EA032608B1 - Улучшенная конструкция вентиляционной решетки для реактора окисления или аммоксидирования - Google Patents
Улучшенная конструкция вентиляционной решетки для реактора окисления или аммоксидирования Download PDFInfo
- Publication number
- EA032608B1 EA032608B1 EA201691843A EA201691843A EA032608B1 EA 032608 B1 EA032608 B1 EA 032608B1 EA 201691843 A EA201691843 A EA 201691843A EA 201691843 A EA201691843 A EA 201691843A EA 032608 B1 EA032608 B1 EA 032608B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- metal plate
- reactor
- ventilation grill
- continuous metal
- support
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/44—Fluidisation grids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Непропорциональное перемешивание реагентов, а также местные участки перегрева в промышленном реакторе получения акрилонитрила можно значительно снижать, если расстояние между системой 16 разбрызгивателя и вентиляционной решеткой 14 регулируют в пределах 6-24 дюймов (от ~15 до ~61 см), предпочтительно 8-12 дюймов (от ~20 до ~30,5 см). Кроме того, проблемы перемещения вентиляционной решетки по или с опоры и механическое повреждение вентиляционной решетки можно устранять практически полностью посредством модифицированной системы присоединения вентиляционной решетки к стенкам реактора, а также ее внутренним опорам.
Description
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ (45) Дата публикации и выдачи патента
2019.06.28 (21) Номер заявки
201691843 (22) Дата подачи заявки
2015.03.26 (51) Ιηί. С1. ВО 1.18/44(2006.01) (54) УЛУЧШЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ РЕШЕТКИ ДЛЯ РЕАКТОРА ОКИСЛЕНИЯ ИЛИ АММОКСИДИРОВАНИЯ (31) 201410124818.4 (32) 2014.03.31 (33) С\ (43) 2016.12.30 (86) РСТ/В82015/022685 (87) \У() 2015/153269 2015.10.08 (71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ИНЕОС ЮРОЙ АГ (СН) (72) Изобретатель:
Макдонел Тимоти Роберт, Коач
Джей Роберт, Вагнер Дэвид Рудольф, Вачтендорф Пол Тригг, Трэверс Томас Джордж (Б8) (74) Представитель:
Лыу Т.Н., Угрюмов В.М., Гизатуллина Е.М., Глухарёва А.О., Дементьев В.Н., Карпенко О.Ю., Клюкин В.А., Строкова О.В., Христофоров А.А. (КБ) (56) Б8-А-4300458
Б8-А-4301748
ОВ-А-814771
Б8-А-4493816
032608 В1
032608 Β1 (57) Непропорциональное перемешивание реагентов, а также местные участки перегрева в промышленном реакторе получения акрилонитрила можно значительно снижать, если расстояние между системой 16 разбрызгивателя и вентиляционной решеткой 14 регулируют в пределах 6-24 дюймов (от —15 до -61 см), предпочтительно 8-12 дюймов (от —20 до —30,5 см). Кроме того, проблемы перемещения вентиляционной решетки по или с опоры и механическое повреждение вентиляционной решетки можно устранять практически полностью посредством модифицированной системы присоединения вентиляционной решетки к стенкам реактора, а также ее внутренним опорам.
Уровень техники
При промышленном производстве акрилонитрила пропилен, аммиак и кислород реагируют вместе согласно следующей схеме реакции:
Этот способ, который обычно называют аммоксидированием, проводят в газовой фазе при повышенной температуре в присутствии подходящего псевдоожиженного катализатора аммоксидирования.
На фиг. 1 показан обычный реактор аммоксидирования, используемый для проведения данного способа. Как здесь показано, реактор 10 содержит стенку 12 реактора, вентиляционную решетку 14, разбрызгиватель 16 сырья, змеевики 18 охлаждения и циклоны 20. При нормальной работе технологический воздух подают в реактор 10 через впускное отверстие 22 для воздуха, тогда как смесь пропилена и аммиака подают в реактор 10 через разбрызгиватель 16 сырья. Расходы для обоих потоков достаточно высоки для псевдоожижения слоя 24 катализатора аммоксидирования во внутреннем пространстве реактора, где происходит каталитическое аммоксидирование пропилена и аммиака в акрилонитрил.
Продукционные газы, получаемые при реакции, выходят из реактора 10 через выпускное отверстие 26 для выходящего потока реактора. Перед осуществлением этого они проходят через циклоны 20, в которых удаляют любое количество катализатора аммоксидирования, которое эти газы могли захватить, для возврата в слой 24 катализатора при помощи погружных труб 25. Аммоксидирование является сильно экзотермическим процессом, и поэтому змеевики 18 охлаждения используют для отвода избытка тепла и, таким образом, поддержания температуры реакции на соответствующем уровне.
Пропилен и аммиак могут образовывать взрывоопасные смеси с кислородом. Однако при нормальных рабочих температурах взрывы предотвращаются внутри реактора 10 при помощи псевдоожиженного катализатора аммонификации, который предпочтительно катализирует реакцию аммоксидирования перед тем, как взрыв может произойти. Следовательно, реактор 10 разработан и работает так, что единственное место, где технологическому воздуху позволяют контактировать с пропиленом и аммиаком при нормальной работе, находится в псевдоожиженном слое катализатора 24 аммоксидирования, и только когда температура катализатора высока достаточно для осуществления катализа реакции аммоксидирования.
