Реактор для проведения каталитических процессов
Изобретение относится к конструкциям реакторов для проведения химических процессов и позволяет повысить эффективность работы реактора. В реакторе для проведения каталитических процессов, включающем шаровой корпус с опорными решетками и слоем катализатора в верхний цилиндрический ввод тангенциально подсоединен патрубок для ввода водяного пара и коаксиально вертикально установлен патрубок для ввода углеводородного сырья с нижней торцовой заглушкой и боковыми вертикальными окнами и отогнутыми лопатками в одну сторону, окна расположены ниже патрубка для ввода водяного пара, под патрубком для ввода углеводородов расположены перфорированные диск и диаграмма с арочными прорезями выпуклостью вниз с осями, направленными в ту же сторону, что и лопатки, под диафрагмой над слоем катализатора расположен конус основанием вниз с арочными прорезями выпуклостью вверх с осями, направленными в противоположную сторону по сравнению с диафрагмой. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к адиабатическим реакторам с неподвижным слоем зернистого катализатора. Цель изобретения повышение эффективности работы реактора за счет равномерного распределения катализатора. На фиг. 1 представлен предлагаемый реактор, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Г Г на фиг. 1; на фиг. 6 разрез Д Д на фиг. 3; на фиг. 7 разрез Е Е на фиг. 3. Реактор содержит шаровой корпус 1, в котором размещены опорные конструкции с решеткой 2, на которой засыпан слой зернистого катализатора 3, а сверху уложена защитная решетка 4, верхний вертикальный цилиндрический ввод 5 для подачи в реактор углеводородного газового сырья и перегретого водяного пара, вертикальный патрубок 6, коаксиально установленный внутри цилиндрического ввода 5, для ввода углеводородного сырья с завихрителем, выполненным в виде продольных вдоль образующих окон 7 с отогнутыми в одну сторону лопатками 8 в форме спиралей Архимеда и заглушенным торцом 9 патрубка 6, горизонтальный патрубок 10, тангенциально подсоединенный к цилиндрическому вводу 5 в направлении изогнутости лопаток 8 в форме спиралей Архимеда, причем патрубок 10 установлен выше окон 7 завихрителя патрубка 6 для ввода углеводородного сырья, смесительный диск 11 на опорах 12 и кольцевая диафрагма 13, установленные в цилиндрическом вводе 5 под патрубком 6 для ввода углеводородного сырья в смесительном диске 11 и кольцевой диафрагме 13 выполнены перфорации в виде арочных прорезей 14 выпуклостью вниз, расположенных по концентрическим окружностям с тангенциально направленными осями в сторону изогнутости лопаток 8 в форме спиралей Архимеда, под цилиндрическим вводом 5 осесимметрично к нему над катализаторным объемом установлен распределительный конус 15 вершиной вверх с перфорациями в виде арочных прорезей 16 в боковой поверхности выпуклостью наружу конуса, расположенных по концентрическим окружностям с тангенциально направленными осями в сторону, противоположную направлению осей арочных прорезей 14 в смесительном диске 11 и кольцевой диафрагме 13, патрубок 17 для отвода снизу контактного газа, люк 18 для загрузки и люк 19 для выгрузки катализатора 3. Реактор работает следующим образом. Углеводородное сырье подается в реактор сверху по вертикальному патрубку 6 с торцовой заглушкой 9 и через окна 7 с изогнутыми лопатками 8 в форме спирали Архимеда вводится в цилиндрический ввод 5, приобретая при этом вращательное движение, по горизонтальному патрубку 10 выше окон 7 тангенциально вводится в цилиндрический ввод 5 перегретый водяной пар, который приобретает вращательное движение и, проходя в кольцевом пространстве между стенками цилиндрического ввода 5 и патрубка 6 с лопатками 8, эжектирует углеводородное сырье из окон 7, в результате чего происходит смешивание больших объемов перегретого водяного пара с углеводородным сырьем. Дальнейшее перемешивание углеводородного сырья с водяным паром происходит при прохождении паро-газовой смеси через арочные прорези 14 с тангенциально направленными осями в сторону изогнутости лопаток 8, выполненных в смесительном диске 11 и кольцевой диафрагме. При выходе из цилиндрического ввода 5 над катализаторным объемом вращающаяся паро-газовая смесь распределяется конусом 15 в периферийную часть реактора, а через арочные прорези 16 проходит паро-газовая смесь в центральную часть реактора, в результате чего обеспечивается смешение углеводородного смеси и перегретого водяного пара и равномерное распределение паро-газовой смеси по поперечному сечению слоя катализатора 3. Процесс дегидрирования углеводородов в стационарном слое катализатора протекает достаточно быстро эндотермически с понижением температуры с образованием контактного газа, который отводится снизу по патрубку 17 на охлаждение и выделение целевых продуктов (не показано). После кратковременного периода дегидрирования следует регенерация катализатора с автоматическим переключением от командного прибора, прекращением подачи в реактор углеводородного сырья, продувкой реактора водяным паром и подачей смеси воздуха и водяного пара для окислительной регенерации катализатора, после чего продувают реактор водяным паром для удаления из системы воздуха, после чего реактор опять подключается на дегидрирование и т. д. При регенерации катализатора в реактор подается воздух и перегретый водяной пар, которые также должны полностью смешиваться и равномерно распределяться по поперечному сечению стационарного слоя катализатора для его окислительной регенерации и восстановления первоначальной активности, что в значительной степени зависит от полноты смешивания воздуха с перегретым водяным паром и равномерного распределения паро-воздушной смеси по поперечному сечению стационарного слоя катализатора. Образование однородной смеси углеводородного сырья и перегретого водяного пара при дегидрировании и воздуха и перегретого водяного пара при регенерации, а также равномерное распределение смеси по поперечному сечению стационарного слоя зернистого катализатора играет существенную роль в получении высоких показателей работы реактора. Наиболее рациональным и целесообразным способом смешения паро-газовых потоков и равномерного их распределения по поперечному сечению слоя катализатора в объеме реактора, представляющем геометрическое тело вращения, является образование закрученных потоков газа и пара вокруг общей оси вращения, что физически сообразуется полностью с природой этих явлений.
Формула изобретения
Реактор для проведения каталитических процессов, включающий шаровой корпус с решеткой и слоем катализатора, устройство для ввода парогазовой смеси с вертикальным патрубком для ввода газа и горизонтальным для ввода водяного пара, смесительный перфорированный диск с диафрагмой, расположенные под патрубком ввода газа горизонтальный патрубок для ввода перегретого водяного пара, распределитель парогазовой смеси и патрубок для отвода контактного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы реактора за счет равномерного распределения катализатора, патрубок ввода газа выполнен с продольными окнами вдоль образующих с отогнутыми в одну сторону лопатками в форме спирали Архимеда и с заглушенным торцем, распределитель парогазовой смеси выполнен коническим с арочными прорезями выпуклостью наружу, а перфорации смесительного диска и диафрагмы выполнены в виде арочных прорезей выпуклостью вниз с тангенциально направленными осями в сторону лопаток патрубка ввода газа. 2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что патрубок ввода перегретого водяного пара подсоединен тангенциально к устройству для ввода парогазовой смеси.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000
Извещение опубликовано: 20.03.2000
