Секционированный реактор

Авторы патента:

B01J8/34 - с неподвижным насадочным материалом в псевдоожиженном слое, например в виде брусков, проволочных колец, щитов

Л ) - 3 >76

Класс 12М, 4юз

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписнпя еруппа Л8 44

Д. И. Орочко, М. А. Клевлеев, К. Я, Иванец, Г. Л. Вихман и H. Г. Степанов

С ЕКАЛИ ОН И РОВАН Н Ы и РЕАКТОР

Заявлено 22 июля 1966 ". за Х 6743i0!23 в Копнит»T по делам изобретений и открытий при Совете Чинистр»в СССР

Опубликовано и «Бюллетене из»бретений»,Ха 24 за 1,61 г.

Химические реакторы с многос1уиенчатым тепловым речулпрование.;1 процесса, как известно, характсризу 1отся HBII60.1cc IIIIBKII AIII l Qc« lbными затратами мста, I>I »B их изготовление, оссбсн11о в системах, предусматривающих работу с тсплоагснтами смешения, а проведение в 110лобных реакторах большинства экзотермичсских и некоторых эндотсрмических процессов является весьма эффективным, Наиболее широкое практическое применение этот способ химикофизического управления процессом нашел при экзотсрмичсских каталитичсских процессах, как, например, и ..трировании, деструктивной гидрогенизации, полимеризации олефинов и т, и.

Однако, несмотря на многочисленныс преимущества сскционированных химических реакторов по сравнсни1о с другими типами теплообмснных аппаратов, действующие HB заводах многоступенчатые реакторы имеют следующие недостатки.

1) Невозмо>кность автоматизации управления ходом процесса в реакторах, имеющих многозонные тер. 1опары, размещенные в общем сквозном кармане, проходящем через все последовательные ступени реактора. Практическая невозмо>кность автоматизации работы таких реакторов является следствием значительных искажений замеров температур в регулируемых зонах вследствие высокой теплопроводностп стенок общего кармана, защищающего термопары.

2) Большая трудоемкость смены катализатора в отдельных секциях или в целом реакторе, вызывающая большие простои. Для сохранения заданной производительности цехов необходимо предусматривать запасные реакторы, так как смену катализаторà ícоб:одимо производить в отдельных помещениях, и поэтому приходится или передвигать реакторы для разгрузки в другие помещения, или располагать реакторы в изолированных помещениях.

Предло>кенный новый свободный от вышеу.казанных недостатков секционированный реактор со ступенчатым самостоятельным тепловым № 14337б регулированием теплоагентами смешения в каждой ступени отдельно, представляющий собой несущий цилиндрический корпус, снабженный верхней фланцевой крышкой, в которую вварены штуцеры для ввода сырья, хладагентов и пирометрических линий, и в нижнем днище штуцерами для вывода продуктов реакции и люком, в который вставлены корзины с катализатором для процесса в стационарном слое, опирающиеся на концевые кронштейны несущего корпуса, с уравновешиванием давления в создаваемом кольцевом зазоре и в реакционной зоне, характе1>изуется тем, что, с целью облегчения операций загрузки и в|"грузки катализатора, монтажа и демонтажа, корзины с катализатором вмонтированы в несущий корпус реактора, в виде собранного пакета с присоединенными внутренними разводками труб для подачи теплоагентов в отдельные секции и пирометрическими линиями.

При проведении процессов с кипящим слоем катализатора в описанном секционированном реакторе применяют приспособление по авт. св. М 110332 для перетока мелкозернистого катализатора из секции в секцию и частичного отвода его на регенерацию.

Принципиальные схемы описанных реакторов с пакетами из нескольких собираемых на стороне секций приведена на фиг. 1 и 2, На фиг. 1 показана схема реактора, с относительно небольшой загрузкой катализатора и с подвеской пакета из 3 вЂ” 4 корзин к верхней крышке реактора.

На фиг. 2 приведены схемы реактора с большим количеством загруженного катализатора; в этом случае «пакет», состоящий из 3 вЂ” 6 корзин покоится на опорном кольцевом кронштейне, расположенном в нижней части несущего корпуса, Обе схемы секционированпых реакторов предусматривают применение специальных центрирующих приспособлений, защитных труб для пирометрических проводок, сьемных креплений для линий «тепчоггентов» смешения и ряд других приспособлений, также пе показанных н3 схемах.