Для данной цели в традиционном способе, при помощи которого пропилен и аммиак подают в реактор 10, используют систему 16 разбрызгивателя сырья, такую как показана в документе И8 5256810, раскрытие которого включено в настоящий документе ссылкой. Как показано на фиг. 1 и 2 патента '810, которые воспроизведены на фиг. 2 и 3 настоящего документа, разбрызгиватель 16 сырья принимает вид ряда питающих трубопроводов или патрубков, включая основной коллектор 30 и отходящие патрубки 32, присоединенные к коллектору 30 и ответвляющиеся от него. Система направленных вниз питающих форсунок 34 определена в коллекторе 30 и отходящих патрубках 34, через которые смесь пропилена и аммиака подается при нормальной работе реактора. Количество и расстояния между отходящими патрубками 32 и питающими форсунками 34 являются такими, что в установке приблизительно 10-30 питающих форсунок на квадратный метр расположены приблизительно равномерно по всей площади поперечного сечения реактора 10.
Обычно каждая питающая форсунка 34 окружена питающими насадками 36, которые принимают вид короткой секции патрубка с внутренним диаметром в несколько раз больше, чем диаметр форсунки 34. Питающие насадки 34 обеспечивают значительное снижение скорости газа, выходящего из форсунок 10, перед выходом в слой 24 катализатора, что предотвращает разрушение катализатора, которое может происходить в ином случае.
Технологический воздух обычно входит в слой 24 катализатора (фиг. 1) после прохождения через вентиляционную решетку 14, которая расположена ниже разбрызгивателя 16 сырья. Хорошо известно, что вентиляционная решетка 14 обычно принимает вид сплошного металлического листа, на котором определен ряд отверстий и форсунок для воздуха. Диаметр форсунок для воздуха, массовый расход технологического воздуха, проходящего через вентиляционную решетку 14, и массовый расход смеси пропилена/аммиака, проходящей через разбрызгиватель 16 сырья, выбирают так, чтобы катализатор аммоксидирования в слое 24 катализатора был полностью ожижен этими газами при нормальной работе.
Отверстия для воздуха (на фиг. 5) обычно обеспечивают собственными защитными питающими насадками (не показаны), которые обычно расположены ниже вентиляционной решетки 14. Кроме того, во многих случаях питающие форсунки 34 обеспечивают во взаимно-однозначном соответствии с форсунками для воздуха в вентиляционной решетке 14, причем каждая питающая насадка 36 направлена непосредственно на его соответствующую форсунку для воздуха для активации быстрого и полного смешения газов, выходящих из этих двух различных форсунок. Для целей настоящей заявки такие форсунки для воздуха называются незакрытыми. См. документ И8 4801731. В других случаях форсунки для воздуха могут иметь заглушки, установленные непосредственно на них, для предпочтительного распределения воздуха горизонтально (направленным или равномерным образом) по решетке, а не вертикально в направлении питающей насадки. Эти заглушки могут представлять собой небольшие металлические крышки, приваренные к таким форсункам для воздуха. Конструкцию ножек, присоединяющих заглушку к ре
- 1 032608 шетке, можно выбирать для оптимизации схемы распределения газа в горизонтальном направлении. Эти заглушки над отверстиями для воздуха можно также конструировать так, чтобы при неожиженных условиях (ί) предотвращать проваливание катализатора через отверстия для воздуха и/или (ίί) предотвращать его осаждение на самой заглушке (например, посредством наличия наклонной поверхности или изготовления из железного уголка).
Хотя системы подачи пропилена/аммиака этого общего типа работают хорошо, они могут иметь некоторые недостатки. Например, смешивание сырьевой смеси пропилена/аммиака, выходящей из разбрызгивателя 16 сырья, с воздухом, выходящим из вентиляционной решетки 14, может быть непропорциональным. Это может ухудшать работу реактора, приводя степени конверсии реагентов в продукты ниже желательной.
Кроме того, отложения молибдена, выделяющегося катализатором аммоксидирования, могут обуславливать накопление небольших горок этих отложений молибдена плюс дополнительных количеств уловленного катализатора на верхних поверхностях вентиляционной решетки 14 в виде небольших горок катализатора. Эти горки выступают в качестве мини стационарных или неподвижных слоев катализатора, в которых продолжает происходить реакция аммоксидирования. Из-за того что теплообмен внутри неподвижного слоя катализатора намного хуже, чем в псевдоожиженном слое, эти горки катализатора приводят к местным участкам перегрева с температурами, которые достаточно высоки для повреждения любого псевдоожиженного катализатора, который может приблизиться. Например, эти температуры достаточно высоки для обжига поверхности любого псевдоожиженного катализатора, который может приближаться, что, в свою очередь, снижает площадь поверхности и, таким образом, активность катализатора. А поскольку отдельные частицы катализатора, образующие слой псевдоожиженного катализатора, свободно циркулируют во всем его объеме, с течением времени эти участки перегрева могут повредить всю загрузку слоя псевдоожиженного катализатора в реакторе.
