Реактор с греющей стенкой

Изобретение относится к реактору с греющей стенкой для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций и может быть использовано в газо- и нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Реактор содержит обечайку, греющую рубашку, штуцеры ввода и вывода сырья, задвижки, форсунку для распыления сырья в полость реактора, байпас подачи сырья, минуя греющую рубашку, люки загрузки и выгрузки катализатора, штуцеры выхода газов, смотровой люк. Предварительно нагретое сырье подается в греющую рубашку и нагревает внутреннюю полость реактора или поддерживает температурный режим во время проведения каталитических процессов. Реактор может содержать кольцевые перегородки, регулирующие движение сырья вдоль оси реактора. Обеспечивается упрощение способа подвода теплоты к реактору, увеличение энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции оборудования. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к химической промышленности и химическому машиностроению, в частности к изотермическому реактору для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций и может быть использовано в газо- и нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности, в частности в технологическом оборудовании для термического разложения различных углеводородов при высоких температурах и давлениях.

Из уровня техники известен изотермический реактор (патент №2568809 RU «Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья», приоритет от 11.12.2014 г.) для каталитической переработки легкого углеводородного сырья, оборудованный устройством для подачи/отвода тепла в/из слоя катализатора теплоносителем, в качестве которого используют газ окисления воздухом смеси топлива с отходящим газом окислительной регенерации.

Недостатком данного способа является удорожание установки вследствие установки дополнительного оборудования для подачи воздуха, рециркуляции регенерационных газов, использования водорода, а так же использование дополнительного оборудования для охлаждения использованного теплоносителя.

Из уровня техники известен реактор (патент №2265480 RU, приоритет от 10.05.2001 г.) для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций, имеющий наружный корпус по существу цилиндрической формы, концы которого закрыты соответственно крышкой и днищем, снабженными патрубками, и, по меньшей мере, один пластинчатый теплообменник, погруженный в удерживаемый в корпусе каталитический слой.

Наиболее близким к заявленному изобретению является изотермический реактор (патент №2435639 RU, приоритет от 20.08.2007 г.) для проведения экзотермических и эндотермических гетерогенных реакций, содержащий цилиндрический наружный корпус, имеющий продольную ось, слой катализатора, размещенный в корпусе и снабженный противолежащими перфорированными боковыми стенками для ввода газового потока реагентов и вывода газового потока продуктов реакции и теплообменный блок, погруженный в слой катализатора и предназначенный для пропуска через него теплоносителя. Слой катализатора ограничен по краям противолежащими перфорированными боковыми стенками, причем между корпусом и этими боковыми стенками образованы первый и второй промежутки. Теплообменный блок содержит ряд теплообменников, расположенных параллельно друг другу и параллельно направлению, в котором слой катализатора пересекается газовым потоком реагентов.

Недостатками данного изобретения являются высокая сложность конструкции и сложность эксплуатации и обслуживания, в некоторых случаях полностью исключается возможность обслуживания таких теплообменников. Сложность конструкции и эксплуатации приводит к удорожанию всего процесса, применяющем данный тип реактора.

Техническим результатом использования предложенного изобретения являются: упрощение способа подвода теплоты к реактору, увеличение энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции высокотемпературного оборудования.

Указанный технический результат достигается за счет специальной конструкции реактора, содержащую греющую рубашку, верхний и нижний штуцеры, люки для загрузки и выгрузки катализатора, задвижки для регулирования подачи сырья, байпас для подачи сырья минуя греющую рубашку, штуцеры для аварийного слива. Данная конструкция ректора позволяет подавать сырье через нижний штуцер во внутреннюю полость реактора через греющую рубашку по винтовой спирали для подогрева внутренней полости реактора; при этом сырье, поднимаясь по винтовой спирали к верхнему штуцеру реактора, попадает во внутреннюю полость реактора через камеру форсунок, расход сырья регулируется посредством задвижек.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 схематически изображен реактор.

Реактор состоит из обечайки 1 реактора, греющей рубашки 2, штуцера 3 ввода сырья, задвижки 4, верхнего штуцера 5 ввода сырья в камеру форсунки 6, выводного патрубка 7 для выхода продуктов реакции, байпаса 8 подачи сырья минуя греющую рубашку реактора, штуцера 9 аварийного слива сырья из греющей рубашки, люка загрузки 10 катализатора, выгружного лючка 11 для выгрузки катализатора, расположенного под углом 30° к оси реактора, люка 12 выгружного для чистки реактора, штуцера 13 выхода газов, смотрового люка 14 для осмотра и освидетельствования внутренней полости реактора без выгрузки катализатора. Контроль температуры и давления внутри реактора осуществляется с помощью термодатчика 15 многозонного и манометра 16. Для доступа к смотровому люку 14, люку загрузки катализатора 12 и приборам 15 и 16 предназначена лестница 17.

Устройство камеры форсунки 6 иллюстрируется фиг. 2.

Камера форсунки 6 представляет собой съемное устройство, устанавливаемое в обечайку люка 10 загрузки, и состоящее из трубы 18 распорной, перегородки 19 распылительной верхней, перегородки 20 распылительной нижней и распорок 21, придающих жесткость конструкции и задающих вектору движения потока спиральную составляющую.

Заявляемый реактор с греющей стенкой работает следующим образом.

На фиг. 3 представлена схема движения рабочей среды внутри реактора.

Сырье, предварительно нагретое до температуры реакции, подается в греющую рубашку 2 реактора через штуцер 3 ввода сырья и по винтовой спирали поднимается к верхнему штуцеру 5 ввода сырья в камеру форсунки 6. Поднимаясь по винтовой спирали, сырье нагревает внутреннюю полость реактора до температуры реакции на стадии выхода на режим или поддерживает температурный режим во время проведения каталитических процессов во всем объеме реактора. Регулирование потоков, проходящих через греющую рубашку 2, осуществляется посредством задвижек 4. Пройдя греющую рубашку 2, сырье через верхний штуцер 5 ввода сырья тангенциально подается в камеру форсунки 6, продолжая движение по окружности вдоль стенки обечайки 1. Выход сырья в полость реактора (распыление) осуществляется через отверстия в перегородке 20 распылительной нижней. Распыленное сырье из камеры форсунки 6 проходит через слой 22 шаров керамических и попадает в слой катализатора 23 (см. фиг. 3). Слой 22 керамических шаров необходим для лучшего распределения распыленного сырья по всему объему реактора. Кольцевые перегородки 24 регулируют движение сырьевого потока вдоль оси реактора, препятствуя стеканию сырья по стенкам реактора. Нижний слой 25 керамических шаров препятствует выносу катализатора вместе с продуктами реакции из реактора.

Движение сырьевого потока происходит вдоль оси реактора.

Выход продуктов реакции осуществляется через выводной патрубок 7, вмонтированный в обечайку люка 12 выгружного, и ограничители 26, выполненные в виде металлической решетки или сетки.

Мониторинг давления и температуры в полости реактора осуществляется посредством манометра 16 и многозонного термодатчика 15, позволяющего измерять температуру в, по меньшей мере, одной точки в зависимости от технологического процесса, использующего данный тип реактора.

Термодатчик 15 устанавливается в реактор до загрузки керамических шаров и катализатора. Канал термодатчика изготавливается таким образом, чтобы обеспечить защиту термодатчика от механических повреждений и минимизировать тепловые искажения в показаниях приборов. В конструкции канала предусмотрены обтекатели, препятствующие стеканию сырья вдоль канала по направляющим трубам.

Катализатор 23 в реактор загружается равномерным слоем через люк 10 загрузки катализатора. Отработанный катализатор 23 выгружается через лючок 11 выгружной. Для чистки реактора и выгрузки нижнего слоя 25 шаров используется люк 12 выгружной. Осмотр и освидетельствование внутренней полости реактора без выгрузки катализатора 23 проводится через смотровой люк 14, доступ к которому обеспечивает лестница 17.

Для выхода водородсодержащих газов, являющихся продуктами реакции, предусмотрен штуцер 13 выхода газов.

Так же в реакторе предусмотрен байпас 8, позволяющий подать сырье в полость реактора, минуя греющую рубашку 2. Для слива сырья из греющей рубашки 2 предусмотрен штуцер 9 аварийного слива.

Использование предложенного изобретения позволяет упростить способ подвода теплоты к реактору, увеличить энергосбережение путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции высокотемпературного оборудования.

1. Реактор с греющей стенкой, состоящий из обечайки реактора, греющей рубашки, штуцера ввода сырья, задвижки, верхнего штуцера ввода сырья в камеру форсунки, выводного патрубка для выхода продуктов реакции, байпаса подачи сырья, минуя греющую рубашку реактора, штуцера аварийного слива сырья из греющей рубашки, люка загрузки катализатора, выгружного лючка для выгрузки катализатора, люка выгружного для чистки реактора, штуцера выхода газов, смотрового люка для осмотра и освидетельствования внутренней полости реактора без выгрузки катализатора.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что штуцер подачи сырья соединен с греющей рубашкой для того, чтобы предварительно нагретое сырье подавалось в греющую рубашку и, поднимаясь по винтовой спирали, нагревало внутреннюю полость реактора до температуры реакции на стадии выхода на режим или поддерживала температурный режим во время проведения каталитических процессов во всем объеме реактора.

3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что верхний штуцер ввода сырья соединен с камерой форсунки, состоящей из трубы распорной, перегородки распылительной верхней, перегородки распылительной нижней и распорок, придающих жесткость конструкции и задающих вектору движения потока спиральную составляющую.

4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что слой катализатора в реакторе разделен кольцевыми перегородками, регулирующими движение сырьевого потока вдоль оси реактора и препятствующими стеканию сырья по стенкам реактора.

5. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что слой катализатора лежит на слое керамических шаров, препятствующих выносу катализатора вместе с продуктами реакции, и сверху закрыт слоем керамических шаров, способствующих лучшему распределению сырья по площади реактора.

6. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что выгружной лючок для выгрузки катализатора расположен под углом 30° к оси реактора.

7. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что контроль температуры и давления внутри реактора осуществляется с помощью термодатчика многозонного и манометра.

8. Реактор по п. 7, отличающийся тем, что канал термодатчика имеет обтекатели, препятствующие стеканию сырья вдоль канала по направляющим трубам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к выгрузке катализатора из трубных реакторов, в частности к устройству и способу выгрузки дисперсного материала, такого, как частицы отработанного катализатора, из реакторных труб каталитического реактора.

Настоящее изобретение относится к устройству для контактирования текучей среды с твердыми компонентами. Устройство содержит резервуар, решетчатую конструкцию, содержащую одну или более решетчатых ступеней, каждая из которых содержит множество решетчатых сборочных секций, причем каждая решетчатая сборочная секция содержит нижнюю платформу и каркасную конструкцию, проходящую в верхнем направлении от двух противоположных сторон нижней платформы, основание, образованное из конструктивных элементов, на которое опирается решетчатая конструкция, причем основание содержит среднюю часть и три или более плеч, проходящих в наружном направлении от средней части, и три или более кронштейнов, прикрепленных к внутренней поверхности резервуара и разнесенных друг от друга, выполненных с возможностью поддержки плеч основания и выполненных с обеспечением возможности теплового расширения и сжатия.

Изобретение относится к системе отделения частиц для каталитического химического реактора. Система включает множество фильтрующих секций, содержащих переливные системы, обеспечивая захват частиц при сохранении постоянного перепада давления в системе и ограничивая нагрузку по жидкости по всей системе, и фильтрующую тарелку, содержащую ряд резервуаров со стенками для сбора жидкости, сочетая в себе осаждение и фильтрацию.

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.

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 способу разделения выходящего потока, который содержит смесь углеводородов и ионной жидкости после процессов алкилирования, а также к разделительной зоне для его осуществления.

Изобретение может быть использовано при глубокой переработке угля, при разработке месторождений нефти и газа, в нефтепереработке и в нефтехимическом производстве.

Изобретение относится к области биотехнологии. Композиция для получения масла из биомассы содержит биомассу, жидкое масло, катализатор гидрокрекинга и вулканизирующий агент в определенных количествах.

Настоящее изобретение раскрывает способ окисления олефина, включающий в себя стадию последовательного пропускания реакционного потока подачи при условиях окисления С2-С16 α-олефина через слои катализатора, выбранного из силикалитов титана, от № 1 до № n, где n представляет собой целое число от 2 до 50.

Изобретение относится к огневым нагревателям. Интегрированная установка для системы риформинга включает в себя: множество радиационных огневых нагревателей, имеющих по меньшей мере один технологический змеевик, размещённый внутри нагревателя, горелки и выход для дымового газа, причем каждый технологический змеевик имеет одно выпускное отверстие и по меньшей мере два впускных отверстия; и по одному выпускному коллектору на каждый нагреватель, имеющему вход, сообщающийся по текучей среде с выпускными отверстиями технологических змеевиков, и по меньшей мере один выход коллектора; причем каждый технологический змеевик имеет конструкцию, состоящую из трёх труб, ориентированных параллельно, с двумя полукруглыми трубчатыми секциями, соединяющими концы труб так, что трубы и трубчатые секции формируют W-образный змеевик с центральной трубой, имеющей один конец, соединённый с выпускным отверстием, и двумя расположенными по краям трубами, каждая из которых имеет один конец, соединённый с одним из двух впускных отверстий; при этом центральная труба имеет диаметр больше, чем диаметры труб, расположенных по краям.