В схеме с подви>кцыми «пакетами» внутрен IIIe коммуникации подсоединяются к нару?кным через верхн1ою крышку аппарата: в схеме с опирающимися «пакетами» разъемные сочленения коммуникаций крепятся к утолщенной верхней части несущего корпуса реактора.

Описанные схемы химических реакторов пригодны как для работы со стационарными гранулированными катализаторами, так и для псевдоожиженных мелкозернистых катализаторов. При применении последних (кипящий слой катализатора) несколько изменяются некоторые детали реактора: например, для обеспечения псевдоожижепного состояния катализатора, подвод паров сырья предусматривается в Н>кней части аппарата (см. фиг, 3), отпада1от переточные устройства с тарелки пя тарелку; теплоагепты смешения вво111тся непосредственно в псевдоожи>кенный слой катализатора и т. д. Подооныс аппараты, в свою очередь, дополняются вторым нижним сальником для присоединения линии подачи сырья, а верхний сальник слу>киf для присоединения к линии вывода продуктов реакции, На выходе паров из верхней секции с мелкозернистым катализатором должны быть предусмотрены соответСТВУЮЩИЕ ЦИКЛОНЫ.

Описанный реактор, ка :, этО (IOK333HO 113 фиг. 3, может быть приспособлен для медленного и непрерывного обновления мелкозернистого кятялизяторя, находящегося в псевдоожи>кенном состоянии, чем у|cTp3няется постоянное изменение гранулометрнческого состава и рабочей активности мелкозер 1истого катализатора. Это достигается в проточных по мелкозернистому катализатору ceI IIIIo«llpoll;I!IIII реакторах, выполняемых по авт. св. М 110332.

По такой схеме (см. фиг 3) в нижней части аппарата предусматK 143376

РИВ Я ЕТСЯ СПЕЦИЯЛ ЬН Ы и 111ТТ ЦСР .l, I и ll(11 ) (PHI H IIO ГО OT() OP 3 Ч 11 C Г)1 . 1С, I КОзернистого катализатора lcl)i регенерации, FIB IlpHi31ep, 113 Отде 1bll0 С ОИ1цеЙ HJIH сблок11рованной с с(кционированны»1 реактором ) c I BIIoiIK(..

В любом из описанныпх трех вариантов секционированных реакторов давление в кольцевом пространстве между несущим корпусом и корзинами (секциями) поддерж)1БЯ(.тся Одинаковое с рабочим дав.чсни(м В зоне катализа (т. е. в корзинах).

Лля этой цели в нераоочсе кольцевое пространство непрерывно HOдают небольшую часть паров сырья, которые затем смешиваются с продуктами реакции перед их выходом из реактора.

Уравновешивающие давление приспособления могут в данном случае осуществляться по известным схемам.

Предлагаемая конструкция обеспечивает относительную легкость монтажа и демонтажа отдельных ступеней («пакетов»), и позволяет осуществлять процесс, как c() стационарным, так и с псевдоожиженным слоем катализатора.

Внедрение в промышленность реакторов подобного типа позволит интенсифицировать и автоматизировать многие химические процессы в нефтепереработке и нефтехимии. Насколько мне известно, предложенная конструкция реакторов отличается новизной.

Предмет изобретения

I. Секционированный реактор со ступенчатым самостоятельным тепловым регулированием теплоягентами смешения в каждой ступени отдельно, представляющий собой несущий цилиндрический корпус, снабженный верхней фланцевой крышкой, в которую вварены штуцеры для ввода сырья, хладагентов, пирометрических линий, а в нижнем днище штуцерами для вывода продуктов реакции и люком, в который вставлены корзины с катализатором для процесса в стационарном слое, опиравшиеся на кольцсвыс кронштейны несущего корпуса, с уравновешиванием давления в создаваемом кольцевом зазоре и в реакционной зоне, отличающийся тем, что, с целью облегчения операций 33грузки H выгpузки KBTBлизаторя, монтажа H демонтажа, Kop3HHbl c KBтализатором вмонтированы в несуший корпус реактора в виде собранного пакета с присоединенными внутренними разводками труб для подачи теплоагентов в отдельные секции и пирометрических линий.

