical body with nozzles for loading the raw material mixture and unloading separation products, connected by a piping system to a heating furnace and a distillation column, the raw material loading nozzles are placed axially and tangentially on a removable cylindrical glass, installed inside the case; at the same time, in the case opposite the cylindrical cup, an additional tangential branch pipe for supplying the stabilizing component of the raw material, for example, a flavored fraction extracted from distillate coking products or another similar product, which is involved from the side, is installed.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство подготовки сырья коксования для получения нефтяного кокса, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1. Figure 1 shows the proposed device for the preparation of coking raw materials for the production of petroleum coke, figure 2 is a section along aa of figure 1.

Аппарат подготовки сырья коксования для получения нефтяного кокса содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого на упоре 2, закрепленным на коленообразном сырьевом трубопроводе 3, установлен съемный цилиндрический стакан 4 с аксиальным патрубком 5 и тангенциальным патрубком 6 для загрузки смеси. В цилиндрическом корпусе 1 напротив цилиндрического стакана 4 размещен дополнительный тангенциальный патрубок 7 для подачи ароматизированной фракции, выделяемой из дистиллятных продуктов коксования или другого подобного продукта, вовлекаемого со стороны. Цилиндрический корпус 1 имеет патрубки 8, 9 для вывода продуктов разделения, связанные системой трубопроводов 10, 11 с нагревательной печью и ректификационной колонной, и люк 12 для выполнения ремонтных работ. При этом внутренний диаметр люка 12 больше диаметра съемного цилиндрического стакана 4. The apparatus for preparing coking raw materials for producing petroleum coke contains a cylindrical body 1, inside of which, on an abutment 2, fixed on a knee-shaped raw material pipe 3, a removable cylindrical cup 4 with axial pipe 5 and tangential pipe 6 for loading the mixture is installed. In the cylindrical body 1 opposite the cylindrical cup 4 there is an additional tangential nozzle 7 for supplying a flavored fraction extracted from distillate coking products or other similar product that is involved from the side. The cylindrical body 1 has nozzles 8, 9 for outputting separation products, connected by a system of pipelines 10, 11 with a heating furnace and a distillation column, and a hatch 12 for performing repair work. In this case, the inner diameter of the hatch 12 is larger than the diameter of the removable cylindrical cup 4.

Предлагаемый аппарат подготовки сырья для получения нефтяного кокса работает следующим образом. Исходная сырьевая смесь, состоящая из двух сырьевых потоков, подается в цилиндрический стакан 4. При этом один из сырьевых потоков по коленообразному сырьевому трубопроводу 3 поступает в цилиндрический стакан 4 через аксиальный патрубок 5, а другой - через тангенциальный патрубок 6. Поступающий восходящий сырьевой поток через аксиальный патрубок 5 подвергается эффективному воздействию центробежных сил сырьевого потока, поступающего через тангенциальный ввод сырья. Круговое вращение одного из сырьевых потоков по спиральной траектории при восходящем потоке другого сырья создает эффективное перемещение внутренних слоев смешивающейся реакционной массы в цилиндрическом стакане 4, создавая однородное по составу сырье коксования. Двигаясь вверх по спиральной траектории смешивающаяся сырьевая масса достигает верхней границы цилиндрического стакана 4 и поступает в межтрубное пространство, где подвергается центробежному воздействию ароматизированной фракции, выделяемой из дистиллятных продуктов коксования, поступающей через тангенциальный патрубок 7. Поступающая под давлением в межтрубное пространство ароматизированная фракция за счет эффективного центробежного перемещения пристеночных слоев и турбулизации потока равномерно распределяется по объему смешенного сырья коксования. Режим турбулентной диффузии способствует повышению однородности сырья коксования за счет стимуляции тепло- и массообменных процессов внутри реакционной массы. Легкие компоненты, испаряющиеся из сырья коксования, по патрубку 8 через трубопровод 10 перепускаются в ректификационную колонну, а подготовленное сырье коксования (основная масса) через патрубок 9 и трубопровод 11, подвергается дополнительному нагреву в нагревательной печи и далее поступает в реактор коксования. В период проведения ремонта по тангенциальному патрубку 7 подается вода под давлением, например, вода гидрорезки и за счет центробежных сил проводится очистка аппарата от коксовых отложений. Затем съемный цилиндрический стакан 4 удаляется через люк 12 из аппарата 1, очищается внутри от коксовых отложений и вновь устанавливается. The proposed apparatus for the preparation of raw materials for the production of petroleum coke is as follows. The initial feed mixture, consisting of two feed streams, is fed into a cylindrical cup 4. In this case, one of the feed streams through a knee-shaped feed pipe 3 enters the cylindrical cup 4 through the axial nozzle 5, and the other through the tangential nozzle 6. The incoming upward feed stream through axial pipe 5 is subjected to the effective action of centrifugal forces of the feed stream coming through the tangential input of raw materials. The circular rotation of one of the feed streams along a spiral path with an upward flow of other feedstock creates an effective movement of the inner layers of the mixed reaction mass in a cylindrical glass 4, creating a coking raw material of uniform composition. Moving up a spiral trajectory, the mixing raw material reaches the upper boundary of the cylindrical cup 4 and enters the annulus, where it is subjected to the centrifugal action of the flavored fraction extracted from the distillate coking products entering through the tangential nozzle 7. The flavored fraction coming under pressure into the annulus is effective centrifugal movement of the wall layers and turbulization of the flow is evenly distributed over the volume of the mixture Foot raw coking. The turbulent diffusion mode helps to increase the uniformity of the coking feedstock by stimulating heat and mass transfer processes within the reaction mass. Light components evaporating from the coking feedstock are transferred through pipe 8 through a pipe 10 to a distillation column, and the prepared coking feeds (bulk) through pipe 9 and pipe 11 are subjected to additional heating in a heating furnace and then transferred to a coking reactor. During the repair, the tangential pipe 7 is supplied with water under pressure, for example, hydraulic cutting water, and due to centrifugal forces, the apparatus is cleaned of coke deposits. Then the removable cylindrical cup 4 is removed through the hatch 12 from the apparatus 1, cleaned inside of coke deposits and re-installed.

Таким образом, данное конструктивное выполнение предлагаемого аппарата позволит за счет подачи в цилиндрический стакан восходящего и тангенциального исходных потоков сырья и дополнительной центробежной прогонки ароматизированной фракции в межтрубном пространстве емкости и цилиндрического стакана организовать интенсивный тепло- и массообмен смеси в аппарате с одновременным обеспечением равномерного распределения стабилизирующего компонента в подготавливаемом сырье коксования. Высокая интенсивность физико-химических процессов, происходящих в предлагаемом аппарате, значительно повысит однородность подготавливаемого сырья коксования, что приведет к увеличению выхода нефтяного кокса и повышению его качества. А также защитит стенки аппарата и змеевики нагревательной печи от закоксовывания, повысив тем самым их межремонтный пробег. Thus, this constructive implementation of the proposed apparatus will allow us to organize intense heat and mass transfer of the mixture in the apparatus, while ensuring uniform distribution of the stabilizing component, by supplying an upward and tangential initial flows of raw materials to the cylindrical cup and additional centrifugal sweep of the flavored fraction in the annulus of the tank and the cylindrical cup. in prepared coking raw materials. The high intensity of the physicochemical processes taking place in the proposed apparatus will significantly increase the uniformity of the prepared coking feed, which will lead to an increase in the yield of petroleum coke and an increase in its quality. It will also protect the walls of the apparatus and the coils of the heating furnace from coking, thereby increasing their turnaround time.

Claims

1. The apparatus for the preparation of coking raw materials for producing petroleum coke, comprising a cylindrical body with nozzles for loading the raw material mixture and unloading separation products, connected by a piping system to a heating furnace and a distillation column, characterized in that the nozzles for loading raw materials are axially and tangentially mounted on a removable cylindrical glass, installed inside the housing, while in the housing opposite the cylindrical cup an additional tangential nozzle for supplying stabilizing raw material component.

2. The apparatus according to p. 1, characterized in that the stabilizing component is a flavored fraction isolated from distillate coking products or a product that is involved from the side.