Трубчатый каталитический реактор

 

Изобретение относится к аппаратам для проведения каталитических реакций и позволяет снизить трудоемкость процесса выгрузки отработанного катализатора из труб реактора. Реактор включает цилиндрический корпус с технологическими штуцерами, трубные доски с закрепленными в них трубами с катализатором, снабженными опорными решетками в нижних частях труб. Опорные решетки посредством траверс соединены с расположенными в отдельных, не заполненных катализатором трубах подвижными управляющими штоками, средства фиксирования крайних верхнего и нижнего положений которых расположены над верхней трубной доской. 1 ил.СПс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)5 В 01 J 8/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809465/26 (22) 04.04.90 (46) 23.02,92. Бюл. N. 7 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт метанола и продуктов органического синтеза и Северодонецкий филиал Украинского научно-исследовательского института химического машиностроения (72) P.З.Адинберг, В.М.Иванов, Л.И.Крупник и P.Ã.Âîçíåñåíñêèé (53) 66.023 (088.8) (56) Заявка ФРГ ¹3332049, кл. С07 С31/04, 1985.

Заявка ФРГ ¹2165266,,кл. B 01 J 9/04, 1973., Патент ПНР N 78519,,кл. В 01 J 9/04, 1975.

Изобретение относится к процессам и аппаратам химической технологии, в частности к конструкциям каталитических реакторов, например синтеза метанола или других продуктов, получение которых сопровождается выделением или поглощением большого количества тепла и в которых катализатор загружается в трубное пространство, а в межтрубном циркулируеттеплоноситель, Известен аппарат для получения метанола, реакционная зона которого выполнена в виде пучка труб, заполненных катализатором..Весь этот узел при необходимости, например для замены катализатора, извлекается из корпуса как одно целое.,,53J 1713640 Al (54) ТРУБЧАТЫЙ КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕAKTOP (57) Изобретение относится к аппаратам для проведения каталитических реакций и позволяет снизить трудоемкость процесса выгрузки отработанного катализатора из труб реактора, Реактор включает цилиндрический корпус с технологическими штуцерами, трубные доски с закрепленными в них трубами с катализатором, снабженными опорными решетками в нижних частях труб.

Опорные решетки посредством траверс соединены с расположенными в отдельных, не заполненных катализатором трубах подвижными управляющими штоками, средства фиксирования крайних верхнего и нижнего положений которых расположены над верхней трубной доркой. 1 ил.

Для этого снимают крышку реактора и пучок труб вынимают из корпуса в вертикальном направлении.

Замена катализатора в таком реакторе является весьма сложным и длительным О процессом, Кроме этого, необходимость выполнения корпуса разъемным ограничивает область применения реакторов такой конструкции для больших объемов катализатора и высокого давления протекающего процесса. ,Известно также устройство для замены катализатора в трубчатом реакторе, представляющее собой решетку, установленную под трубами, совершающую возвратно-поступательные движения от привода.

1713640

Недостатками этого устройства являются сложность уплотнения вала привода, а также высокая вероятность заклинивания катализатором пары решетка — направляющие, ограниченный диаметр аппарата..

Известен трубчатый реактор, в котором реакционные трубы закреплены своими концами в соответствующих отверстиях верхней и нижней трубных досок, В нижней части труб установлены съемные опорные решетки, удерживающие слой катализатора.

Процесс выгрузки катализатора из такого реактора очень трудоемок, так как извлечение опорных решеток из труб производится вручную,.для.чего обслуживающий персонал должен находиться под нижней трубной доской. Кроме того, этот процесс продолжителен по времени, а в случае применения пирофорного катализатора это. время еще больше удлиняется за счет времени, необходимого для его пассивирования и создания условий, необходимых.для безопасной работы человека внутри реактора.

Цель изобретения — снижение трудоемкости процесса выгрузки отработанного катализатора из реакционных труб реа кто ра.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатом каталитическом реакторе, содержащем цилиндрический корпус с технологическими штуцерами, трубные доски с закрепленными в них реакционными трубами, заполненными катализатором и снабженными опорными решетками, установленными в нижней части труб, опорные решетки посредством траверс соединены с расположенными в отдельных, не заполненных катализатором трубах, подвижными управляющими штоками, средства фиксирования крайних верхнего и нижнего положений которых расположены над верхней трубной доской.

На чертеже представлен каталитический реактор, разрез.

Реактор содержит цилиндрический корпус 1 с размещенными в нем верхней и нижней трубными досками 2, в отверстиях KQTQpblx закреплены концы реакционных труб 3. В нижней части этих труб установлены опорные решетки 4, соединенные с помощью траверс 5 с подвижными управляющими штоками 6, расположенными в отдельных, не заполненных катализатором трубах 7. Верхнее положение штока фиксируется с помощью сухаря 8, помещаемого между головкой 9 штока и верхней трубной доской. Высота сухаря 8 равна ходу што25

30 (поглощением) тепла. Съем (подвод) тепла

40

5

20 ка. В крайнем нижнем положении шток опирается своей головкой непосредственно на трубную доску. Проход газа в трубу со штоком закрывается защитным колпаком 10, охватывающим сухарь и головку штока и крепящимся с помощью удерживающей гайки 11. Каждый управляющий шток соединен с опорными решетками нескольких близлежащих труб, образуя ячейку заданной конфигурации. Так, при расположении труб по вершинам равностороннего треугольника ячейка может включать центральную трубу с управляющим штоком и шесть близлежащих к ней реакционных труб. Возможно увеличение числа реакционных труб. в ячейке до 18, включив в ее состав еще 12 прилегающих труб. Ячейки указанной конфигурации заполняют весь трубный объем реактора. Превышение указанного количества реакционных. труб в ячейке (более 18) нецелесообразно ввиду усложнения конструкции.

Реактор работает следующим образом.

Газовый поток через штуцер входа сырьевого потока поступает в заполненные катализатором реакционные трубы, где происходит химическая реакция между компонентами, сопровождающаяся выделением осуществляется за счет циркулирующего в межтрубном пространстве теплоносителя.

Для выгрузки отработанного катализатора из реакционных труб реактор останавливают (снижают температуру и давление), продувают воздухом, после чего в специальный люк 12 над верхней трубной доской 2 извлекают защитные колпаки 10 и сухари 8;. управляющие штоки 6 опускаются в крайнее нижнее положение. При этом опорные решетки выдвигаются из реакционных труб и отходят от среза последних не менее чем на

8 — 10 размеров гранулы. Катализатор истекает из труб в объем под нижней трубной доской и далее через штуцер выгрузки катализатора отводится из реактора. В случае перегрузки отработанного катализатора, обладающего пирофорными свойствами, перед вскрытием люка реактор заполняют водой до уровня верхней трубной доски. Затем снимают защитные колпаки, извлекают все сухари; все штоки при этом опускаются в крайнее нижнее положение, после чего снимают заглушки со штуцеров выгрузки катализатора и катализатор вместе с потоком воды отводится в приемную емкость, Перед загрузкой катализатора штоки поднимают в верхнее положение, которое фиксируется с помощью сухарей. Далее устанавливают защитные колпаки, после че1713640

ro катализатор загружают в реакционные трубы.

Реактор испытан на опытном стенде, предназначенном для отработки процессов загрузки. и выгрузки катализатора е трубчатых реакторах. Реактор представляет собой смесь гексагонально расположенных стеклянных труб, закрепленных в трубных досках. Диаметр труб 56 х 3 мм, длина 3,2 м.

В центральной, не заполненной катализатором трубе расположен управляющий шток, соединенный посредством траверсы с опорными решетками. 8 крайнем верхнем положении решетки проникают в трубы на глубину 50 мм, а в крайнем нижнем — отстоят на расстоянии 70 мм от среза труб. При испытании реактора, используют таблетированный катализатор размерами 5 х 5 мм и 7 х 5 мм, Испытания показывают работоспособность и надежность предложенного реактора, На основании проведенных испытаний аппарат принят для проектирования реактора синтеза метанола в установке М-400.

Таким образом, использование предлагаемого трубчатого реактора позволит снизить трудоемкость и уменьшить время процесса перегрузки катализатора. При этом в случае использования пирофорного катализатора исключается сложная и длительная процедура его пассивации. Кроме

5 того, отпадает необходимость нахождения человека в объеме реактора под нижней трубной доской при выгрузке катализатора, что улучшает условия труда.

Формула изобретения

Трубчатый каталитический реактор, содержащий цилиндрический корпус с технологическими штуцерами, трубные доски с закрепленными в них реакционными тру15 бами„заполненными катализатором и, снабженными опорными решетками, установленными в нижней части труб, o T fl и ч аю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса выгрузки отрабо20 танного катализатора из реакционных труб, опорные решетки соединены посредством траверс с расположенными в отдельных, не заполненных катализатором трубах, подвижнымии управляющими штоками, средст25 ва фиксирования крайних верхнего и нижнего положений которых расположены над верхней трубной доской.

1713640,сЕ Йкй лб

Составитель В,Иванов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор А,Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 647 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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