С . Секционированный реактор по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что в нем применены приспособ.leIIHsl по авт. св М 110332 для перетока мелкозернистого катализатора нз секции в секцию и частичног0 0ТВ013 его на регенераци(о для i роведсния каталитических процессов в кипящем слое. BM саежега гашапиата

Вагинта (е

Фиг. 3

Составитель В. М. Крол

Подг. к печ. 22.1-62

Лак. 102

Редактор С. А. Барсуков Тсхрсд А. Л. Камышин ова Корректор P. Я. Беркович

1ормат оум. l0.,1()Ü /(6 Объем 0,52 изд. л.

Тнрагк 610 Цена I I коп.

ЦБТИ при Комитетс но делам изобрстений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Цснтр, М. Черкасский пер., д. 2/6

Типография ЦБТИ Комитста по делам изобретений и открытий при Cc,âåòå Министров СССР, Москва, Петровка, 14.

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов при наличии газа, жидкости и катализатора, а более конкретно - к реакторам для синтеза гидроксиламинсульфата - одного из исходных компонентов производства пластмасс полиамидной группы

Способ обработки газа жидкостью // 194763

Насадка для аппаратов с псевдоожиженньшслоем // 306867

Керамическая насадка дляпсевдоожиженного слоя // 806100

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем с улучшенной циркуляцией // 2520487

Изобретение относится к реактору с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Реактор коксования в текучей среде включает реакционную секцию с плотным слоем, представляющую собой круг в горизонтальном сечении относительно вертикальной оси, ограниченный стенкой реактора, в которой тяжелую нефть подвергают термическому крекингу, область основания, в которую вводят псевдоожижающий газ для псевдоожижения слоя мелкоизмельченных твердых частиц кокса в реакционной секции, множество колец впускных отверстий для тяжелой нефти, расположенных по периметру стенки реактора в реакционной секции и на разных высотах над областью основания, верхнюю область, в которой газ и мелкоизмельченные частицы кокса выходят из реакционной секции, множество перегородок, имеющих форму усеченного конуса, расположенных на различных высотах в реакционной секции с плотным слоем выше области основания реактора, причем каждая перегородка расположена между последовательной парой колец впускных отверстий для тяжелой нефти и отходит от ее верхнего края у стенки реактора, проходя вниз и радиально внутрь от стенки реактора до нижнего, внутреннего края, определяющего центральное отверстие. Изобретение обеспечивает улучшенную схему циркуляции псевдоожиженного слоя и снижение образования загрязнений. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 6 пр.

Отпарная секция установки коксования в псевдоожиженных условиях // 2536871

Настоящее изобретение относится к установке коксования в псевдоожиженных условиях, имеющей реакционную емкость с отпарной секцией, включающей горизонтально расположенные перегородки отпарной секции, на которые распыляют пар для отдувки окклюдированных углеводородов из продукта-кокса, при этом эти перегородки отпарной секции расположены в отпарной секции горизонтально в виде находящихся на расстоянии друг от друга по вертикали ярусов, в каждом из которых перегородки размещены параллельно друг другу. При этом перегородки, размещенные в пары ярусов, находящихся в отпарной секции в следующих друг за другом по вертикали положениях, повернуты под углом относительно перегородок в расположенной рядом паре ярусов, и каждая перегородка отпарной секции имеет сечение в форме открытого со дна, перфорированного желоба, имеющего обращенную вверх вершину и завершающегося к внешним кромкам в направлении сверху вниз. Предложенная установка позволяет уменьшить образование отложений и унос углеводородов. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ отделения газа из псевдоожиженной смеси газы/твердые вещества // 2563489