Дополнительные недостатки включают механические проблемы с конструкцией реактора получения акрилонитрила. Обычный промышленный реактор получения акрилонитрила работает при относительно постоянной температуре от приблизительно 400 до 550°С, хотя могут случаться колебания. Кроме того, реактор аммоксидирования следует периодически останавливать для обычного технического обслуживания, замены катализатора и пр., а также из-за неожиданных остановок, таких как нарушение энергоснабжения, например. Поскольку нормальные рабочие температуры так высоки, изменение температуры внутри реактора может составлять до 500°С или более при переходах реактора от температуры окружающей среды к нормальным рабочим температурам. Это чередование между низкими и высокими температурами может оказывать значительное воздействие на элементы конструкции, образующие реактор, в частности где они соединяются друг с другом, из-за характерного расширения и сжатия этих элементов конструкции, которым они подвергаются в ответ на изменения температуры. С течением времени эти напряжения могут привести к механическому повреждению, в частности соединений, полученных сваркой.
Например, обычная вентиляционная решетка 14, присоединенная к стенке 12 реактора 10, показана на фиг. 4. Как здесь показано, вентиляционная решетка 14, которая принимает вид, по существу, плоской металлической пластины 40 с рядом отверстий в ней, присоединена к боковой стенке 12 реактора при помощи стыка 44. Как показано на данной фигуре, стык 44 в сечении имеет вид вогнутого профиля металла, причем его верхний конец 46, по существу, находится на уровне и приварен к боковой стенке 36 сварным швом 48, а его нижний конец 50, по существу, компланарен и приварен к торцевой кромке пластины 40 вентиляционной решетки сварным швом 52.
В большом промышленном реакторе получения акрилонитрила диаметром 31 фут (~9,4 м), например, пластина 40 вентиляционной решетки может горизонтально расширяться и сжиматься на расстояние до '/2 дюйма (1,27 см) в ответ на изменения температуры, которым подвергается реактор при запуске и остановке. Это накладывает большие нагрузки на стык 44, в частности на сварные швы 48 и 52, используемые для присоединения стыка 44 к пластине 40 вентиляционной решетки и боковой стенке 36 реактора. К сожалению, с течением времени эти напряжения могут приводить к механическому повреждению, которое, в свою очередь, требует длительного времени отключения для ремонта и/или замены.
Еще один недостаток, связанный с вышеуказанной обычной конструкцией, относится к изгибу вентиляционной решетки. Поскольку вентиляционная решетка 16 должна выдерживать всю массу загрузки катализатора внутри реактора 10, когда его останавливают, пластину 40 вентиляционной решетки надо поддерживать снизу для того, чтобы она выдерживала эту массу. Обычно это осуществляют посредством системы двутавровых профилей, на которые устанавливают пластину 40 вентиляционной решетки. В некоторых конструкциях реактора пластину 40 вентиляционной решетки просто устанавливают на эти двутавровые профили. К сожалению, в этих конструкциях пластина 40 вентиляционной решетки имеет тенденцию к колебанию при нормальной работе, что происходит не только из-за силы воздуха, проходящего вверх через эту пластину вентиляционной решетки, но также из-за ее собственного расширения, когда ее температура повышается до нормальных рабочих температур. В других конструкциях пластина 40 вентиляционной решетки приварена к верхним частям этих двутавровых профилей. К сожалению, в этих конструкциях сила проходящего вверх воздуха плюс собственное расширение пластины вентиляци
- 2 032608 онной решетки может вызывать механическое разрушение этих сварных швов.
Сущность изобретения
Согласно технологии настоящего раскрытия обнаружили, что вышеуказанные проблемы недостаточного перемешивания реагентов, а также местных участков перегрева реактора можно значительно уменьшать, если расстояние между системой 16 разбрызгивателя и вентиляционной решеткой 14 регулируют в пределах 6-24 дюймов (от ~15 до ~61 см), предпочтительно 8-12 дюймов (от ~20 до ~30,5 см). Кроме того, также обнаружили, что вышеуказанные проблемы колебания вентиляционной решетки и механического повреждения вентиляционной решетки можно практически полностью устранять посредством модифицированной системы присоединения вентиляционной решетки к стенкам реактора, а также ее внутренним опорам.
Таким образом, настоящее раскрытие согласно одному признаку обеспечивает улучшенную систему подачи для промышленного реактора окисления или аммоксидирования, такого как реактор получения акрилонитрила, содержащую разбрызгиватель сырья для подачи смеси ненасыщенных и/или насыщенных С3-С4-углеводородов и аммиака внутрь реактора и систему вентиляционной решетки для подачи воздуха внутрь реактора, причем разбрызгиватель сырья содержит патрубок основного коллектора и отходящие патрубки, находящиеся в жидкостной связи с патрубком основного коллектора и ответвляющиеся от него, причем как патрубок основного коллектора, так и отходящие патрубки определяют направленные вниз питающие форсунки, система разбрызгивателя сырья также содержит питающие насадки, связанные с соответствующими питающими форсунками, причем каждая питающая насадка содержит ближний конец, соединенный с соответствующим отходящим патрубком или патрубком коллектора и приспособленный для непосредственного прохождения С3-С4-углеводородов и аммиака из его соответствующей питающей форсунки вниз во внутреннюю часть реактора, причем система вентиляционной решетки содержит сплошную металлическую пластину, расположенную под системой разбрызгивателя сырья, причем сплошная металлическая пластина содержит ряд отверстий для воздуха в ней для направления технологического воздуха из-под сплошной металлической пластины наверх сплошной металлической пластины в направлении системы разбрызгивателя, причем расстояние между верхней поверхностью сплошной металлической пластины и дальними концами питающих насадок выбирают от приблизительно 6 до 24 дюймов (от ~15 до ~61 см). При использовании в настоящем документе смесь ненасыщенных и/или насыщенных С3-С4-углеводородов относится к С3-С4-углеводородам, которые включают пропан, пропилен, бутан, бутилен и их смеси.
