Способ и устройство, позволяющие ограничить унос твердых частиц на выходе трехфазного псевдоожиженного слоя

Изобретение относится к области трехфазных реакторов, работающих с кипящим слоем. Предлагается устройство для ограничения уноса твердых частиц, выполненное с возможностью установки внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим первый уровень твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, и второй уровень жидкой фазы, расположенный над первым уровнем, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство выполнено с возможностью расположения между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин, расположенных вертикально друг над другом в несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока реактора с псевдоожиженным слоем. Изобретение обеспечивает разрушение крупных пузырьков газовой фазы, содержащихся в жидкой фазе, и можно минимизировать увлечение твердых частиц этой газовой фазой наружу реактора, а также проводить процессы с поверхностными скоростями газа, превышающими нормальные скорости, не увеличивая при этом потери твердого катализатора, позволяя повысить производительность установки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области трехфазных реакторов, работающих с кипящим слоем. Этот тип реактора используют, например, при переработке для конверсии тяжелых нефтяных фракций, таких как остатки после дистилляции нефти или нефтяных фракций при атмосферном давлении или в вакууме. Термин «трехфазный» значит, что в реакционной среде присутствуют три фазы: твердая фаза, соответствующая частицам катализатора, жидкая фаза, соответствующая обрабатываемому сырью, и газовая фаза, обычно соответствующая водороду, используемому для осуществления реакций гидрообработки или гидроконверсии.

Под «кипящим слоем» следует понимать трехфазный слой, в котором твердые частицы приводятся в состояние псевдоожижения жидкой фазой, при этом газовая фаза проходит через псевдоожиженную среду в виде пузырьков. Кипящий слой отличается от трехфазного слоя с катализатором в виде суспензии (ʺslurryʺ в англо-саксонской терминологии) тем, что в ʺslurryʺ твердая фаза диспергирована внутри жидкой фазы по причине очень небольшого размера твердых частиц.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Среди известных документов можно указать:

Патент FR 2963893, в котором описан способ ограничения уноса твердой фазы из двухфазной смеси газ/твердая фаза, при этом твердая фаза переводится в псевдоожиженное состояние газом. Этот способ содержит этап отделения твердых частиц, увлекаемых газом, при помощи внутреннего устройства, расположенного в части псевдоожиженного слоя.

Существуют также способы разделения смеси жидкость/газ, в которой жидкая фаза может тоже содержать твердое вещество (суспензия типа ʺslurryʺ в англо-саксонской терминологии). Такие смеси существуют, например, в процессах переработки углеводородного сырья или гидрообработки.

В патенте ЕР 1 374 962 В1 описано устройство разделения двухфазной смеси жидкость/газ, содержащее средства отделения и отбора жидкой фазы, в котором жидкая фаза может содержать твердое вещество, например, такое как твердые частицы катализатора. Устройство этого типа предназначено для улучшения отделения жидких или твердых фаз/жидких фаз от газовой фазы, при этом твердые частицы удерживаются в состоянии суспензии в жидкой фазе. В частности, оно содержит емкость рецикла и трубопровод, который продолжает эту емкость в ее нижней части, а также средства рецикла и отбора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг. 1 - вид трехфазного реактора, оснащенного заявленным устройством, установленным между первым уровнем (13) и вторым уровнем (14). Точное определение первого и второго уровней представлено в описании.

Фиг. 2 - различные типы пластин, входящих в состав заявленного устройства.

Фиг. 3 - вид устройства сверху (фиг. 3а и 3b) и сбоку (фиг.3с и 3е).

Фиг. 3d уточняет углы, под которыми ориентированы пластины.

Фиг. 4 - версия заявленного устройства, в которой пластины усеченной конусной формы расположены не в линию, а друг над другом в вертикальном направлении.

Фиг. 5 - схема макета кипящего псевдоожиженного слоя, используемого для осуществления примеров из настоящей заявки.

Фиг. 6 иллюстрирует при помощи кривых (фиг. 6а) или гистограмм (фиг. 6b) преимущества заявленного устройства в сравнении с реактором без устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к способу в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя с использованием внутреннего устройства, расположенного в реакторе, предназначенном для питания трехфазной смесью жидкость-газ-твердая фаза. Это устройство имеет геометрическую форму, позволяющую разрушать пузырьки газовой фазы и избегать увлечения твердых частиц этой газовой фазой, в частности, наиболее крупными пузырьками упомянутой газовой фазы. Изобретение относится также к способу в трехфазном кипящем слое с применением упомянутого реактора, оснащенного описанным внутренним устройством.

В частности, настоящее изобретение можно определить как способ в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя, при этом в рамках упомянутого способа применяют устройство, предназначенное для ограничения уноса твердых частиц, при этом упомянутое устройство установлено внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем.

Реактор с трехфазным псевдоожиженным слоем имеет два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который в принципе не содержит твердых частиц, при этом упомянутое устройство расположено между двумя вышеупомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин, расположенных друг над другом вертикально в один или несколько рядов, и максимальное сечение устройства составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9), предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).

Согласно первому варианту настоящего изобретения, пластины (11), образующие устройство, являются плоскими. Упомянутые плоские пластины (11) расположены в несколько рядов, расположенных друг над другом, при этом каждый ряд содержит определенное число параллельных пластин, расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.

Согласно этому же первому варианту настоящего изобретения, последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона α1 относительно горизонтали одного ряда и угол наклона α2 относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов, предпочтительно от 160 до 200 градусов и еще предпочтительнее от 165 до 190 градусов.

Согласно этому частному варианту устройства, ряды пластин (11) расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1, измеренным относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2, измеренным относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.

Как правило, число рядов пластин (11) устройства составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.

Согласно второму варианту заявленного устройства, упомянутое устройство состоит из вертикального штабеля концентричных между собой пластин усеченной конусной формы (см. фиг. 4), диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного и предпочтительно от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).

Согласно этому второму варианту заявленного устройство, число расположенных друг над другом усеченных конусных пластин составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.

Настоящее изобретение относится также к любому способу в трехфазном псевдоожиженном слое типа кипящего слоя с использованием описанного выше устройства, при этом, согласно способу, поверхностная скорость газа составляет от 2 до 10 см/с и предпочтительно от 4 до 8 см/с, и поверхностная скорость жидкости составляет от 1,4 см/с до 5,6 см/с и предпочтительно от 2 см/с до 4 см/с.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 4 представлена принципиальная схема трехфазного реактора, содержащего заявленное устройство. Реактор (1) содержит в своей нижней части вход (6) для катализатора, вход (4), как правило, для углеводородного сырья, содержащий систему (5) подачи упомянутого жидкого сырья, как правило, в смеси с реакционным газом, распределительную тарелку (7), как правило, оснащенную трубками и обеспечивающую правильное распределение смеси газа и жидкости внутри реактора.

Настоящее устройство можно применять также, когда газ и жидкость подают в реактор (1) раздельно.

В своей верхней части трехфазный реактор (1) содержит трубопровод (2) для удаления газообразного исходящего потока, оснащенный дополнительными отверстиями (3), предназначенными для ослабления явлений всасывания.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением предназначено для размельчения крупных пузырьков, содержащихся в жидкой фазе, которые могут увлекать за собой часть твердых частиц. Благодаря заявленному устройству, способ можно осуществлять со поверхностными скоростями газа, превышающими нормальные скорости, не увеличивая при этом потери твердого катализатора, что позволяет повысить производительность установки.

Для лучшего понимания устройства в соответствии с настоящим изобретением следует напомнить несколько общих положений о трехфазных псевдоожиженных слоях.

В рамках способов с применением трехфазного слоя чаще всего непрерывной фазой является жидкая фаза. Следовательно, именно эта жидкая фаза переводит твердое вещество в псевдоожиженное состояние.

В реакторе с трехфазным псевдоожиженным слоем устанавливается первый уровень (13) твердого вещества, соответствующий расширению последнего внутри жидкой фазы, затем над этим первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, в принципе больше не содержащий твердых частиц. Над этим вторым уровнем жидкости в принципе находится только газовая фаза, полученная в результате коалесценции пузырьков.

Вместе с тем во многих трехфазных системах крупные пузырьки стремятся увлекать жидкую фазу с содержащейся в ней твердой фазой выше уровня (13) слоя псевдоожиженного твердого вещества. Заявленное устройство позволяет разрушать эти крупные пузырьки и, следовательно, минимизировать унос твердой фазы наружу реактора. Присутствие отверстий в пластинах (11) заявленного устройства тоже существенно способствует размельчению крупных пузырьков.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением расположено между максимальным уровнем (13) расширения твердой фазы в жидкости и верхним уровнем (14) жидкой фазы в реакторе. Предпочтительно оно расположена на расстоянии, составляющем от 30% до 90% и предпочтительно от 50% до 80% расстояния между уровнями (13) и (14), при этом упомянутое расстояние измеряют от максимального уровня расширения твердой фазы в жидкости (13).

Устройство в соответствии с настоящим изобретением в основном состоит из упорядоченных наборов перфорированных пластин (11). Отверстия (15) каждой из пластин (11) позволяют избегать слишком большого увеличения напора в реакторе.

Предпочтительно диаметр отверстий меньше максимального размера пузырьков в жидкости. Как правило, размер пузырьков в жидкости составляет от 1 см до 5 см. Кроме того, в некоторых случаях не следует выполнять отверстия слишком мелкими, чтобы избегать явлений забивания по причине осадка, который может присутствовать в сырье.

Устройство представляет собой сборку перфорированных пластин (11), по существу параллельных между собой, как показано на фиг. 2. Ширина пластины предпочтительно составляет от 5 см до 50 см и еще предпочтительнее от 10 см до 30 см.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, эти пластины содержат отверстия (15) с диаметром, предпочтительно составляющим от 0,5 до 10 см, предпочтительно от 0,8 до 7 см и еще предпочтительнее от 1 до 5 см.

Предпочтительно эти отверстия отделены друг от друга промежутком, предпочтительно составляющим от их 1-кратного до 5-кратного диаметра и еще предпочтительнее от их 2-кратного до 3-кратного диаметра. Предпочтительно они расположены с треугольным шагом и еще предпочтительнее расположены на равном удалении друг от друга.

Как правило, средства (12) крепления представляют собой набор перемычек, например, круглого или квадратного или треугольного сечения, возможно выполненных ажурными и имеющими небольшой диаметр относительно наименьшего размера устройства таким образом, чтобы все элементы крепления устройства занимали не более 10% сечения реактора (1) и предпочтительно менее 5% упомянутого сечения.

Предпочтительно пластины (11) имеют форму, близкую к прямоугольной (фиг. 2а). Согласно варианту, они могут иметь не прямолинейные края, например, с волнистым профилем (фиг. 2b), с треугольными вырезами (фиг. 2с) или с вырезами в виде дуги окружности, квадрата или прямоугольника или трапеции (на фиг. 2 не показаны).

Эти вырезы предназначены для минимизации забивания при осаждении веществ, скапливающихся по бортику внутренних элементов. Они позволяет уменьшить места по краю, где могут скапливаться тяжелые вещества, прежде чем упасть под действием силы тяжести.

На фиг. 3с и 3d показан вид устройства (10) в вертикальном сечении с пластинами (11), расположенными внутри устройства. Это вертикальное сечение устройства (10) может иметь, например, прямоугольную (фиг. 3с) или трапециевидную форму (фиг. 3е). Если упомянутое сечение имеет форму трапеции, наименьшая горизонтальная проекция (16) трапеции расположена внизу, то есть под наибольшей проекцией (17) трапеции. Предпочтительно обе боковые стороны (18) имеют одинаковый размер, однако прямоугольник или трапеция могут быть слегка деформированными с отклонением+или - 10% между размерами боковых сторон (18), что не влияет на эффективность устройства.

На фиг. 3а и 3b представлен вид сверху предпочтительного варианта заявленного устройства (10). Геометрические формы, показанные на фиг. 3а или 3b, можно объединить с каждой из геометрических форм, показанных на фиг. 3с и 3е (вертикальное сечение в виде прямоугольника или трапеции), при этом четыре соответствующие конфигурации являются предпочтительными в соответствии с изобретением.

Предпочтительно пластины (11) расположены параллельно друг другу (фиг. 3) и, как правило, имеют наклон под углом α относительно горизонтали. В случае необходимости, заявленное устройство может содержать несколько рядов пластин (фиг. 3с и 3е).