Изобретение относится к способу отделения газа из псевдоожиженной смеси газ/твердые вещества, содержащейся в реакторе, а также к реактору для осуществления этого способа. Реактор содержит каналы подачи газа и твердых веществ, канал удаления газа, канал удаления твердых веществ и внутреннее устройство, которое занимает не более 10% площади свободного сечения реактора и в котором площадь проекции на свободное сечение реактора соответствует более чем 75% площади свободного сечения реактора, при этом внутреннее устройство расположено в части реактора, где ожидаемая степень разрежения превышает 0,7, и внутреннее устройство содержит внутренний унитарный блок, который содержит два яруса отражателей. Изобретение обеспечивает эффективное отделение газа из псевдоожиженной смеси. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ каталитического гидропиролиза с барботирующимся слоем, использующим крупные частицы катализатора и мелкие частицы биомассы, характеризующие реактор с "антипробкообразованием" // 2611631

Изобретение относится к способу гидропиролиза. Способ гидропиролиза включает: a. введение твердых частиц насыщенного кислородом органического исходного сырья в реактор с псевдоожиженным слоем, в котором указанное исходное сырье быстро нагревается от окружающей температуры до температуры псевдоожиженного слоя и за счет этого обезгаживается; b. введение потока псевдоожижающего газа, содержащего, главным образом, молекулярный водород, в реактор с псевдоожиженным слоем, создание условий, в которых в псевдоожиженном слое имеет место быстрое перемешивание и теплоперенос; c. поддержание глубокого слоя твердых частиц катализатора, глубина которого составляет значительно больше 2 диаметров реактора, в состоянии интенсивного движения с промотированием реакций, дающих дезоксигенирование и химическую стабилизацию паров, получаемых, когда исходное сырье обезгаживается; d. удаление твердых остатков, содержащих золу и уголь, остающихся после обезгаживания и гидропиролиза исходного сырья, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем; e. удаление изношенных от трения остатков катализатора, но не цельных частиц катализатора, или частиц катализатора, которые являются минимально изношенными, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем; f. отделение упомянутых твердых остатков и упомянутых изношенных от трения остатков, унесенных в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем, от потока псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем; g. извлечение потока продукта из паров углеводородов, содержащего углеводородные продукты с точками кипения при атмосферном давлении, совпадающими с точками кипения по меньшей мере одного из бензина, керосина и дизельного топлива, из способа гидропиролиза в виде конденсированной жидкости; h. высвобождение достаточного экзотермического тепла от реакций дезоксигенирования, имеющих место в процессе гидропиролиза исходного сырья, с подачей тепла способа, требуемого эндотермическими процессами, имеющими место в ходе гидропиролиза исходного сырья, включая химические реакции, нагревание исходного сырья и испарение жидкостей; и i. распределение одной или нескольких вставок внутри реакторного сосуда таким образом, что «пробкообразование» не происходит в реакторе с псевдоожиженным слоем. Технический результат – увеличение выхода жидких углеводородных продуктов с содержанием кислорода ниже 4 мас.%, улучшение технологических параметров за счет снижения «пробкообразования» в реакторе. 63 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу термохимического преобразования биомассы или другого насыщенного кислородом исходного сырья в жидкое углеводородное топливо. Способ гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья включает: а) введение насыщенного кислородом органического исходного сырья и псевдоожижающего газа, содержащего водород, в реактор гидропиролиза с псевдоожиженным слоем, содержащий псевдоожиженный слой твердых частиц, содержащий катализатор, в условиях гидропиролиза, достаточных для образования паров продукта термического разложения и гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья; b) извлечение из паров продукта потока продукта, содержащего, по существу, полностью дезоксигенированные углеводородные вещества, при этом поток продукта содержит менее чем приблизительно 4 мас.% кислорода, при этом псевдоожиженный слой твердых частиц имеет глубину более чем два диаметра реактора и содержит боковые вставки, выбранные из группы, состоящей из преград, препятствий, конструкций и их комбинаций, отстоящие друг от друга на осевые интервалы, составляющие от примерно одного до примерно двух диаметров реактора, таким образом, что «пробкообразование» не имеет место в реакторе гидропиролиза с псевдоожиженным слоем. Заявлен вариант способа. Технический результат – увеличение выхода жидких углеводородных продуктов с содержанием кислорода ниже 4 мас.%, улучшение технологических параметров за счет снижения «пробкообразования» в реакторе. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.