Согласно другому аспекту обеспечивают способ питания реактора окисления или аммоксидирования, который включает подачу смеси насыщенных и/или ненасыщенных С3-С4-углеводородов и аммиака внутрь реактора через разбрызгиватель сырья. Разбрызгиватель сырья содержит патрубок основного коллектора и отходящие патрубки, находящиеся в жидкостной связи с патрубком основного коллектора и ответвляющиеся от него, причем как патрубок основного коллектора, так и отходящие патрубки определяют направленные вниз питающие форсунки. Система разбрызгивателя сырья также содержит питающие насадки, связанные с соответствующими питающими форсунками, причем каждая питающая насадка содержит ближний конец, соединенный с соответствующим отходящим патрубком или патрубком коллектора и приспособленный для направления насыщенных и/или ненасыщенных С3-С4углеводородов и аммиака, выходящих из его соответствующей питающей форсунки, вниз во внутреннюю часть реактора получения акрилонитрила. Способ также включает подачу воздуха внутрь реактора через систему вентиляционной решетки. Система вентиляционной решетки содержит сплошную металлическую пластину, расположенную ниже системы разбрызгивателя сырья, причем сплошная металлическая пластина содержит ряд отверстий для воздуха в ней для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины наверх сплошной металлической пластины в направлении системы разбрызгивателя. Согласно одному аспекту расстояние между верхней поверхностью сплошной металлической пластины и дальними концами питающих насадок составляет от приблизительно 6 до приблизительно 24 дюймов (от приблизительно 15 до приблизительно 61 см).
Кроме того, настоящее раскрытие согласно другому признаку обеспечивает улучшенную систему вентиляционной решетки для применения в промышленном реакторе окисления или аммоксидирования, таком как реактор получения акрилонитрила, причем улучшенная система вентиляционной решетки содержит сплошную металлическую пластину, содержащую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и периметр, проходящий между ними, причем сплошная металлическая пластина дополнительно содержит ряд отверстий для воздуха для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины в направлении системы разбрызгивателя сырья расположенного над сплошной металлической пластиной, и систему опор для поддержания массы сплошной металлической пластины и любого катализатора окисления или аммоксидирования, который может находиться на сплошной металлической пластине, причем система опор содержит ряд опор, причем каждая имеет верхнюю опорную поверхность, зацепляющую нижнюю сторону сплошной металлической пластины, и ряд опорных держателей, закрепленных на нижней стороне сплошной металлической пластины, причем каждый опорный держатель приспособлен для зацепления сопрягающейся поверхности, определенной на соответствующей опоре ниже ее верхней поверхности, таким образом, чтобы опорные держатели предотвращали поднятие
- 3 032608 сплошной металлической пластины с ряда опор.
Согласно другому аспекту обеспечен способ снижения перемещения системы вентиляционной решетки в промышленном реакторе окисления или аммоксидирования. Способ включает обеспечение системы вентиляционной решетки, которая содержит сплошную металлическую пластину, содержащую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и периметр, проходящий между ними. Сплошная металлическая пластина также содержит ряд отверстий для воздуха для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины наверх сплошной металлической пластины и систему опор для удержания массы сплошной металлической пластины и любого катализатора окисления или аммоксидирования, который может находиться на сплошной металлической пластине. Согласно одному аспекту система опор содержит ряд опор, причем каждая имеет верхнюю опорную поверхность, зацепляющую нижнюю сторону сплошной металлической пластины, и ряд опорных держателей, закрепленных на нижней стороне сплошной металлической пластины. Каждый опорный держатель приспособлен для зацепления сопрягающейся поверхности, определенной в соответствующей опоре ниже ее верхней поверхности, таким образом, чтобы опорные держатели предотвращали поднятие сплошной металлической пластины с ряда опор.
Кроме того, настоящее раскрытие согласно еще одному признаку обеспечивает улучшенную систему вентиляционной решетки для использования в промышленном реакторе окисления или аммоксидирования, таком как реактор получения акрилонитрила, причем улучшенная система вентиляционной решетки содержит сплошную металлическую пластину, содержащую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и периметр, проходящий между ними, причем сплошная металлическая пластина также содержит ряд отверстий для воздуха для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины в направлении системы разбрызгивателя сырья, расположенной над сплошной металлической пластиной, и соединение для присоединения периметра сплошной металлической пластины к боковой стенке реактора окисления или аммоксидирования, причем соединение содержит гибкую пластину и сопряженную жесткую пластину, каждая из которых содержит кольцевидный лист металла, определяя верх и низ, причем как гибкая пластина, так и жесткие пластины расположены главным образом соответственно боковой стенке реактора окисления или аммоксидирования, причем жесткая пластина присоединена к боковой стенке реактора окисления или аммоксидирования, причем нижняя часть гибкой пластины присоединена к периметру сплошной металлической пластины, причем гибкая пластина присоединена к жесткой пластине таким образом, что гибкая пластина содержит нижнюю часть, которая проходит от нижней части жесткой пластины так, что изменения диаметра сплошной металлической пластины из-за изменения температуры внутри реактора могут компенсироваться путем изгиба нижней части гибкой пластины.
Согласно другому аспекту обеспечивают способ компенсации изгиба в системе вентиляционной решетки, причем способ включает обеспечение сплошной металлической пластины определяющей верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и периметр, проходящий между ними. Сплошная металлическая пластина также определяет ряд отверстий для воздуха для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины наверх сплошной металлической пластины и соединение для присоединения периметра сплошной металлической пластины к боковой стенке реактора. Соединение содержит гибкую пластину и сопряженную жесткую пластину, каждая из которых содержит кольцеобразный лист металла определяющий верх и них. Как гибкая пластина, так и жесткая пластина расположены главным образом соответственно боковой стенке реактора, причем жесткая пластина присоединена к боковой стенке реактора, причем нижняя часть гибкой пластины присоединена к периметру сплошной металлической пластины, причем гибкая пластина присоединена к жесткой пластине таким образом, что гибкая пластина содержит нижнюю часть, которая проходит ниже нижней части жесткой пластины так, что изменения диаметра сплошной металлической пластины из-за изменения температуры внутри реактора получения акрилонитрила можно компенсировать за счет изгиба нижней части гибкой пластины.
Краткое описание чертежей
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 разбрызгивателя реактора аммоксидирования с фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой поперечное сечение, взятое по линии 3-3 на фиг. 2, на фиг. 3 показаны питающие форсунки и связанные питающими насадками обычной системы разбрызгивателя с фиг. 2.
На фиг. 4 показан обычный способ присоединения вентиляционной решетки реактора получения акрилонитрила к стенке реактора.
На фиг. 5 показано частичное сечение реактора получения акрилонитрила, показывающее первый признак настоящего раскрытия, в котором работа обычного реактора получения акрилонитрила улучшается, а механическое повреждение некоторых частей реактора получения акрилонитрила снижается путем увеличения расстояния от вентиляционной решетки до разбрызгивателя сырья на подходящее расстояние.
На фиг. 6 показан второй признак настоящего раскрытия, в котором новая система опор обеспечи
- 4 032608 вается для поддержания вентиляционной решетки реактора получения акрилонитрила.
На фиг. 7 показан третий признак настоящего раскрытия, в котором уникальное соединение обеспечивают для закрепления вентиляционной решетки 14 реактора получения акрилонитрила на боковой стенке реактора.
Подробное описание изобретения
На фиг. 5 показан первый признак технологии настоящего раскрытия, в котором вентиляционная решетка 14 расположена на подходящем расстоянии от разбрызгивателя сырья 16, в частности от 6 до 24 дюймов (от ~15 до ~61 см). В частности, как здесь показано, разбрызгиватель 16 сырья содержит множество питающих насадок 60, каждая из которых связана с соответствующей питающей форсункой, определенной в коллекторе 30 или отходящем патрубке 32 системы разбрызгивателя. Каждая питающая насадка содержит ближний конец 62, который соединен с его соответствующим коллектором 30 или отходящим патрубком 32, и дальний конец 64, удаленный от него, причем питающие насадки 60 приспособлены для направления пропилена и аммиака, выходящих из их соответствующих питающих форсунок, вниз во внутреннюю часть реактора получения акрилонитрила в направлении вентиляционной решетки 14. При этом вентиляционная решетка 14 принимает вид сплошной металлической пластины 70, которая расположена ниже разбрызгивателя 16 сырья и которая содержит верхнюю поверхность 72, нижнюю поверхность 74 и ряд отверстий 76 для воздуха, проходящих между ними, направляя технологический воздух, поступающий в реактор аммоксидирования, снизу сплошной металлической пластины вверх в направлении разбрызгивателя 16 сырья.
Согласно данному признаку настоящего изобретения дальние концы 64 питающих насадок 60 расположены на расстоянии от 6 до 24 дюймов (от ~15 до ~61 см) от верхней поверхности 72 сплошной металлической пластины 70. Предпочтительно дальние концы 64 питающих насадок 60 расположены на расстоянии от 8 до 12 дюймов (от ~20 до ~30,5 см) от верхней поверхности 72 сплошной металлической пластины 70. Согласно данному признаку настоящего раскрытия обнаружили, что не только плохую работу реактора из-за недостаточного перемешивания реагентов можно значительно улучшить, следуя данному подходу, но также и повреждение катализатора аммоксидирования и другие проблемы, возникающие при местных участках перегрева реактора, можно также устранить или, по меньшей мере, значительно снизить, также следуя данному подходу.
С теоретический/концептуальной точки зрения кажется предпочтительным минимизировать расстояние между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья, поскольку это, как оказывается, будет активировать наибольшую возможную степень перемешивания сырьевых газов, выходящих из разбрызгивателя 16, и технологического воздуха, выходящего из вентиляционной решетки 16. Однако на практике обнаружили, что размещение вентиляционной решетки 14 слишком близко к разбрызгивателю 16 сырья активирует образование участков перегрева в реакторе, как указано выше. Когда расстояние между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья слишком мало, некоторые отверстия для воздуха 76 в сплошной металлической пластине 70, или дальние концы 64 питающих насадок 60, или и то, и другое располагаются в горках катализатора/отложений молибдена, которые, по существу, накапливаются на верхней поверхности 72 сплошной металлической пластины 70. Это приводит к тому, что реагенты пропилен, аммиак и воздух контактируют друг с другом внутри этих горок катализатора, которые выступают в качестве фиксированных слоев катализатора, где плохой теплообмен, и, таким образом, температура быстро увеличивается. Следовательно, расстояние между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья при измерении между дальними концами 64 питающих насадок 60 и верхней поверхностью 72 сплошной металлической пластины должно составлять по меньшей мере 6 дюймов (~15 см) и предпочтительно по меньшей мере приблизительно 8 дюймов (~20 см) для того, чтобы избежать данной проблемы.
Касательно максимального расстояния между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья обнаружили, что при расстояниях больше чем приблизительно 24 дюйма (~61 см) часть катализатора в реакторе, в частности часть, которая располагается между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья, эффективно не используется в реакции. Это снижает конверсию пропиленового и аммиачного реагентов в продукционный акрилонитрил, что, очевидно, является нежелательным. Следовательно, максимальное расстояние между вентиляционной решеткой 14 и разбрызгивателем 16 сырья при измерении от дальних концов 64 питающих насадок 60 и верхней поверхностью 72 сплошной металлической пластины 70 поддерживают не более чем приблизительно 24 дюйма (~61 см), предпочтительно не более 18 дюймов (~45,7 см), согласно другому аспекту не более 14 дюймов (~35,5 см) и согласно другому аспекту не более 12 дюймов (~30,5 см), чтобы предотвратить возникновение этого явления.
На фиг. 6 показан второй признак технологии настоящего раскрытия, в котором новая система опор, в общем показанная как 80, обеспечивается для поддержания массы сплошной металлической пластины 70 вентиляционной решетки 14, включая массу любого катализатора аммоксидирования, который может находиться на сплошной металлической пластине. Как показано на этой фигуре, система 80 опор принимает вид ряда опор 82, которые в конкретном показанном варианте осуществления являются обычными тавровыми профилями. Каждый тавровый профиль 82 содержит верхний поперечный профиль 84, который определяет верхнюю поверхность 86, на которой лежит сплошная металлическая пла
- 5 032608 стина 70. Кроме того, нижняя сторона каждого верхнего поперечного профиля 86 определяет сопряженную поверхность 88 для зацепления с опорным держателем, находящимся на сплошной металлической пластине 70 вентиляционной решетки 14, как подробно описано ниже.
Как также показано на фиг. 6, к нижней стороне сплошной металлической пластины 70 приварен ряд опорных балок 90, каждый конец которых определяет кромку 92. Как также показано на данной фигуре, каждая кромка 92 выступает под верхней поперечным профилем 84 соответствующего двутаврового профиля 82, где она зацепляется с сопряженной поверхностью 88. В такой конструкции каждая опорная балка 90 служит в качестве прижима для удержания сплошной металлической пластины 70 в контакте с верхними поверхностями 86 двутавровых профилей 82, при этом предотвращая поднятие этой сплошной металлической пластины с этих двутавровых профилей в результате силы технологического воздуха, протекающего вверх через отверстия 76 для воздуха в этой металлической пластине.
Как также показано на фиг. 6, подходящие зазоры 94 и 96 располагаются между концом каждой опорной балки 82 и противостоящими частями двутавровых профилей 82 для компенсации изменений длин этих опорных балок, которые, по существу, происходят в результате изменений температуры, которым подвергается внутренняя часть реактора пир запуске и остановке.
В такой конструкции сплошная металлическая пластина 70 надежно удерживается на верхних поверхностях 86 двутавровых профилей кромками 92 опорных балок 90, зацепляющих соответствующие сопряженные поверхности 88 двутавровых профилей 82. Как будет понятно, другие структуры, которые обеспечивают аналогичный способ присоединения, можно использовать вместо опорных балок 90 и их связанных кромок 92. В любом случае из-за зазоров 94 и 96, расположенных между концами каждой опорной балки 82 и противостоящими частями двутавровых профилей 82, изменения длин опорных балок 90, которые происходят в результате значительных изменений температуры, происходящих внутри реактора 10 при запуске и остановке, легко компенсируются этими зазорами. В результате механическое повреждение системы 80 опор сильно снижается.
На фиг. 7 показан третий признак технологии настоящего раскрытия, в котором уникальное соединение обеспечивается для закрепления периметра сплошной металлической пластины 70 вентиляционной решетки 14 к боковой стенке 36 реактора 10. Как показано на этой фигуре, это соединение, которое в общем показано как 100, содержит гибкую пластину 102 и сопряженную жесткую пластину 104. Гибкая пластина 102 содержит продолговатый лист металла, два конца которого сварены вместе так, что гибкая пластина 102 принимает вид кольца, в частности форму прямого сечения цилиндра. При такой форме гибкая пластина 102, по существу, соответствует боковой стенке 36 реактора 10, к которой вентиляционная решетка 14 присоединена, поскольку средняя секция реактора 10 также имеет форму цилиндра. Таким же образом жесткая пластина 104 также содержит продолговатый лист металла, два конца которого сварены вместе так, что жесткая пластина 104 также принимает вид кольца.
Как также показано на фиг. 7, жесткая пластина 104 расположена между гибкой пластиной 102 и боковой стенкой 36 реактора 10 таким образом, что гибкая пластина 102 содержит нижнюю часть 114, которая проходит ниже нижней части 112 жесткой пластины 104. Предпочтительно нижняя часть 110 гибкой пластины 102 проходит ниже нижней части 112 жесткой пластины 104 на расстоянии от приблизительно 6 до приблизительно 10 дюймов (от приблизительно 15 до приблизительно 25 см), более предпочтительно от приблизительно 7 до приблизительно 9 дюймов (от приблизительно 18 до приблизительно 23 см).
Как также показано на фиг. 7, нижняя часть 110 гибкой пластины 102 присоединена, предпочтительно путем сварки, к периметру сплошной металлической пластины 70 вентиляционной решетки 14. При такой конструкции изменения диаметра сплошной металлической пластины 70 вентиляционной решетки 14, которые происходят в результате значительных изменений температуры, происходящих внутри реактора 10 при запуске и остановке, легко компенсируются путем изгиба нижней части 114 гибкой пластины 102, т.е. части гибкой пластины 102, которая проходит ниже нижней части 112 жесткой пластины 102. В результате механическое повреждение соединений, которые соединяют периметр сплошной металлической пластины 70 вентиляционной решетки 14 с боковой стенкой 12 реактора 10, значительно снижается.
Различные аспекты, описанные в настоящем документе, более конкретно те, которые показаны на фиг. 4-7, можно использовать в реакторах с различными диаметрами. Согласно предпочтительному аспекту реакторы могут иметь внешние диаметры 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. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления при использовании внешних диаметров реактора от приблизительно 8 до приблизительно 12 м или от приблизительно 9 до приблизительно 11 м, форсунки для воздуха не имеют заглушек, при этом воздух подают вертикально в реактор, наиболее предпочтительно направляют вертикально в направлении питающей насадки. Согласно альтернативному варианту осуществления при использовании внешних диаметров реактора от приблизительно 8 до приблизительно 12 м или от приблизительно 9 до приблизительно 11 м форсунки для воздуха в вентиляционной решетке имеют заглушки, воздух предпочтительно распределяется горизонтально в реакторе при помощи заглушки.
- 6 032608
Хотя только несколько вариантов осуществления технологии настоящего раскрытия были описаны в настоящем документе, будет понятно, что много модификаций можно сделать без отклонения от сущности и объема данной технологии. Все такие модификации должны включаться в объем данной технологии, которая должно ограничиваться только следующей формулой изобретения.
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Система вентиляционной решетки для применения в промышленном реакторе окисления или аммоксидирования, причем система вентиляционной решетки содержит сплошную металлическую пластину, содержащую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и периметр, проходящий между ними, причем сплошная металлическая пластина также содержит ряд отверстий для воздуха для направления технологического воздуха снизу сплошной металлической пластины наверх сплошной металлической пластины, и систему опор для поддержания массы сплошной металлической пластины и любого катализатора окисления или аммоксидирования, который может находиться на сплошной металлической пластине, причем система опор содержит ряд опор, причем каждая имеет верхнюю опорную поверхность, зацепляющую нижнюю сторону сплошной металлической пластины, и ряд опорных держателей, закрепленных на нижней стороне сплошной металлической пластины, и опоры представляют собой двутавровые профили, имеющие соответствующие верхние поперечные профили, причем нижняя сторона каждого верхнего поперечного профиля определяет сопряженную поверхность, причем сплошная металлическая пластина системы вентиляционной решетки содержит нижнюю поверхность, причем также опорные держатели содержат опорные балки, присоединенные к нижней поверхности сплошной металлической пластины, причем опорные балки имеют концы, которые определяют кромки, которые приспособлены для зацепления сопряженных поверхностей, определенных верхними поперечными профилями двутавровых профилей, и причем между концом каждой опорной балки и противостоящими частями двутавровых профилей располагаются зазоры.
