Система разгрузки для коксового барабана

005749 Предпосылки создания изобретения 1. Область применения изобретения Настоящее изобретение в общем относится к созданию коксового барабана, а более конкретно, к созданию системы разгрузки для коксового барабана. Предпосылки создания изобретения В традиционном затяжном процессе коксования нефтяные остатки подают при повышенных температурах в большой стальной резервуар, называемый коксовым барабаном, в котором происходит крекинг остатков и образуется кокс. Когда коксовый барабан будет заполнен коксом, в него вводят пар и охлаждают барабан водой. Затем снимают верхнюю и нижнюю крышки барабана в процессе, который называется распаковкой. Однако несмотря на то, что дно барабана открыто, кокс часто остается внутри барабана, пока кокс не разрежут. После разрезания кокс падает через открытое дно барабана вниз в лоток или в другое средство транспортировки, после чего его можно отгружать и подвергать дополнительной обработке. Как уже было упомянуто здесь ранее, традиционный процесс коксования требует распаковки коксового барабана. Так как внутри коксового барабана имеется повышенное давление при высоких температурах, крышку основания обычно прикрепляют к коксовому барабану десятками болтов, которые часто приходится отвинчивать вручную. В результате, распаковка обычно представляет собой трудоемкую и неприятную работу. Другой недостаток традиционного процесса распаковки заключается в том, что его трудно использовать при производстве порошкового кокса. Порошковый кокс является уникальным потому, что он не всегда остается в барабане во время распаковки и после нее. В результате, кокс часто будет высыпаться из барабана при удалении крышки основания. Кроме того, порошковый кокс может оставаться на крышке основания, увеличивая ее вес и затрудняя ее контролируемое удаление. Примеры устройств, предназначенных для устранения трудностей, связанных с распаковкой коксового барабана, приведены в патентах США 2,318,131 и 2,702,269. В этих патентах раскрыты непрерывные процессы, которые не требуют распаковки. В патенте США 2,318,131 описан процесс коксования с распылением, в котором распыленный коксовый материал образуется в камере 1 и падает через трубу 2 в резервуар 3, который содержит масло. Твердый распыленный коксовый материал образует суспензию в масле, а полученная смесь откачивается насосом 6 в сепараторы 8 и 9, в которых на ситах накапливается кокс. Масло отгоняется под давлением из сепараторов 8 и 9, а накопленный кокс частично осушают с использованием пара. Затем кокс удаляют через трубопровод разгрузки 24, который содержит клапан. Масло возвращают через трубу 11 с клапаном в резервуар 3 или в расположенный выше по течению бак 16 через трубу 23 с клапаном. Несмотря на то, что патент США 2,318,131 и позволяет частично решить проблему распаковки,он также имеет недостатки. Например, вместо того, чтобы получать из коксового барабана 1 готовый к отгрузке кокс, здесь для обработки кокса и получения готового к отгрузке кокса требуются дополнительные компоненты (такие как резервуар, наполненный маслом, насос и сепараторы). В отличие от этого,при использовании периодического процесса кокс, готовый к отгрузке, получают непосредственно из коксового барабана. В патенте США 2,702,269 также раскрыт непрерывный процесс коксования. В этом процессе,исходный материал для коксования направляют по трубе 2 в пространство 1 коксования через сопло 3,направленное вертикально вверх. Оболочку 8 и футеровку 9, окружающие пространство 1 коксования,используют для косвенного нагревания. Кокс падает в выпускной отсек 21 и разгружается через дно резервуара с использованием шнека 22, самоуплотняющегося за счет пропускания газа. Несмотря на то, что непрерывный способ в соответствии с патентом США 2,702,269 не требует распаковки, он имеет по меньшей мере два недостатка. Во-первых, кокс выходит из барабана при достаточно высокой температуре для обеспечения его сгорания при контакте с воздухом, так что требуются дополнительные компоненты для охлаждения кокса в среде с малым содержанием кислорода. Вовторых, коксовый барабан должен иметь внешнюю оболочку для нагревания его стенок, что повышает стоимость установки и эксплуатации. Принимая во внимание указанные недостатки, можно придти к выводу о том, что непрерывный процесс производства кокса не всегда является желательным. Поэтому существует необходимость в создании устройства для периодической разгрузки кокса из коксового барабана, которое свободно от недостатков традиционных периодических установок для коксования, в которых требуется производить распаковку коксового барабана всякий раз при выгрузке кокса. Краткое изложение изобретения Настоящее изобретение позволяет удовлетворить указанную потребность за счет создания трубопровода разгрузки для коксового барабана, имеющего шаровой клапан. В соответствии с предпочтительным вариантом, резаный кокс может быть удален из коксового барабана через открытый шаровой клапан вниз через трубопровод разгрузки, при этом не возникает необходимость распаковки крышки основания. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения устройство включает коксовый барабан для коксования, клапан, установленный в непосредственной близости от дна коксового барабана, и тру-1 005749 бопровод разгрузки для удаления кокса из коксового барабана. Трубопровод разгрузки соединен с клапаном таким образом, что когда клапан открыт, то кокс может быть удален через трубопровод разгрузки. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения устройство включает дополнительный клапан, который расположен ниже первого клапан, так что если первый клапан дает утечку, то дополнительный клапан будет удерживать содержимое коксового барабана. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, пар подводят к клапану под более высоким давлением, чем давление, существующее выше по течению относительно клапана. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения устройство включает боковой трубопровод для загрузки или дренирования коксового барабана. Таким образом, когда клапан закрыт, может быть проведена загрузка и дренирование воды через боковой трубопровод. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения трубопровод разгрузки соединен с клапаном, который соединен с коксовым барабаном таким образом, что отсутствует зазор между дном коксового барабана и проксимальным концом трубопровода разгрузки. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения закрытая система разгрузки для коксового барабана, предназначенная для удаления кокса из коксового барабана, включает трубопровод разгрузки, расположенный под коксовым барабаном, и шаровой клапан, связывающий трубопровод разгрузки и коксовый барабан. Кокс, выходящий из коксового барабана, находится в замкнутом пространстве вплоть до выхода из трубопровода разгрузки. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения система разгрузки для коксового барабана включает коксовый барабан, боковой трубопровод для подачи смеси жидких углеводородов (нефти) в коксовый барабан, направляющее средство, предназначенное для выгрузки кокса из коксового барабана, и средство уплотнения, предназначенное для герметизации кокса в коксовом барабане. На чертеже показан вид сбоку предпочтительного варианта системы разгрузки для коксового барабана. Подробное описание предпочтительного варианта изобретения На чертеже показана система 1 разгрузки для коксового барабана 2, которая позволяет понизить частоту, с которой следует производить распаковку фланца 3 основания коксового барабана 2. Система 1 разгрузки главным образом включает шаровой клапан 6 и трубопровод 10 разгрузки. Система 1 разгрузки может быть использована для коксования углеводородных материалов, таких как, например, смесь жидких углеводородов (нефть). Система включает боковой трубопровод 4 для спуска воды из коксового барабана 2, подвода пара или подачи смеси жидких углеводородов. Боковой трубопровод 4 преимущественно подключен к воронке 5, которая в свою очередь соединена с дном коксового барабана 2. Воронка 5 может быть постоянно прикреплена к коксовому барабану 2, соединена с ним болтами или прикреплена с возможностью отсоединения при помощи гидравлического средства, как это описано, например, в патенте США 6,223,925. Ниже бокового трубопровода 4 и воронки 5 расположен шаровой клапан 6, который преимущественно имеет подсоединенный к нему подвод пара 8. В качестве шарового клапана 6 преимущественно используют традиционный двухседельный полноканальный шаровой клапан. Несмотря на то, что на чертеже и показан шаровой клапан, следует иметь в виду, что использование других типов клапанов не выходят за рамки настоящего изобретения. Через подвод 8 пара, подсоединенный к шаровому клапану 6, преимущественно подводится пар под более высоким давлением, чем давление выше по течению относительно шарового клапана 6, так что если седло шарового клапана 6 дает утечку, то он выходит из строя без опасных последствий. За счет этого, если шаровой клапан 6 дает утечку, то пар будет вдуваться в коксовый барабан 2 и имеющее высокое давление содержимое коксового барабана 2 не будет выброшено в окружающую среду. Устройство для подвода пара к шаровому клапану описано в патенте США 5,417,811, который включен в данное описание в качестве ссылки. Ниже шарового клапана 6 расположен трубопровод 10 разгрузки, преимущественно имеющий скошенную секцию 12. Само собой разумеется, что специалисты легко поймут, что несмотря на то, что скошенная секция и не является необходимой, она может быть удобной в зависимости от расположения коксового барабана 2 и тележки разгрузки (не показана), в которую загружают кокс для его транспортирования. Вне зависимости от этого, в качестве трубопровода 10 разгрузки может быть использован открытый лоток, труба большого диаметра или любой другой трубопровод, который годится для транспортировки кокса. В качестве трубопровода 10 разгрузки преимущественно используют трубу большого диаметра. Скошенная секция 12 преимущественно имеет покрытие сварочным материалом, что само по себе известно. Покрытие повышает стойкость к эрозии при изгибе и увеличивает срок службы трубопровода 10 разгрузки. Как это показано на чертеже, отсутствует зазор между дном коксового барабана 2 и проксимальным концом трубопровода 10 разгрузки. Такое построение позволяет использовать систему 1 разгрузки, например, при производстве порошкового кокса, так как в ней отсутствует опасность выпуска кокса через частично открытую крышку. Само собой