Универсальный револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе свч излучения



Универсальный револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе свч излучения
Универсальный револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе свч излучения
Универсальный револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе свч излучения

 

B01J19/00 - Химические, физические или физико-химические способы общего назначения (физическая обработка волокон, нитей, пряжи, тканей, пера или волокнистых изделий, изготовленных из этих материалов, отнесена к соответствующим рубрикам для такого вида обработки, например D06M 10/00); устройства для их проведения (насадки, прокладки или решетки, специально предназначенные для биологической обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод C02F 3/10; разбрызгивающие планки или решетки, специально предназначенные для оросительных холодильников F28F 25/08)

Владельцы патента RU 2500466:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к нагреву с помощью СВЧ излучения углеводородного сырья для проведения эндотермических каталитических реакций и/или к поглощению поверхностью твердого тела (в данном случае катализатора) углеводородных газов и последующей их десорбции при воздействии на насыщенный адсорбент СВЧ излучения.

Универсальный револьверный реактор-адсорбер для углеводородов состоит из батареи металлических сосудов, расположенных вокруг центральной оси, источник СВЧ энергии - магнетрон закреплен сбоку каждого сосуда, к каждому сосуду присоединены штуцеры для подачи сырья и вывода продуктов в нижней и верхней части корпуса, соответственно; сосуды соединены между собой системой трубопроводов с клапанами для работы в разных режимах.

Изобретение позволяет повысить производительность, надежность, универсальность, многорежимность применения и качество получаемых продуктов. 3 ил.

 

Изобретение относится к нагреву с помощью СВЧ излучения углеводородного сырья для проведения эндотермических каталитических реакций и/или к поглощению поверхностью твердого тела (в данном случае катализатора) углеводородных газов и последующей их десорбции при воздействии на насыщенный адсорбент СВЧ излучения.

Известен реактор, например, для дегидрирования бутилена - вертикальный цилиндрический сосуд без внешнего обогрева с неподвижным катализатором [Тюряев И.Я. Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования. - Киев: Наукова Думка, 1973, с.244]. Необходимое для процесса тепло подводится за счет разбавления исходного бутилена большим количеством перегретого водяного пара. Следовательно, реактор адиабатический и по гидродинамическим условиям близок к аппарату идеального вытеснения. Катализатор может быть размещен одним или несколькими слоями; в последнем случае часть пара подается между этими слоями.

Основным недостатком такого типа реакторов является то, что используется лишь незначительная часть тепловой энергии, вводимой в реактор с перегретым паром. Температура пара на входе в реактор 700-750°C, температура пара и контактного газа на выходе из реактора 600-650°C; таким образом, тепловой КПД реактора составляет ≈10%. Требуется большое количество пара, что увеличивает потребление водных ресурсов. Это вызывает необходимость их очистки и дальнейшее рациональное использование.

Известен также адсорбер полунепрерывного действия с неподвижным слоем сорбента, включающий корпус со смонтированными опорной решеткой, поддерживающей слой сорбента, и барботером; аппарат сверху закрыт крышкой, а снизу заканчивается диффузором [Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г.А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии].

Однако недостатками устройства являются: инерционный подвод тепла, применяемая десорбция водяным паром не пригодна для случаев, когда необходимо разделение адсорбированных соединений по веществам, кроме того, переработка сконденсированной воды с растворенным в ней веществом бывает сложной и ставит новые проблемы ее очистки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению (прототипом) является каталитический реактор для эндотермических каталитических гетерофазных реакций, представляющий собой вертикальный цилиндрический теплоизолированный металлический сосуд, содержащий катализатор и источник энергии, в котором подвод энергии осуществляется посредством сверхвысокочастотного электромагнитного излучения, при этом верхняя крышка реактора играет роль излучающей антенны, а корпус реактора - резонатора электромагнитных колебаний, мощность источника электромагнитного излучения, длина волны, а также масса катализатора выбираются таким образом, что вся энергия сверхвысокочастотного электромагнитного излучения поглощается катализатором и сырьем, трансформируясь в тепловую энергию, необходимую для проведения химической реакции [Патент Российской Федерации №2116826].

Недостатками устройства-прототипа являются: специализация данного устройства только на определенных процессах - эндотермических каталитических гетерофазных реакциях; зависимость увеличения производительности от конструктивных особенностей реактора, что требует, в случае необходимости, материальных затрат на его перестройку.

