Реактор для каталитической переработки углеводородов

 

Изобретение относится к устройствам для проведения реакций превращения углеводородов в присутствии зернистого катализатора, может найти применение в химической и нефтехимической промьпопенности, например, для проведения процессов каталитического риформирования бензинов, дегидрирования парафинов и позволяет повысить производительность реактора за счет улучшения использования его рабочего объема. Реактор содержит корпус, в который помещена катализаторная камера, содержащая перфорированные стенки, днище и крьпчку, а также стакан в виде цилиндра с дном. В кольцевое пространство между стенками загружен катализатор , а поток реагентов проходит через слой катализатора в радиальном направлении от периферии к центру. Часть потока входит в слой через зазор между краем крышки и стенкой, а также через перфорационные отверстия, выполненные в крьш1ке, при этом включается в работу катализатор, находящийся непосредственно под крышкой .катализаторной камеры. По мере оседания слоя катализатора в процессе работы реактора крьш1ка опускается с перекрытием стенкой цилиндра перфорации верхней части стенки, что препятствует проскоку реагентов над слоем катализатора. Лучшему распределению потока реагентов способствует также придание конической формы крьш1ке и дну и оснащение верхней поверхности крьпики радиально распо- . ложенными вертикальными ребрами. 1 ил о i (Л 4 СП ч с& 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1457

yg 4 В 01 . 19/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и нефтехимической промышленности, например, для проведения процессов каталитического реформирования бензинов., дегидрирования парафинов и т.п.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ lHHT СССР (21) 4223402/23-26 (22) 30.01.87 (46) 15.02.89. Бюл. В 6 (71) Ленинградское научно-производст.венное объединение по разработке и внедрению нефтехимических процессов .(72) В.Ю. Георгиевский, В.И. Заборов, Г.Г. Ковров, Ю.Л. Крючков, В.А. Курилин, F. Ë. Лобанов, П,А. Малинин, И.В. Паршин, Ю.А. Скипин, Л.Г. Сушко и Б.П. Холодяков (53) 066 . 023 (088. 8) (56) Лобанов Е.Л., Скипин Ю.А. Повышение эффективности работы радиальных реакторов. Риформинга. †.Химия и технология топлива и,масел, 1986, У 6, с. 9-11.

Заявка Франции У 2427378, кл. С 10 G 35/04, 1979. (54) РЕАКТОР ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДОВ (57) Изобретение относится к устройствам для проведения реакций превращения углеводородов в присутствии зернистого катализатора, может найти применение в химической и нефтехимической промышленности, например, для проведения процессов каталитического риформирования бензинов, дегидрирования парафинов и позволяИзобретение относится к конструкции устройств для проведения реакций превращения углеводородов в при сутствии зернистого катализатора и может найти применение в химической ет повысить производительность реактора эа счет улучшения использования его рабочего объема. Реактор содержит корпус, в который помещена катализаторная камера, содержащая перфорированные стенки, днище и крьппку, а также стакан в виде цилиндра с дном. В кольцевое пространство между стенками загружен катализатор, а поток реагентов проходит через слой катализатора в радиальном направлении от периферии к центру. Часть потока входит в слой через зазор между краем крышки и стенкой, а также через.перфорационные отверстия, выполненные в крышке, при этом включается в работу катализатор, находящийся непосредственно под крышкой каталиэаторной камеры. По мере оседания слоя катализатора в процессе работы реактора крышка опускается с перекрытием стенкой цилиндра перфорации верхней части стенки, что препятствует проскоку реагентов над слоем катализатора. Лучшему распределению потока реагентов способствует также придание конической формы крьппке и дну и оснащение верхней поверхности крьппки радиально распо-, ложенными вертикальными ребрами.

1 ил.

1457987

50

Целью изобретения является увеличение производительности реактора за счет улучшения использования его рабочего объема.

На чертеже схематично представлен описываемый реактор, разрез.

Реактор содержит корпус 1, штуцер 2 для ввода реагентов, соединенный с верхней частью корпуса, шту- 10 цер 3 для вывода продуктов реакции, соединенный с собирающим коллектором 4 в виде перфорированной трубы, установленной по оси реактора, помещенную в корпус катализаторную t5 камеру с перфорированной внутренней боковой стенкой 5, примыкающей к собирающему коллектору, наружную перфорированную боковую стенку 6, ограничивающую совместно с корпусом от- 20 крытое сверху пространство 7 раздающего коллектора. Снизу катализаторная камера ограничена днищем 8, а сверху — крышкбй 9, снабженной перевернутым стаканом 10 с дном 11. В 25 кольцевое пространство катализаторной камеры загружен зернистый катализатор, причем крышка 9 может быть выполнена с перфорацией.

Реактор работает следующим об- 30 разом.

Реагенты, например в виде газопаровой смеси, поступают внутрь корпуса 1 через штуцер 2, направляются в пространство 7, ограниченное корпусом реактора и наружной перфорированной боковой стенкой 6 катализаторной камеры, и проходят через слой катализатора, контактируя,с ним, в результате чего претерпевают химическое превращение. Продукты реакции проходят через. перфорированные стенки катализаторной камеры 5 и коллектора 4 и удаляются через штуцер 3. Часть потока реагентов входит в слой катализатора через зазор "а" между краем крышки . 9 и наружной боковой стенкой 6 катализаторной камеры, при этом включается в работу катализатор, находящийся непосредственно под крышкойй.

По мере оседания слоя катализатора в процессе работы реактора крышка катализаторной камеры опускается, 55 при этом стенка стакана 10 перекрывает перфорацию верхней части внутренней боковой стенки 5 катализаторной камеры, препятствуя "проскоку" потока реагентов над слоем катализатора. В этом случае характер распределения потока реагентов по всей высоте катализаторной камеры остается неизменным на протяжении всего периода работы катализатора.

Исследование на крупномасштабных моделях показало, что наличие радиального зазора "а" начинает оказывать заметное влияние на улучшение работы верхней части слоя катализатора уже в том случае, когда площадь проходного сечения этого зазора составляет

20Х от площади проходного сечения собирающего коллектора.

При этом часть катализатора, расположенного у поверхности, непосредственно примыкающей к зазору "а" (" лобовой" слой), работает с некоторой перегрузкой. Однако при величине зазора, не превышающей 200Х от вышеуказанной площади, количество такого катализатора невелико и это не приводит к заметному ухудшению использования катализатора в целом, что проявляется лишь при дальнейшем увеличении зазора "а .

Кроме того, часть потока реагентов может быть направлена в слой катализатора через перфорационные отверстия, выполненные в крышке 9, что уменьшает величину "гидродинамической тени" и ухудшает использование катализатора, расположенного непосредственно под крышкой, но в то же время, не создает перегрузки "лобового слоя °

Положительный эффект от перфорирования поверхности диска проявляется уже в том случае, когда проходное сечение перфорации составляет 5Х от площади перфорации собирающего коллектора. IIpH увеличении площади перфорации свыше 100Х положительный эффект исчезает вследствие того, что слишком большая часть потока реагентов поступает в верхнюю часть катализаторного слоя и создаются условия для проскока реагентов в собирающий коллектор, минуя основную массу катализатора.

Крышка катализаторной камеры прижимается к поверхности катализатора силой собственного веса, а также силой динамического напора потока реагентов из штуцера 2. Для лучшего использования динамического напора потока и предотвращения его, вихре1457987 вого движения в верхней части реактора, что может привести к выносу частиц катализатора через зазор

"a" крышку 9 катализаторной камеры следует снабдить вертикальными ребрами, расположенными радиально от стакана 10 до наружного края крышки 9. Ребра придают также дополнительную жесткость крышке, что необходимо для предотвращения ее вибрации, которая ведет к разрушению катализатора.

Аналогичной цели — улучшению расI пределения потока реагентов по периметру входных сечений раздающего коллектора и зазора "а" — служит придание дну 11 формы соосного цилиндру конуса с вершиной, обращенной вверх, т.е. навстречу потоку.

Предложенная конструкция крышки катализаторной камеры позволяет приблизительно на 5-207 по сравнению с прототипом увеличить загрузку реактора катализатором. Дальнейшего улучшения распределения потока реагентов по слою катализатора. в его верхней части можно достигнуть приданием крышке 9 конической формы.

Заметное уменьшение области "гидродинамической тени" наблюдается уже при угле наклона конической поверхо ности крышки 9 к горизонту Ы. = 3

Дальнейшее увеличение угла наклона сопровождается соответствующим улучшением распределения потока реагентов по верхней части слоя катализатора, однако при угле наклона, превышающем 30, достыгнутый выигрыш от улучшения использования катализатора компенсируется уменьшением объема его загрузки в слое высотой, равной высоте усеченного конуса крышки, поэтому выполнение конуса с углом наклона образующей свыше 30 нецелесообразно. Засыпка катализатора под конической крышкой должна повторять форму крышки по всей ее поверхности.

Формула изобретения

Реактор для каталитической переработки углеводородов в присутствии неподвижного слоя зернистого катализатора, содержащий корпус, штуцер ввода р еаг ентов, соединенный с верхней частью корпуса, штуцер вы15 вода продуктов реакции, соединенный с собирающим коллектором в виде перфорированной трубы, установленной по оси реактора, помещенную в корпус катализаторную камеру с перфо2р рированной внутренней боковой стенкой, примыкающей к собирающемуколлектору, наружной перфорированной боковой стенкой, ограничивающей сов. местно с корпусом открытое сверху

25 пространство раздающего коллектора, и крышку, свободно установленную на поверхности катализатора, о т л и —, ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения производительности реак30 тора эа счет улучшения использования его рабочего объема, крышка каталиэаторной камеры снабжена установленным по оси перевернутым стаканом, при этом наружные края крышки расположены относительно наружной боковой стенки каталиэаторной камеры с радиальным зазором для прохода части потока реагентов, площадь проходного сечения которого

4О составляет от 20 до 200Х площади проходного сечения перфорации собирающего коллектора, а стакан установлен снаружи внутренней боковой стенки катализаторной камеры с возможно<5 стью свободного перемещения по вертикали.

1457987

Составитель А. Телесницкий

Текред Л.Сердюкова, Корректор С. Шекмар

Редактор А. Маковская

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 290/9 Тираж 487 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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