Реактор с движущимся слоем катализатора
Изобретение относится к каталитическому реактору с радиальным потоком и позволяет интенсифицировать процесс разгрузки катализатора за счет устранения застойных зон. Реактор включает несколько расположенных одна под другой кольцевых секций с катализатором, между которыми расположено устройство для перегрузки катализатора из секции в секцию, выполненное в виде закрепленных в нижней части реакторных секций распределительных патрубков с заглушками. Секции с катализатором содержат центральную и периферийную обечайки, при этом нижний конец центральной обечайки размещен в патрубках с образованием кольцевой полости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)4 В 01 J 8/08
ВСЕСОЮЗН ",i g, I: 1 1111- Т1 111111 1г . 11
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (? 1) 3871133/23-26
r,22) 20,03.85 (46) 30.07.89, Вюл. - 28 (71) 1ООП Инк (US) (72) Артур Раймонд Гринвуд, Джеффри Эдвард Вургард и Роджер Ли Трондсон (US) (53) 66.023(088.8) (56) Патент СССР Р 717998, кп. В 01 3 8/08, 1972. (54) РЕАКТОР С ДВИЖУ1ЦИ1"1СЯ СЛОГИ КАТАЛИЗАТОРА (57) Изобретение относится к катали,-,ическому реактору с радиальным пс1током и позволяет интенсифицировать
Изобретение относится к многоступенчатому каталитическому реактору с радиальным потоком, который с успе— хом может быть использован, в частности, для пренра1чения различгп1х углеводородных материалов в паровой фазе.
Цель изобретения — интеHcификаци» процесса разгрузки за счет устране— ния застойных зои, 1Iа фиг.l изображен реактор, зертикальный разрез; на фиг.2 — сечение
А-А на фиг.l; на фиг.3 — выходные отверстия; на фиг.4 — разре.1 IЭ вЂ” Г> на фиг.3, Реактор содержит корпус l,внутри которого установлены реакционные «e1— ции 2 и 3.
В верхнем конце корпус а I иад пс и-вой секцией 2 расположена секция
1 е плообме1и1 их а 4 с и.:.oäHb111 ОTHс p(T11t м
„.SU„„1498379 А3 процесс разгрузки катаЛизатора за счет устранения застойных эон. Реактор включает несколько расположенных одна под другой кольцевых секций с катализатором, между которыми расположено устройство для перегрузки катализатора иэ секции в секцию, выполненное в виде закрепленных в нижней части реакторных, секций распределительных патрубков с заглушками. Секции с катализатором содержат центральную и периферийную обечайки, при этом нижний конец центральной обечайки размещен в патрубках с образованием кольцевой полости. 1 з.п. ф-лы,,Э
4 ил.
5 для потока реагента и входным отверстием 6 для катализатора. Отверстие 6 связано с входным отсеком 7 Май для катализатора, подвешенным к флан- ф цу 8. Из входного отсека 7 катали- р затор распределяется и передается через множество труб 9 для катализатора. Иэ передающих труб 9 катализатор подается в отсек 10 перераспре.деления, снабженный множеством разнесенных на равные расстояния выходов
11„ связанных с трубопроводом 12 для подачи катализатора. Поступаюций через через вход 5 предвариательно нагре- с ° тый поток реагента вводится в контакт с множеством передающих труб 9 (,ф4 для катализатора с целью теплообмена с проходящими через эти трубы частицами катализатора. Нагретый таким образом катализатор в присутствии водорода в предпочтительном варианте.(ifÍ. T ОР (! (!и ! () ° I lI I ÷ ,, l«
I, . l i ri -< ч < l l;I!.1 Г(1 I,: ° r l) .
irr >Н(> (r Н }<(1(И1
fl f .; 1 l I(Г(31! Hr > ((( (> < lr
I l i !! . . 1> > « t I
1;), 1
НИ С . <(r r! ;(>r (<- I КН 1f!
l>(т< p !ест(>;f ч-(.>! Н > ц(р;"
P "<;(и .>(У,T,(> %
ЛИ<(М Л IT )<(f1 \ 11 (>j>rr
Н(> f>lrl", i, " 1 > <, (JI >
ОТСЕК 5,(3)}! )<и (;К!
lI 3 i!ò(!>
»;}.tII ) T, т . е ° д(>. i >f(e. }) бить
f(>(о, нт<){>и (TPН}> till I (.3>(ki}f(3 » . КИ;
Иp<.,)(. (ЬIIO ч Л)С lf t I(IH Ã (>НИ;< }! (I(> I (>К<)k(Р(.,!