- 2. Способ уменьшения перемещения в системе вентиляционной решетки в промышленном реакторе окисления или аммоксидирования, причем способ включает обеспечение системы вентиляционной решетки по п.1.- 7 032608
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410124818.4A CN104941534B (zh) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | 用于氧化或氨氧化反应器的改进的空气格栅设计 |
| PCT/US2015/022685 WO2015153269A1 (en) | 2014-03-31 | 2015-03-26 | Improved air grid design for an oxidation or ammoxidation reactor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201691843A1 EA201691843A1 (ru) | 2016-12-30 |
| EA032608B1 true EA032608B1 (ru) | 2019-06-28 |
Family
ID=52875279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201691843A EA032608B1 (ru) | 2014-03-31 | 2015-03-26 | Улучшенная конструкция вентиляционной решетки для реактора окисления или аммоксидирования |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6559700B2 (ru) |
| CN (1) | CN104941534B (ru) |
| EA (1) | EA032608B1 (ru) |
| SA (1) | SA516371959B1 (ru) |
| TW (1) | TWI666060B (ru) |
| WO (1) | WO2015153269A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7144528B2 (ja) * | 2018-03-23 | 2022-09-29 | ティッセンクルップ フェルティリツァー テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 流動層造粒機または流動層クーラ用の分割された有孔板 |
| EP4063009A4 (en) * | 2019-11-20 | 2023-12-20 | China Petroleum & Chemical Corporation | GAS DISTRIBUTION PLATE, FLUIDIZER AND REACTION METHOD |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB814771A (en) * | 1956-12-14 | 1959-06-10 | Exxon Research Engineering Co | Grid support for fluidized solids vessels |
| US4300458A (en) * | 1980-03-03 | 1981-11-17 | Combustion Engineering, Inc. | Apparatus for supporting a perforated plate air distributor for a fluidized bed |
| US4301748A (en) * | 1979-01-25 | 1981-11-24 | O. Mustad & Don A/S | Arrangement in fluidized bed incinerator |
| US4493816A (en) * | 1982-11-12 | 1985-01-15 | Becker Donald E | Insulation system for process vessel |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4332218A (en) * | 1980-06-11 | 1982-06-01 | Foster Wheeler Energy Corporation | Support system for a fluidized bed |
| JPS5886239U (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-11 | バブコツク日立株式会社 | 脱硝装置 |
| US4801731A (en) * | 1987-12-14 | 1989-01-31 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Preparation of acrylonitrile |
| US5256810A (en) * | 1992-10-14 | 1993-10-26 | The Standard Oil Company | Method for eliminating nitriding during acrylonitrile production |
| JPH06345403A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Osaka Gas Co Ltd | 燃料改質器 |
| EP0776692B1 (en) * | 1995-12-01 | 1999-08-11 | Dow Corning Corporation | Fluidized-bed reactor |
| JP5448471B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2014-03-19 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 気相反応方法及び気相反応装置 |
| CN201524555U (zh) * | 2009-11-05 | 2010-07-14 | 济钢集团国际工程技术有限公司 | 流化孔板 |
| CN201921679U (zh) * | 2010-12-16 | 2011-08-10 | 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 | 一种用于流化床反应器的气体分布板的风帽装置 |
| US9440210B2 (en) * | 2011-05-11 | 2016-09-13 | Institutt For Energiteknikk | Gas distribution arrangement for a fluidized bed |
| WO2013125639A1 (ja) * | 2012-02-22 | 2013-08-29 | 三菱レイヨン株式会社 | 気相反応装置 |
| CN203778044U (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-20 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 用于氧化或氨氧化反应器的改进的空气格栅设计 |
-
2014
- 2014-03-31 CN CN201410124818.4A patent/CN104941534B/zh active Active
-
2015
- 2015-03-26 EA EA201691843A patent/EA032608B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-03-26 JP JP2016560005A patent/JP6559700B2/ja active Active
- 2015-03-26 WO PCT/US2015/022685 patent/WO2015153269A1/en active Application Filing
- 2015-03-30 TW TW104110291A patent/TWI666060B/zh active
-
2016
- 2016-09-29 SA SA516371959A patent/SA516371959B1/ar unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB814771A (en) * | 1956-12-14 | 1959-06-10 | Exxon Research Engineering Co | Grid support for fluidized solids vessels |
| US4301748A (en) * | 1979-01-25 | 1981-11-24 | O. Mustad & Don A/S | Arrangement in fluidized bed incinerator |
| US4300458A (en) * | 1980-03-03 | 1981-11-17 | Combustion Engineering, Inc. | Apparatus for supporting a perforated plate air distributor for a fluidized bed |
| US4493816A (en) * | 1982-11-12 | 1985-01-15 | Becker Donald E | Insulation system for process vessel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201544182A (zh) | 2015-12-01 |
| CN104941534B (zh) | 2018-03-20 |
| JP2017512643A (ja) | 2017-05-25 |
| WO2015153269A1 (en) | 2015-10-08 |
| EA201691843A1 (ru) | 2016-12-30 |
| JP6559700B2 (ja) | 2019-08-14 |
| TWI666060B (zh) | 2019-07-21 |
| CN104941534A (zh) | 2015-09-30 |
| SA516371959B1 (ar) | 2020-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3000174C (en) | A fluidized fuel gas combustor system for a catalytic dehydrogenation process | |
| CA2691566C (en) | Process for performing an endothermic reaction | |
| US4259088A (en) | Distributing fluids into fluidized beds | |
| US4813653A (en) | Fluidized bed apparatus | |
| KR20070089184A (ko) | 프탈산 무수물의 제조 방법 | |
| CA2833055A1 (en) | Fixed-bed reactor | |
| EA032608B1 (ru) | Улучшенная конструкция вентиляционной решетки для реактора окисления или аммоксидирования | |
| CA2859090A1 (en) | Transportable reformer | |
| CN203778044U (zh) | 用于氧化或氨氧化反应器的改进的空气格栅设计 | |
| US20090107660A1 (en) | Pre-Heater For An Apparatus For The Production Of Carbon Black | |
| EA037139B1 (ru) | Конструкция распределителя сырья для реактора аммоксидирования | |
| TWI658861B (zh) | 用於氧化或氨氧化反應器之改進的空氣格柵設計 | |
| SU707509A3 (ru) | Реактор дл проведени процессов расщеплени газообразных углеворородов | |
| CN104941536B (zh) | 用于氧化反应器的空气格栅系统和适应其中的挠曲的方法 | |
| EA032715B1 (ru) | Конструкция распределителя сырья для реактора аммоксидирования | |
| CN212263630U (zh) | 一种石灰窑用喷枪装置及石灰窑 | |
| CN203916629U (zh) | 用于氧化或氨氧化反应器的改进的空气格栅系统 | |
| CN111889255A (zh) | 一种石灰窑用喷枪装置及石灰窑 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG TJ TM |