專利名稱：脫焦設(shè)備及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常由蒸餾的重餾分或殘?jiān)M成的碳?xì)浠衔镒鳛樘盍系慕够I(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及焦炭沉積在反應(yīng)器中后對該焦炭(脫焦的)的回收步驟。
焦化是精煉工業(yè)中眾所周知的方法，其目的是通過熱解提高重餾分，特別是蒸餾殘?jiān)氖褂脙r(jià)值。
一般來說，熱解是在大型的空反應(yīng)器中進(jìn)行的。在該反應(yīng)器中餾分液從反應(yīng)器中排出，焦化餾在反應(yīng)器中沉積，完成熱解。
填料通常是由反應(yīng)器底部引入的，因此首先使焦炭沉積在反應(yīng)器底部，然后，逐漸向上部充填，直至將反應(yīng)器填滿。
這時(shí)，停止注入填料并將填料輸送到第二個(gè)空反應(yīng)器內(nèi)。
在焦炭形成的第一階段后，即開始第二階段的焦炭餾分的回收。
為此，在完成反應(yīng)器中所有碳?xì)浠衔餁堅(jiān)那逑床⑵淅鋮s后，打開反應(yīng)器的上部并用適宜的工具鉆孔。這些工具一般由支架加以支承，或?yàn)橐环N能從反應(yīng)器頂部開始在其內(nèi)部鉆孔的鉆塔(鉆機(jī))。支架結(jié)構(gòu)件安裝在反應(yīng)器上方(每個(gè)反應(yīng)器有一個(gè)支架，至少有兩個(gè)反應(yīng)器)，反應(yīng)器本身則至少位于地面上方，以便能添入填料，特別是回收靠重力從反應(yīng)器中排出的焦炭產(chǎn)品，隨后將其送往貯存地或送到用戶手中。
本發(fā)明的目的是提供一種能避免支架位于反應(yīng)器上方的設(shè)備，以便減輕整個(gè)結(jié)構(gòu)的重量，節(jié)約投資并使焦炭的回收更加方便、經(jīng)濟(jì)。個(gè)液壓循環(huán)系統(tǒng)，朝著位于活動(dòng)活塞和活塞槽之間一部分間隙開啟，如加減輔助液的壓力可引起活塞的移動(dòng)，此外本設(shè)備還包括活塞的復(fù)位構(gòu)件，用于在輔助液壓力減低時(shí)使活塞回到起始位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，上述第(7)項(xiàng)有兩個(gè)液壓循環(huán)系統(tǒng)，朝著位于活動(dòng)活塞和活塞槽之間間隙的不同部位開啟，如將第一循環(huán)系統(tǒng)的壓力與第二循環(huán)系統(tǒng)的壓力相對提高或降低，那么，活塞就沿一定方向移動(dòng)，如分別將第二循環(huán)系統(tǒng)的壓力相對于第一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的壓力增加或降低，那么，活塞在與前述相反的方向上移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的設(shè)備，其特征在于，撓性管由疊加層構(gòu)成，包括至少一個(gè)密封塑料外殼，至少一個(gè)抗內(nèi)壓的、由一個(gè)短節(jié)距線圈纏繞而成的加固物，和至少有一個(gè)抗拉力和扭力的、由至少兩個(gè)長節(jié)距交叉線圈纏繞而成的加固物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的設(shè)備，其中，撓性管的剛度在20℃時(shí)是50至1000daN-m2，抗拉強(qiáng)度是104至106daN，和抗扭限度是102至104m-daN。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的設(shè)備，其中，至少脫焦工具的第二部件的一部分具有圓截面，使其插入上述脫焦工具第一部件較大一些的圓截面槽中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述設(shè)備的應(yīng)用，首先借助差不多呈軸向的噴射器在石油焦炭層上打個(gè)通路，然后，借助差不多呈側(cè)向的噴射器將焦炭從壁上除落。
實(shí)現(xiàn)這一目的的設(shè)備已經(jīng)在法國在先專利申請8706765號(hào)和8715141號(hào)中得到描述。這些設(shè)備使用了一種能繞在滾筒上的撓性管和一種懸置在撓性管上的工具。這一工具的旋轉(zhuǎn)由切向水射的反作用力來帶動(dòng)。
本發(fā)明的設(shè)備包括(一)一抗壓和抗剪應(yīng)力的撓性空心管;
