Многосекционный реактор с кипящим слоем

 

Изобретение относится к химической, нефтехимической, пищевой отраслям промышленности. Сущность изобретения: реактор с кипящим слоем содержит корпус, газораспределительные решетки и переточные трубы, помещенные верхними торцами внутрь перевернутых вверх дном стаканов, верхние части которых соединены газоперепускными линиями с установленными на них регулирующими органами, подключенными одними концами к верхней части стаканов, другими - к надслоевой части секции, в которой расположен стакан. 1 ил.

Изобретение относится к химической, нефтехимической, пищевой и другим отраслям промышленности и может быть использовано при проведении каталитических процессов в многополочных реакторах со взвешенным слоем катализатора.

Известен взятый за прототип реактор, включающий корпус, газораспределительные решетки, патрубки загрузки материала и подвода псевдоожижающего воздуха, переточные устройства в виде трубы и стакана, регуляторы распределения зернистого материала и регулирующие органы.

Недостатком известного устройства является установка под переточной трубой стакана с подводом в него аэрирующего агента и системы трубопроводов подвода воздуха, расположенных вне аппарата.

При отключении подачи аэрирующего воздуха в стакан в нем находится плотный непсевдоожиженный материал, который может слежаться, либо спечься, что нарушает надежность работы переточного устройства, а значит и всего реактора. Для работы системы перетоков материала требуется разветвленная система трубопроводов для раздачи воздуха по стаканам.

Цель изобретения является повышение надежности работы реактора при одновременной экономии расхода воздуха.

Для достижения этой цели приемные торцы переточных труб помещены внутрь перевернутых вверх дном стаканов, смонтированных к переточным трубам, причем верхние части которых соединены газоперепускными линиями с установленными на них регулирующими органами, подключенными одними концами к верхней части стаканов, другими - к надслоевой части секции, в которой расположен стакан.

На чертеже показан предлагаемый реактор.

Реактор содержит корпус 1, снабженный патрубками 2-5 подвода исходного вещества, подвода свежего катализатора, выходным отработанного катализатора и выходным готового продукта соответственно. Внутри корпуса реактора размещены беспровальные газораспределительные решетки 6, через которые проходят переточные трубы 7 и выходной патрубок 4 отработанного катализатора, причем верхние концы переточных труб 7 и патрубка 4 помещены внутри перевернутых вверх дном стаканов 8, установленных с зазором к газораспределительным решеткам, смонтированных к переточным трубам. Верхние части стаканов 8 соединены газоперепускными линиями 9 с установленными на них регулирующими органами 10, линии 9 подключены одними концами к верхней части стаканов, другими - к надслоевой части секции, в которой расположен стакан. Реактор снабжен регуляторами 11, работающими от импульса по давлению на газораспределительной решетке.

Многополочный реактор с кипящим слоем работает следующим образом.

Поступающее в реактор через патрубок 2 газообразное исходное вещество, пройдя через газораспределительные решетки 6, псевдоожижает находящиеся на них слои катализатора, подаваемого в реактор по патрубку 3 подвода свежего катализатора. Переток катализатора по вертикали "с полки на полку" происходит через переточные трубы 7. В процессе опускного движения катализатора сверху вниз и подъемного движения исходного продукта осуществляется контакт между ними, в результате которого получается требуемый продукт, отводящийся от реактора через патрубок 5 готового продукта. Отработанный катализатор удаляется через выходной патрубок 4. На первой "полке" над выходным патрубком 4 и расположенных выше "полках" над переточными трубами 7 установлены перевернутые вверх дном стаканы 8, в которых образуется газовая полость с противодавлением, задаваемым регулятором 11 по импульсу на соответствующих газораспределительных решетках 6. Величина противодавления определяется гидравлическим сопротивлением регулирующих органов 10 на газоперепускных линиях 9, по которым газообразный продукт из стакана сбрасывается в надслоевое пространство. Псевдоожиженный катализатор поступает в стаканы через зазоры между его нижними кромками и газораспределительными решетками 6. Уровень слоя в стаканах определяется для нижней "полки" высотой установки в нем верхнего торца выходного патрубка 4, на расположенных выше полках - высотой установки в стаканах верхних торцов переточных труб 7. За счет регулирования величины противодавления в стаканах осуществляется регулирование высот псевдоожиженного слоя катализатора на "полках", т.е. регулирование эффективности контакта катализатора с газообразными продуктами псевдоожижающих его. Если реакция идет с выделением (поглощением) тепла, то путем регулирования высоты слоя возможно изменение величины омываемых кипящим слоем расположенных в секции поверхностей теплообмена, например, пакетов змеевиков, либо стенок стаканов 8, выполненных из поверхностей теплообмена.

Учитывая, что порозность псевдоожиженного слоя катализатора в основных слоях на газораспределительных решетках 6 и в стаканах 8 примерно одинаковы, интервал изменения высоты основных слоев на газораспределительных решетках 6 для нижней полки равен разности высот Δ h установки над газораспределительной решеткой приемного торца выходного патрубка 4 и нижних кромок стакана, для расположенных выше "полок" это будет разность высот установки приемных торцов переточных труб 7 и высот установки нижних кромок соответствующих стаканов 8. При полностью закрытом регулирующем органе 10 высота слоя на величину Δ h превышает высоту установки приемного торца соответствующей переточной трубы (нижняя "полка"). Если регулирующий орган 10 полностью открыт, высота слоя равна высоте установки приемного торца переточной трубы 7 (верхняя "полка"). При промежуточных положениях регулирующего органа 7 подъем слоя в секции меньше величины Δh (средняя "полка"). Таким образом, в перевернутом стакане частицы катализатора при регулировании всегда псевдоожижены и их спекание либо слеживание исключается.

Сопоставительный анализ заявляемого конструктивного решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается от известного тем, что приемные торцы переточных труб помещены внутрь перевернутых вверх дном стаканов, верхние части которых соединены газоперепускными линиями с установленными на них регулирующими органами, подключенными одними концами к верхней части стаканов, другими - к надслоевой части секции, в которой расположен стакан.

Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известными решениями следующие преимущества: повышается надежность работы реактора, так как исключается возможность слеживания и спекания катализатора при перетоках; одновременно достигается экономия сжатого воздуха в системе регулирования перетоков; отпадает необходимость в разветвленной системе воздухопроводов; появляется возможность регулирования в значительных пределах высоты слоя на "полках" реактора, что, в свою очередь, позволяет более эффективно вести основной технологический процесс за счет более тонкого регулирования контакта катализатора и исходного газообразного продукта и теплосъема.

Формула изобретения

МНОГОСЕКЦИОННЫЙ РЕАКТОР С КИПЯЩИМ СЛОЕМ, включающий корпус, газораспределительные решетки, разделяющие его на секции, патрубки загрузки материала и подвода псевдоожижающего воздуха, переточные устройства в виде трубы и стакана, регуляторы распределения зернистого материала и регулирующие органы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе реактора при одновременной экономии расхода воздуха, приемные торцы переточных труб помещены внутрь перевернутых вверх дном стаканов, закрепленных на переточных трубах, при этом верхние части стаканов соединены посредством газоперепускных линий с установленными на них регулирующими органами, подключенными одними концами к верхней части стаканов, другими - к надслоевой части секции многосекционного аппарата, в которой расположен стакан.

РИСУНКИ

Рисунок 1