Реактор паровой и пароуглекислотной конверсии легких углеводородов для получения газа, содержащего водород и окись углерода


 


Владельцы патента RU 2452559:

Общество с ограниченной ответственностью "СинТоп" (RU)

Изобретение относится к газохимии, в частности к получению газа, содержащего водород и оксид углерода. Реактор включает корпус, разделенный на зону смешивания реакционных газов и зону реакции, заполненную катализатором, патрубок для ввода исходных продуктов, патрубок для отвода получаемого в результате конверсии газа, два нагревателя, размещенными вокруг корпуса в нижней и верхней его частях, перфорированную перегородку, разделяющую зоны смешивания и реакции, патрубок подачи воды и сообщенный с ним винтовой канал, примыкающий к внутренней поверхности корпуса в нижней его части. Реактор данной конструкции обеспечивает протекание реакции конверсии при оптимальных режимах и обеспечивает высокий выход конечных продуктов. 1 ил.

 

Изобретение относится к газохимии, в частности к получению газа, содержащего водород и оксид углерода.

Известен реактор для получения синтез-газа, содержащий перфорированную газораспределительную трубку со слоем катализатора в виде спеченных с трубкой газопроницаемых плоских и гофрированных лент (Патент РФ №2208475).

Недостатками известного устройства является невозможность замены катализатора, низкая эффективность процесса из-за отсутствия возможности регулирования и выдерживания температур в узком диапазоне заданных значений.

Известен реактор для проведения экзотермической газофазной реакции, включающий цилиндрический корпус с входными и выходным патрубками, систему перфорированных теплообменных и газораспределяющих трубок (Патент РФ №2031702).

К недостаткам реактора следует отнести низкую теплообменную эффективности вследствие малоразвитой теплообменной поверхности и высокого сопротивления прохождению газа через отверстия и зазоры в трубках. В результате эффективность процесса реакции падает из-за трудностей с поддержанием нужных температур.

Наиболее близким к изобретению техническим решением служит реактор для получения газа, содержащего водород и окись углерода, включающий разделенный на зону смешивания реакционных газов и заполненную катализатором зону реакции вертикально расположенный цилиндрический корпус с патрубком для ввода исходных продуктов, ведущих в зону смешивания и выводящим патрубком (Публикация заявки на изобретение РФ №94016360/26 от 27.04.1996).

Недостатком прототипа является низкая эффективность процесса реакции из-за недостаточно равномерного смешивания исходных газов и отсутствия возможности поддержания достаточно узкого диапазона заданных температур в разных зонах реактора.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, служит создание компактного реактора, обеспечивающего достижение технического результата, выражающегося в обеспечении заданных узких диапазонов температур в разных зонах реактора и повышении равномерности смешивания исходных газов.

Технический результат достигается тем, что реактор снабжен, по меньшей мере, двумя нагревателями, размещенными вокруг корпуса в нижней и верхней его частях, перфорированной перегородкой, разделяющей зоны смешивания газов и зону каталитической конверсии, а также патрубком подачи воды и соединенным с ним винтовым каналом, примыкающим к внутренней поверхности корпуса в нижней его части.

Указанные отличительные признаки существенны.

Нагрев реактора до нужной температуры осуществляется электронагревателями, расположенными на внешней поверхности кожуха реактора. Нагревателей должно быть не менее двух, так как температура в реакторе в зоне смешения и до нее не должна превышать 600-650°С. А температура в зоне катализатора должна быть 800-950°С. Поэтому нагреватель нижней части реактора греет ее до 600-650°С, а один или несколько нагревателей верхней части реактора должны нагревать его до температуры 800-950°С. При этом канал подачи воды и водяного пара, расположенный по винтовой спирали на внутренней поверхности корпуса реактора, обеспечивает равномерный нагрев подаваемой отдельно воды, которая, превращаясь в перегретый пар, также обеспечивает равномерность распределения нагрева и управляемый теплоперенос.

