EA032289B1

EA032289B1 - Конструкция распределителя сырья для реактора аммоксидирования

Info

Publication number: EA032289B1
Application number: EA201691987A
Authority: EA
Inventors: Тимоти Роберт Макдонел; Джей Роберт Коуч; Дэвид Рудольф Вагнер; Пол Тригг Вачтендорф; Томас Джордж Трэверс
Original assignee: ИНЕОС Юроп АГ
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2019-05-31
Also published as: ES2923889T3; CN104941521A; EP3415229B1; TW201546032A; JP6526046B2; EP3126044A1; HUE059175T2; SA516371957B1; EA201691987A1; KR20160139024A; EP3126044B1; KR102269437B1; TWI676613B; JP2017512642A; EP3415229A1; WO2015153192A1

Abstract

Замена различных секций распределителя сырья, используемого в промышленном реакторе аммоксидирования, облегчается путем использования газонепроницаемых быстроразъемных фитингов для прикрепления различных секций распределителя друг к другу, а также к стенке реактора. Кроме того, диаметры отходящих патрубков в этих секциях распределителя, а также диаметры питающих форсунок, присоединенных к этим отходящим патрубкам, изменяются для обеспечения равномерного потока сырьевого газа через эти компоненты. Распределитель можно подразделять на множество секций распределителя сырья, приспособленных для лучшего контроля реактора. Наконец, торцевые заглушки, ограничивающие дальние концы отходящих патрубков распределителя, можно обеспечивать форсунками для удаления любого катализатора аммоксидирования, который мог случайно достичь внутренней части распределителя.

Description

Настоящее изобретение можно понять лучше со ссылкой на следующие графические материалы, на которых:

фиг. 1 представляет собой схематических вид, показывающий секцию реактора обычного реактора аммоксидирования, используемого для получения акрилонитрила;

фиг. 2 представляет собой вид сверху, показывающий нижнюю сторону обычной системы распределителя реактора аммоксидирования фиг. 1;

фиг. 3 представляет собой поперечное сечение, взятое по линии 3-3 фиг. 2, на фиг. 3 показаны питающие форсунки и связанные питающие насадки обычной системы распределителя фиг. 2;

фиг. 4 представляет собой сечение, показывающее способ, которым патрубок основного коллектора распределителя сырья промышленного реактора аммоксидирования проходит и соединен с боковой стенкой реактора;

фиг. 5 представляет собой сечение, аналогичное фиг. 4, показывающее один признак настоящего изобретения, в котором патрубок основного коллектора распределителя сырья проходит и соединен с боковой стенкой реактора посредством газонепроницаемого быстроразъемного соединения;

фиг. 6 представляет собой вид сбоку газонепроницаемого быстроразъемного соединения фиг. 5;

фиг. 7 представляет собой поперечное сечение, аналогичное фиг. 2, показывающее другой признак настоящего изобретения, в котором отходящие патрубки распределителя соединены с патрубком основного коллектора распределителя посредством газонепроницаемых быстроразъемных соединений;

фиг. 8 представляет собой вид сверху, показывающий газонепроницаемые быстроразъемные соединения фиг. 7 более подробно;

фиг. 9А и 9В представляют собой виды сбоку в сечении отходящего патрубка распределителя, используемого согласно еще одному признаку настоящего изобретения, показывающие, как диаметр этого отходящего патрубка уменьшается в зависимости от увеличения расстояния от патрубка коллектора распределителя;

фиг. 10А, 10В и 10С представляют собой поперечные сечения отходящего патрубка распределителя с фиг. 9, дополнительно показывая, как диаметр этого отходящего патрубка снижается в зависимости от увеличения расстояния от парубка коллектора распределителя;

фиг. 11А, 11В, 11С и 11Ό представляют собой вертикальное сечение торцевой заглушки отходяще

- 3 032289 го патрубка распределителя, используемой согласно еще одному признаку системы распределителя настоящего изобретения; и фиг. 12 представляет собой вид сверху, показывающий еще один признак настоящего изобретения, в котором распределитель сырья реактора получения акрилонитрила подразделяют на множество секций распределителя сырья.

