Результат интеллектуальной деятельности: СМЕСИТЕЛЬ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к оборудованию процессов перемешивания вязких нефтепродуктов с маловязкими, например, при термодеструкции нефтяных остатков, и может быть использовано в других отраслях промышленности.

Известен смеситель принудительного действия для механического перемешивания вязких нефтепродуктов, представляющий собой плоскую решетчатую конструкцию, состоящую из ряда горизонтальных, вертикальных и наклонных лопастей, закрепленную на вращающемся вертикальном валу в корпусе. (А.И.Скобло, И.А.Трегубова, Ю.К.Молоканов. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1982, с.389).

Недостатком данного смесителя является быстрое забивание решетчатой конструкции и уплотняющих устройств образующейся вязкой смесью, что приводит к снижению эффективности перемешивания, большим энергозатратам приводного механизма и частым операциям по очистке смесителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является смеситель принудительного действия, являющийся составной частью установки для приготовления пенобетона (Патент РФ № 2152871, опубл. 20.07.2000 г., МПК7 B28C 5/38). Известный смеситель содержит корпус с размещенным в нем горизонтальным вращающимся валом с лопастями, трубу, расположенную в нижней части корпуса для подвода одного из смешиваемых потоков с соплами, направленными вверх, соединенную с трубопроводом, снабженным насадкой, установленной в верхней части корпуса и направленной сверху вниз, также в верхней части корпуса установлены патрубки подвода других сырьевых компонентов, а в нижней - патрубок вывода готовой смеси.

Недостатком данного смесителя принудительного действия является нерациональное использование кинетической энергии смешиваемых под давлением сырьевых потоков, не затрагивающих пристеночные слои корпуса, а также низкая эксплутационная надежность уплотняющих соединений механического перемешивающего устройства в условиях перемешивания вязкой среды при высоких давлениях и температурах, что приводит к снижению эффективности перемешивания и, как следствие, к неоднородности получаемой смеси.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества перемешиваемой смеси нефтепродуктов путем повышения его однородности.

Технический результат - улучшение перемешивания сырьевых потоков в пристеночном слое корпуса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном смесителе принудительного действия, включающем корпус с патрубками подвода одного из сырьевых потоков и вывода готовой смеси, трубчатое приспособление с соплами, направленными вверх, размещенное в нижней части корпуса для подачи другого сырьевого потока и соединенное с трубопроводом, снабженным насадкой, расположенной в верхней части корпуса и направленной сверху вниз, согласно изобретению последняя установлена по центру верхнего днища корпуса и снабжена перекрестными струенаправляющими стволами, установленными с возможностью направления струй по касательной к внутренней поверхности корпуса, при этом перекрестные струенаправляющие стволы выполнены с возможностью изменения угла наклона относительно корпуса, а патрубок вывода готовой смеси выполнен в виде коленообразного отвода и размещен по вертикальной оси корпуса, причем патрубок подвода сырьевого компонента установлен в корпусе тангенциально на уровне расположения перекрестных струенаправляющих стволов.

Целесообразно вышеупомянутое трубчатое приспособление выполнить крестообразным и разместить вне зоны действия перекрестных струенаправляющих стволов.

Нижнее днище смесителя может быть выполнено конусообразным и снабжено патрубком вывода мехпримесей.

Сравнение предлагаемого устройства с прототипом показало наличие новых конструктивных элементов - струенаправляющих стволов, установленных перекрестно на насадке с возможностью направления струй по касательной к внутренней поверхности корпуса и новую крестообразную форму выполнения трубчатого приспособления, размещенного вне зоны действия струенаправляющих стволов подачи одного из сырьевых потоков, а также выполнение патрубка вывода готовой сырьевой смеси в виде коленообразного отвода с размещением его по вертикальной оси корпуса и расположение патрубка ввода другого сырьевого потока в корпусе тангенциально на уровне расположения струенаправляющих стволов, поэтому можно сделать вывод о соответствии предлагаемого изобретения критерию «новизна». Поиск по отличительным признакам не выявил аналогичных решений, следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

На фиг.1 изображен предлагаемый смеситель принудительного действия, на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1.

Смеситель принудительного действия содержит корпус 1, в котором размещены тангенциальный патрубок 2 подачи смеси вязких компонентов сырья с кинематической вязкостью при 100°С>18 мм²/с и патрубок 3 вывода готовой сырьевой смеси, выполненный в виде коленообразного отвода и размещенный по центральной оси корпуса 1. В нижней части корпуса 1 размещено крестообразное трубчатое приспособление 4 для подачи смеси маловязких сырьевых компонентов с кинематической вязкостью при 100°С<10 мм²/с с соплами 5, направленными вверх, соединенное с трубопроводом 6, снабженным в верхней части корпуса 1 насадкой 7 с перекрестными струенаправляющими стволами 8. Струенаправляющие стволы 8 в количестве 4 штук установлены с возможностью направления струй по касательной к внутренней поверхности корпуса. Кроме того, стволы 8 выполнены с возможностью изменения угла наклона относительно образующей корпуса 1 в зависимости от вязкости перемешиваемых сред, а тангенциальный патрубок 2 в корпусе 1 установлен на уровне расположения струенаправляющих стволов 8. Подводящий и отводящий патрубки 2 и 3, а также трубчатое приспособление 4 и трубопровод 6 снабжены запорной арматурой. Нижнее днище 9 корпуса 1 выполнено конусообразным и снабжено патрубком 10 с запорной арматурой для периодического вывода загрязненного механическими примесями нефтепродукта из смесителя. Корпус 1 при необходимости может быть выполнен теплоизолирующим.

Предлагаемый смеситель принудительного действия работает следующим образом. По тангенциальному патрубку 2 в корпус 1 подается под давлением смесь вязких сырьевых компонентов, например остаточный экстракт селективной очистки масел с затемненной вакуумной фракцией АВТ (слоп), который под действием центробежных сил перемещается от периферии к центру корпуса 1 .Одновременно из сопел 5 снизу вверх и через насадку 7 с перекрестными струенаправляющими стволами 8, закрепленную на трубопроводе 6 сверху вниз, подается под давлением другой сырьевой компонент, например смесь тяжелых газойлей коксования и каталитического крекинга. Круговое вращение вязких сырьевых компонентов по спиральной траектории, создаваемое тангенциальным патрубком 2, в совокупности с нисходящими касательными потоками маловязких сырьевых компонентов, создаваемыми у стенок аппарата струенаправляющими стволами 8, и восходящие перпендикулярные потоки того же компонента из сопел 5 создают эффективное перемещение пристеночных и центральных слоев перемешиваемого продукта и в целом всей перемешивающейся сырьевой массы. Действие центробежных и касательных сил на исходные сырьевые потоки исключает попадание механических примесей, содержащихся в них, в готовую сырьевую смесь, выводимую из коленообразного патрубка 3, размещенного по вертикальной оси корпуса 1. В зависимости от использования различных перемешиваемых сред предусмотрена возможность изменения направления нисходящих сырьевых потоков за счет изменения угла наклона перекрестных струенаправляющих стволов 8.

Таким образом, данное конструктивное оформление предлагаемого смесителя принудительного действия позволит за счет контактирования противоточных сред (нисходящих касательно и восходящих перпендикулярно потоков) под действием круговых центробежных сил достичь высокого турбулизационного эффекта смешения пристеночных слоев и в целом интенсифицировать химические процессы, происходящие в перемешиваемой сырьевой массе, что способствует повышению однородности получаемого компаудированного нефтепродукта, а следовательно, его качества.