Реактор радиальный для проведения каталитических процессов

Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических процессов в стационарном слое катализатора и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Радиальный реактор содержит центральную перфорированную трубу, перфорированные желоба, расположенные на боковой поверхности корпуса, один конец которых закрыт, а другой сообщен с коллектором посредством тарированных расходных шайб и трубных перетоков с термокомпенсаторами. Коллектор выполнен в виде цилиндрической или конической емкости, верхний конец которой заглушен и снабжен опорным столом, а нижний герметично соединен со штуцером для вывода продуктов реакций. Равномерно по окружности коллектора выполнены отверстия для подключения трубных перетоков. Внутри коллектора установлен фильтр, выполненный в виде щелевого стакана, поверхность которого выполнена из стержней треугольного сечения, основание которого обращено к потоку продуктов реакций. Величина щелевого зазора составляет 30-80% от минимального размера катализатора. Обеспечивается снижение капитальных и эксплуатационных затрат, повышение удельной производительности катализатора и снижение его расхода. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических процессов в стационарном слое катализатора и может быть использовано в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а именно в конструкциях реакторов, снаряженных катализаторами и реализующих в заводских технологиях, преимущественно, процессы каталитического риформинга.

Известен реактор для проведения каталитических процессов, включающий цилиндрический корпус, внутри которого установлена центральная перфорированная труба, заглушенная с одного конца и соединенная другим концом со штуцером для ввода сырья, перфорированные желоба, один конец которых заглушен, а другой замкнут в газовый коллектор, а также штуцеры для выгрузки катализатора и вывода продуктов реакций (патент Российской Федерации № 2102131, 6 В01J 8/02, 1998 г.).

Недостатком конструкции данного реактора является сложность изготовления газового коллектора и высокие капитальные и эксплуатационные затраты, обусловленные трудностью загрузки катализатора.

Известен также принятый за прототип реактор для проведения каталитических процессов, включающий цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлена ЦПТ, заглушенная с одного конца и соединенная другим концом со штуцером для ввода сырья, перфорированные желоба, расположенные на боковой поверхности корпуса, верхние концы которых заглушены, а нижние снабжены тарированными расходными шайбами и соединены с коллектором, который в свою очередь соединен со штуцером для вывода продуктов реакции, а также штуцеры для загрузки и выгрузки катализатора (патент Российской Федерации № 2124937, 6 В01J 8/02, 2003 г.).

Конструктивные решения прототипа обеспечивают улучшение условий протекания целевых реакций, но, как и в вышеуказанном аналоге (патент № 2102131), капитальные и эксплуатационные затраты, направленные на выполнение основного технологического процесса по переработке сырья, довольно велики, что связано с трудностью изготовления коллектора тороидальной формы.

Кроме того, в случае прогорания желобов из-за высоких температур в реакторе, возникающих при нарушении режимов регенерации, катализатор попадает в желоба и далее через штуцер для вывода продукта удаляется из реактора, что приводит к повышенному расходу дорогостоящего катализатора, повреждению и выводу из строя оборудования, стоящего дальше по потоку продуктов реакций.

Задачей изобретения является устранение недостатков известных аналога и прототипа, а именно снижение капитальных и эксплуатационных затрат, а также повышение удельной производительности катализатора и снижение его расхода.

Поставленная задача решается тем, что в реакторе радиальном для проведения каталитических процессов, содержащем цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлена центральная перфорированная труба, заглушенная с одного конца и соединенная другим со штуцером для ввода сырья, перфорированные желоба, расположенные и закрепленные на боковой поверхности корпуса, один конец которых закрыт, а другой снабжен тарированной расходной шайбой и сообщен с коллектором, а также штуцеры для загрузки и выгрузки катализатора, и вывода продуктов реакций, коллектор выполнен в виде цилиндрической или конической емкости, верхний конец которой заглушен и снабжен опорным столом, а нижний конец герметично соединен со штуцером для вывода продуктов реакций, при этом равномерно по окружности коллектора выполнены отверстия для подключения совмещенных с тарированными расходными шайбами и термокомпенсаторами трубных перетоков, выполненных в виде труб, неподвижно соединенных одними концами с перфорированными желобами, другие концы которых вставлены в отверстия коллектора и снабжены узлами герметизации, при этом внутри коллектора установлен фильтр, выполненный в виде щелевого стакана, поверхность которого выполнена из стержней треугольного сечения, основание которого обращено к потоку продуктов реакций, а величина щелевого зазора составляет 30÷80% от минимального размера катализатора, штуцер выгрузки катализатора пропущен через опорный стол коллектора, а пространство под опорным столом коллектора и полость штуцера для выгрузки катализатора заполнены инертным наполнителем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид реактора, на фиг.2 - выносной элемент А на фиг.1, на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2.