> (.)
l i )(I ri перс.)(:)7} дя(еt
I. т ° i: I H (! 1> Г (< Л. > 1 °, « l lr I ()(! > l f(r > !I i(i«Ш
>i(J>(: l ;I:!
)» 1 С . r > I " > (Н (i )Н 7 ) и(((T) н ) }3I I< I рч> б(с) и н I(p( р.}(ПрС;,СЛ; .;"...r КС I () (tlÍ t<,} f,}—! ((j "нян "3(;)к)и(: ItH )н (с»)!1}) . и !()<><Т р fi)tl >fr> тj »I > I . I > (I Л ч (,Ili!I it!i!r l.,i I,i itl < > <»;,l «;1 Л)>l > Г! !., i (kf, (,(t ЛД 1, .r Ir I i
i>fl t ji)I )l > ) Е » ill r i > < ((3 J> y (! < I;T ((> i <
< i! l1(! t;-<(ч»(;(ч Иl )Л<) ). r l I I I< tr (i > ) !, Л
<)3)}1;"(!1«;)н! н л;(т.l (> I ор;! !)с.4: ;>
r e If}>(с >, Д(1 if <>}<и >r< ft(>r 1>f! >I,> i! f r )<
ИЛН ч,Ir j л .tli, I:: (,I (И > ) I,I
<ОН 1Н.) I(:!!>(. >(((! i (} >.(I i lr г! l1 I (. Jf l! l!l l><,(ri t ((;) 3 !« r> ; ((! r >}1 )JIH ti(> Г 1.. >.() I (t(3 I if>!if lr tr< >.. I 1r! (< llr >) i Р l < I!;) ;(С :I;! I (! . I I H r i li
j (>! с lf 1. ),((I.jr< :(, . :,!l! " (! > J!" Де})с ниt 11 3 ((>}It H tl I(>1;>< ) (i 1 t I r f, j > Ill i ) }! fr l ! i, > ! > ((! > >,r(l(>I(>()(it(и t-pk 1 >3(f, f(r. Н( л,}г:i:iH < } г, ),, . )>, >)с ((I, (,: к. < 1 >< (t r((l) i) " с ) if ) 1(} > r(i (((I(. -1 1! Il i!(: !! T) I. 1 I Jf 1}(, > ч)}3(1 . И; ((I I r « Л,} Р (;! < e if i! >ерс.к с.<о}! Кн l (,1(), . р 1 и !)р ll!l !—! }3 Q }r> (IJ; (Н е Н О ч }3 И (+ Е r I i 1 If> Н 1 И 3 . ) 1 ! (; ! ), lf< (ill I l1 ill;! .:! ttI i < }, > ), () < t i 1 (t (I l t ) > (! r > p . f, ч () « i r i )> 1 (>, Л ;, (1(: С ()Е! (!I it !!(> И>лиl„ >, 1{ г }<И.},< > < .r (1< (!< . I i > i > <,1, (e Г КИ !(J)}f ",e )< г,)) H}f ><.l i l I II 3 чl3 < )l 1;> r e ((I! «Н(><(((I Ir ч! 1) l (> r-)I!if l i(I Н(>< P >r r (>Н«И(: I )> . Г>i>lf;> .! Н ) (>i (. Iс (Иl)Н ">((>)К pïíè(). .(() Н . rr ., . l, 1" ::1>ч ! (,>.i rl ч 1((!> !r 1 >! Ь « <> i r> i> "((t;,l 1 () >, г (>.1 I:;I,>. I< О 1 ;)) >,! г (и <,! I:>н;I (<(>Jlf! i (: } ( ip f (} l r. It Ik; <(С j><. 3 С (ОИ K )Т *}:!11.3,1 f r н ) в(> tl f1, 1 (>, I l}(tr lr, J> (! I)!(Це >1 и r:3 i l н 3 (< 3(>ftV (3, (>(р;IЗ<>(<(3}И)УК> r)}($ 1 р(fili il < r 1 J<(rlt 1 ) . (Jl(,3< Н;IТ< f()rH<» ((31!1 )r;lf>, lr > л)е pl 1(>1 1(и p(>}e . (с If 1l н л 11 I И 3 I I >(t ,> (((Г><. (.) ),><И)(> ).,1< ll tr>kt! ГJ ! ) Уf V Р3;> ((! » .II ;:;(<(к I f:t !и «! Р.> J> rr ) I lr !} (< Ilr < л ч >" 1 > . ! >(>(< f1 l(1t >)НОИ )((; )К 1 Hj>)lr rll .J:1,r l;. ())чрч >), I l (: >l e ò >ит от сет(>к 1 и !4 на! »,, - >i } Н . .,,,,, 1 <Т >, irr Н! > l>l! :«r< r I, l Ш(r )l.> )il< i! 1r(. í! (и с с тки ) i i )3}((дн}}л! >тнерг Ги>,lR T t I >-» -)(1M Tl . ° i (!P>(1>ll ) i < !> } it > . l,!iir Ii,!, « ° Г (>()>< }>< P i)1 ;I Л f>rf r (H t !! j>e i iIJr,i(1ir r,it} tli>lt if >,,rir J>,,, Н(, .II: !< !: 1 >i ! l r, (l \ Jr>r) И»! ! !» .«. ) <Л »((«i, fli(r>r fr r (rll. r | J, .. i ;tl!l . > i3Ill1lr < il<>.t (! . it Г(, I > ! l!r . 1 li t i(rIi rt, >ч ."(il :t ill r(ri : lr > (> ) "Р, " i " II "1 -"< ><ч ! Ilrtf . ":. :" >r< I, i >I, () Iti > i .i rll < ч (! (< (>! .r; ), ()... (!,, >;...l i )! . ° (! < I l. l I !!)«((;", lt (<», )>, Н),<,),, Н i I. I;)t. (>Н<> Гi)r!t (> }< Н<>р,) (!) ч,: I Ilf ll )!>, <(>l, ; > <ч !< 1 >1(< >(< (! f.(11 II! I(i! тl)r (,r )<»(>< lie» ..(, fr(3(Р, >(IIPe,((-.,)H } ". }— ii i l I (> r,l ;;! 