Подробное описание изобретения

Определения.

При использовании в настоящем документе связь посредством текучей среды относится к соединению или патрубку, эффективному для обеспечения прохождения одной и той же жидкости или пара из одной области в другую.

При использовании в настоящем документе разъемно закреплен относится к несварному соединению, которое обеспечивает разъединение деталей при помощи неразрушающих средств. Например, разъемное закрепление может относиться к болтам, анкерным болтам, соединенным болтами фланцам и их комбинациям.

При использовании в настоящем документе содержащая аммиак сырьевая смесь относится к смеси аммиака и насыщенных и/или ненасыщенных С₃-С₄-углеводородов. Насыщенные и/или ненасыщенные С₃-С₄-углеводороды могут включать пропан, пропилен, бутан, бутилен и их смеси.

Быстроразъемные соединения.

Как указано выше, значительной проблемой, встречающейся при работе промышленного реактора получения акрилонитрила, является отказ распределителя сырья с течением времени из-за азотирования металла, из которого он сделан. Для решения данной проблемы уже было предложено получение распределителя из стойких к азотированию сплавов, таких как известные из документов υδ 3704690, ϋδ 4401153, υδ 5110584 и ЕР 0113524. К сожалению, это решение было неудачным для использования в промышленных реакторах получения акрилонитрила из-за некоторых проблем, которые присущи реакции каталитического аммоксидирования в псевдоожиженном слое, а также по причинам стоимости.

Тем не менее, в документе υδ 5256810 описан способ практически исключения азотирования распределителя в промышленном реакторе получения акрилонитрила путем поддержания температуры аммиака внутри распределителя достаточной низкой для предотвращения возникновения азотирования посредством использования специально разработанной ткани для термоизоляции. Однако это решение также было неудовлетворительным из-за стоимости и сложной конструкции.

Согласно данному признаку настоящего изобретения эта проблема отказа распределителя с течением времени из-за азотирования металла решается путем внедрения конструкции распределителя, которая обеспечивает быструю и простую замену отдельных секций распределителя, а также всего распределителя целиком. Хотя все еще необходимо останавливать реактор получения акрилонитрила при выполнении данной замены, время которое занимает эта замена значительно короче, чем обычно на практике. В результате общая стоимость решения этой постоянной проблемы азотирования, как в отношении потери производственного времени, так и стоимости рабочей силы, значительно снижается.

На фиг. 4, 5 и 6 показан один признак настоящего изобретения, в котором данная проблема азотирования распределителя решается путем использования газонепроницаемого, быстроразъемного соединения для соединения впускного отверстия системы распределителя с наружной стенкой реактора аммоксидирования. Согласно конкретному варианту осуществления, показанному на этих фигурах, конец основного коллектора 30 непосредственно присоединен к стенке 40 реактора 10. В этой конструкции, таким образом, этот конец коллектора содержит впускное отверстие 31 секции 16 распределителя. В других конструкциях промежуточный трубопровод можно использовать для соединения впускного отверстия 31 распределителя с коллектором 30. Для удобства этот признак настоящего изобретения будет описан в отношении конструкции реактора, показанной на фиг. 4, 5 и 6. Однако будет понятно, что этот признак и его преимущества в той же мере применимы к другим конструкциям реакторов, таким как, например, в которых впускное отверстие 31 распределителя отделено от основного коллектора 30 промежуточным трубопроводом.

Как показано на фиг. 4, обычный способ присоединения впускного отверстия 31 распределителя 16 сырья к стенке 40 реактора 10 представляет сваривание. Следовательно, когда патрубок 30 основного коллектора необходимо заменять, следует использовать подход к ремонту с применением сварки, в котором часть стенки 40 реактора, непосредственно окружающую патрубок 30 основного коллектора, вырезают сваркой, отверстие в корпусе 12 реактора, образованное при этом, устраняют привариванием подходящей заплаты и новый патрубок 30 основного коллектора вставляют в отремонтированную стенку 40 реактора также свариванием. Это требует значительной работы на месте, а также дополнительных материалов, которые могут быть дорогими.

Согласно данному признаку настоящего изобретения этой проблемы избегают путем внедрения конструкции газонепроницаемого, быстроразъемного соединения для присоединения патрубка 30 основного трубопровода к стенке 40 реактора. Пример такого соединения показан на фиг. 5 и 6, на которых показан смотровой люк 42 в виде цилиндрического рукава 44, первая сторона которого намертво приварена газонепроницаемым образом по периметру 46 постоянного отверстия 48, образованного в стенке

- 4 032289 реактора. Другая или вторая сторона цилиндрического рукава 44 имеет фланец 50, который определяет ряд сквозных отверстий для вставки болтов 52 в них. При этом воротник 54 в виде плоской круглой пластины намертво приварен газонепроницаемым образом к наружной части патрубка 30 основного коллектора. Кроме того, воротник 54 также определяет ряд сквозных отверстий 56, которые соответствуют сквозным отверстиям на фланце 50 смотрового люка 42.

При такой конструкции патрубок 30 основного коллектора можно съемно закреплять на стенке 40 реактора 10 газонепроницаемым образом просто путем соединения болтами воротника 54 патрубка 30 основного коллектора с фланцем 50 смотрового люка 42. Таким же образом патрубок 30 основного коллектора можно отсоединять от стенки 40 реактора просто путем отвинчивания болтов, соединяющих воротник 54 с фланцем 50. Следовательно, замена существующего основного коллектора 30, который стал непригодным из-за чрезмерного азотирования, можно осуществлять просто и легко путем простого процесса отвинчивания болтов и их повторного завинчивания. Из-за отсутствия необходимости в сварке на месте эта процедура замены намного проще и менее дорогостоящая при выполнении, чем подход к ремонту с применением сварки, который обычно проводят.

На фиг. 2, 7 и 8 показан другой признак настоящего изобретения, в котором газонепроницаемые, быстроразъемные соединения используют для решения проблемы азотирования отходящих патрубков распределителя. Как показано на фиг. 2, обычным способом, которым отходящие патрубки (или отходящие трубопроводы) 32 присоединяют к патрубку 30 основного коллектора (или коллектору), является сварка. Следовательно, когда отдельные отходящие патрубки 32 необходимо заменять из-за чрезмерного азотирования, применяют подход к ремонту с применением сварки, при котором старый отходящий патрубок отсоединяют от патрубка 30 основного коллектора сваркой или другими подходящими техниками резки и новый отходящий патрубок присоединяют к патрубку 30 основного коллектора сваркой. Это также требует значительного количества работ на месте, что является дорогостоящим.

Согласно данному признаку настоящего изобретения этой проблемы избегают путем внедрения конструкции газонепроницаемого, быстроразъемного соединения для присоединения каждого отходящего патрубка 32 к патрубку 30 основного коллектора. Это показано на фиг. 7 и 8, на которых показаны газонепроницаемые, быстроразъемные соединения 60, используемые для соединения каждого отходящего патрубка 32 с патрубком 30 основного коллектора системы 16 распределителя. Хотя эти фигуры показывают, что каждый отходящий патрубок непосредственно соединен с патрубком 30 основного коллектора, будет понятно, что один или несколько из этих отходящих патрубков можно косвенно соединять с патрубком 30 основного коллектора, например, посредством промежуточного трубопровода (не показан).

Газонепроницаемые, быстроразъемные соединения 60 представляют соединения, в которых сопрягающиеся детали, т.е. детали, которые соединяют вместе при получении соединения и которые расстыковывают, когда соединение разъединяют, специально разработаны для соединения друг с другом только механическими средствами, т.е. без сваривания или приклеивания. Газонепроницаемые, быстроразъемные соединения также разработаны для сохранения герметичности при высоких температурных условиях, таких как встречающиеся при нормальной работе обычного промышленного реактора аммоксидирования, а также при цикличном изменении температуры, которое происходит, когда такой реактор запускают и останавливают. Пример коммерчески доступного соединения, которое подходит для данной цели, представляет хомутные соединения с металлическим контактом для уплотнения отверстия Сгау1ое, доступные от Сгау1ое Ргойис1к из Хьюстона, Техас. Другой пример коммерчески доступного соединения, которое подходит для данной цели, представляет хомутное соединение ТесЫок. доступное от векторной группы компании ЕгеийеиЬегд 011 & Сак Тес11по1още5 из Хьюстона, Техас. Еще один пример коммерчески доступного соединения, которое подходит для данной цели, представляет хомутное соединение СЬок®, доступное от Ли51га1а51аи Είΐίίη^κ & Иаидек из Осборн Парка, Западная Австралия, Австралия. Обычные фланцевые соединения менее желательны для данного использования, поскольку они склоны к утечкам вследствие цикличного изменения температуры при работе реактора.

На фиг. 8 показана конструкция обычного газонепроницаемого, быстроразъемного соединения 60, включая способ, которым оно соединяет отходящий патрубок 32 с патрубком 30 основного коллектора. Как здесь показано, соединение 60 образовано из зажимного устройства 62, которое принимает и удерживает вместе втулки 64 и 66, которые находятся на наружных концах 68 и 70 отходящего патрубка 32 и выступа 72 основного коллектора. При закреплении на месте болтами 73 зажимное устройство 62 обеспечивает закрепление металлического уплотнительного кольца (не показано) между и в герметичном зацеплении с втулками 64 и 66, при этом образуя газонепроницаемое уплотнение между отходящим патрубком 32 и коллектором 30.

Путем использования газонепроницаемых, быстроразъемных соединений 60 каждый отходящий патрубок 32 можно закреплять на патрубке 30 основного коллектора и удалять с него просто завинчиванием или развинчиванием болтов зажимного устройства 62. Следовательно, замену существующего отходящего патрубка 32, который стал непригодным из-за чрезмерного азотирования, можно осуществлять просто и легко путем простого способа отвинчивания болтов и их повторного завинчивания. Из-за отсутствия необходимости в сварке на месте эта процедура замены намного проще и менее дорогостоящая при

- 5 032289 выполнении, чем подход к ремонтам с применением сварки, который обычно проводят.

Различные аспекты, описанные в настоящем документе, можно использовать для реакторов с различными диаметрами. Согласно предпочтительному аспекту реакторы могут иметь внешние диаметры от приблизительно 2 до приблизительно 12, согласно другому аспекту от приблизительно 5 до приблизительно 12 м, согласно другому аспекту от приблизительно 8 до приблизительно 12 м и согласно другому аспекту от приблизительно 9 до приблизительно 11 м.

Переменные размеры питающей форсунки.

Согласно другому признаку этой новой конструкции распределителя диаметры питающих форсунок 34 несколько увеличены с увеличением пути от впускного отверстия распределителя сырья до каждой питающей форсунки.

Когда содержащая аммиак сырьевая смесь проходит через распределитель 16, теплообмен с горячими газами снаружи распределителя вызывает увеличение температуры сырьевой смеси внутри распределителя. В результате температура сырьевой смеси, выходящей из каждой питающей форсунки, отличается в зависимости от того, как долго сырьевая смесь находилась внутри распределителя перед выходом. В частности, температура сырьевой смеси, выходящей из питающих форсунок, расположенных дальше от впускного отверстия распределителя, выше, чем температура сырьевой смеси, выходящей из питающих форсунок, расположенных ближе к впускному отверстию распределителя. В этом контексте дальше и ближе следует понимать как означающие дальше и ближе от впускного отверстия распределителя относительно длины пути, начинающегося во впускном отверстии распределителя и заканчивающегося в конкретной питающей форсунке, через которую сырьевая смесь выходит из распределителя.

В обычном реакторе аммоксидирования диаметры всех питающих форсунок 34 (фиг. 3) одинаковы. В результате плотность сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные дальше от впускного отверстия распределителя, меньше, чем плотность сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные ближе к впускному отверстию распределителя, поскольку плотность обратно пропорциональна температуре. Это, в свою очередь, обуславливает то, что массовый расход содержащей аммиак сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные дальше от впускного отверстия распределителя, меньше, чем массовый расход сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные ближе к впускному отверстию распределителя, при условии, что другие условия одинаковы, поскольку массовый расход прямо пропорционален плотности. К сожалению, этот недостаток однородности массового расхода через каждую питающую форсунку приводит к менее оптимальной работе реактора в целом, поскольку количество (т.е. общая масса в единицу времени) содержащей аммиак сырьевой смеси, входящей в слой 24 катализатора аммоксидирования, в областях реактора, где питающие форсунки находятся дальше от впускного отверстия распределителя, меньше, чем в областях, где питающие форсунки находятся ближе к впускному отверстию.

Согласно данному признаку настоящего изобретения эту проблему преодолевают путем изменения размера питающих форсунок 34 распределителя, причем те питающие форсунки, которые расположены дальше от впускного отверстия распределителя, больше, чем те, которые расположены ближе к впускному отверстию распределителя. Размер, больше и меньше в данном контексте относятся к поперечному сечению отверстий форсунок. В данном аспекте отношение внешнего диаметра реактора к числу питающих форсунок различного размера составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 2,5, согласно другому аспекту от приблизительно 1 до приблизительно 2 и согласно другому аспекту от приблизительно 1,5 до приблизительно 2.

Хотя форсунки нескольких различных размеров можно использовать в конкретном реакторе получения акрилонитрила, обнаружили, что использование форсунок, имеющих от приблизительно 2 до приблизительно 10 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 2 до приблизительно 8 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 2 до приблизительно 6 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 2 до приблизительно 4 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 3 до приблизительно 6 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 3 до приблизительно 4 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 4 до приблизительно 8 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 4 до приблизительно 6 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 5 до приблизительно 6 различных размеров, согласно другому аспекту от приблизительно 5 до приблизительно 7 различных размеров и согласно другому аспекту от приблизительно 5 до приблизительно 8 различных размеров в зависимости от диаметра реактора, достаточно для преодоления вышеуказанной проблемы неоднородной подачи в большинстве реакторов получения акрилонитрила. Согласно другому аспекту, если реактор имеет внешний диаметр от приблизительно 2 до приблизительно 5 м, тогда питающие форсунки имеют от приблизительно 3 до приблизительно 4 различных размеров. Согласно другому аспекту, если реактор имеет внешний диаметр более чем от приблизительно 5 до приблизительно 12 м, тогда питающие форсунки имеют от приблизительно 5 до приблизительно 8 различных размеров. Таким образом, например, использование форсунок с тремя различными размерами будет обычно достаточно для небольших реакторов получения акрилонитрила, имеющих диаметры порядка 8-12 футов (от ~2,4 до ~37 м). С другой стороны, использование форсунок с пятью или шестью различными размерами является

- 6 032289 более подходящим для больших реакторов получения акрилонитрила, имеющих диаметры порядка 2632 футов (от ~79 до ~97 м) или больше.

В общем, размер (поперечное сечение) питающих форсунок 34 в промышленном реакторе получения акрилонитрила находится в диапазоне от 15 до 80 мм², обычно от 20 до 60 мм², в зависимости от размера реактора и плотности питающих форсунок, т.е. числа питающих форсунок 34 на квадратный метр поперечного сечения реактора. Такие же размеры форсунок можно также использовать применительно к данному признаку настоящего изобретения. Другими словами, средний размер форсунок всех питающих форсунок в заданном реакторе получения акрилонитрила будет соответствовать этим значениям.

Касательно разницы размеров форсунок отношение наибольшей к наименьшей форсунке в отношении площади поперечного сечения в наборе форсунок, используемых для конкретного реактора аммоксидирования, может составлять до 1,2 до 1,35. Размер питающих форсунок с промежуточными размерами можно легко определить расчетом и/или обычным экспериментом.

В связи с этим, целью использования питающих форсунок 34 различных размеров является достижение массового расхода сырьевой смеси, который приблизительно равномерен насколько возможно во всех питающих форсунках. В заданной системе распределителя массовый расход сырьевой смеси, проходящей через любую конкретную питающую форсунку, зависит главным образом от ее плотности, что, в свою очередь, зависит главным образом от ее температуре. Следовательно, конкретные размеры, использующиеся для конкретных форсунок промежуточных размеров, можно легко определить со ссылкой на предполагаемую температуру сырьевой смеси, проходящей через эту питающую форсунку, что, в свою очередь, можно легко определить или фактическим измерением, или соответствующими расчетами теплообмена.

Касательно данного признака массовый расход содержащей аммиак сырьевой смеси, проходящей через каждую питающую форсунку, становится более равномерным во всех питающих форсунках. Это, в свою очередь, приводит к более равномерной работе во всех областях внутри реактора, что облегчает максимизацию производительности. Согласно данному аспекту массовый расход через одну любую питающую форсунку находится в пределах приблизительно 5% массового расхода любой другой форсунки, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 4%, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 3%, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 2%, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 1%, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 0,5%, согласно другому аспекту в пределах приблизительно 0,25% и согласно другому аспекту в пределах приблизительно 0,1%.

Этот признак также минимизирует загрязнение распределителя сырья катализатором при запуске, остановке и даже нормальной работе (движение катализатора в обратном направлении) путем обеспечения все время надлежащего расхода газов через питающие форсунки распределителя.

Отходящие патрубки с уменьшающимися диаметрами.

Согласно еще одному признаку этой новой конструкции распределителя диаметры отходящих патрубков распределителя или отходящих трубопроводов 32 уменьшаются от их ближних концов к их дальним концам, т.е. от их концов, присоединенных к коллектору 30, к их противоположным концам, удаленным от коллектора 30.

В обычном реакторе получения акрилонитрила диаметры отходящих патрубков 32 распределителя одинаковы по всей длине патрубка. В данной конструкции расход сырьевой смеси через патрубок снижается значительно от его ближнего конца к его дальнему концу, поскольку больше сырьевой смеси, входящей на ближнем конце, выходило из патрубка через питающие форсунки 34, расположенные по его длине. В результате скорость сырьевой смеси внутри этих патрубков на их дальних концах или вблизи них слишком мала, чтобы иметь значительное влияние на какой-либо катализатор аммоксидирования, который может там находиться.

Согласно данному признаку настоящего изобретения этой проблемы избегают путем уменьшения диаметров отходящих патрубков распределителя или отходящих трубопроводов 32 от их ближних концов к их дальним концам. На фиг. 9А, 9В, 10А, 10В и 10С показан данный признак настоящего изобретения. Как показано на этих фигурах, диаметр отходящего патрубка 32 снижается постепенно от его ближнего конца 37 к его дальнему концу 39.

С учетом данного признака скорость содержащей аммиак сырьевой смеси можно поддерживать достаточно высокой по всей его длине, чтобы обуславливать удаление любого катализатора аммоксидирования, который мог случайно попадать внутрь системы 16 распределителя, в следующую питающую форсунку 34, где его будут отводить вместе с сырьевым газом, проходящим через эту питающую форсунку. Хотя этот механизм удаления катализатора также используют в более ранних конструкциях, скорость сырьевого газа на дальних концах отходящих патрубков или вблизи них слишком мала в этих конструкциях, чтобы удалять любой катализатор, находящийся в них, в следующую питающую форсунку. Согласно данному признаку настоящего изобретения этой проблемы избегают путем уменьшения диаметра отходящего патрубка от его ближнего конца к его дальнему концу. Результатом является то, что скорость сырьевого газа внутри этих отходящих патрубков остается достаточно высокой для удаления любого катализатора, который может находиться там, в следующую доступную питающую форсунку,

- 7 032289 даже на дальнем конце патрубка. Использование уменьшающегося диаметра обеспечивает надлежаще высокую скорость даже на дальнем конце патрубка, в то же время также препятствуя неприемлемо высокой скорости и/или падению давления на ближнем конце патрубка.

Хотя на фиг. 9А, 9В, 10А, 10В и 10С показан отходящий патрубок 32 с тремя отдельными секциями с различными диаметрами, следует понимать, что любое подходящее число различных диаметров можно использовать согласно настоящему изобретению. В общем, размер и число различных диаметров выбирают для сохранения скорости газа от приблизительно 10 до 30, предпочтительно от 15 до 25 м/с во всех патрубках распределителя, т.е. коллекторе 30, а также всех отходящих патрубках 32.

Торцевые заглушки отходящих патрубков.

Согласно еще одному предпочтительному необязательному способу осуществления вышеуказанного признака настоящего изобретения дальние концы 39 отходящих патрубков 32, сконструированных с уменьшающимися диаметрами, оканчиваются торцевыми заглушками, через которые проходят одна или несколько питающих форсунок 34 (см. фиг. 11). Как указано выше, данный признак с уменьшающимся диаметром обеспечивает то, что скорость сырьевого газа, протекающего через отходящие патрубки 32 на их дальних концах или вблизи них, остается относительно высокой. Путем ограничения отходящего патрубка 32 с меньшим дальним концом 39 торцевой заглушкой 90, содержащей одну или несколько питающих форсунок, можно обеспечивать то, что эта скорость останется достаточно высокой, чтобы любой катализатор аммоксидирования, который может находиться в этом дальнем конце или вблизи него, сохранялся подвижным, чтобы его, в конце концов, выдуть из отходящего патрубка через питающие форсунки 34. На фиг. 11А и 11В показано круговое расположение, одно с расположенной в центре питающей форсункой 34, а другое с опущенной питающей форсункой 34. На фиг. 11С и 11Ό показана плоская конфигурация, одна с расположенной в центре питающей форсункой 34, а другая с опущенной питающей форсункой 34. Конфигурации с опущенными питающими форсунками минимизируют мертвое пространство, где катализатор может улавливаться, но они возможно более дорогостоящие для производства.

Множество секций распределителя сырья.

Согласно еще одному признаку этой новой конструкции распределителя распределитель 16 сырья подразделен на множество секций распределителя сырья, каждая из которых имеет свое собственное впускное отверстие для приема содержащего аммиак сырья извне реактора.

В обычном промышленном реакторе аммоксидирования, таком как показанный на фиг. 2, используется одна система 16 распределителя сырья, в которой один горизонтально расположенный коллектор 30 питает все отходящие патрубки 32 системы. В большинстве таких систем, что также показано на фиг. 2 и 4, впускное отверстие 31 распределителя 16 расположено на боковой стенке реактора 10 на по существу той же горизонтальной плоскости, что и коллектор 30.

Когда конструкцию распределителя данного типа используют в больших реакторах получения акрилонитрила, т.е. реакторах с диаметрами больше чем приблизительно 6 м (~20 футов), разница между самым коротким и самым длинным путями, которые проделывает содержащий аммиак сырьевой газ в распределителе, может становиться достаточно большой, поскольку сырьевой газ входит только с одного конца коллектора 30 и, таким образом, должен пройти весь путь до другого конца для достижения отходящих патрубков, расположенных там. В результате температура, плотность и, таким образом, массовый расход сырьевой смеси, выходящей из каждой питающей форсунки 34, может значительно различаться во всех питающих форсунках, в зависимости от того, где они расположены в системе распределителя. Как объяснено выше, это различие температуры, плотности и массового расхода может вызывать значительные проблему как в отношении работы реактора, так и равномерности азотирования.

Для решения данной проблемы уже было предложено перемещать впускное отверстие 31 распределителя в место, которое находится выше коллектора 30, и присоединять впускное отверстие 31 распределителя к центру коллектора 30 при помощи подходящего трубопровода. Идея состоит в том, что поскольку сырьевой газ подают в центр коллектора 30, а не только на один из его концов, поток этого сырьевого газа через коллектор 30 во все отходящие патрубки 32 и через них будет более равномерным, чем будет происходить в ином случае. Проблема данного подхода, однако, состоит в том, что дополнительный трубопровод, который необходимо соединять с впускным отверстием 31 распределителя в центре коллектора 30, азотируется со временем, что очень нежелательно по причинам, указанным выше.

Согласно данному признаку настоящего изобретения распределитель 16 сырья разделяют на множество секций распределителя сырья, в которых каждая подсекция распределителя оснащена своим собственным впускным отверстием 31 распределителя для приема содержащего аммиак сырья извне реактора. Каждая секция распределителя также оснащается своей собственной системой контроля с тем, чтобы поток содержащей аммиак сырьевой смеси в каждую секцию распределителя можно отдельно контроли

- 8 032289 ровать. Кроме того, впускное отверстие 31 распределителя каждой секции распределителя расположено на или вблизи горизонтальной плоскости, определенной коллектором 30. Предпочтительно впускное отверстие 31 распределителя каждой секции распределителя находится на расстоянии не более 10 футов, более предпочтительно не более 5 футов, по вертикали от этой горизонтальной плоскости.

Этот признак конструкции распределителя настоящего изобретения показан на фиг. 12, на которой показаны четыре отдельных и независимых секции 100, 102, 104 и 106 распределителя сырья, расположенных внутри реактора по существу рядом относительно друг друга. В данном контексте рядом друг с другом следует понимать как означающее, что отдельные секции распределителя расположены по существу на одинаковой высоте внутри реактора, а не расположены друг над другом. Что также показано на фиг. 12, каждая из секций 100, 102, 104 и 106 распределителя содержит впускные отверстия 110, 112, 114 и 116 распределителя соответственно, все из которых соединены с общим коллектором для сырья (не показан), расположенным вне реактора 10. Кроме того, обеспечиваются отдельные регулирующие клапаны 120, 122, 124 и 126, соединенные с системой контроля (не показана).

С учетом данного признака каждую отдельную секцию распределителя можно отдельно контролировать для регулирования количества (массового расхода) содержащей аммиак сырьевой смеси, подаваемой данной секцией распределителя. Это обеспечивает даже лучший контроль работы реактора в целом, поскольку каждую область в реакторе можно отдельно контролировать. Это, в свою очередь, облегчает регулировку каждой области в соответствии с другими, при этом достигая оптимальной работы в реакторе в целом.

Хотя только несколько конкретных примеров настоящего изобретения были описаны выше, будет очевидно, что много модификаций можно сделать без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Все такие модификации должны включаться в объем настоящего изобретения, которое должно ограничиваться только следующей формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Разбрызгиватель, эффективный для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем разбрызгиватель содержит патрубок основного коллектора, впускное отверстие разбрызгивателя, находящееся в жидкостной связи с патрубком основного коллектора, и множество отходящих патрубков разбрызгивателя, находящихся в жидкостной связи с патрубком основного коллектора разбрызгивателя, причем отходящие патрубки разбрызгивателя содержат питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем разбрызгиватель состоит из множества секций разбрызгивателя сырья, расположенных внутри реактора, по существу, рядом относительно друг друга, причем каждая секция разбрызгивателя сырья имеет свое собственное впускное отверстие разбрызгивателя для приема содержащего аммиак сырья извне реактора, свой собственный патрубок основного коллектора и свою собственную систему отходящих патрубков разбрызгивателя, где разбрызгиватель дополнительно содержит общий патрубок коллектора для сырья, расположенный снаружи реактора, причем впускное отверстие каждой секции разбрызгивателя сырья находится в жидкостной связи с общим коллектором для сырья, причем каждая секция разбрызгивателя дополнительно содержит регулирующий клапан для регулирования потока сырьевой смеси из пропилена/аммиака в эту секцию разбрызгивателя сырья; и в котором патрубок основного коллектора каждой секции разбрызгивателя определяет горизонтальную плоскость, а также впускное отверстие каждой секции разбрызгивателя находится в горизонтальной плоскости, определенной основным коллектопо по по

п.1,

п.1,

п.1, причем причем причем внешний внешний внешний диаметр реактора диаметр реактора диаметр реактора составляет составляет составляет от от от приблизительно приблизительно приблизительно до до до ром.
2. Разбрызгиватель приблизительно 12 м.
3. Разбрызгиватель приблизительно 12 м.
4. Разбрызгиватель приблизительно 11 м.
5. Способ подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в реактор аммоксидирования, включающий подачу содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора через разбрызгиватель по пп.1-4.

- 9 032289