Реактор радиальный включает цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 днищами, на которых выполнены штуцер 4 для загрузки катализатора 5, штуцер 6 для ввода сырья, штуцер 7 для выгрузки катализатора 5 и штуцер 8 для вывода продуктов реакций. В корпусе 1 установлены внутренние устройства: центральная перфорированная труба (ЦПТ) 9, расположенная коаксиально с корпусом, перфорированные желоба 10, закрепленные на его боковой поверхности, и коллектор 11 с опорным столом 12. ЦПТ 9 имеет верхний открытый конец 13, через который в реактор поступает сырье, и нижний заглушенный конец 14, которым она устанавливается и крепится на опорном столе 12 коллектора 11. Перфорированные желоба 10 закреплены на боковой поверхности корпуса 1 при помощи разжимных колец 15. Верхние концы желобов 10 заглушены, а нижние при помощи трубных перетоков 16 соединены с коллектором 11. Для этого равномерно по периметру коллектора 11 выполнены отверстия 17. Коллектор 11 установлен на днище 3 и соединен со штуцером 8 для вывода продуктов реакций, проступающих из желобов 10. Для исключения попадания катализатора 5 в продукты реакций (в случае прогорания желобов 10) внутри коллектора 11 установлен фильтр 18, выполненный в виде щелевого стакана. Поверхность щелевого стакана выполнена из стержней 19 треугольного сечения, основание 20 которого обращено к потоку продуктов реакций, а величина щелевого зазора составляет 30...80% от минимального размера катализатора 5. Конструкция трубных перетоков 16 совмещает в себе три элемента: канал - проводник продуктов реакций из желобов 10 в коллектор 11, расходную тарированную шайбу, устанавливаемую в аналогах для поддержания заданного перепада давления, и термокомпенсатор. При этом роль расходной тарированной шайбы играет внутренний диаметр трубы, из которой изготовлены трубные перетоки 16, а роль термокомпенсатора выполняет свободно вставленный в отверстие 17 конец трубы. Монтируются трубные перетоки 16 следующим образом. В отверстия 17 коллектора 11 вставляются свободные концы 21 трубных перетоков 16 и трубные перетоки сдвигаются к центру коллектора 11, затем последовательно каждый трубный переток 16 выдвигается наружу и при помощи фланца стыкуется с нижним концом своего желоба 10. Стыки 22 и соединения 23 трубных перетоков 16 с желобами 10 и коллектором 11 выполнены герметичными. Штуцер 7 для выгрузки катализатора 5 верхним концом выведен над опорным столом 12 коллектора 11. Полость 24 корпуса 1, расположенная под опорным столом 12 коллектора 11, и канал 25 штуцера 7 заполнены инертным наполнителем.

Подготовка реактора к работе.

После заполнения полости 24 и канала 25 инертным наполнителем осуществляется окончательная сборка реактора и через штуцер 4 производится его загрузка катализатором 5. Для загрузки катализатора может быть использован штуцер 6, но в этом случае ЦПТ 9 должна иметь съемный патрубок, позволяющий освободить штуцер 6 для выполнения этой операции. Загруженный реактор закрывается.

Работа реактора.

Сырье внутрь реактора подается через верхний открытый конец 13 ЦПТ 9, выходящий в штуцер 6 для ввода сырья. Затем сырье проходит в ЦПТ 9 и через перфорацию входит в слой катализатора 5, где происходят реакции риформирования. Продукты реакций через перфорацию входят в желоба 10 и далее по трубным перетокам 16 поступают в коллектор 11, проходят через фильтр 18 в штуцер 7 и выводятся из реактора. В случае работы реактора в нерасчетном режиме и прогорании желобов 10 катализатор 5, попавший в желоба 10, осаждается на фильтре 18. Выгрузку катализатора 5 при регламентных и ремонтных работах производят после охлаждения реактора через штуцер 7.

Изготовление реактора в соответствии с предложением позволяет снизить капитальные затраты, снизить затраты на техническое обслуживание и ремонт, упростить реконструкцию, повысить надежность его работы и исключить вывод из строя оборудования, установленного далее за ним по технологической цепочке.

В настоящее время научно-производственной фирмой «Рифинг» разработана техническая документация предложенного реактора. Проводятся подготовительные работы по его внедрению на одном из нефтеперерабатывающих заводов Российской Федерации.

Реактор радиальный для проведения каталитических процессов, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлена центральная перфорированная труба, заглушенная с одного конца и соединенная другим со штуцером для ввода сырья, перфорированные желоба, расположенные и закрепленные на боковой поверхности корпуса, один конец которых закрыт, а другой сообщен с коллектором посредством тарированных расходных шайб и трубных перетоков с термокомпенсаторами, а также штуцеры для загрузки и выгрузки катализатора и вывода продуктов реакций, отличающийся тем, что коллектор выполнен в виде цилиндрической или конической емкости, верхний конец которой заглушен и снабжен опорным столом, а нижний герметично соединен со штуцером для вывода продуктов реакций, при этом равномерно по окружности коллектора выполнены отверстия для подключения совмещенных с тарированными расходными шайбами и термокомпенсаторами трубных перетоков, выполненных в виде труб, одни концы которых неподвижно соединены с перфорированными желобами, а другие вставлены в отверстия коллектора и снабжены узлом герметизации, при этом внутри коллектора установлен фильтр, выполненный в виде щелевого стакана, поверхность которого выполнена из стержней треугольного сечения, основание которого обращено к потоку продуктов реакций, а величина щелевого зазора составляет 30÷80% от минимального размера катализатора, штуцер выгрузки катализатора пропущен через опорный стол коллектора, а пространство под опорным столом коллектора и полость штуцера для выгрузки катализатора заполнены инертным наполнителем.