3 И (rl jr) <>)» <,,;, Ie rH< < I > rl)(>< f >l<>(<> ll !Il(>P(3 IIH }3. () „e. t,, r-,; < J! л<>нп(: P:)< r(På;(å. Iff— », i >1l 3(>r f 1() (е }3 Hi рк!1с и P.1(ll) (Ч! С .(И l 1 (, l f 1)() lr < ч>}3)ч> (, l<(. I(г < )rt!n> )i. I- (>г>!1((не;Н)3>(li) . f t« i н <и-,}«:л< л(>нце р,с;))чедеик >н 1fi и 3> и-}ил(с Hf шс . J .1}<3(С ((ИЕ 1 . 1 : Кl (ill) ri (>!;>Н чч < 1 КОЛЬ)(С }3 ОЙ К J J(! < (3 J> l I Рl!, t)r() r)>>ill((1! r()! }ч (1 ), i)I>i ч,>i(pi ", 3НИ} Л -. 3 . )r „< itr;1, (> Г<3< (ч,,;(.I i ITCJ>el(rl 3!(,;i I )l Jri I <>Р<> (Л(< J > Ч И i Т l ; <3 r"I (т!)!1 !ч(Jr ll« (i< ll! (И } l 1<" I Pt fi f1 < li .>1 I. (! ч(. }>(! трс !(!(>:.!t 5 14983 городкой 26 в нижней час111 тр <) <атсго колодца 25 и образует к Трубчатое г1.< здо 28 прик! е1глено к нижней части поперечной перегородки 26. Внутренняя сетка 13 имеет нижнюю поперечную перегородку 29, к нижней части которой крепится выступ 30, позволяющий устанавливать внутреннюю сетку 13 внутри гнезда 28. Отсек 24 для передачи катализатора содержит также систему выходов 31 для выпуска катализатора из доннои части кольцевого коллектора 27. Разнесенные на равные расстоя-. ния выходные отверстия способствуют равномерному выпуску катализатора из 2Р кольцевого отсека 15. На фиг.3 локаЗаНЫ НаКЛОННО УСтаНОВЛЕНН»1Е В КОЛЬцевом коллекторе 27 между выходами 31 отражатели 32, обеспечивающие воронкообразное движение частиц 25 катализатора под действием силы тяжести из кольцевого канала 23 в указанные выходные отверстия. 11ередача катализатора из кольцевого канала 23 во множество труб 33 для катализатора 3р об спечивает уменьшение площади поперечного сечения канала, проходящего между секциями 2 и 3, и сводит к минимальному уровню утечку пара процесса, пропускаемого через связывающий указанные секции канал. Кр «ме того, кат лизатор не может задерживаться в зоне наружной сетки 14, так как радиальный поток пара толкает катализатор к центральному трубопроводу, а 4р под действием силы тяжести катализатор движется в полость кольцевого коллектора 27. Очевидно, что описанный выше отсек для передачи катализатора почти не допускает застоя ката- 45 лиэатора в какой-либо точке на его пути от кольцевого отсека 15 в следующий расположенный ниже отсек 34 для катализатора. Открытые снизу трубы 33 для катализатора, проходящие от выхода 31 вниз, обеспечивают передачу катализатора иэ отсека 15 в лежащий ниже отсек 34 с равномерным его распределением. Конструкция нижней ре акционной секции 3 во многом подобна конструкции секции 2, а имени» внутри соосно наружной вертик;111 <1ой трубчатой сет7о к11 35 ) стан
Выпускаемые из реакционной секции 2 через отверстие 21 пото. н реагента могут пропускаться известным способом через нагреватель (не показан) до того, как они вводятся через входное отверстие 40 в секцию 3, Следовательно, выпущенный через выходное отверстие 21 иэ секции 2 поток реагента проходит операцию повторного нагрева прежде, чем вводится через входное отверстие 40 в реакционную секцию 3 и распределительную зону 37, после чего он пропускается через отсек 34 для катализатора в радиальном направлении для выпуска во внутреннюю распределительную полость 38 с последующим выпуском через расположенный вверху канал 42 и выходное отверстие 41, Трубчатый выход 43 для катализатора расположен в донной части нижней реакционной секции 3. Нижний конец внутренней сетки 36 для катализатора установлен внутри укаэанного выходного отверстия соосно ему, образуя кольцевой канал 44 для катализатора, примыкающий непосредственно к указан-ной сетке 36 и рас<1оложенный под отсеком 34 для кат«J Устройство работает следующим образом. В релктор через входное отверстие 3 загружается фракция, полученная в результате перегонки бензина, с температурой кипения в диаплзоне от 200 до 400 F (93-204 С), смешанная с обогащенным водородом рециркулирующим потоком. 11роцесс каталитического риформинга фракции бензина н смеси с водородом осуществляется при контактиронании с соответствующими сферическими частицами катализатора, вводимыми в верхнюю часть многоступенчатого вертикального релкто- 25 ра через входное отверстие 6. Сферические частицы катализатора вводятся в систему через входное огверстие 6 в присутствии водорода носителя для осуществления флюидизи- З0 ронанного подъема потока этих члстиц из хранилища для свежего катллизлт<»ра и/или надлежащего средства для регенерации катализатора. Соответственно, проходящий через нходное отверстие 5 поток с температурой в диапазоне от 900 до 1100 F (482о 593 С) должен обтекать передающие трубы 9 для теплообмена с содержащимися в них частицами катализатора. 40 Таким образом, катализатор нагревается и восстанавливается н присутствии водорода — носителя, с помощью г оторого осуществляется флюидиэированный подъем. После этого катализатор выпускается из 45 распределительной секции 1О через пере-дающие трубы 12 н отсек 15 для катализатора, В отсеке 15 частицы катализатора вводятся в контакт с направленным радиально из распределительной 50 зоны 16 потоком реагента, который пропускается через слой катализатора во внутреннюю распределительную зону 19. Затем поток реагента направляется 55 из реакционной секции 2 вверх и вы-. пускается из внутренней полости 19 через выпускное отверстие 21. 1»лк указано ныш<, такое уc I j)ojjcтно о< пав печинлет более равномерное распределение потока реагe« ra при 1 рохеж<гении его чере » содержащийся II »тгеке г l o слои катализ 1! opd. Это обус1<онленг сб;<ллнсиронанностью знлчг ний скоростного нлпора потока релгента во внутренней распределительной зоне 19 и распределительной зоне 16, обе с l ечинлющей практически ранномерный перепад длнления по всей длине коль ценого слоя катализатора. 11оскольку по сноей природе процесс риформин1 л н целом являет l эндотсрмическим, выпусклемь<й иэ реак-, ционной секпии 2 поток в предпочтительном варианте доля ен пройти повторный нагрев <о ввода его н секцию 3. Обычно достато »но подогреть реагент пр; -рно до 906 F (482 0) или выше.,<одоГpвтый поток реагента вводится через входное отверстие 40 н кольцевун рлспределительную зону 37, из которой он направляется го радиусу внутрь для контактиронлния с заполняющим отсек 34 катализатором подобно тому, как днижетея поток релгентл н секции 2. Затем rlo < h реагента проходит но внутреннюн» лспределител1н н полость 38, иэ которой 0H Bhtrlv< кается через отнерстие 41 Направленный радиально внутрь поток реагента действует на движущиеся под действием силы тяжести .<ерез кольцевой отсек 15 частицы клтллизлторл и направляет их н кольцевой канал 23, примыклюиий к сетке 13 для катализатора, после чего частицы катализатора движутся вниз через кольцевой коллектор 27, обеспечивающий беспрепятстненную их передачу из кольцевой полости Во множество транспортироночных труб. Такой беспрепятственный переход катализатора из кольцевой полости во множество труб позволяет предельно уменьшить площадь поперечного сечения канала, связывающего реакционные секции, и тем слмыM свеc1и к минимальному уровнк1 утечку паров ripnueccà, проходящих ч» рез э гот клвап. Тлкой способ исключает или почти исключлет элстой катализатора, который нлпр:11— ;<яется рлспо jo4«. IlllhlMI< между ныхс I III,IMH отнеPc THЯMi< II;it ll<»HIlf IM» отРлжлтепнми 32. 1498379 Выходные отверстия предло тительно имеют диаметр, практически равный ширине коллектора для катализатора. Под действием силы тям.-. с:и частицы катализато .- движ;тгя ц пижнего отсека для каг . изатора h кольпспой канал 44, образуемьп нижней частью внутренней сетки 3б и стенкой трубчатого выхода 43 для катализатора. 1ð установленные вертикально отражатели 32 обеспечивают опору для внутренней сетки 36 и одновременно прохождение потока катализатора н кольцевой канал до выпуска его в коллектор для катализатора (не показан). Коллектор может сообщаться непосредственно с выходным отверсти м 43 и обеспечивать очистку катализатора обогащенным водородом циркулирующим потоком для повторной его циркуляции и/или восстановления известньм способом. Формул а изобретени я 1. Реактор с движущимся слоем катализатора, включающий несколько расположенных одна под другой кольцевых секций с катализатором, образованных коаксиально установленными центральной и периферийн и перкс рир ванными обечайками, ме.ду которыми расположены устройства для перегрузки катализатора иэ секции в секцию, состоящие из разгрузочных труб, снабженных патрубками, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса разгрузки катализатора за счет устранения застойных эон, устройство для перегрузки катализатора между секциями выполнено в виде закрепленных в нижней части реакторных секций распределительных патрубков с заглушками, в которых верхними концами закреплены разгрузочные трубы, при этом нижние концы центральных обечаек размещены в патрубках с образованием кольцевой полости для катализатора. 2. Реактор по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что устройство для перегрузки катализатора иэ нижней секции снабжено установленной на нижнем конце центральной обечайки коническоцилиндрической заглушкой с радиально размещенными на внешней поверхности вертикальными ребрами, закрепленными на внутренней поверхности распределительного патрубка. 1498379 <. ставит«ль Кацовская Т хред 11, Цидь<к Корректор Т.! 1алец « i эк i !, !i, Кип l, . Iè ii Подписное Тираж 48б 1! )!ПИПИ I o>с у>пар< г ве ног <. к омите та по иэ обре те ниям и открытиям при ГКНТ СССР! < !, l1o< ква, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 11poi: 3 вадств< и и>-и си<топь< кий комбинат "Патент", r. ужгород, уя. Гагарина, 101