Реактор (см. фиг.1) состоит из корпуса 1, расположенного вертикально и разделенного перфорированной перегородкой 2 на зону смешивания реакционных газов 3 и зону реакции 4 со слоем катализатора 5. Реактор снабжен впускным патрубком 6 для подачи смеси углеводородного газа и углекислого газа и впускным патрубком 7 для подачи воды и выпускным патрубком 8 для отвода продуктов реакции. Вокруг корпуса 1 расположены нижний нагреватель 9 и в верхней части корпуса - нагреватель 10. Кроме того, входной патрубок 7 соединен с винтовым каналом 13, примыкающим к внутренней поверхности корпуса 1. Внутри корпуса расположен чехол 11 для термопары. В нижней части зоны смешения размещен конический распылитель 12.

Реактор работает следующим образом.

Смесь углеводородного газа и диоксида углерода подается через входной патрубок 6 и конический распылитель 12 в зону смешения 3. Направление подачи смеси в зону смешения - под углом к оси. Температура смеси углеводородного газа и диоксида углерода на входе в зону смешения не должна превышать 500°С, в противном случае начнется коксование.

Вода подается через патрубок 7 по винтовому каналу 13 в зону смешения 3. Проходя по винтовому каналу 13, вода выкипает, а образовавшийся перегретый пар нагревается до температуры порядка 650-750°С. Доведение температуры смеси углеводородных газов и диоксида углерода до нужной температуры 600-650°С осуществляется за счет тепловой энергии перегретого пара. Из зоны смешения 3 реакционный газ (смесь углеводородного газа, диоксида углерода и паров воды) подается через перфорированную перегородку 2 непосредственно в слой катализатора 5. Реакция конверсии (риформинга) протекает в зоне реакции 4.

Полученный в результате конверсии газ (смесь водорода и окиси углерода) отводится через выпускной патрубок 8.

Реактор данной конструкции обеспечивает протекание реакции конверсии при оптимальных режимах, что обеспечивает высокий выход конечных продуктов.

Реактор паровой и пароуглекислотной конверсии легких углеводородных газов для получения газа, содержащего водород и оксид углерода, включающий разделенный на зону смешивания реакционных газов и зону реакции, заполненную катализатором, вертикально расположенный цилиндрический корпус с патрубком для ввода исходных продуктов и выводящим патрубком для отвода получаемого в результате конверсии газа, отличающийся тем, что он снабжен, по меньшей мере, двумя нагревателями, размещенными вокруг корпуса в нижней и верхней его частях, перфорированной перегородкой, разделяющей зоны смешивания и реакции, а также патрубком подачи воды и сообщенным с ним винтовым каналом, примыкающим к внутренней поверхности корпуса в нижней его части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к аппаратам для обработки зернистого материала жидкостью под давлением. .

Изобретение относится к способу и устройству (10) для проведения каталитического крекинга в псевдоожиженном слое и включает инжектирование углеводородного сырья в реакторный стояк (20) в различных точках по радиусу стояка, по меньшей мере, два распределителя (12), установленные в различном радиальном положении; при этом каждый из указанных, по меньшей мере, двух распределителей имеет, по меньшей мере, одно отверстие (14); по меньшей мере, одно отверстие в каждом из, по меньшей мере, двух распределителей имеет различное радиальное расположение в реакторном стояке; и, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, двух распределителей расположено в указанном реакторном стояке в различном радиальном положении, и, по меньшей мере, одно отверстие, по меньшей мере, одного из указанных, по меньшей мере, двух распределителей отделено от окружной стенки расстоянием, равным, по меньшей мере, 10% от указанного диаметра и отсчитываемым от самого близко расположенного участка стенки.

Изобретение относится к реактору с псевдоожиженным слоем для переработки реакционно-способного материала, который может включать неорганические вещества, а также углеродистые вещества, такие как черный щелок и биомасса, для переработки и/или возвращения материалов на повторную переработку и извлечения энергии.

Изобретение относится к реакторам каталитического крекинга. .

Изобретение относится к способу непрерывного и надежного связывания газа. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу фторирования, в котором осуществляют контактирование потока фторируемого органического соединения с потоком элементного фтора с образованием HF или другого водородсодержащего соединения в качестве побочного продукта, где потоки исходных реагентов попадают в реакционную зону реактора фторирования, которая заполнена стехиометрическим избытком фторид-адсорбирующей композиции по отношению к мольным количествам фторируемого органического соединения и элементного фтора.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в бортовых генераторах для получения синтез-газа. .

Изобретение относится к способу получения алкилбензина путем алкилирования изобутана олефинами в каталитическом реакторе при повышенной температуре и давлении, в котором изобутан подают в верхнюю секцию реактора и последовательно пропускают через все секции с катализатором, а олефинсодержащее сырье распределяют на несколько потоков, число которых равно числу секций катализатора, и подают одновременно в секции с катализатором параллельными потоками для проведения реакции алкилирования, углеводородный поток, содержащий непрореагировавший изобутан и продукты реакции, разделяют на два потока: паровой, полученный путем испарения изобутана, который затем конденсируют и направляют на рецикл, и жидкостной, представляющий собой продукты реакции, который выводят из реакционной системы или частично направляют на рецикл.

Изобретение относится к синтезу летучих фторидов элементов IV-VIII групп Периодической системы, являющихся сырьем для получения нанодисперсных материалов. .

Изобретение относится к реактору с несколькими слоями катализатора, соединенными друг с другом и с отводящим устройством, предназначенным для извлечения продукта между парой соседних слоев катализатора.

Изобретение относится к способу получения метанола из природного газа, включающему нагрев исходного природного газа, получение из подготовленной воды перегретого пара и смешение его с исходным природным газом, одностадийную конверсию парогазовой смеси в печи риформинга в конвертированный газ, охлаждение конвертированного газа и одностадийное каталитическое превращение конвертированного газа в метанол в реакторе синтеза, причем тепло дымовых газов печи риформинга используют для нагрева исходного природного газа и подготовленной воды, перегрева водяного пара и парогазовой смеси, а также нагрева конвертированного газа перед входом в реактор синтеза

Изобретение относится к многореакторной системе и способу для производства продукта, получаемого по ограничиваемой равновесием реакции

Изобретение относится к аппарату и способу для жидкофазной полимеризации одного или более -олефинов в присутствии катализатора полимеризации и может быть использовано для получения гомополимеров и сополимеров олефинов, таких как (со) полимеры этилена и пропилена

Изобретение относится к массообмену и может быть использовано в массообменной аппаратуре при проведении различных химических, технологических, фармацевтических и других процессов

Изобретение относится к реактору для проведения реакции между двумя текучими исходными веществами в катализаторном слое с предварительным смешиванием текучих исходных веществ и может использоваться в химической промышленности

Изобретение относится к реакторам каталитического риформинга углеводородов водяным паром при повышенном давлении и касается первичного риформера с ведущими к горелкам вторичными впускными каналами

Изобретение относится к области тепломассообменных процессов для получения сыпучих продуктов из таких жидких исходных материалов, как растворы и суспензии в вихревом псевдоожиженном слое

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения композиции ароматической дикарбоновой кислоты, включающему (а) проведение окисления многофазной реакционной среды в реакторе первичного окисления с получением в результате первой суспензии; (b) проведение дополнительного окисления, по меньшей мере, части указанной первой суспензии в реакторе вторичного окисления, где указанный реактор вторичного окисления представляет собой реактор по типу барботажной колонны, причем способ дополнительно включает введение ароматического соединения в указанный реактор первичного окисления, где, по меньшей мере, приблизительно 80% мас

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения композиции ароматической дикарбоновой кислоты, включающему (а) проведение окисления многофазной реакционной среды в реакторе первичного окисления с получением в результате первой суспензии; (b) проведение дополнительного окисления, по меньшей мере, части указанной первой суспензии в реакторе вторичного окисления, где указанный реактор вторичного окисления представляет собой реактор по типу барботажной колонны, причем способ дополнительно включает введение ароматического соединения в указанный реактор первичного окисления, где, по меньшей мере, приблизительно 80% мас
Наверх