Изобретение решает задачи проведения эндотермических каталитических реакций, поглощения газообразных углеводородов в реакторе-адсорбере, регенерации сорбента с помощью СВЧ излучения, а также разделения веществ, в случае подачи смеси газов, упрощения установки и эксплуатации реакторов-адсорберов при их размещении на химических производствах.

Сущность изобретения заключается в том, что в револьверном реакторе-адсорбере для углеводородов с теплоподводом на основе СВЧ излучения, включающем катализатор и источник СВЧ энергии, при этом корпус реактора выполняет роль резонатора электромагнитных колебаний, а реактор-адсорбер состоит из батареи металлических сосудов, расположенных вокруг центральной оси, источник СВЧ энергии - магнетрон закреплен сбоку каждого сосуда, к каждому сосуду присоединены штуцеры для подачи сырья и вывода продуктов в нижней и верхней части корпуса, соответственно; сосуды соединены между собой системой трубопроводов с клапанами для работы в разных режимах.

На фиг. 1 представлен вид реактора-адсорбера сверху, на фиг. 2 - вид реактора-адсорбера сбоку, на фиг. 3 - технологическая схема.

Револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе СВЧ излучения состоит из нескольких цилиндрических сосудов 1, расположенных вокруг центральной оси как патроны в барабане револьвера (фиг. 1-3). Каждый сосуд представляет собой цилиндрический металлический корпус 1, внутри которого размещается катализатор. Магнетрон 2, расположенный сбоку сосудов, генерирует СВЧ излучение, воздействуя на катализатор и нагревая его до нужной температуры (фиг. 1-2). К каждому сосуду через штуцеры 3 подводится углеводородное сырье, а через штуцеры 4 выводятся продукты или полуфабрикаты для дальнейшей переработки (фиг. 1-2). Система трубопроводов вертикального револьверного реактора-адсорбера содержит клапаны 5, 6 для регулирования подачи сырья и 7, 8 вывод полученных продуктов или полуфабрикатов (фиг. 3).

Револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе СВЧ излучения работает следующим образом. В случае закрытых клапанов 6 через открытые клапаны 5 в сосуды подается углеводородное сырье для осуществления реакции (адсорбции или десорбции) и выводится через клапаны 8 при закрытых 7. Причем проводимые реакции и вещества в сосудах могут при необходимости отличаться, что позволяет одновременно получать несколько продуктов или полуфабрикатов. Если процессы в сосудах будут идентичны, то это позволяет увеличить производительность системы в несколько раз, в зависимости от количества сосудов, по сравнению с единичным реактором. А также варьировать производительность включением или отключением отдельных сосудов в работу. В случае закрытых клапанов 5 и открытых 6, 7 осуществляется ступенчатая переработка веществ последовательно от сосуда к сосуду.

Поперечное воздействие на слой катализатора оказывается более эффективным, так как обеспечивает равномерный прогрев всего вещества, по сравнению с методом нагрева в прототипе.

Расположение сосудов по окружности позволяет упростить процедуры осмотра состояния конструкций, профилактического обслуживания, ремонта, так как все элементы реактора-адсорбера находятся на небольшой площади. Не нужно перемещать и монтажное оборудование, можно расположить в центре окружности специальные устройства для подъема, опускания и горизонтального перемещения элементов конструкции.

При такой же производительности, как и у прототипа, револьверный реактор-адсорбер надежнее в работе, потому что даже прекращение реакции (адсорбции или десорбции) в нескольких сосудах не приводит к прекращению процесса в целом (в других сосудах работа будет продолжаться). Кроме того, наличие нескольких сосудов позволяет реализовывать различные режимы: можно подключать сосуды в работу параллельно, через определенные интервалы времени, оставить некоторые сосуды в резерве.

Таким образом, конструкция предлагаемого револьверного реактора-адсорбера позволяет по сравнению с прототипом:

1) гибко менять производительность установки за счет совместной работы нескольких реакторов-адсорберов;

2) расширить спектр применения оборудования, проводя не только химические реакции, но также многоступенчатую переработку веществ, адсорбцию и десорбцию;

3) упростить установку, обслуживание и демонтаж;

4) даже при отказе одного из сосудов обеспечить непрерывную работу всей системы отключением этого сосуда и выводом его в ремонт.

Общее число сосудов может быть разным в зависимости от производительности установки.

Ключевые параметры конструкции реактора-адсорбера (фиг. 1-2)

V=L·π·d2/4, S=π·D2/4,

где V - объем, занимаемый сосудом;

S - площадь, на которой располагается универсальный револьверный реактор-адсорбер;

D - диаметр окружности, внутри которой размещен револьверный реактор-адсорбер;

d - внешний диаметр сосуда;

L - высота сосуда.

Таким образом, конструкция револьверного реактора-адсорбера для углеводородов обеспечивает простоту обслуживания и монтажа-демонтажа, компактность конструкции, высокую производительность, более разнообразное применение, многорежимность работы и высокое качество получаемых продуктов.

Револьверный реактор-адсорбер для углеводородов с теплоподводом на основе СВЧ излучения, характеризующийся тем, что включает катализатор и источник СВЧ энергии, при этом корпус реактора выполняет роль резонатора электромагнитных колебаний, а реактор-адсорбер состоит из батареи металлических сосудов, расположенных вокруг центральной оси, источник СВЧ энергии - магнетрон закреплен сбоку каждого сосуда, к каждому сосуду присоединены штуцеры для подачи сырья и вывода продуктов в нижней и верхней части корпуса, соответственно; сосуды соединены между собой системой трубопроводов с клапанами для работы в разных режимах.



 

Похожие патенты:
Предложен трубчатый реактор для проведения реакций полимеризации, в котором расчетное давление PR составляет 40-65 бар (изб.), и по меньшей мере часть такого реактора имеет вертикальную ориентацию, причем по меньшей мере участок этой вертикальной части окружен концентрической рубашкой, в которой протекает охлаждающая текучая среда, а расчетное давление рубашки реактора PJ ниже значения 0,0018РR 2,25 бар (изб.).
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно способу получения биологически активного продукта из побочного сырья пантовых оленей. .

Изобретение относится к технике физико-химических процессов, включая проведение реакций, приготовление растворов, эмульсий, может быть использовано в качестве стенда в научно-исследовательских работах и в промышленных технологиях.

Изобретение относится к устройствам для создания колебаний в жидкой проточной среде и может быть использовано для проведения различных физико-химических, гидромеханических и тепломассообменных процессов в системах «жидкость-жидкость» и «твердое-жидкость».

Изобретение относится к технологии получения волокнистых углеродных материалов методом пиролиза ароматических и неароматических углеводородов. .

Изобретение относится к способу частичного окисления углеводородов в реакторе, в соответствии с которым в него подают поток, содержащий углеводород, и поток, содержащий кислород.

Изобретение относится к способу омыления сложных эфиров и к способу утилизации натриевых солей в производстве капролактама, а также к установкам для их осуществления.

Изобретение относится к области биохимии. .

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к плазмохимическим реакторам, и может быть использовано при получении тонкодисперсных материалов.

Изобретение относится к способу проведения каталитических экзотермических газофазных реакций и реактору для его осуществления. .

Изобретение относится к микрожидкостному устройству, которое может быть использовано для проведения химических, биохимических или физических процессов. Микрожидкостное устройство содержит множество камер и путь прохождения, соединяющий множество камер, выполненных с возможностью размещения, по меньшей мере, одной магнитной частицы, проходящей одну за другой множество камер. Камеры разделены, по меньшей мере, одной структурой, подобной клапану, выполненной с возможностью разрешения прохождения, по меньшей мере, одной магнитной частицы из одной из множества камер в другую из множества камер. Камера также содержит, по меньшей мере, одну замедляющую структуру, выполненную с возможностью замедления перемещения, по меньшей мере, одной магнитной частицы вдоль пути прохождения посредством остановки и возобновления перемещения управляемым способом, по меньшей мере, одной магнитной частицы. Причем остановка и возобновление перемещения частицы выполняются посредством изменения магнитного поля. Замедляющая структура содержит геометрическую структуру и выполнена с возможностью перемещения, по меньшей мере, одной магнитной частицы относительно геометрической структуры, прикладывая магнитное поле. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к реактору для получения поликристаллического кремния с использованием моносиланового метода. Реактор (10) содержит днище (2), в котором имеется множество форсунок (4), через которые в реактор поступает кремнийсодержащий газ, множество также установленных на днище (2) реактора стержней (6), находящихся на расстоянии от форсунок (4), и выпускное отверстие (8) для газа, предназначенное для подачи отработанного моносилана для обогащения и/или переработки, причем выпускное отверстие (8) для газа расположено на свободном конце внутренней трубы (20). Внутренняя труба (20) проходит через днище (2) реактора, при этом внутренняя труба (20) содержит наружную стенку и внутреннюю стенку, за счет чего образуется промежуточное пространство, в котором имеется циркуляционный контур охлаждающей воды. Изобретение обеспечивает эффективное, надежное и безопасное производство поликристаллического кремния. 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Установка для проведения химических процессов включает в себя средства для непосредственного проведения химического превращения в виде средств для разработки продукции и/или в виде по меньшей мере одного реактора для непрерывного промышленного производства продукции, устройства для приема и/или выработки исходных веществ и/или продуктов, а также устройства для управления химическим превращением, причем указанные средства и устройства собраны в единый интегрированный и передвижной функциональный блок, который служит в качестве инфраструктуры и предпочтительно выполнен в виде стандартного транспортного контейнера. Изобретение обеспечивает проведение химических реакций с получением продукции в количествах, выходящих за рамки лабораторного масштаба, при соблюдении строгих мер безопасности. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и установке для производства метанола из газа газовых и газоконденсатных месторождений через синтез-газ с использованием избыточного тепла основного процесса для регенерации метанола из водно-метанольного раствора, возвращаемого после ингибирования гидратообразования в системе сбора, подготовки и дальнейшего транспорта газа установки комплексной подготовки газа (УКПГ). Способ включает каталитический паровой риформинг газа, рекуперацию тепла конвертированного и дымовых газов, сепарацию, осушку, компрессию синтез-газа, синтез метанола из синтез-газа на низкотемпературном катализаторе, сепарацию метанола-сырца и ректификацию метанола и дополнительно стадии регенерации метанола из водно-метанольного раствора, использованного в установке комплексной подготовки газа в качестве ингибитора гидратообразования, и смешения метанола-ректификата с регенерированным метанолом. Установка дополнительно включает блок регенерации метанола и узел смешения синтезированного метанола-ректификата и регенерированного метанола. Технический результат - создание экономичного способа, сочетающего производство и регенерацию метанола в рамках единой комплексной установки. Это улучшает экономические показатели установки метанола, в частности улучшает качество и уменьшает себестоимость получения метанола, и устраняет дополнительные экологические риски газодобычи. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к отрасли переработки нефти и газа и может быть использовано для получения синтетических жидких углеводородов и метанола на установке, интегрированной в объекты промысловой подготовки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений. Способ включает нагрев исходного природного газа, смешение перегретого пара с исходным природным газом, одностадийную конверсию парогазовой смеси в печи риформинга в конвертированный газ, охлаждение конвертированного газа и разделение его на два потока, при этом первый поток подвергают одностадийному каталитическому превращению в метанол, а второй поток подвергают каталитическому синтезу с получением сжиженных углеводородных газов, которые направляют на конверсию совместно с исходным природным газом, и жидких углеводородов, которые подвергают стабилизации в ректификационной колонне. Также предложена установка для осуществления способа получения синтетических жидких углеводородов и метанола, интегрированная в объекты промысловой подготовки. Изобретение обеспечивает эффективное совместное получение метанола и синтетических жидких углеводородов в одной технологической схеме в процессе промысловой подготовки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения подвергающихся воздействию высокой температуры агрегатов в охлаждаемых реакторах для газификации углеродосодержащих видов топлива с помощью кислородосодержащих газифицирующих агентов, при этом стенки ректора охлаждаются посредством циркуляционного контура охлаждающего вещества. При помощи способа должно быть надежно предотвращено проникновение субстанций из реактора в контур охлаждения при возможных утечках. Это достигнуто за счет того, что подлежащие охлаждению агрегаты, такие как, например, газификационные горелки, муфели горелок или подобные, оснащены собственным контуром охлаждения, при этом контур охлаждения непосредственно соединен с главным контуром охлаждения. Изобретение позволяет уменьшить сложность и стоимость оборудования. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к технике получения экологически чистых углеводородных газов - пропеллентов, применяемых в качестве газа-вытеснителя для аэрозольных упаковок. Установка для получения углеводородных пропеллентов содержит соединенные трубопроводами адсорберы для осушки и очистки компонентов пропеллентов с размещенными в них цеолитами, теплообменники, печь, узел получения композиции углеводородного пропеллента. В схему включены два блока адсорберов по три адсорбера в каждом блоке. Схемой обвязки трубопроводов предусмотрено отключение любого адсорбера для проведения процесса регенерации. Процесс регенерации адсорберов в каждом блоке проводится поочередно. Для проведения регенерации используется паровая фаза очищенного пропана или бутана. В качестве сырья используются: пропан и бутан. Изобретение позволяет получать продукцию высокого качества из пропана и н-бутана с низким содержанием сернистых до 0,00001%, и значительно снизить эксплуатационные и капитальные затраты на реализацию установки и проведение процесса. 2 ил.