В этом случае для большей эффективности наклон пластин (фиг. 3с, 3е) меняется на противоположный в двух последовательных рядах. При этом первый ряд имеет наклон под углом α1, второй - под углом α2 (фиг. 3d), третий - под углом α1 (не показан) и так далее.

Слои могут также поочередно пересекаться под углом 90 градусов относительно друг друга, причем это пересечение слоев происходит по существу в горизонтальной плоскости (на фигурах не показано).

Как правило, сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов, предпочтительно от 160 до 200 углов, еще предпочтительнее от 165 до 190 градусов и еще предпочтительнее от 170 до 185 градусов.

В зависимости от размеров пластин (11) и от значения углов α1 и α2 в варианте выполнения изобретения можно разместить 2 ряда, предпочтительно по меньшей мере 3 ряда и даже по меньшей мере 4 ряда пластин с разными углами α1 и α2 для каждого ряда.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретения, можно расположить с чередованием: ряд с углом α1, затем ряд с углом α2, затем опять ряд с углом α1 и, возможно, опять ряд с углом α2 и так далее для следующих рядов, если они присутствуют.

В другом варианте выполнения используют не плоские пластины, а пластины в виде усеченного конуса, диаметр которых увеличивается снизу вверх, причем эти пластины расположены друг над другом со свободным пространством между двумя последовательными пластинами, как показано, например, на фиг. 4а и 4b. В этом случае устройство предпочтительно центровано по оси трубопровода (2) выхода исходящего потока, находящегося в верхней части камеры реактора.

Расположение усеченных конусных пластин друг над другом, как показано на фиг. 4а, а не в одной плоскости дает дополнительное преимущество, так как позволяет направлять крупные пузырьки к стенкам реактора и тем самым удалять их от оси выхода (9) исходящего потока. Следовательно, это расположение позволяет значительно ограничить вероятность того, что твердые частицы, увлекаемые этими крупными пузырьками, достигнут выхода (9) исходящего потока. Потоки Tb и Tl показывают пути, которым в основном следуют соответственно пузырьки и жидкость.

Число и длину пластин рассчитывают таким образом, чтобы заявленное устройство имело сечение, составляющее от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка (9) выхода исходящего потока, предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка (9) выхода исходящего потока.

Предпочтительно заявленное устройство расположено по существу горизонтально и центровано внутри реактора по существу напротив патрубка (9) выхода исходящего потока. Предпочтительно отклонение от горизонтали не превышает 10% и еще предпочтительнее не превышает 5% в градусах относительно горизонтали.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫ

Чтобы показать влияние заявленного устройства на унос твердых частиц, было проведено экспериментальное исследование на макете, воспроизводящем трехфазную колонку из стекла, показанную на фиг. 5. Задачей этого исследования является показ эффекта устройства в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с макетом без использования этого устройства.

Обозначения на фиг. 5 соответствуют следующим элементам:

31: трехфазная пузырьковая колонка диаметром 150 мм и высотой 3300 мм

32: добавление газа в жидкость

33: распределительная решетка и опора для слоя катализатора

34: слой катализатора

35: направление жидкости (восходящее на периферии и нисходящее в центре) и газа (восходящее)

36: выходная решетка с трубками, удерживающими увлекаемое твердое вещество

37: уровень жидкости

38: внешний сепаратор: отстойник газ/жидкость

39: выход газа

40: насос рециркуляции жидкости

41: трубопровод для спуска жидкости вниз

10: заявленное устройство (тоже обозначенное позицией 10 на фиг. 1-4).

Используемой жидкостью является гептан, а газом - азот, причем эти две текучие среды смешиваются благодаря поступлению жидкости, рециркулируемой при помощи насоса (40), и добавлению газа через линию (32), которые нагнетаются в нижнюю часть колонки под распределительную пластину (33). Твердые частицы катализатора (цилиндрической формы с диаметром 1 мм и длиной от 3 до 6 мм) удерживаются в псевдоожиженном состоянии в кипящем слое (34), благодаря силам увлечения, создаваемым газом и жидкостью, в основном жидкостью.

Над псевдоожиженным слоем трубки, оснащенные решетками (36), задерживают частицы, поднимаемые и увлекаемые при восходящем движении газовых пузырьков. После определенного времени работы эти решетки снимают, задержанные частицы твердого вещества взвешивают и массу приводят к времени работы, что позволяет получить степень уноса на единицу времени.

Газовые пузырьки поднимаются до верхней границы раздела газ/жидкость (37).

После этого газ проходит во внешний сепаратор (38), затем в вытяжную трубу (39). Жидкость поступает в рециркуляционный насос (40) через центральный трубопровод (41), установленный в прозрачной колонке.

Значения расхода газа и жидкости контролируют раздельно и убеждаются, что слой катализатора расширился на 25-45% относительно его высоты в состоянии покоя.

Расход жидкость поддерживают фиксированным, чтобы обеспечивать поверхностную скорость жидкости 3,5 см/с, и расход газа меняют от 0 до 10 см/с.

Осуществляют три опыта:

- (А) опыт, в котором не применяют никакого устройства для размельчения пузырьков.

- (В) опыт, в котором используют заявленное устройство, представляющее собой набор сплошных пластин с наклоном 45°, расположенных как показано на фиг. 3с. Устройство имеет сечение, соответствующее 4-кратному сечению выходного патрубка колонки (31) в направлении внешнего сепаратора (38), то есть 0,015 м2.

- (С) опыт, в котором используют то же устройство, что и в (В), но на этот раз с перфорированными пластинами, имеющими отверстия с диаметром 2,5 см и с промежутком между ними 5 см с треугольным шагом, позволяющим получить максимальное число отверстий.

Заявленное устройство (10) располагают над трубками (36) на расстоянии 50 см от плоскости трубок (36).

Результат опытов (А) и (В) представлен в виде графика на фиг. 6а, где показано изменение потерь твердых частиц в процентах в конце ежедневной проверки катализатора в реакторе в зависимости от поверхностной скорости газа (Vsg) в отсутствие устройства в ходе опыта (А) и с устройством, оснащенным пластинами, в ходе опыта (В).

На этой фиг. 6а видно, что использование заявленного устройства в виде пластин без отверстий позволяет сократить потери твердых частиц примерно в 2 раза в обычном рабочем диапазоне реактора гидрообработки в кипящем слое, то есть с поверхностной скоростью газа (Vsg) от 2 см/с до 6 см/с. В этом опыте отмечается значительное улучшение при поверхностной скорости газа сверх 4 см/с.

Другой опыт (С) был проведен с этим же устройством в виде наклонных пластин, но в данном случае в пластинах выполнили отверстия диаметром 2,5 см.

На фиг. 6b представлено сравнение результатов, полученных без устройства (А), с устройством, содержащим пластины без отверстий (В), и с устройством, оснащенным пластинами с отверстиями (С). Этот последний опыт (С) наглядно показывает дополнительный выигрыш при одинаковой поверхностной скорости газа, равной 6 см/с.

На оси ординат графика на фиг. 6b показан унос твердых частиц относительно контрольного уноса, соответствующего уносу, полученному без устройства.

1. Способ с применением трехфазного псевдоожиженного слоя типа кипящего слоя, при этом в способе применяют устройство (10), предназначенное для ограничения уноса твердых частиц, установленное внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство (10) расположено между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин (11), расположенных вертикально друг над другом в один или несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства (10) составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9) реактора с псевдоожиженным слоем, предпочтительно от 2-кратного до 8-кратного и еще предпочтительнее от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).

2. Способ по п. 1, в котором поверхностная скорость газа составляет от 2 до 10 см/с и предпочтительно от 4 до 8 см/с.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором поверхностная скорость жидкости составляет от 1,4 см/с до 5,6 см/с и предпочтительно от 2 см/с до 4 см/с.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором устройство (10) образовано набором плоских пластин (11) в несколько рядов, расположенных друг над другом в вертикальном направлении, при этом каждый ряд содержит заданное число параллельных пластин (11), расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона относительно горизонтали одного ряда и угол наклона относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 140 до 220 градусов.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором ряды пластин расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1 относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2 относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором число рядов плоских пластин (11) устройства (10) составляет от 2 до 6.

8. Способ по любому из пп. 1-3, в котором устройство (10) образовано из вертикального штабеля концентричных между собой пластин (11) усеченной конусной формы, диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство (10) центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).

9. Устройство (10) для ограничения уноса твердых частиц, выполненное с возможностью установки внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим два уровня: первый уровень (13) твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, затем над первым уровнем - второй уровень (14) жидкой фазы, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство (10) выполнено с возможностью расположения между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин (11), расположенных вертикально друг над другом в несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства (10) составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9) реактора с псевдоожиженным слоем.

10. Устройство (10) по п. 9, образованное набором плоских пластин (11) в несколько рядов, расположенных друг над другом в вертикальном направлении, при этом каждый ряд содержит заданное число параллельных пластин (11), расположенных параллельно друг другу и наклоненных под углом α относительно горизонтали, при этом угол α составляет от 10° до 80°, предпочтительно от 20° до 60°.

11. Устройство (10) по п. 9 или 10, в котором последовательные ряды параллельных пластин (11) имеют чередующийся наклон, при этом угол наклона относительно горизонтали одного ряда и угол наклона относительно горизонтали следующего ряда являются такими, что сумма углов α1+α2 составляет от 160 до 200 градусов и предпочтительно от 165 до 190 градусов.

12. Устройство по любому из пп. 9-11, в котором ряды пластин расположены с чередованием в следующем порядке: ряд пластин (11) с углом α1 относительно горизонтали, затем следующий ряд с углом α2 относительно горизонтали, затем опять ряд с углом α1 и опять ряд с углом α2 и так далее для всех следующих рядов, если они существуют.

13. Устройство по любому из пп. 9-12, в котором число рядов плоских пластин (11) устройства (10) составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.

14. Устройство (10) по п. 9, образованное из вертикального штабеля концентричных между собой пластин (11) усеченной конусной формы, диаметр которых увеличивается снизу вверх, при этом устройство (10) центровано относительно сечения реактора и занимает сечение, составляющее от 2-кратного до 8-кратного и предпочтительно от 4-кратного до 6-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока (9).

15. Устройство (10) по п. 14, в котором число расположенных друг над другом усеченных конусных пластин (11) составляет от 2 до 6 и предпочтительно от 2 до 4.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к установке коксования в псевдоожиженном слое для превращения тяжелого нефтяного сырья в более низкокипящие продукты посредством термического крекинга в псевдоожиженном слое и к вариантам способа коксования в псевдоожиженном слое.

Изобретение относится к способу термохимического преобразования биомассы или другого насыщенного кислородом исходного сырья в жидкое углеводородное топливо. Способ гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья включает: а) введение насыщенного кислородом органического исходного сырья и псевдоожижающего газа, содержащего водород, в реактор гидропиролиза с псевдоожиженным слоем, содержащий псевдоожиженный слой твердых частиц, содержащий катализатор, в условиях гидропиролиза, достаточных для образования паров продукта термического разложения и гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья; b) извлечение из паров продукта потока продукта, содержащего, по существу, полностью дезоксигенированные углеводородные вещества, при этом поток продукта содержит менее чем приблизительно 4 мас.% кислорода, при этом псевдоожиженный слой твердых частиц имеет глубину более чем два диаметра реактора и содержит боковые вставки, выбранные из группы, состоящей из преград, препятствий, конструкций и их комбинаций, отстоящие друг от друга на осевые интервалы, составляющие от примерно одного до примерно двух диаметров реактора, таким образом, что «пробкообразование» не имеет место в реакторе гидропиролиза с псевдоожиженным слоем.

Изобретение относится к способу отделения газа из псевдоожиженной смеси газ/твердые вещества, содержащейся в реакторе, а также к реактору для осуществления этого способа.

Настоящее изобретение относится к установке коксования в псевдоожиженных условиях, имеющей реакционную емкость с отпарной секцией, включающей горизонтально расположенные перегородки отпарной секции, на которые распыляют пар для отдувки окклюдированных углеводородов из продукта-кокса, при этом эти перегородки отпарной секции расположены в отпарной секции горизонтально в виде находящихся на расстоянии друг от друга по вертикали ярусов, в каждом из которых перегородки размещены параллельно друг другу.

Изобретение относится к реактору с циркулирующим псевдоожиженным слоем. Реактор коксования в текучей среде включает реакционную секцию с плотным слоем, представляющую собой круг в горизонтальном сечении относительно вертикальной оси, ограниченный стенкой реактора, в которой тяжелую нефть подвергают термическому крекингу, область основания, в которую вводят псевдоожижающий газ для псевдоожижения слоя мелкоизмельченных твердых частиц кокса в реакционной секции, множество колец впускных отверстий для тяжелой нефти, расположенных по периметру стенки реактора в реакционной секции и на разных высотах над областью основания, верхнюю область, в которой газ и мелкоизмельченные частицы кокса выходят из реакционной секции, множество перегородок, имеющих форму усеченного конуса, расположенных на различных высотах в реакционной секции с плотным слоем выше области основания реактора, причем каждая перегородка расположена между последовательной парой колец впускных отверстий для тяжелой нефти и отходит от ее верхнего края у стенки реактора, проходя вниз и радиально внутрь от стенки реактора до нижнего, внутреннего края, определяющего центральное отверстие.

Изобретение относится к аппаратам для проведения физико-химических процессов при наличии газа, жидкости и катализатора, а более конкретно - к реакторам для синтеза гидроксиламинсульфата - одного из исходных компонентов производства пластмасс полиамидной группы.

Изобретение относится к устройству для контактирования текучей среды с твердыми частицами. Устройство содержит резервуар, решетчатую сборочную секцию, которая содержит множество горизонтальных хордовых балок, разнесенных друг от друга в горизонтальном направлении, и множество решетчатых платформ, вставленных между горизонтальными хордовыми балками, при этом каждая горизонтальная хордовая балка содержит конструктивный элемент, имеющий достаточную механическую прочность для выдерживания псевдоожижающих сил, действующих в резервуаре, и каждая решетчатая платформа прикреплена к одной или более горизонтальным хордовым балкам способом, обеспечивающим возможность предотвращения восходящего перемещения решетчатой платформы, и множество кронштейнов, прикрепленных непосредственно или опосредованно к внутренней поверхности резервуара и разнесенных по окружности, для поддержки конструктивного элемента, при этом каждый конструктивный элемент поддерживается одним или более из множества кронштейнов.

Полимеризация полиолефина, осуществляемая посредством приведения в контакт в реакторе олефинового мономера и необязательно сомономера с каталитической системой в присутствии индуцированных конденсирующих агентов (ICA) и необязательно водорода.

Настоящее изобретение относится к области химической технологии. Описано сепарационное устройство для реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, используемого для получения олефинов или ароматических углеводородов, содержащее: сепаратор предварительной очистки для первичной очистки газа от твердых частиц, сообщающийся с выходом реактора; вертикально расположенную демпферную емкость, имеющую нижнюю область, с которой сообщается выход твердых частиц сепаратора предварительной очистки, и верхнюю область, с которой сообщается выход газа сепаратора предварительной очистки; и сепаратор окончательной очистки для тонкой очистки газа от твердых частиц, имеющий вход, сообщающийся с верхней областью демпферной емкости, и выход твердых частиц, сообщающийся с нижней областью демпферной емкости; причем сепарационное устройство выполнено так, что продукт, содержащий частицы катализатора, унесенные им из реактора, подается в сепаратор предварительной очистки, где большинство твердых частиц катализатора отделяется от газа и отправляется в нижнюю область демпферной емкости, а продукт, уносящий оставшиеся частицы катализатора, направляется в верхнюю область демпферной емкости и в сепаратор окончательной очистки, где оставшиеся частицы катализатора отделяются от газа и отправляются в нижнюю область демпферной емкости, с получением на выходе сепаратора окончательной очистки конечного продукта; причем верхняя область демпферной емкости снабжена входным каналом для сообщения с выходом газа сепаратора предварительной очистки, причем входной канал выполнен тангенциально по отношению к боковой стенке верхней области.

Изобретение относится к области химической технологии. Описан реактор с псевдоожиженным слоем катализатора для получения олефинов или ароматических углеводородов, имеющий расположенную внизу входную зону, расположенную вверху выходную зону и реакционную зону, расположенную между входной и выходной зонами, причем в реакционной зоне расположена направляющая решетка, имеющая область с меньшей долей свободного сечения, т.е.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к установкам дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в соответствующие олефиновые углеводороды. Изобретение касается распределителя катализатора и транспортного газа для систем циркуляции реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с секционированным решетками кипящим слоем, содержащего подводящую транспортную трубу 19, соединенную с расположенной по оси реактора и/или регенератора вертикальной транспортной трубой 1 с восходящим или нисходящим потоком катализатора и транспортного газа, установленную открытым торцом 2 соответственно вверх или вниз, расположенный соосно с ней расширитель, содержащий дно, соединенное с торцом 2 транспортной трубы 1, и крышку.

Изобретение относится к форсуночному узлу, используемому для впрыска текучих сред, а именно тяжелых масел, таких как остатки от перегонки нефти и битумы, в реакторы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, а также к реактору коксования в псевдоожиженном слое, содержащему такую форсунку, и установке коксования содержащей такой реактор.

Изобретение относится к способу изготовления противоэрозионного покрытия на внутренней или наружной стенке камеры установки флюид-каталитического крекинга. Способ включает: (i) крепление множества металлических анкерных элементов на указанной металлической стенке, причем каждый анкерный элемент закрепляют по отдельности изолированным образом к указанной металлической стенке или закрепляют к указанной металлической стенке в сборе с другими идентичными анкерными элементами посредством приварки крепежного края каждого анкерного элемента к металлической стенке, при этом каждый анкерный элемент содержит крепежный край, прикрепленный к металлической стенке, и анкерное тело, жестко соединенное с крепежным краем, имеющее верхний край, который расположен в стороне от крепежного края и определяет плоскость, при этом по меньшей мере одна секция верхнего края, которая не расположена рядом с верхним краем другого идентичного анкерного элемента и не собрана с ним, имеет ограничивающий выступ для ограничения высоты композитного материала, который должен покрывать верхний край анкерного элемента, и ограничивающий выступ имеет ограничивающий край, расположенный на заданном расстоянии от плоскости, определяемой верхним краем анкерного элемента, (ii) нанесение слоя композитного материала на металлическую стенку, толщину которого выбирают таким образом, чтобы композитный материал покрывал или находился заподлицо с ограничивающим краем ограничивающих выступов каждого анкерного элемента, а оставшаяся часть верхнего края каждого анкерного элемента была покрыта слоем композитного материала, толщина которого, по меньшей мере, равна заданному расстоянию.

Изобретение относится к способу получения высушенного порошка из смеси разбавителя и порошка в установке. Установка содержит первую сушильную камеру, представляющую собой сушильную камеру обратного смешения, содержащую один или несколько нагревательных элементов; и вторую сушильную камеру.

Изобретение относится к области производства удобрений, в частности к реактору для производства гранул азотсодержащего удобрения, способу предотвращения образования отложений азотсодержащего удобрения на твердой поверхности реактора и способу нанесения покрытия на твердые поверхности реактора.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Пентоксид ванадия промышленной категории превращают в окситрихлорид ванадия низкотемпературным хлорированием в псевдоожиженном слое.

Полимеризация полиолефина, осуществляемая посредством приведения в контакт в реакторе олефинового мономера и необязательно сомономера с каталитической системой в присутствии индуцированных конденсирующих агентов (ICA) и необязательно водорода.

Изобретение относится к области трехфазных реакторов, работающих с кипящим слоем. Предлагается устройство для ограничения уноса твердых частиц, выполненное с возможностью установки внутри реактора с трехфазным псевдоожиженным слоем, имеющим первый уровень твердой фазы, соответствующий расширению этой твердой фазы внутри жидкой фазы, и второй уровень жидкой фазы, расположенный над первым уровнем, который по существу не содержит твердых частиц, при этом устройство выполнено с возможностью расположения между двумя упомянутыми уровнями и образовано набором плоских или усеченных конусных пластин, расположенных вертикально друг над другом в несколько рядов, при этом максимальное сечение устройства составляет от 1-кратного до 10-кратного сечения патрубка выхода исходящего потока реактора с псевдоожиженным слоем. Изобретение обеспечивает разрушение крупных пузырьков газовой фазы, содержащихся в жидкой фазе, и можно минимизировать увлечение твердых частиц этой газовой фазой наружу реактора, а также проводить процессы с поверхностными скоростями газа, превышающими нормальные скорости, не увеличивая при этом потери твердого катализатора, позволяя повысить производительность установки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх