Каталитический реактор

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к реакторам для проведения каталитических процессов таких, как каталитический ри-форминг, дегидрирование парафинов, и позволяет повысить эффективность работы реактора за счет равномерного распределения газосырьевой смеси в слое катализатора. Каталитический реактор содержит вертикальный корпус с днищёми, штуцерами ввода газосырьевой смеси и вывода продуктов реакции, загрузочные и разгрузочные трубы, кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими обечайками. Новым в реакторе является установка сплошной цилиндрической перегородки, расположенной соосно с корпусом и соединенной с верхним концом наружной цилиндрической обечайки. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.ЁИзобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к конструкции реакторов для проведения ка-' талитических процессов, таких как каталитический риформинг, дегидрирование парафинов и т.д.Известен реактор со стационарным слоем катализатора для проведения каталитических процессов, содержащий' вертикальный корпус с днищами, штуцерами ввода газосыръевой смеси (ГСС) и вывода продуктов реакции (ПР), кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, 'образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими обечайками.Недостатками конструкции этого реактора являются неравномерное распределение ГСС в слое катализатора, а такженевозможность работы в режиме с движущимся слоем катализатора.Известна конструкция каталитического реактора с движущимся слоем катализатора (фиг.1), которая содержит вертикальный корпус с днищами, штуцерами ввода ГСС и вывода ПР, загрузочные и разгрузочные трубы, кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими обечайками.Однако известная конструкция не обеспечивает равномерное распределение ГСС в слое катализатора. Это объясняется тем, что струя ГСС, обходя грань А(фиг.2), благодаря силам инерции частиц газа, поступающим из участка Т в участок 2 сжимается, а затем расширяется. В результате инерционного отрыва струи ГСС от перфорированной обе-^О 00!>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 J 8/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794459/26 (22) 22.02.90 (46) 07.02.92. 6юл. М5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) И.И.Мухин, С.П.Николаев,,И,С,Феофанов и С,М,Мельников (53) 66.023 (088.8) (56) Патент Франции N3909208,,кл. В 01 J

9/04, 1975.

Патент Франции N. 44227777444444, кл. В 01 J, 8/00, 1981. (54) КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР (57) Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к реакторам для проведения каталитических процессов таких, как каталитический риИзобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности.к конструкции реакторов для проведения ка- талитических процессов, таких как каталитический риформинг, дегидрирование парафинов и т.д.

Известен реактор со стационарным слоем катализатора для проведения каталитических и роцессов, содержащий вертикальный корпус с днищами, штуцера-. ми ввода газосырьевой смеси (ГСС) и вывода продуктов реакции (ПР), кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими обечайками;

Недостатками конструкции этого реактора являются неравномерное распределение ГСС в слое катализатора, а также

„„ Ы„„1710118 А1 форминг, дегидрирование парафинов, и позволяет повысить эффективность работы реактора за счет равномерного распределения газосырьевой смеси в слое катализатора. Каталитический реактор содержит вертикальный корпус с днищами, штуцерами ввода газосырьевой смеси и вывода продуктов реакции, загрузочные и разгрузочные трубы, кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими обечайками. Новым в ре.акторе является установка сплошной цилин. дрической перегородки, расположенной соосно с корпусом и соединенной с верхним концом наружной цилиндрической обечайки. 1 з,п.ф-лы, 4 ил. невозможность работы в режиме с движущимся слоем катализатора.

Известна конструкция каталитического реактора с движущимся слоем катализатора. (фиг.1), которая содержит вертикальный корпус с днищами, штуцерами ввода ГСС и СЪ вывода ПР, загрузочные и разгрузочные трубы, кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенка-! 0р ми, образованными наружными и внутренними коническими и цилиндрическими ( обечайками.

Однако известная конструкция не обеспечивает равномерное распределение ГСС в слое катализатора. Это объясняется тем, что струя ГСС, обходя грань А (фиг,2), благодаря силам инерции частиц газа, поступающим

- из участка 1 в участок 2 сжимается, а затем расширяется. В результате инерционного отрыва струи ГСС от перфорированной обе1710118 чайки 3 образуется циркуляционная область

Б, заполненная множеством вихрей. Эта область характеризуется пониженным давлением газа, что вызывает подсос в нее через перфорирующие отверстия каналов из слоя катализатора реакционной смеси. В результате в части слоя катализатора В (фиг.2) упорядоченная и равномерная фильтрация ГСС оказывается нарушена. Это приводит к уменьшению на эту часть общего объема слоя катализатора, в котором равномерная фильтрация реакционной смеси в радиальном направлении остается неизменной. В результате полезный объем слоя катализатора уменьшается, что подтверждается результатами обследования работы промышленных реакторов, а это снижает эффективность их работы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы реактора за счет равномерного распределения газосырьевой смеси в слое катализатора.

Каталитический реактор, содержащий вертикальный корпус с днищами, штуцерами ввода ГСС и вывода ПР, загрузочные и разгрузочныее трубы, кольцевую катализаторную камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и внутренними цилиндрическими и коническими обечайками, снабжен сплошной цилиндрической перегородкой, расположенной соосно с корпусом и соединенной с верхним концом наружной цилиндрической обечайки. При этом высота h. сплошной цилиндрической перегородки составляет(1,5 — 4).(D — (j), где D и б — диаметры вертикального корпуса и сплошной цилиндрической nepего родки соответственно.

Анализ показывает, что предлагаемое решение обеспечивает возможность повышения эффективности работы реактора.

На фиг.3 представлен реактор, общий вид, и схема его работы; на фиг,4 — узел I на фиг.3.

Каталитический реактор состоит из цилиндрического корпуса 1, верхнего 2 и нижнего 3 днищ, штуцера 4 ввода ГСС и штуцера 5 вывода ПР, загрузочных 6 и разгрузочных 7 труб, кольцевой катализаторной камеры 8 со сплошными и перфорированными стенками, образованными обечайками; коническими — наружной

9 и внутренней 10, цилиндрическими — наружной 11 и внутренней 12, сплошной цилиндрической перегородки 13.

Предусматривается эксплуатация реактора в,трех режимах: со стационарным слоем катализатора (движение, катализатора в катализаторной камере отсутСтвует), с движущимся слоем (в этом случае происходит постоянная замена закоксованного катализатора, выводимого из нижней части реактора, свежим, поступающим в реактор сверху), полунепрерывный режим работы

5 (сочетание первого и второго режимов работы, в этом случае замена отработанного катализатора свежим начинается по достижении на нем заданного содержания кокса), 10 Реактор работает следующим образом. !

ГСС поступает в реактор. через штуцер

4. Далее через перфорированные стенки наружных. конической 9 и цилиндрической 11

15 обечаек газовый поток в радиальном направлении поступает в катализаторную камеру 8, откуда ПР через внутреннюю перфорированную обечайку 12 и затем штуцер 5 выводятся наружу из реактора. Обра20 зование . циркуляционной области разрежения Б за счет инерционного отрыва струи, начиная от верхнего края (точка А, фиг.4) цилиндрической перегородки 13, происходит только в кольцевом канале между

25 этой перегородкой 13 и корпусом 1, Это исключает подсос в область Б реакционной смеси из слоя катализатора, что позволяет сохранить равномерную и упорядоченную фильтрацию ГСС во всем объеме катализа30 тора и соответственно увеличить его полезный объем. Ввод свежего катализатора в катализаторную камеру с целью замены им отработанного, с последующим направлением последнего на регенерацию, произво35 дится с помощью загрузочных труб 6. Вывод отработанного катализатора из катализаторной камеры производится через разгрузочные трубы 7. На всем своем пути, начиная с загрузочных труб 6 в кольцевой

40 катализаторной камере 8 и кончая разгрузочными трубами 7, нисходящее движение катализатора происходит под действием силы тяжести в режиме плотного слоя, Высота

Ь перегородки 13, составляющая (1,5 — 4),(0

45 — d), т.е. 1,5 — 4 — гидравлических диаметров кольцевого канала, образованного между вертикальным корпусом 1 и сплошной вер- тикальной перегородкой 13, выбрана исходя из общих закономерностей течения газов

50 и жидкостей через насадки с учетом необхо- димости минимального Гидравлического сопротивления кольцевого канала.

Использование предлагаемой конструкции по сравнению с известными позволяет

55 повысить эффективность работы реактора путем равномерного распределения газосырьевой смеси в слое катализатора.

Формула изобретения

1, Каталитический реактор, содержащий вертикальный корпус с днищами, шту1710118 Риг, (50

55 Рих. 2 цер ввода газосырьевой смеси и вывода продуктов реакции, загрузочные и разгрузочные трубы, кольцевую катализаторную. камеру со сплошными и перфорированными стенками, образованными наружными и 5 внутренними коническими цилиндрическими обечайками, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эффективности работы реактора за счет равномерного распределения газосырьевой смеси по всему 10 объему катализаторной камеры, реактор

Явсь;а| ай, C ZCb |ГС)

< гмии котатьавоа (c |

&4ФМЬ 1/

h ката,тамар Р фо3укть! р уикцци

//Р/ снабжен цилиндрической перегородкой, расположенной соосно с корпусом и соединенной с верхним концом наружной цилиндрической обечайки.

2. Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что высота сплошной цилиндрической перегородки составляет (1,5 — 4).(0 — б), где

О и d — диаметры вертикального корпуса и сплошной цилиндрической перегородки соответственно.

1710118

442. 3

Составитель И.Мухин

Редактор Н.Бобкова Техред М.Моргентал, Корректор В. Гирняк

Заказ 289 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101