Изобретение относится к области нефтепереработки. Изобретение касается установки комплексной переработки нефти, включающей в себя взаимосвязанные конвертер газообразных углеводородов, реактор паровой конверсии оксида углерода, влагоотделитель, совмещенный аппарат гидрирования и сероочистки, блок очистки синтез-газа от диоксида углерода, средство перекачивания жидких сред, теплообменник. Установка снабжена кавитатором, водородной мембраной и аппаратом гидрирования углеводородов, который совмещен со средством сероочистки и связан с конвертером углеводородов, через теплообменник связанным с реактором паровой конверсии оксида углерода, а последовательно связанные влагоотделитель и блок очистки синтез-газа от диоксида углерода предназначены для приема продуктов паровой конверсии оксида углерода, их обработки и передачи обработанной смеси в кавитатор через водородную мембрану. Кавитатор связан со средством перекачивания жидких сред и представляет собой блок из одного или нескольких блоков попарно соединенных центробежных кавитационных насосов, которые включают в себя центробежные турбины, установленные соосно и обращенные навстречу друг другу лопастями турбин, при этом каждая из турбин приводится во вращение независимыми электродвигателями, которые имеют возможность привода турбин насосов синхронно или асинхронно в одном или в противоположных направлениях, при этом водородные мембраны примыкают непосредственно к корпусам кавитационных насосов, а внутри корпусов аппаратов гидрирования расположены катализаторы гидрирования. Изобретение также касается способа комплексной переработки нефти в установке. Технический результат - получение чистого синтез-газа, атомарного водорода, улучшение транспортировки продуктов переработки нефти. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к реакторам непрерывной обработки, системе, содержащей такой реактор, и способу обработки текучей среды. Реактор содержит внешний резервуар, имеющий внутреннюю поверхность, напротив которой может находиться обрабатываемая текучая среда, внутренний резервуар, находящийся внутри внешнего резервуара и имеющий внешнюю поверхность, служащую в качестве поверхности теплообмена для обрабатываемой текучей среды, и внутреннюю поверхность, разработанную так, чтобы позволять теплообменной текучей среде течь в, по существу, равномерной тонкой пленке, и кольцевое пространство, заданное между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, для обеспечения прохода, вдоль которого может подаваться обрабатываемая текучая среда, где данное кольцевое пространство разработано так, чтобы поддерживать разность температур между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса. Изобретение обеспечивает равномерное тонкое распределение обрабатываемой текучей среды на поверхности обработки, усиление перемешивания компонентов, высокие скорости переноса и высокую производительность. 3 н. и 46 з. п. ф - лы, 9 ил., 6 пр.

Описано устройство, трубчатый проточный реактор идеального вытеснения с ламинарным потоком, для производства силиламинов и, в частности, трисилиламина (TSA) с высоким выходом из газообразного аммиака и газообразного моногалосилана. Данное устройство может представлять собой трубчатый проточный реактор, в который включена первая часть реактора, определяющая зону впуска газа, вторая часть реактора, определяющая зону реакции, и третья часть реактора, определяющая зону разделения, причем зона реакции образует область контакта реагентов. Трисилиламин можно собирать в зоне разделения в сборный сосуд в виде охлаждаемой ловушки. Изобретение позволяет уменьшить выход загрязнений и разложений силиламинов. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх