Автотермический реактор

Изобретение относится к автотермическому реактору с теплообменными элементами в слое катализатора. Реактор характеризуется тем, что в качестве теплообменных элементов установлены устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, каждое из которых включает зону окисления, отделенную водородселективой и теплопроводящей перегородкой от катализатора и оснащенную системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления. Технический результат - упрощение устройства и повышение конверсии сырья. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к реакторам для проведения эндотермических каталитических процессов, протекающих с выделением водорода, в частности для получения ароматических углеводородов из углеводородов С3+, и может найти применение в нефтегазовой промышленности.

Известна установка для получения концентрата ароматических углеводородов из углеводородов С3 и С4 [RU 57278, МПК С07С 15/42, опубл. 10.10.2006], включающая систему разделения катализата и два каталитических блока, состоящих каждый из рекуперационного теплообменника, огневой печи и адиабатического каталитического реактора.

Недостатком используемых реакторов является низкая конверсия сырья из-за снижения температуры в реакторе и накопления водорода в катализате в процессе образования ароматических углеводородов.

Наиболее близкой по технической сущности является установка каталитической переработки легкого углеводородного сырья [RU 2565229, МПК C10G 35/04, опубл. 20.10.2015 г.], включающая нагреватель, изотермические каталитические реакторы с теплообменными элементами в слое катализатора, соединенными с генератором теплоносителя, а также системы регенерации катализатора и утилизации газа регенерации.

Недостатком данных реакторов является накопление водорода в катализате в процессе образования ароматических углеводородов, что снижает конверсию сырья.

Задачей изобретения является повышение конверсии сырья.

Техническим результатом является повышение конверсии сырья за счет оснащения реактора устройствами для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом реакторе с теплообменными элементами в слое катализатора особенностью является то, что в качестве теплообменных элементов установлены устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, каждое их которых включает зону окисления, отделенную водородселективой и теплопроводящей перегородкой от катализатора, и оснащенную системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления.

Во внутреннем пространстве устройства может быть размещен катализатор окисления, а при недостатке тепла они могут быть оснащены системой подачи топлива.

Реактор может быть выполнен с аксиальной или радиальной подачей сырья, а устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора могут быть выполнены, например, в виде пористых металлических трубчатых элементов, на наружной или внутренней поверхности которых нанесена водородселективная палладиевая мембрана. Реактор может быть использован для осуществления других эндотермических процессов, сопровождающихся выделением водорода, в том числе некаталитических.

Установка в реакторе устройств для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, оснащенных системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления, позволяет сначала удалить водород из слоя катализатора и сдвинуть химическое равновесие в сторону образования целевых продуктов реакции, а затем окислить водород и нагреть слой катализатора выделившимся теплом, за счет чего повысить конверсию сырья.

Изотермический реактор (условно показан разрез цилиндрического реактора с радиальной подачей сырья) включает катализаторную корзину 1, например, с катализатором дегидроциклодимеризации, в котором размещены устройства 2 (условно показано одно устройство) для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, например, в виде трубчатых элементов с стенками, выполненными из водородселективной теплопроводящей мембраны, размещенные в корпусе 3, оборудованном патрубками подачи сырья 4 и кислородсодержащего газа 5, вывода катализата 6 и продуктов окисления 7.

При работе реактора нагретое сырье, содержащее, например, углеводороды С3+, через патрубок 4 подают в реактор и пропускают через катализатор, например, дегидроциклодимеризации, расположенный в катализаторной корзине 1, при этом происходит конверсия углеводородов сырья с образованием ароматических углеводородов, которые в составе катализата выводят через патрубок 6, и водорода, которой, по меньшей мере в части, выводят из слоя катализатора через стенки устройства 2 в его внутреннее пространство, где он окисляется кислородом, подаваемым через патрубок 5 в составе кислородсодержащего газа, повышая за счет тепла окисления температуру стенки устройства и нагревая катализатор. Продукты окисления выводят через патрубок 7. При необходимости в устройство 2 может быть дополнительно подаваться топливо (система его подачи не показана), а во внутреннем пространстве устройства 2 может быть размещен катализатор окисления.

Таким образом предлагаемый реактор позволяет повысить конверсии сырья и может быть использован в нефтегазовой промышленности.

1. Автотермический реактор с теплообменными элементами в слое катализатора, отличающийся тем, что в качестве теплообменных элементов установлены устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора, каждое из которых включает зону окисления, отделенную водородселективой и теплопроводящей перегородкой от катализатора и оснащенную системами подачи кислородсодержащего газа и вывода продуктов окисления.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что во внутреннем пространстве устройств для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора размещен катализатор окисления.

3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что устройства для селективного выделения, окисления водорода и нагрева катализатора оснащены системой подачи топлива.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов C3-C4 и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Предложена установка, которая соединена с блоком каталитической переработки и включает холодильник, сепараторы низкого и высокого давления, компрессорную станцию, а также блоки рекуперации тепла, фракционирования и газоразделения.

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С3-С4 и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Изобретение касается установки для разделения продуктов каталитической ароматизации углеводородов С3-С4, включающей блок каталитической переработки, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения, блок фракционирования, соединенный с сепаратором линией подачи остатка, и компрессор.