(二)一繞軸旋轉(zhuǎn)以卷繞該撓性管的卷繞裝置，其包括一個(gè)向撓性管的第一端提供脫焦液的供給裝置，無論撓性管怎樣進(jìn)行纏繞，它都可以使上述液體進(jìn)入繞性管;
(三)一脫焦工具，包括(1)一個(gè)與上述撓性管的第二端部剛性密封連接的第一部件，使撓性管中的脫焦液通向上述第一部件，(2)一個(gè)與第一部件同軸并可繞其軸活動(dòng)的第二部件，這個(gè)第二部件最好至少具有圓截面的部分插入第一部件具有較大圓截面的槽中，(3)若干獨(dú)立于脫焦液管路并使第二部件旋轉(zhuǎn)的裝置，(4)一個(gè)配置在第二部件內(nèi)部、隨著至少一種輔助液施加的壓力變化而沿其軸移動(dòng)的中空活塞，(5)若干用于使脫焦液從撓性管開始通過工具的第一和第二部件，然后向活塞的中空間隙進(jìn)行供給的裝置，(6)若干用于輸送上述脫焦液的裝置，將脫焦液輪流從中空間隙輸送到至少第一噴射器，其輸送方向差不多是軸向的并與撓性管輸送的方向相反，或者輸送到至少第二噴射器，其輸送方向差不多是側(cè)向的。上述噴射器安裝在第二部件中，
(7)至少有一個(gè)從脫焦液循環(huán)管路分開的、使輔助液穿過第一和第二部件的液壓循環(huán)系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可使輔助液移動(dòng)活塞，以便將活塞任意送到使脫焦液輸?shù)降谝换虻诙娚淦鞯奈恢弥腥我晃恢茫?8)若干用于控制每個(gè)循環(huán)壓力的密封裝置。
使用時(shí)，將受到剛度控制的撓性管從在其纏繞的滾筒上開始送入反應(yīng)器中。撓性管的自由端(在撓性管纏繞時(shí)離滾筒中心線最遠(yuǎn)的那一端)配有向下方和側(cè)面噴水的噴射器，其下降受到滾筒的旋轉(zhuǎn)控制。撓性管的另一端與壓力水源相連接。水在管中循環(huán)直至進(jìn)入噴射器，并向焦炭層噴射。脫落下來的焦炭塊被排出。
上述設(shè)備可用于每個(gè)反應(yīng)器，在使用如兩個(gè)或四個(gè)反應(yīng)器時(shí)，最好只使用一個(gè)設(shè)備。根據(jù)第一種實(shí)施方法，滾筒是活動(dòng)的并能側(cè)向移動(dòng)而輪流到達(dá)每個(gè)反應(yīng)器的上方。根據(jù)另一種實(shí)施方法，滾筒位于固定位置，但撓性管的返回滑輪可將工具送到所選用的每個(gè)反應(yīng)器上方。
本發(fā)明所使用的撓性管具有若干特性使它能安全地輸送高壓水。此外，這些撓性管還具有很高的抗拉力和可控制的剛度。在這些撓性管的一端還能懸置相當(dāng)?shù)闹匚?。這種特性，一方面能將脫焦工具送入反應(yīng)器內(nèi)部，另一方面能在使用高壓水流時(shí)避免撓性管的搖擺。
本操作工序分兩個(gè)階段完成。
將帶有脫焦工具的撓性管下端從反應(yīng)器上部引入時(shí)，首先在焦炭上沿反應(yīng)器的縱向軸線(差不多是垂直的)進(jìn)行鉆孔。水以100至600巴或更大的壓力從配置在本設(shè)備下端部并向下指向的孔開始噴射，其噴射方向或者是沿工具中心線，或者是同該中心線彼此具有一定傾斜度例如30°。在這種情況下，中空活塞所處的位置可以使水通向上述孔;又能閉合朝向側(cè)孔的通路。當(dāng)本設(shè)備到達(dá)反應(yīng)器底部時(shí)，為了移動(dòng)中空活塞對輔助液壓循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行這樣的行動(dòng)，即，使噴射水的方向自此改為側(cè)向而并不再向下方噴射。射流可以嚴(yán)格垂直于工具中心線，或者形成與這一垂線呈如±20°的角度。
這樣，在側(cè)向上的水壓就達(dá)110至600巴或更高，最好是150至400巴，這就將焦炭射碎成塊使其從所述底部流出，并由水排走。使用如150至400巴或更高的廟墳，就可得到相對大一些的焦炭碎塊，避免形成過細(xì)的以后難以分離的細(xì)粉。
根據(jù)其他實(shí)施例，可確定活塞的中間位置，使軸向和側(cè)向的噴射器同時(shí)噴水。
本發(fā)明中使用的撓性管最好是由疊加層組成，包括一個(gè)或幾個(gè)密封的塑料外殼，該外殼至少有一個(gè)抗內(nèi)壓的、由例如至少一個(gè)短節(jié)距線圈纏繞組成的加固物，和至少有一個(gè)抗拉力和扭力的、由例如兩個(gè)節(jié)距交叉線圈纏繞組成的加固物。
這些撓性管最好具備下述特征-撓性，足以使其在半徑0.5和5米之間的滾筒上纏繞;
-內(nèi)部抗壓度至少是100巴，最好是150至1000巴;
-抗拉強(qiáng)度是104至106daN，最好是2×104至5×105daN;
-抗扭限度是100至1000m-daN，最好是500至5000m-daN;
-在20℃時(shí)的剛度是50至1000daN-m2，最好是100至500daN-m2。
在撓性管上懸置的重量(噴射器+可能的附加重量)最好是103至5×104N，選擇這種重量時(shí)應(yīng)考慮與抗拉強(qiáng)度相適應(yīng)。
這種類型的撓性管由法國石油研究所研制成功，目前正由法國COFLEXIP公司銷售。


圖1是設(shè)備全圖。
圖2描述噴水設(shè)備的實(shí)施情況。
圖3和圖4描述噴水設(shè)備的兩個(gè)實(shí)施例，該圖是沿垂直平面的軸向剖面圖。
本設(shè)備包括例如兩個(gè)焦化反應(yīng)器(1)和(2)。反應(yīng)器(1)正在排放焦炭，反應(yīng)器(2)正在形成焦炭沉積(焦化)。為了簡化，未在圖中標(biāo)出接收烴料的管路和排出揮發(fā)性物質(zhì)的管路。在兩個(gè)反應(yīng)器的上方有一個(gè)卷輪或卷筒(3)，其旋轉(zhuǎn)軸是空心的，用于供水。水是通過導(dǎo)管(4)在壓力下供給的是通過連接卷筒和該導(dǎo)管的旋轉(zhuǎn)接頭供給的。卷筒軸由兩個(gè)剛性板支承，只有其中一個(gè)95)在圖中畫出。塊板支承在基座(6)上?；?6)配有輪子如(7)和(8)，可以使上述裝置在導(dǎo)軌(9)上移動(dòng)。上述裝置由一個(gè)特別配有I字鋼梁(10)到(13)的支承架或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)件加以支承。一種機(jī)械強(qiáng)度高的撓性管(14)纏繞在卷筒上，它通過連接件(未標(biāo)出)與導(dǎo)管(4)連接成無論卷筒的位置如變化都可供水。管(14)的另一端裝有一種脫焦工具，包括一個(gè)不轉(zhuǎn)動(dòng)部分(16)和一個(gè)可在內(nèi)裝馬達(dá)的作用下自轉(zhuǎn)的部分(15)。這一工具的重量越大越穩(wěn)定。各噴射器(17)向下指向，各噴射器(21)朝向側(cè)面。滑輪(18)用于對撓性管導(dǎo)向，并且，無論撓性管在卷筒上的退纏繞度如何，都使撓性管在反應(yīng)器中心線附近。
作為輔助液壓循環(huán)的一個(gè)或幾個(gè)輔助撓性管(22)，可使控制噴射器的活塞工作，并能使帶動(dòng)(15)旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)工作，如該馬達(dá)是液壓馬達(dá)的話。
工作情況可舉例如下工具(15)和(16)最初被提到反應(yīng)器(1)的上方，打開裝有焦炭的反應(yīng)器上端(19)和下端(20)，通過在卷筒上退繞管(14)將整個(gè)工具(14、15、16)放入反應(yīng)器中。供給撓性管(14)的水在壓力下從那些向下指向的噴射器(17)噴出。而且，隨著射流在焦炭層上打出一個(gè)孔道，所述撓性管在反應(yīng)器中逐漸下降。一旦工具到達(dá)反應(yīng)器底部，焦炭將通過其底部開口(20)排出并通過已知的輸送裝置將落在反應(yīng)器底部的焦炭運(yùn)走。
然后，可通過一種液壓循環(huán)方法移動(dòng)活塞，以便能側(cè)向而不是軸向地噴水。
反應(yīng)器壁上的焦炭脫落，并通過開口(20)排出。
這一過程結(jié)束后，將工具從反應(yīng)器(1)中提出。然后在導(dǎo)軌(9)上移動(dòng)卷筒(3)及其支架，并且在打開反應(yīng)器(2)的開口后，將撓性管和工具送入反應(yīng)器(2)，使其脫焦。反應(yīng)器(1)將重新進(jìn)行焦化工序。
在圖2上可見到工具。該工具包括一個(gè)與撓性管(14)剛性連接的不轉(zhuǎn)動(dòng)部分(16)和一個(gè)可繞自身縱向軸上旋轉(zhuǎn)的部分(15)這兩個(gè)部分是通過如(32)的軸承和如(31、33、34)的密封墊圈連接的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(35)可為液壓馬達(dá)，由導(dǎo)管(36)在高壓下向其輸送輔助液體，然后由導(dǎo)管(37)在低壓下將輔助液送走。馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可通過調(diào)節(jié)這種液體的流量調(diào)節(jié)。這些導(dǎo)管可通過形成管路的部分(22)的撓性管延伸而組成。馬達(dá)(35)帶動(dòng)可旋轉(zhuǎn)部分(15)轉(zhuǎn)動(dòng)，例如可通過一個(gè)齒輪帶動(dòng)剛性連接在(15)上的齒環(huán)(39)轉(zhuǎn)動(dòng)。馬達(dá)(35)還可以是一種電動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)部分(15)包括一個(gè)中空槽(40)，中空活塞(41)可在這個(gè)槽中移動(dòng)。密封性是由漲圈或密封圈如(42)和(43)保證的。按圖2所示的活塞位置上，如(44)的導(dǎo)管內(nèi)空間與導(dǎo)管(49)、室(48)和側(cè)噴口(21)相通。當(dāng)循環(huán)管路(45)的輔助液的壓力下降和/或循環(huán)管路(46)的輔助液的壓力增加時(shí)，活塞向下移動(dòng)，這時(shí)導(dǎo)管(44)處于面對管路(50)和室(47)的位置，從而可通過噴射器(17)噴水。相反，當(dāng)循環(huán)管路(45)的壓力比循環(huán)管路(46)的壓力高，活塞將被帶到最初位置。這一功能要求施加平行于洛塞中心線的壓務(wù)。例如，將壓力施加在凸肩上如(51)和(52)。
圖3示出另一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，取消了循環(huán)管路(45)。室(53)通過導(dǎo)管(57)與外部相通?；钊囊苿?dòng)由循環(huán)管路(46)控制活塞在推動(dòng)彈簧(54)時(shí)移動(dòng)，使水能通過噴射器(17)。靜止后，當(dāng)循環(huán)管路(46)的壓力下降時(shí)活塞回到其上部位置，這時(shí)是噴射器(21)供水。可以使用回動(dòng)彈簧取代壓力彈簧，在這種情況下，在使循環(huán)管路(46)降壓的同時(shí)，活塞上到高位。
根據(jù)圖2和圖3所示的這一設(shè)備的實(shí)施例，在活塞中無須配置如(44)那樣的管路。實(shí)際上，活塞本身可以關(guān)閉或打開各個(gè)出水孔，如圖4中的(55)和(56);表示活塞位于其兩極端位置之間的中間位置上。
權(quán)利要求
1.液壓脫焦設(shè)備的特征在于其組成有(一)一種可抗壓和抗剪應(yīng)力的空心撓性管；(二)一種圍繞自身旋轉(zhuǎn)軸卷繞所述撓性管的裝置，包括一個(gè)從撓性管的一端提供脫焦液的裝置，無論撓性管的纏繞程度如何，都可使上述液體從供給裝置進(jìn)入撓性管；(三)一種脫焦工具，包括(1)第一部件，所述第一部件與上述撓性管的另一端以剛性密封的方式連接，使撓性管中的脫焦液進(jìn)入第一部件，(2)第二部件，所述第二部件與第一部件同軸并繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，(3)若干與脫焦液管路分開并使第二部件旋轉(zhuǎn)的裝置，(4)中空活塞，它配置在第二部件內(nèi)部，在至少一種輔助液施加的壓力變化下沿其軸移動(dòng)，(5)若干從撓性管開始穿過工具的第一和第二部件，并向活塞的中空間隙提供脫焦液的裝置，(6)若干用于輸送上述脫焦液的裝置，輪流將脫焦液沿差不多呈軸向方向從中空間隙輸送到至少第一噴射器，其噴射方向差不多是軸向的并與撓性管輸送的方向相反，或者將脫焦液自中空間隙輸向至少第二噴射器，其噴射方向差不多呈側(cè)向方向。上述噴射器配置在第二部件上，(7)至少有一個(gè)不同于脫焦液循環(huán)管路的使輔助液穿過第一和第二部件的液壓循環(huán)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)可使輔助液移動(dòng)活塞，以便將活塞任意送到使脫焦液輸?shù)降谝换虻诙娚淦鞯奈恢弥腥我晃恢蒙希?8)若干用于每個(gè)循環(huán)系統(tǒng)壓力控制的密封裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，上述第(7)項(xiàng)只有一
全文摘要
一種脫焦設(shè)備包括一根空心撓性管14；一個(gè)用來卷撓該管的卷筒3，它能向該撓性管中供水；一個(gè)脫焦工具15、16。帶有噴射器17、21。它的轉(zhuǎn)動(dòng)是由一個(gè)輔助馬達(dá)來保證的，該馬達(dá)獨(dú)立于該水流，例如一個(gè)使用獨(dú)立于該脫焦液的液流的液壓馬達(dá)。
文檔編號(hào)B08B9/093GK1044115SQ89109838
公開日1990年7月25日 申請日期1989年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月26日
發(fā)明者阿德里安·奧里奧, 丹尼爾·呂姆布羅索, 皮埃爾·格羅雷, 阿倫·索內(nèi) 申請人:法國石油公司