разумеется, что в системе 1 разгрузки может быть образован-2 005749 зазор, если это удобно, однако, в отличие от традиционных систем (в которых зазор просто необходим для осуществления распаковки), это не является необходимым. Система 1 разгрузки преимущественно включает в себя второй клапан 14. Второй клапан 14 будет удерживать содержимое коксового барабана 2, если шаровой клапан 6 выйдет из строя. Второй клапан 14 может иметь любую подходящую конструкцию, в том числе это может быть запорный клапан, шиберный затвор или блок автоматического закупоривания. Шаровой клапан 6 и второй клапан 14 могут срабатывать автоматически. В систему автоматического управления введено блокировочное устройство, которое предотвращает случайное открывание или закрывание шарового клапана 6 или второго клапана 14. Система 1 разгрузки кокса может действовать следующим образом. Когда шаровой клапан 6 закрыт, то производят загрузку коксового барабана 2, например, смесью жидких углеводородов, через боковой трубопровод 4. Когда коксовый барабан 2 заполнен, то загрузку прекращают и вводят пар через боковой трубопровод 4 для того, чтобы удалить ценные пары из коксового барабана 2. После удаления паров, в коксовый барабан 2 вводят воду через боковой трубопровод 4, при проведении операции тушения кокса, пока вода не поднимется до верхней части коксового барабана 2. Затем открывают шаровой клапан 6 и второй клапан 14 (если он есть), производят слив воды для тушения кокса, и режут кокс в коксовом барабане 2 при помощи резака с использованием воды под высоким давлением, такого типа, как, например, резак, раскрытый в патенте США 5,417,811. Разрезанный кокс отваливается от внутренних стенок коксового барабана 2 и падает вместе с водой от резака через воронку 5 в трубопровод 10 разгрузки. Затем кокс загружают в тележку и транспортируют. Из приведенного описания становится ясно, что преимуществом настоящего изобретения является то, что не требуется производить распаковку всякий раз, когда кокс удаляют из барабана. Вместо этого открывают единственный шаровой клапан, что позволяет коксу падать вниз в трубопровод разгрузки. Кроме того, устройство может быть сконструировано без зазора между дном коксового барабана и трубопроводом разгрузки. Такая конструкция позволяет использовать устройство при производстве порошкового кокса. Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что изобретение не ограничено этими вариантами и в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ,1. Система разгрузки для коксового барабана (2) для коксования углеводородных материалов, содержащая клапан (6), расположенный в непосредственной близости от дна барабана (2), трубопровод (8) для подачи пара, соединенный с клапаном и выполненный с возможностью подачи пара к клапану (6) под более высоким давлением, чем давление выше по течению относительно клапана (6), так что если клапан (6) дает утечку, то подача пара позволяет клапану (6) выйти из строя без опасных последствий, и трубопровод (10) разгрузки для удаления кокса из коксового барабана (2), соединенный с клапаном (6) таким образом, что когда клапан (6) открыт, то кокс удаляется через трубопровод (10) разгрузки. 2. Система по п.1, в которой трубопровод (10) разгрузки содержит скошенную секцию (12). 3. Система по п.2, в которой скошенная секция (12) имеет покрытие. 4. Система по п.1, которая содержит дополнительный клапан (14), расположенный ниже клапана(6), так что если клапан (6) дает утечку, то дополнительный клапан (14) удерживает содержимое коксового барабана (2). 5. Система по п.1, в которой трубопроводом (10) разгрузки является труба. 6. Система по п.1, в которой трубопроводом (10) разгрузки является лоток с открытой верхней частью. 7. Система по п.1, которая дополнительно содержит боковой трубопровод (4) для загрузки или дренирования коксового барабана (2) и выполнена так, что при закрытии клапана (6) углеводородные материалы подаются из бокового трубопровода (4). 8. Система по п.1, в которой трубопровод (10) разгрузки соединен с клапаном (6), соединенным с коксовым барабаном (2) без зазора между дном коксового барабана (2) и проксимальным концом трубопровода (10) разгрузки. 9. Система по п.1, в которой клапан (6) представляет собой шаровой клапан. 10. Закрытая система разгрузки для коксового барабана (2), содержащая трубопровод (10) разгрузки и шаровой клапан (6), соединяющий трубопровод разгрузки (10) и коксовый барабан, при этом кокс, выходящий из коксового барабана (2), находится в замкнутом пространстве до его выхода из трубопровода(10) разгрузки. 11. Система разгрузки для коксового барабана (2), содержащая боковой трубопровод (4) для подачи нефти в коксовый барабан (2), направляющее средство для выгрузки кокса из коксового барабана (2) и средство уплотнения для герметизации кокса в коксовом барабане (2).-3 005749 12. Система по п.11, в которой направляющее средство включает трубопровод (10). 13. Система по п.11, в которой направляющее средство включает трубопровод (10) и скошенную секцию (12). 14. Система по п.11, в которой средство уплотнения содержит шаровой клапан (6). 15. Система по п.11, дополнительно содержащая трубопровод (8) для подачи пара, соединенный со средством уплотнения, для подачи пара в коксовый барабан (2).