Изобретение относится к способам (вариантам) регенерации отработанного катализатора, содержащего переходный металл и подложку катализатора, в металлическом реакторе, включающему: (1) приведение в контакт отработанного катализатора с хлорсодержащим потоком, который содержит хлорсодержащее соединение, для получения хлорированного отработанного катализатора; (2) приведение в контакт хлорированного отработанного катализатора с потоком газа декоксования, содержащим кислород, для получения декоксованного катализатора; и (3) приведение в контакт декоксованного катализатора с фторсодержащим потоком, который содержит фторсодержащее соединение, для получения регенерированного катализатора, содержащего менее чем около 1 мас.% углерода.

Изобретение относится к установкам получения ароматических углеводородов из углеводородов С3-С4 и может найти применение в нефтегазовой промышленности. Изобретение касается установки разделения продуктов каталитической ароматизации легких углеводородов, включающей блок каталитической переработки, соединенный с аппаратом воздушного охлаждения, сепаратор, компрессор и блок фракционирования.

Изобретение относится к каталитической переработки сжиженных углеводородных газов и может найти применение в нефтехимической промышленности. Изобретение касается установки каталитической ароматизации углеводородов С3-С4, включающей рекуперативный теплообменник, нагреватель, по меньшей мере два каталитических реактора, работающих попеременно в режиме переработки сырья и регенерации катализатора, а также блок разделения катализата, расположенный на линии подачи катализата.

Изобретение относится к способу риформинга, в котором: углеводородный поток 105, имеющий в своём составе углеводороды, содержащие от 5 до 12 атомов углерода, вводят в зону риформинга, содержащую катализатор риформинга, при этом зона риформинга включает в себя по меньшей мере четыре реактора риформинга, причём каждый реактор риформинга характеризуется определённым набором рабочих условий риформинга для получения выходящего потока 125 риформата и последний реактор риформинга содержит меньше катализатора, чем предпоследний реактор риформинга, причем первый реактор 145 риформинга работает при температуре от 480°C до 560°C, второй реактор 150 риформинга работает при температуре от 510°C до 560°C, третий реактор 175 риформинга работает при температуре от 520°C до 560°C, а четвёртый реактор 205 риформинга работает при температуре от 540°C до 560°C и значение часовой объемной скорости жидкости (LHSV) в первом реакторе 145 риформинга составляет от 8,5 ч-1 до 20 ч-1, значение LHSV во втором реакторе 150 риформинга составляет от 8,5 ч-1 до 12 ч-1, значение LHSV в третьем реакторе 175 риформинга составляет от 6,5 ч-1 до 8,5 ч-1, а значение LHSV в четвёртом реакторе 205 риформинга составляет от 12 ч-1 до 30 ч-1.

Настоящее раскрытие изобретения относится к способу удаления бензола из исходного сырья для составления бензиновых смесей. Способ удаления бензола из исходного сырья для составления бензиновых смесей включает стадии: подачи исходного сырья, содержащего бензол, в установку каталитического риформинга для получения выходящего потока, содержащего С5+ углеводороды; перепускания по крайней мере части выходящего потока, содержащего С5+ углеводороды, в колонну разделения риформата для получения по крайней мере одного потока, содержащего поток риформата, обогащенного по бензолу; перепускания потока риформата, обогащенного по бензолу, в реактор насыщения бензола в установке насыщения бензола для получения потока насыщенного риформата; перепускания потока насыщенного риформата в отпарную колонну в установке насыщения бензола для получения потока риформата, обедненного по бензолу, и потока сбросных газов; и отправления потока сбросных газов на рецикл в установку извлечения при повторном введении в контакт для извлечения газообразного водорода и сжиженного нефтяного газа (СНГ).

Изобретение относится к способу изомеризации углеводородного сырья, содержащего углеводородные соединения C5 и/или C6, причем указанный способ включает использование контура рециркуляции по меньшей мере одного хлорсодержащего соединения.

Изобретение относится к способу риформинга и изомеризации углеводородов и включает подачу потока сырья риформинга в зону риформинга, содержащую катализатор риформинга, и эксплуатацию зоны риформинга в условиях риформинга, включающих давление риформинга в диапазоне от 1 до 18 атмосфер, чтобы получить выходящий поток из зоны риформинга.

Изобретение относится к способу получения одного или нескольких ксилолов, включающему: подачу первого потока, содержащего ксилолы и С9 ароматические соединения при первом соотношении между метильными и фенильными группами, на одну сторону фракционирующей колонны с разделенным корпусом, включающей вертикальную перегородку, отделяющую одну сторону от другой стороны; подачу второго потока, содержащего ксилолы и С9 ароматические соединения при втором соотношении между метильными и фенильными группами, которое является более низким, чем первое соотношение, на другую сторону фракционирующей колонны с разделенным корпусом; при этом по меньшей мере часть второго потока содержит по меньшей мере часть потока риформата; отделение потока общего головного продукта из фракционирующей колонны с разделенным корпусом, содержащего ксилолы; отделение первого потока кубового продукта с одной стороны фракционирующей колонны с разделенным корпусом и отделение второго потока кубового продукта с другой стороны фракционирующей колонны с разделенным корпусом; подачу первого потока кубового продукта в качестве подаваемого потока в зону трансалкилирования; извлечение по меньшей мере части второго потока кубового продукта в качестве компонента бензина.

Настоящее изобретение относится к устройству для малотоннажного получения метанола из синтез-газа. Предлагаемое устройство состоит из реакторного блока, ректификационной колонны и теплообменника, при этом продукты синтеза метанола из реакторного блока подаются непосредственно в ректификационную колонну, при этом теплообменник выполнен с возможностью съема тепла из реакторного блока и одновременного подогрева низа ректификационной колонны.
Наверх