Настоящее изобретение раскрывает способ окисления олефина, включающий в себя стадию последовательного пропускания реакционного потока подачи при условиях окисления С2-С16 α-олефина через слои катализатора, выбранного из силикалитов титана, от № 1 до № n, где n представляет собой целое число от 2 до 50.

Настоящее изобретение раскрывает способ окисления олефина, включающий в себя стадию последовательного пропускания реакционного потока подачи при условиях окисления С2-С16 α-олефина через слои катализатора, выбранного из силикалитов титана, от № 1 до № n, где n представляет собой целое число от 2 до 50.

Изобретение относится к области экзотермических реакций и более конкретно к реакциям гидроочистки, гидродесульфуризвции, гидроденитрогенизации, гидрокрекинга, гидрогенизации, гидродеоксигенирования или гидродеароматизации, выполняемым в реакторе с неподвижным слоем, более конкретно относится к устройству смешения и распределения текучих сред в реакторе с параллельным нисходящим потоком и к его применению для выполнения экзотермических реакций.

Изобретение относится к области экзотермических реакций и, более конкретно, реакциям гидроочистки, гидродесульфуризвции, гидроденитрогенизации, гидрокрекинга, гидрогенизации, гидродеоксигенирования или гидродеароматизации, выполняемым в реакторе с неподвижным слоем, более конкретно, к устройству смешения и распределения текучих сред в реакторе с параллельным нисходящим потоком и к его применению для выполнения экзотермических реакций.

Группа изобретений относится к вариантам выполнения реакторов гидроочистки. Согласно первому варианту реактор содержит реакционную колонну, имеющую внутреннюю поверхность, и выпуклую вверх пористую опору катализатора, сообщающуюся с внутренней поверхностью реактора.

Изобретение относится к области процессов и аппаратов химической технологии, а именно к каталитическим процессам с неподвижным слоем катализатора в проточных реакторах, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к каталитическому устройству для производства ангидрида фталевой кислоты путем окисления в газовой фазе ароматических углеводородов, содержащему реактор, имеющий сторону впуска исходного газа и сторону выхода получаемого газа, а также первый слой катализатора из каталитических тел и по меньшей мере один второй слой катализатора из каталитических тел, при этом первый слой катализатора расположен на стороне впуска газа, второй слой катализатора расположен за первым слоем катализатора по ходу потока газа, причем указанные каталитические тела содержат наружный слой из активной композиции, где содержание активной композиции во втором слое катализатора составляет от 2 до 6 мас.

Настоящее изобретение относится к способу и системе устройств для получения диметилоксалата карбонилированием промышленного синтез-газа при средневысоком и высоком давлении и получения этилегликоля гидрированием диметилоксалата.

Изобретение относится к устройству предварительного смешивания газов, реактору, содержащему указанное устройство, реакционной системе для окислительной дегидрогенизации бутилена, содержащей указанный реактор, и способу производства бутадиена с использованием указанной системы.

Изобретение относится к конструкции контактных аппаратов, предназначенных для каталитического окисления SO2 в SO3. Целью изобретения является повышение надежности конструкции контактного аппарата.

Изобретение относится к устройствам для проведения технологических процессов при повышенном давлении и может найти применение в области химии, фармацевтики, а также в смежных отраслях для проведения процессов в сверхкритических условиях.

Изобретение относится к реактору с греющей стенкой для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций и может быть использовано в газо- и нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Реактор содержит обечайку, греющую рубашку, штуцеры ввода и вывода сырья, задвижки, форсунку для распыления сырья в полость реактора, байпас подачи сырья, минуя греющую рубашку, люки загрузки и выгрузки катализатора, штуцеры выхода газов, смотровой люк. Предварительно нагретое сырье подается в греющую рубашку и нагревает внутреннюю полость реактора или поддерживает температурный режим во время проведения каталитических процессов. Реактор может содержать кольцевые перегородки, регулирующие движение сырья вдоль оси реактора. Обеспечивается упрощение способа подвода теплоты к реактору, увеличение энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции оборудования. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх