EA037139B1

EA037139B1 - Feed sparger design for an ammoxidation reactor

Info

Publication number: EA037139B1
Application number: EA201691865A
Authority: EA
Inventors: Тимоти Роберт Макдонел; Джей Роберт Коач; 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: 2021-02-10
Also published as: WO2015153197A2; EA039268B1; EA201691865A1; EA202090252A1; CN104941523A; WO2015153197A3; CN104941523B; SA516371964B1

Abstract

Replacement of different sections of a feed sparger used in a commercial ammoxidation reactor is facilitated by using gas-tight quick-disconnect fittings to attach various sections of the sparger to one another as well as to the wall of the reactor. In addition, the diameters of the lateral conduits in these sparger sections, as well as the diameters of the feed nozzles attached to these laterals, are varied to facilitate uniform flow of feed gas through these components. The sparger can be subdivided into multiple feed sparger section arranged for better reactor control. Finally, the end caps terminating the distal ends of the sparger lateral conduits can be provided with nozzles for removal of any ammoxidation catalyst that may have inadvertently reached the sparger interior.

Description

(54) КОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ СЫРЬЯ ДЛЯ РЕАКТОРА АММОКСИДИРОВАНИЯ(54) DESIGN OF THE RAW MATERIAL DISTRIBUTOR FOR AMMOXIDATION REACTOR

(31) (31) 201410124901.1 201410124901.1 (56) US-A-5256810 (56) US-A-5256810 (32) (32) 2014.03.31 2014.03.31 WO-A1-2013166077 ЕР-А1-1310294 WO-A1-2013166077 EP-A1-1310294 (33) (33) CN CN US-A-4698211 US-A-4698211 (43) 2017.01.30 (86) PCT/US2015/022224 (87) WO 2015/153197 2015.10.08 (71 )(73) Заявитель и патентовладелец: ИНЕОС ЮРОП АГ (СН) (72) Изобретатель: Макдонел Тимоти Роберт, Коач Джей Роберт, Вагнер Дэвид Рудольф, Вачтендорф Пол Тригг, Трэверс Томас Джордж (US) (43) 2017.01.30 (86) PCT / US2015 / 022224 (87) WO 2015/153197 2015.10.08 (71) (73) Applicant and patentee: INEOS EUROP AG (CH) (72) Inventor: McDonel Timothy Robert, Coach Jay Robert, Wagner David Rudolph, Wachtendorf Paul Trigg, Travers Thomas George (US) WO-A1-2008017817 WO-A1-2008017817

037139 В1 (74) Представитель:037139 В1 (74) Representative:

Лыу Т.Н., Угрюмов В.М., ГизатуллинаLyu T.N., Ugryumov V.M., Gizatullina

Е.М., Глухарёва А.О., ДементьевE.M., Glukhareva A.O., Dementyev

В.Н., Карпенко О.Ю., Клюкин В.А., Строкова О.В., Христофоров А.А.V.N., Karpenko O.Yu., Klyukin V.A., Strokova O.V., Khristoforov A.A.

(RU)(RU)

037139 Bl (57) Замена различных секций распределителя сырья, используемого в промышленном реакторе аммоксидирования, облегчается путем использования газонепроницаемых быстроразъемных фитингов для прикрепления различных секций разбрызгивателя 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.037139 Bl (57) Replacement of the various sections of the feed distributor used in an industrial ammoxidation reactor is facilitated by the use of gas tight quick disconnect fittings to attach the different sections of the spray arm to each other as well as to the reactor wall. In addition, the diameters of the outlet pipes in these sections of the distributor, as well as the diameters of the feed nozzles connected to these outlet pipes, are varied to ensure an even flow of the feed gas through these components. The distributor can be subdivided into a plurality of feed distributor sections adapted for better control of the reactor. Finally, end caps defining the distal ends of the distributor outlets can be provided with nozzles to remove any ammoxidation catalyst that might accidentally reach the interior of the distributor.

Уровень техникиState of the art

При промышленном производстве акрилонитрила пропилен, аммиак и кислород реагируют вместе согласно следующей схеме реакции:In the industrial production of acrylonitrile, propylene, ammonia and oxygen react together according to the following reaction scheme:

СН₂=СН-СН₃+NH₃+3/2О₂^CH₂=CH-CN+3Н₂О.CH ₂ = CH-CH ₃ + NH ₃ + 3 / 2O ₂ ^ CH ₂ = CH-CN + 3H ₂ O.

Этот способ, который обычно называют аммоксидированием, проводят в газовой фазе при повышенной температуре в присутствии подходящего псевдоожиженного катализатора аммоксидирования.This process, which is commonly referred to as ammoxidation, is carried out in the gas phase at elevated temperature in the presence of a suitable fluidized ammoxidation catalyst.

На фиг. 1 показан обычный реактор аммоксидирования, используемый для проведения данного способа. Как здесь показано, реактор 10 содержит стенку 12 реактора, вентиляционную решетку 14, распределитель 16 сырья, змеевики 18 охлаждения и циклоны 20. При нормальной работе технологический воздух подают в реактор 10 через впускной патрубок 22 для воздуха, тогда как смесь пропилена и аммиака подают в реактор 10 через распределитель 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.FIG. 1 shows a typical ammoxidation reactor used to carry out this process. As shown here, the reactor 10 comprises a reactor wall 12, a ventilation grill 14, a feed distributor 16, cooling coils 18, and cyclones 20. In normal operation, process air is fed into the reactor 10 through an air inlet 22, while the propylene and ammonia mixture is fed into the reactor 10 through the distributor 16 of the raw materials. The flow rates for both streams are high enough to fluidize the ammoxidation catalyst bed 24 in the interior of the reactor where propylene and ammonia are catalytically ammoxidized to acrylonitrile.

Продукционные газы, получаемые при реакции, выходят из реактора 10 через выпускной патрубок 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.The product gases resulting from the reaction leave the reactor 10 through the outlet 26 for the reactor effluent. Before doing this, they pass through cyclones 20, which remove any amount of ammoxidation catalyst that these gases may have entrained for return to catalyst bed 24 using dip tubes 25. Ammoxidation is a highly exothermic process, and therefore cooling coils 18 are used to remove excess heat and thus maintaining the reaction temperature at an appropriate level.

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.Propylene and ammonia can form explosive mixtures with oxygen. However, at normal operating temperatures, explosions are prevented within the reactor 10 by the use of a fluidized ammonification catalyst, which preferably catalyzes the ammoxidation reaction before an explosion can occur. Therefore, the reactor 10 is designed and operated such that the only place where the process air is allowed to contact propylene and ammonia during normal operation is in the fluidized bed of the ammoxidation catalyst 24, and only when the catalyst temperature is high enough to catalyze the ammoxidation reaction.

Для данной цели в традиционном способе, при помощи которого пропилен и аммиак подают в реактор 10, используют систему 16 распределителя сырья, такую как показана в документе U.S. 5256810, раскрытие которого включено в настоящий документ ссылкой. Как показано на фиг. 1 и 2 патента '810, которые воспроизведены на фиг. 2 и 3 настоящего документа, распределитель 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.For this purpose, the conventional process by which propylene and ammonia are fed to reactor 10 employs a feed distributor system 16 such as shown in U.S. 5256810, the disclosure of which is incorporated herein by reference. As shown in FIG. 1 and 2 of the '810 patents, which are reproduced in FIGS. 2 and 3 of this document, the raw material distributor 16 takes the form of a series of supply lines or pipes, including the main header 30 and the outgoing pipes 32 connected to and branching from the header 30. A system of downwardly directed feed nozzles 34 is defined in the manifold 30 and outlets 34 through which the propylene and ammonia mixture is supplied during normal reactor operation. The number and distances between the outlets 32 and the feed nozzles 34 are such that, in an arrangement, approximately 10-30 feed nozzles per square meter are approximately evenly spaced over the entire cross-sectional area of the reactor 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.Typically, each feed nozzle 34 is surrounded by feed nozzles 36, which take the form of a short section of a tube with an inner diameter several times larger than the diameter of the nozzle 34. Feed nozzles 34 provide a significant reduction in the velocity of the gas exiting the nozzles 10, before exiting into the catalyst bed 24. which prevents catalyst degradation that might otherwise occur.

Технологический воздух обычно входит в слой 24 катализатора (фиг. 1) после прохождения через вентиляционную решетку 14, которая расположена ниже распределителя 16 сырья. Хорошо известно, что вентиляционная решетка 14 обычно принимает вид сплошного металлического листа, на котором находится 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 распределитель 16 сырья, выбирают так, чтобы катализатор аммоксидирования в слое 24 катализатора был полностью ожижен этими газами при нормальной работе.The process air typically enters the catalyst bed 24 (FIG. 1) after passing through a ventilation grill 14, which is located below the feed distributor 16. It is well known that the ventilation grill 14 usually takes the form of a solid sheet of metal on which there is a series of air holes and nozzles. The diameter of the air nozzles, the mass flow of the process air through the ventilation grill 14, and the mass flow of the propylene / ammonia mixture through the feed distributor 16 are selected so that the ammoxidation catalyst in the catalyst bed 24 is completely fluidized with these gases during normal operation.

Форсунки для воздуха 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 ее соответствующую форсунку для воздуха для активации быстрого и полного смешения газов, выходящих из этих двух различных форсунок (смотрите документ U.S. 4801731).The air nozzles are usually provided with their own protective feed nozzles (not shown), which are usually located below the ventilation grill 14. In addition, in many cases, the feed nozzles 34 are provided in one-to-one correspondence with the air nozzles in the ventilation grill 14, with each feed nozzle 36 is directed directly at its corresponding air nozzle to activate a rapid and complete mixing of the gases coming out of these two different nozzles (see document US 4801731).

Хотя системы подачи пропилена/аммиака этого общего типа работают хорошо, они имеют некоторые недостатки. Например, из-за постоянного воздействия аммиака при высокой температуре металл, образующий распределитель 16 сырья, подвергается со временем азотированию. В результате отдельные секции распределителя 16 сырья, а иногда весь распределитель сырья, необходимо заменять время от времени. Это может быть очень дорогостоящим, особенно когда реактор необходимо полностью останавливать при выполнении данных работ.While propylene / ammonia feed systems of this general type work well, they have some disadvantages. For example, due to the constant exposure to ammonia at high temperatures, the metal forming the feed distributor 16 is nitrided over time. As a result, individual sections of the raw material distributor 16, and sometimes the entire raw distributor, need to be replaced from time to time. This can be very costly, especially when the reactor has to be completely shut down for the job.

- 1 037139- 1 037139

Вторая проблема, связанная с этим типом системы подачи пропилена/аммиака, представляет неравномерность работы. Это не только отрицательно влияет на производительность системы, но также способствует неравномерному азотированию, что также усиливает эту проблему.The second problem associated with this type of propylene / ammonia delivery system is uneven operation. This not only negatively affects the performance of the system, but also contributes to uneven nitriding, which also exacerbates this problem.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Согласно одному варианту осуществления настоящее изобретение относится к распределителю для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси извне в реактор аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, находящийся внутри реактора, содержащему канал основного коллектора, впускной патрубок распределителя, находящийся в связи по потоку с каналом основного коллектора, и множество отходящих каналов распределителя, находящихся в связи по потоку с каналом основного коллектора распределителя, в котором отходящие каналы распределителя содержат питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем, по меньшей мере, некоторые из отходящих каналов распределителя присоединены к каналу основного коллектора соответствующими газонепроницаемыми быстроразъемными фитингами, причем канал основного коллектора содержит множество выступов основного коллектора для присоединения к соответствующим отходящим каналам распределителя, и в котором также каждый газонепроницаемый быстроразъемный фитинг содержит металлическое уплотнительное кольцо и зажимное устройство, сконструированное для закрепления металлического уплотнительного кольца между обращенными друг к другу концами соответствующего выступа коллектора и отходящего канала распределителя газонепроницаемым образом.According to one embodiment, the present invention relates to a distributor for externally feeding an ammonia-containing feed mixture into an ammoxidation reactor, through the reactor wall and into a fluidized bed of an ammoxidation catalyst located within the reactor, comprising a main header channel, a distributor inlet in fluid communication with the channel a main manifold, and a plurality of distributor outlet channels in communication with the main distributor header channel, in which the distributor outlet channels comprise feed nozzles for supplying an ammonia-containing feed mixture to a fluidized bed of an ammoxidation catalyst, at least some of the outlet channels of the distributor are connected to the main manifold channel by appropriate gas-tight quick-disconnect fittings, and the main manifold channel contains a plurality of protrusions of the main manifold for connection to the corresponding waste and wherein also each gastight quick disconnect fitting comprises a metal O-ring and a clamping device designed to secure the metal O-ring between the facing ends of the respective manifold shoulder and the outlet of the distributor in a gastight manner.

Согласно одному аспекту аммиачная сырьевая смесь представляет собой смесь аммиака и насыщенных и/или ненасыщенных С3-С4-углеводородов.In one aspect, the ammonia feed mixture is a mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons.

Согласно еще одному аспекту смесь аммиака и насыщенных и/или ненасыщенных С3-С4углеводородов выбирают из группы, состоящей из пропана, пропилена, бутана, бутилена и их смесей.In another aspect, the mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons is selected from the group consisting of propane, propylene, butane, butylene, and mixtures thereof.

Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение относится к способу подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в реактор аммоксидирования посредством распределителя по п.1, включающему подачу содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора через распределитель.In another embodiment, the present invention relates to a method for feeding an ammonia-containing feed to an ammoxidation reactor via a distributor according to claim 1, comprising feeding the ammonia-containing feed from outside the ammoxidation reactor through a reactor wall and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor through a distributor.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

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;The present invention can be better understood with reference to the following drawings, in which FIG. 1 is a schematic view showing a reactor section of a conventional ammoxidation reactor used to produce acrylonitrile;

фиг. 2 представляет собой вид сверху, показывающий нижнюю сторону обычной системы распределителя реактора аммоксидирования фиг. 1;fig. 2 is a top view showing the underside of the conventional ammoxidation reactor distributor system of FIG. one;

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;fig. 3 is a cross-section taken along line 3-3 of FIG. 2, FIG. 3 shows the feed nozzles and associated feed nozzles of the conventional distributor system of FIG. 2;

фиг. 4 представляет собой сечение, показывающее способ, которым патрубок основного коллектора распределителя сырья промышленного реактора аммоксидирования проходит и соединен с боковой стенкой реактора;fig. 4 is a sectional view showing the manner in which the main header pipe of the feed distributor of an industrial ammoxidation reactor passes through and is connected to the side wall of the reactor;

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;fig. 5 is a section similar to FIG. 4, showing one feature of the present invention, in which a main header pipe of a feed distributor extends and is connected to the side wall of the reactor via a gas tight quick coupler;

фиг. 6 представляет собой вид сбоку газонепроницаемого быстроразъемного соединения фиг. 5;fig. 6 is a side view of the gas tight quick disconnect of FIG. five;

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;fig. 7 is a cross-section similar to FIG. 2 showing another feature of the present invention in which the manifold outlets are connected to the manifold main manifold of the manifold by gas tight quick couplings;

фиг. 8 представляет собой вид сверху, показывающий газонепроницаемые быстроразъемные соединения фиг. 7 более подробно;fig. 8 is a top view showing the gas tight quick disconnect couplings of FIG. 7 in more detail;

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;fig. 9A and 9B are cross-sectional side views of a manifold outlet used in accordance with yet another feature of the present invention, showing how the diameter of that outlet decreases as the distance from the manifold manifold of the distributor increases;

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;fig. 10A, 10B and 10C are cross-sectional views of the outlet of the distributor of FIG. 9, further showing how the diameter of this outlet is reduced as the distance from the manifold manifold of the distributor increases;

фиг. 11А, 11В, 11С и 11D представляют собой вертикальное сечение торцевой заглушки отходящего патрубка распределителя, используемой согласно еще одному признаку системы распределителя на- 2 037139 стоящего 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.fig. 11A, 11B, 11C and 11D are vertical cross-sectional views of a manifold outlet end cap used in accordance with another feature of the manifold system of the present invention; and FIG. 12 is a top view showing another feature of the present invention in which the feed distributor of the acrylonitrile reactor is subdivided into a plurality of feed distributor sections.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Согласно настоящему изобретению обеспечивается новая конструкция распределителя сырья, которая значительно уменьшает эти проблемы, а в некоторых случаях исключает их практически полностью.According to the present invention, a new design of the raw material distributor is provided that significantly reduces these problems, and in some cases eliminates them almost completely.

Согласно одному признаку этой новой конструкции распределителя газонепроницаемый быстроразъемный фитинг используют для присоединения патрубка основного коллектора распределителя к стенке реактора, через которую проходит патрубок основного коллектора, или для соединения различных патрубков, образующих распределитель сырья, друг с другом, или для обеих целей. Как результат данного признака время и усилия, требуемые для замены некоторой части или всего распределителя сырья, когда это становится необходимым из-за избыточного азотирования, значительно снижаются.In one feature of this new manifold design, a gas tight quick disconnect fitting is used to connect the main manifold manifold of the manifold to the reactor wall through which the main manifold manifold passes, or to connect the various manifolds forming the feed distributor to each other, or both. As a result of this feature, the time and effort required to replace some or all of the feed distributor when it becomes necessary due to excess nitriding is significantly reduced.

Согласно другому признаку этой новой конструкции распределителя относительные диаметры питающих форсунок 34 несколько увеличиваются с увеличением пути от впускного патрубка распределителя сырья до каждой питающей форсунки. Как результат данного признака массовый расход содержащей аммиак сырьевой смеси, проходящей через каждую питающую форсунку, становится более однородным во всех питающих форсунках. Это, в свою очередь, приводит к более равномерной работе во всех областях внутри реактора, что облегчает максимизацию производительности. Этот признак также минимизирует движение катализатора в обратном направлении, т.е. загрязнение распределителя сырья катализатором при запуске, остановке и даже нормальной работе, путем обеспечения все время надлежащего расхода газов через питающие форсунки распределителя.According to another feature of this new distributor design, the relative diameters of the feed nozzles 34 increase slightly as the path from the feed distributor inlet to each feed nozzle increases. As a result of this feature, the mass flow rate of the ammonia-containing feed mixture passing through each feed nozzle becomes more uniform across all feed nozzles. This, in turn, results in more even operation in all areas within the reactor, making it easier to maximize productivity. This feature also minimizes backward movement of the catalyst, i. E. contamination of the feed distributor with catalyst during start-up, shutdown and even normal operation, by ensuring the correct flow of gases through the feed nozzles of the distributor at all times.

Согласно дополнительному признаку этой новой конструкции распределителя диаметры отходящих патрубков 32 уменьшаются от их ближних концов к их дальним концам, т.е. от их концов, присоединенных к патрубку основного коллектора, к их концам, удаленным от патрубка основного коллектора. В результате данного признака скорость содержащей аммиак сырьевой смеси, протекающей через эти отходящие патрубки, поддерживается достаточно высокой по всей их длине и, в частности, на их дальних концах для выдувания любого катализатора аммоксидирования, который может находиться в них, в следующую питающую форсунку 34 для вывода из внутренней части отходящего патрубка через эту питающую форсунку.According to an additional feature of this new distributor design, the diameters of the outgoing pipes 32 decrease from their proximal ends to their distal ends, i. E. from their ends, connected to the main manifold branch pipe, to their ends remote from the main manifold branch pipe. As a result of this feature, the velocity of the ammonia-containing feed mixture flowing through these outlets is kept high enough along their entire length and, in particular, at their distal ends to blow out any ammoxidation catalyst that may be present in them into the next feed nozzle 34 for outlet from the inside of the outlet through this feed nozzle.

Согласно еще одному признаку этой новой конструкции распределитель 16 сырья подразделен на множество секций распределителя сырья, каждая из которых имеет свой собственный впускной патрубок для приема содержащего аммиак сырья извне реактора. В результате данного признака можно достигать лучшего контроля реактора во всех областях, поскольку отдельную систему контроля можно использовать для наблюдения и контроля работы отдельно в каждой секции распределителя сырья.According to another feature of this new design, the feed distributor 16 is subdivided into a plurality of feed distributor sections, each of which has its own inlet for receiving ammonia-containing feed from outside the reactor. As a result of this feature, better control of the reactor can be achieved in all areas, since a separate control system can be used to monitor and control the operation separately in each section of the feed distributor.

Таким образом, настоящее изобретение согласно одному варианту осуществления обеспечивает улучшенный распределитель для использования при подаче содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем улучшенный распределитель содержит патрубок основного коллектора, впускной патрубок распределителя, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, причем впускной патрубок распределителя жестко закреплен на стенке реактора, и множество отходящих патрубков распределителя, находящихся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора распределителя, причем отходящие патрубки распределителя содержат питающие форсунки для подачи сырьевой смеси пропилена/аммиака в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем впускной патрубок распределителя жестко закреплен на стенке реактора посредством газонепроницаемого быстроразъемного фитинга.Thus, the present invention, in one embodiment, provides an improved distributor for use in feeding an ammonia-containing feed mixture from outside the ammoxidation reactor, through the reactor wall and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor, the improved distributor comprising a main header pipe, a distributor inlet located in communication by means of a fluid medium with a branch pipe of the main manifold, and the inlet branch pipe of the distributor is rigidly fixed on the wall of the reactor, and a plurality of outgoing branch pipes of the distributor, which are in fluid communication with the branch pipe of the main manifold of the distributor; ammonia into the fluidized bed of the ammoxidation catalyst, and the inlet of the distributor is rigidly fixed to the reactor wall by means of a gas-tight quick-release fitting.

Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение обеспечивает улучшенный распределитель для использования при подаче содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем улучшенный распределитель содержит патрубок основного коллектора, впускной патрубок распределителя, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, и множество отходящих патрубков распределителя, находящихся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора распределителя, причем отходящие патрубки распределителя содержат питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем, по меньшей мере, некоторые отходящие патрубки распределителя присоединены к патрубку основного коллектора при помощи соответствующих газонепроницаемых быстроразъемных фитингов.In another embodiment, the present invention provides an improved distributor for use in feeding an ammonia-containing feed mixture from outside the ammoxidation reactor, through the reactor wall and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor, wherein the improved distributor comprises a main header, a distributor inlet in fluid communication. media with a main header pipe, and a plurality of distributor outlet pipes in fluid communication with the distributor main header pipe, and the distributor outlet pipes contain feed nozzles for supplying an ammonia-containing feed mixture to a fluidized bed of an ammoxidation catalyst, and at least some the outlets of the distributor are connected to the main manifold by means of suitable gas tight quick disconnect fittings.

Согласно другому варианту осуществления настоящее изобретение обеспечивает улучшенный распределитель для использования при подаче содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем улучшенный распределитель содержит патрубок основного коллектора, впускной пат- 3 037139 рубок распределителя, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, и множество отходящих патрубков распределителя, находящихся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора распределителя, причем каждый отходящий патрубок распределителя содержит питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем питающие форсунки имеют по меньше мере два различных размера, при этом меньшие питающие форсунки расположены ближе к впускному патрубку распределителя, а большие форсунки расположены дальше от впускного патрубка распределителя, что определяется расстоянием, которое сырьевая смесь из пропилена/аммиака проходит через распределитель от впускного патрубка распределителя до каждой форсунки.In another embodiment, the present invention provides an improved distributor for use in feeding an ammonia-containing feed mixture from outside the ammoxidation reactor, through the reactor wall and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor, the improved distributor comprising a main header pipe, a distributor inlet located in fluid communication with the main manifold nozzle, and a plurality of distributor outlets in fluid communication with the main manifold manifold of the distributor, each distributor outlet comprising feed nozzles for supplying an ammonia-containing feed mixture to a fluidized bed of an ammoxidation catalyst, the feed the nozzles are at least two different sizes, with the smaller supply nozzles closer to the distributor inlet and the larger nozzles farther away from the distributor inlet, which is determined by the distance that the propylene / ammonia feedstock passes through the distributor from the distributor inlet to each nozzle.

Согласно дополнительному варианту осуществления настоящее изобретение обеспечивает улучшенный распределитель для использования при подаче аммиачной сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем улучшенный распределитель содержит патрубок основного коллектора, впускной патрубок распределителя, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, и множество отходящих патрубков распределителя, причем каждый отходящий патрубок распределителя имеет ближний конец, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, и дальний конец, удаленный от патрубка основного коллектора, причем каждый отходящий патрубок распределителя дополнительно содержит питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем диаметры, по меньшей мере, некоторых отходящий патрубков распределителя уменьшаются от их ближних концов к их дальним концам.In a further embodiment, the present invention provides an improved distributor for use in feeding ammonia feed from outside the ammoxidation reactor, through the reactor wall, and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor, the improved distributor comprising a main header, a distributor inlet in fluid communication with a main manifold branch pipe, and a plurality of distributor outlets, each distributor outlet having a proximal end in fluid communication with the main manifold branch pipe, and a distal end remote from the main manifold branch pipe, and each distributor outlet pipe additionally contains feed nozzles for feeding an ammonia-containing raw mixture into a fluidized bed of an ammoxidation catalyst, the diameters of at least some of the outgoing branch pipes of the distributor decrease from their near ends to their distant ends.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящее изобретение обеспечивает улучшенный распределитель для использования при подаче содержащей аммиак сырьевой смеси извне реактора аммоксидирования, через стенку реактора и в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования внутри реактора, причем улучшенный распределитель содержит патрубок основного коллектора, впускной патрубок распределителя, находящийся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора, и множество отходящих патрубков распределителя, находящихся в связи посредством текучей среды с патрубком основного коллектора распределителя, причем отходящие патрубки распределителя содержат питающие форсунки для подачи содержащей аммиак сырьевой смеси в псевдоожиженный слой катализатора аммоксидирования, причем улучшенный распределитель состоит из множества секций распределителя сырья, расположенных внутри реактора, причем каждая секция распределителя сырья имеет свой собственной впускной патрубок распределителя для приема содержащего аммиак сырья извне реактора, свой собственный патрубок основного коллектора и свою собственную систему отходящих патрубков распределителя.In yet another embodiment, the present invention provides an improved distributor for use in feeding an ammonia-containing feed mixture from outside the ammoxidation reactor, through the reactor wall, and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst within the reactor, the improved distributor comprising a main header, a distributor inlet in communication with fluid with a main manifold nozzle, and a plurality of distributor outlets in fluid communication with a main manifold manifold of the distributor, wherein the distributor outlets comprise feed nozzles for supplying an ammonia-containing feed mixture to a fluidized bed of an ammoxidation catalyst, the improved distributor being composed of a plurality feed distributor sections located inside the reactor, with each raw material distributor section having its own distributor inlet for receiving ammonia-containing feed from outside the reactor, its own main header and its own distributor outlet system.

ОпределенияDefinitions

При использовании в настоящем документе связь посредством текучей среды относится к соединению или патрубку, эффективному для обеспечения прохождения одной и той же текучей среды или пара из одной области в другую.As used herein, fluid communication refers to a connection or conduit effective to allow the same fluid or vapor to flow from one region to another.

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.As used herein, releasable refers to a non-welded connection that allows parts to be disconnected using non-destructive means. For example, releasable fastening can refer to bolts, anchor bolts, bolted flanges, and combinations thereof.

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.As used herein, an ammonia-containing feedstock mixture refers to a mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons. Saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons can include propane, propylene, butane, butylene, and mixtures thereof.

Быстроразъемные соединения.Quick disconnect connections.

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 U.S. 3704690, U.S. 4401153, U.S. 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.As indicated above, a significant problem encountered in the operation of an industrial reactor for producing acrylonitrile is the failure of the feed distributor over time due to nitriding of the metal from which it is made. To solve this problem, it has already been proposed to make the distributor from nitriding resistant alloys such as those known from U.S. documents. 3704690, U.S. 4401153, U.S. 5110584 and EP 0113524. Unfortunately, this solution was unsuccessful for use in industrial reactors for the production of acrylonitrile due to some of the problems inherent in the catalytic ammoxidation reaction in a fluidized bed, as well as for cost reasons.

Тем не менее, в документе U.S. 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.However, U.S. 5256810 describes a method for virtually eliminating nitriding of a distributor in a commercial acrylonitrile reactor by keeping the ammonia temperature inside the distributor low enough to prevent nitriding by using a specially designed thermal insulation cloth. However, this solution was also unsatisfactory due to cost and complex design.

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 выполненииAccording to this feature of the present invention, this problem of distributor failure over time due to metal nitriding is solved by implementing a distributor design that allows quick and easy replacement of individual distributor sections as well as the entire distributor. Although it is still necessary to shut down the acrylonitrile reactor when performing

- 4 037139 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.- 4 037139 of this replacement, the time that this replacement takes is much shorter than usual in practice. As a result, the overall cost of solving this constant nitriding problem, both in terms of lost production time and labor costs, is greatly reduced.

На фиг. 4-6 показан один признак настоящего изобретения, в котором данная проблема азотирования распределителя решается путем использования газонепроницаемого, быстроразъемного соединения для соединения впускного патрубка 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 впускной патрубок 31 секции 16 распределителя. В других конструкциях промежуточный трубопровод можно использовать для соединения впускного патрубка 31 распределителя с коллектором 30. Для удобства этот признак настоящего изобретения будет описан в отношении конструкции реактора, показанной на фиг. 4-6. Однако будет понятно, что этот признак и его преимущества в той же мере применимы к другим конструкциям реакторов, таким как, например, в которых впускной патрубок 31 распределителя отделен от основного коллектора 30 промежуточным трубопроводом.FIG. 4-6 illustrate one feature of the present invention in which this distributor nitriding problem is addressed by using a gas tight quick disconnect to connect the inlet of the distributor system to the outer wall of the ammoxidation reactor. According to the particular embodiment shown in these figures, the end of the main manifold 30 is directly connected to the wall 40 of the reactor 10. In this design, this manifold end thus comprises an inlet 31 of the distributor section 16. In other constructions, an intermediate conduit may be used to connect the manifold inlet 31 to the manifold 30. For convenience, this feature of the present invention will be described with reference to the reactor design shown in FIG. 4-6. However, it will be understood that this feature and its advantages are equally applicable to other reactor designs, such as, for example, in which the distributor inlet 31 is separated from the main header 30 by an intermediate conduit.

Как показано на фиг. 4, обычный способ присоединения впускного патрубка 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.As shown in FIG. 4, a conventional method of connecting the inlet 31 of the feed distributor 16 to the wall 40 of the reactor 10 is welding. Therefore, when the main manifold nozzle 30 needs to be replaced, a welded repair approach should be used in which a portion of the reactor wall 40 immediately surrounding the main header nozzle 30 is cut out by welding, the hole in the reactor vessel 12 thus formed is eliminated by welding a suitable patch. and a new main header pipe 30 is inserted into the repaired reactor wall 40 by welding as well. This requires significant on-site work as well as additional materials that can be expensive.

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 газонепроницаемо приварена без возможности отсоединения по периметру 46 стационарного отверстия 48, образованного в стенке 40 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 газонепроницаемо приварен без возможности отсоединения 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.According to this feature of the present invention, this problem is avoided by introducing a gas-tight, quick-disconnect design for connecting the main conduit nozzle 30 to the reactor wall 40. An example of such a connection is shown in FIG. 5 and 6, which show an inspection hatch 42 in the form of a cylindrical sleeve 44, the first side of which is gas-tight, non-detachable around the perimeter 46 of the stationary opening 48 formed in the wall 40 of the reactor. The other or second side of the cylindrical sleeve 44 has a flange 50 that defines a series of through holes for inserting bolts 52 therein. In this case, the collar 54 in the form of a flat round plate is gas-tightly welded without the possibility of detachment to the outer part of the main manifold pipe 30. In addition, the collar 54 also defines a series of through holes 56 that correspond to the through holes on the flange 50 of the inspection hatch 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.With this design, the main header pipe 30 can be detachably fixed to the wall 40 of the reactor 10 in a gas-tight manner simply by bolting the collar 54 of the main header pipe 30 to the flange 50 of the inspection hatch 42. In the same way, the main header pipe 30 can be detached from the reactor wall 40 simply by unscrewing the bolts connecting the collar 54 to the flange 50. Consequently, replacement of the existing main manifold 30, which has become unusable due to excessive nitriding, can be accomplished simply and easily by a simple process of unscrewing the bolts and re-screwing them. Because there is no need for on-site welding, this replacement procedure is much simpler and less costly to perform than the conventional welding repair approach.

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.FIG. 2, 7 and 8 illustrate another feature of the present invention in which gas tight quick couplings are used to solve the problem of nitriding distributor outlets. As shown in FIG. 2, a common way in which the branch pipes (or branch lines) 32 are connected to the branch pipe 30 of the main manifold (or manifold) is by welding. Consequently, when individual branch pipes 32 need to be replaced due to excessive nitriding, a welded repair approach is adopted in which the old branch pipe is disconnected from the main manifold branch pipe 30 by welding or other suitable cutting techniques and a new branch pipe is connected to the main manifold branch pipe 30. welding. It also requires a significant amount of onsite work, which is costly.

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).According to this feature of the present invention, this problem is avoided by introducing a gas-tight quick disconnect design for connecting each outlet 32 to the main manifold 30. This is shown in FIG. 7 and 8, gas tight quick couplings 60 are shown used to connect each outlet 32 to the main manifold 30 of the distributor system 16. While these figures show that each outlet is directly connected to a main header 30, it will be appreciated that one or more of these outlets may be indirectly connected to the main header 30, for example via an intermediate pipe (not shown).

Газонепроницаемые быстроразъемные соединения 60 представляют соединения, в которых сопрягающиеся детали, т.е. детали, которые соединяют вместе при получении соединения и которые рассты- 5 037139 ковывают, 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 Grayloc, доступные от Grayloc Products из Хьюстона, Техас. Другой пример коммерчески доступного соединения, которое подходит для данной цели, представляет хомутное соединение Techlok, доступное от векторной группы компании Freudenberg Oil & Gas Technologies из Хьюстона, Техас. Еще один пример коммерчески доступного соединения, которое подходит для данной цели, представляет хомутное соединение GLok®, доступное от Australasian Fittings & Flanges 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.Gas tight quick disconnect couplings 60 represent couplings in which mating parts, i. E. parts which are joined together when the joint is made and which are forged when the joint is released are specially designed to be joined together by mechanical means only, i.e. no welding or gluing. Gas tight quick couplings are also designed to maintain a tight seal under high temperature conditions, such as those encountered during normal operation of a conventional commercial ammoxidation reactor, as well as temperature cycling that occurs when such a reactor is started and stopped. An example of a commercially available joint that is suitable for this purpose is the metal contact clamp connections for Grayloc bore sealing, available from Grayloc Products of Houston, Texas. Another example of a commercially available connection that is suitable for this purpose is the Techlok clamp connection, available from the vector group Freudenberg Oil & Gas Technologies of Houston, Texas. Another example of a commercially available joint that is suitable for this purpose is the GLok® Clamp Joint, available from Australasian Fittings & Flanges of Osborne Park, Western Australia, Australia. Conventional flange connections are less desirable for this application as they are prone to leakage due to temperature cycling during reactor operation.

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.FIG. 8 shows the construction of a conventional gas tight quick disconnect 60, including the manner in which it connects the outlet 32 to the main manifold 30. As shown here, the joint 60 is formed from a clamping device 62 that receives and holds together sleeves 64 and 66, which are located at the outer ends 68 and 70 of the branch pipe 32 and the protrusion 72 of the main manifold. When bolted in place by bolts 73, clamping device 62 secures a metal O-ring (not shown) between and hermetically engaging bushings 64 and 66 while forming a gas tight seal between outlet 32 and manifold 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 выполнении, чем подход к ремонтом с применением сварки, который обычно проводят.By using gas tight quick couplings 60, each outlet 32 can be secured to and removed from the main manifold 30 by simply screwing or unscrewing the bolts of the clamping device 62. Therefore, replacing an existing outlet 32 that has become unusable due to excessive nitriding can be accomplished simply and easily by a simple method of unscrewing the bolts and retightening them. Because there is no need for on-site welding, this replacement procedure is much simpler and less costly to perform than the conventional welding repair approach.

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 м, 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.Various aspects described in this document can be used for reactors with different diameters. In a preferred aspect, the reactors can have outer diameters from about 2 to about 12 m, in another aspect from about 5 to about 12 m, in another aspect from about 8 to about 12 m, and in another aspect from about 9 to about 11 m.

Переменные размеры питающей форсунки.Variable feed nozzle sizes.

Согласно другому признаку этой новой конструкции распределителя диаметры питающих форсунок 34 несколько увеличены с увеличением пути от впускного патрубка распределителя сырья до каждой питающей форсунки.According to another feature of this new distributor design, the diameters of the feed nozzles 34 are slightly increased as the path from the feed distributor inlet to each feed nozzle increases.

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 патрубка распределителя, выше, чем температура сырьевой смеси, выходящей из питающих форсунок, расположенных ближе к впускному патрубку распределителя. В этом контексте дальше и ближе следует понимать как означающие дальше и ближе от впускного патрубка распределителя относительно длины пути, начинающегося во впускном патрубке распределителя и заканчивающегося в конкретной питающей форсунке, через которую сырьевая смесь выходит из распределителя.When the ammonia-containing feedstock passes through the distributor 16, heat exchange with the hot gases outside the distributor causes an increase in the temperature of the feedstock mixture inside the distributor. As a result, the temperature of the feed mixture leaving each feed nozzle differs depending on how long the feed mixture has been inside the distributor before exiting. In particular, the temperature of the feed leaving the feed nozzles farther from the inlet of the distributor is higher than the temperature of the feed leaving the feed nozzles closer to the inlet of the distributor. In this context, farther and nearer is to be understood as meaning farther and nearer from the inlet of the distributor in relation to the length of the path starting at the inlet of the distributor and ending at the particular feed nozzle through which the feed mixture exits the distributor.

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 патрубка распределителя, меньше, чем плотность сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные ближе к впускному патрубку 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 патрубка распределителя, меньше, чем массовый расход сырьевой смеси, выходящей через питающие форсунки 34, расположенные ближе к впускному патрубку 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 патрубка распределителя, меньше, чем в областях, где питающие форсунки находятся ближе к впускному патрубку.In a typical ammoxidation reactor, the diameters of all feed nozzles 34 (FIG. 3) are the same. As a result, the density of the feed exiting through the feed nozzles 34 located farther from the distributor inlet is less than the density of the feed exiting through the feed nozzles 34 located closer to the distributor inlet, since the density is inversely proportional to temperature. This, in turn, causes the mass flow rate of the ammonia-containing feed exiting through the feed nozzles 34 located farther from the distributor inlet to be less than the mass flow of the feed through the feed nozzles 34 located closer to the distributor inlet. , provided that other conditions are the same, since mass flow is directly proportional to density. Unfortunately, this lack of uniformity in mass flow through each feed nozzle results in less optimal operation of the overall reactor because the amount (i.e., total weight per unit time) of the ammonia-containing feed mixture entering the ammoxidation catalyst bed 24 in the regions of the reactor, where the feed nozzles are farther from the distributor inlet, less than in areas where the feed nozzles are closer to the inlet.

- 6 037139- 6 037139

Согласно данному признаку настоящего изобретения эту проблему преодолевают путем изменения размера питающих форсунок 34 распределителя, причем те питающие форсунки, которые расположены дальше от впускного патрубка распределителя, больше, чем те, которые расположены ближе к впускному патрубку 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.In accordance with this feature of the present invention, this problem is overcome by changing the size of the distributor feed nozzles 34, with those feed nozzles farther from the distributor inlet being larger than those closer to the distributor inlet. Size, larger and smaller in this context refer to the cross-section of the nozzle openings. In this aspect, the ratio of the outer diameter of the reactor to the number of feed nozzles of various sizes is from about 0.5 to about 2.5, in another aspect from about 1 to about 2, and in another aspect from about 1.5 to about 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 более подходящим для больших реакторов получения акрилонитрила, имеющих диаметры порядка 2632 футов (от ~79 до ~97 м) или больше.Although nozzles of several different sizes may be used in a particular acrylonitrile reactor, it has been found that using nozzles having from about 2 to about 10 different sizes, in another aspect, from about 2 to about 8 different sizes, in another aspect, from about 2 to about 6 different sizes, in another aspect from about 2 to about 4 different sizes, in another aspect from about 3 to about 6 different sizes, in another aspect from about 3 to about 4 different sizes, in another aspect from about 4 to about 8 different sizes in another aspect from about 4 to about 6 different sizes, in another aspect from about 5 to about 6 different sizes, in another aspect from about 5 to about 7 different sizes and according to another in aspect from about 5 to about 8 different sizes depending on the diameter of the reactor are sufficient to overcome the above problem of non-uniform feed in most reactors for producing acrylonitrile. In another aspect, if the reactor has an outer diameter of about 2 to about 5 m, then the feed nozzles have about 3 to about 4 different sizes. In another aspect, if the reactor has an outer diameter of more than about 5 to about 12 meters, then the feed nozzles are of about 5 to about 8 different sizes. Thus, for example, the use of three different nozzle sizes will usually be sufficient for small acrylonitrile reactors having diameters on the order of 8-12 feet (~ 2.4 to ~ 37 m). On the other hand, the use of nozzles with five or six different sizes is more suitable for large acrylonitrile reactors having diameters on the order of 2632 feet (~ 79 to ~ 97 m) or larger.

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.In general, the size (cross-section) of the feed nozzles 34 in a commercial acrylonitrile reactor is in the range of 15 to 80 mm ² , typically 20 to 60 mm ² , depending on the size of the reactor and the density of the feed nozzles, i.e. the number of feed nozzles 34 per square meter of the cross-section of the reactor. The same nozzle sizes can also be used with this feature of the present invention. In other words, the average nozzle size of all feed nozzles in a given acrylonitrile reactor will correspond to these values.

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.With regard to the difference in nozzle size, the ratio of the largest to the smallest nozzle in relation to the cross-sectional area in the set of nozzles used for a particular ammoxidation reactor can be up to 1.2 to 1.35. The size of the feed nozzles with intermediate dimensions can be easily determined by calculation and / or routine experimentation.

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.In this regard, the purpose of using feed nozzles 34 of different sizes is to achieve a mass flow rate of the raw mixture, which is approximately uniform as possible in all feed nozzles. In a given distributor system, the mass flow rate of the feed mixture passing through any particular feed nozzle depends mainly on its density, which in turn depends mainly on its temperature. Consequently, the specific dimensions used for specific nozzles of intermediate sizes can be easily determined with reference to the estimated temperature of the feed mixture passing through this feed nozzle, which in turn can be easily determined either by actual measurement or by appropriate heat transfer calculations.

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%.For this feature, the mass flow rate of the ammonia-containing feed mixture passing through each feed nozzle becomes more uniform across all feed nozzles. This, in turn, results in more even operation in all areas within the reactor, making it easier to maximize productivity. In this aspect, the mass flow through any one feed nozzle is within about 5% of the mass flow of any other nozzle, in another aspect within about 4%, in another aspect within about 3%, in another aspect within about 2%, in accordance with in another aspect within about 1%, in another aspect within about 0.5%, in another aspect within about 0.25%, and in another aspect within about 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.This feature also minimizes catalyst contamination of the feed distributor during start-up, shutdown and even normal operation (catalyst reverse movement) by ensuring that the gas flows through the distributor feed nozzles at all times.

- 7 037139- 7 037139

Отходящие патрубки с уменьшающимися диаметрами.Outlets with decreasing diameters.

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.According to a further feature of this new distributor design, the diameters of the distributor outlets or outgoing conduits 32 decrease from their proximal ends to their distal ends, i. E. from their ends connected to the manifold 30 to their opposite ends remote from the manifold 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.In a conventional acrylonitrile reactor, the diameters of the distributor outlet pipes 32 are the same along the entire length of the pipe. In this design, the flow rate of the raw material mixture through the pipe is reduced significantly from its near end to its distal end, since more raw material entering the near end exited the pipe through the feed nozzles 34 located along its length. As a result, the velocity of the feed mixture within these pipes at or near their distal ends is too slow to have a significant effect on any ammoxidation catalyst that may be there.

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.In accordance with this feature of the present invention, this problem is avoided by reducing the diameters of the distributor outlets or outgoing conduits 32 from their proximal ends to their distal ends. FIG. 9A, 9B, 10A, 10B and 10C illustrate this feature of the present invention. As shown in these figures, the diameter of the outlet 32 decreases gradually from its proximal end 37 to its distal end 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, 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.With this in mind, the speed of the ammonia-containing feed can be kept high enough along its entire length to cause any ammoxidation catalyst that might accidentally enter the distributor system 16 to be removed to the next feed nozzle 34 where it will be discharged along with the feed gas flowing through it. through this feed nozzle. Although this catalyst removal mechanism is also used in earlier designs, the feed gas velocity at or near the distal ends of the exhaust pipes is too slow in these designs to remove any catalyst in them to the next feed nozzle. According to this feature of the present invention, this problem is avoided by reducing the diameter of the branch pipe from its proximal end to its distal end. The result is that the velocity of the feed gas within these outlets remains high enough to remove any catalyst that may be there into the next available feed nozzle, even at the far end of the outlet. The use of a decreasing diameter provides suitably high velocity even at the distal end of the nozzle, while also inhibiting unacceptably high velocity and / or pressure drop at the proximal end of the nozzle.

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.While FIG. 9A, 9B, 10A, 10B and 10C show a branch 32 with three separate sections with different diameters, it should be understood that any suitable number of different diameters can be used in accordance with the present invention. In general, the size and number of different diameters are selected to maintain a gas velocity of about 10 to 30, preferably 15 to 25 m / s in all manifold nozzles, i. E. manifold 30, as well as all outgoing pipes 32.

Торцевые заглушки отходящих патрубков.Outlet end caps.

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 (смотрите фиг. 11A, 11B, 11C и 11D). 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 показана круговое расположение, одно с расположенной в центре питающей форсункой 34, а другое с опущенной питающей форсункой 34. На фиг. 11С и 11D 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.According to another preferred optional embodiment of the above feature of the present invention, the distal ends 39 of the branch pipes 32, designed with decreasing diameters, terminate in end caps through which one or more feed nozzles 34 pass (see Figures 11A, 11B, 11C and 11D). As indicated above, this decreasing diameter feature ensures that the velocity of the feed gas flowing through the outlet pipes 32 at or near their distal ends remains relatively high. By restricting the outlet 32 with a smaller distal end 39 with an end cap 90 containing one or more feed nozzles, it can be ensured that this rate remains high enough so that any ammoxidation catalyst that may be at or near this distal end is kept movable. so that it is finally blown out of the outlet through the supply nozzles 34. FIG. 11A and 11B show a circular arrangement, one with the feed nozzle 34 located in the center and the other with the feed nozzle 34 lowered. FIG. 11C and 11D show a planar configuration, one with the feed nozzle 34 centered and the other with the feed nozzle 34 lowered. The feed nozzle lowered configurations minimize dead space where catalyst can be trapped but are possibly more costly to manufacture.

Множество секций распределителя сырья.Multiple raw material distributor sections.

Согласно еще одному признаку этой новой конструкции распределителя распределитель 16 сырья подразделен на множество секций распределителя сырья, каждая из которых имеет свой собственной впускной патрубок для приема содержащего аммиак сырья извне реактора.According to another feature of this new distributor design, the feed distributor 16 is subdivided into a plurality of feed distributor sections, each with its own inlet for receiving ammonia-containing feed from outside the reactor.

- 8 037139- 8 037139

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 иIn a typical commercial ammoxidation reactor such as that shown in FIG. 2, a single feed distributor system 16 is used, in which one horizontal manifold 30 feeds all the outlets 32 of the system. In most such systems, as also shown in FIG. 2 and

4, впускной патрубок 31 распределителя 16 расположен на боковой стенке реактора 10, по существу, на той же горизонтальной плоскости, что и коллектор 30.4, the inlet 31 of the distributor 16 is located on the side wall of the reactor 10 on substantially the same horizontal plane as the manifold 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 проблемы как в отношении работы реактора, так и равномерности азотирования.When this type of distributor design is used in large acrylonitrile reactors, i. E. reactors with diameters greater than about 6 m (~ 20 ft), the difference between the shortest and longest paths taken by the ammonia-containing feed gas in the distributor can become quite large because the feed gas enters from only one end of the manifold 30 and thus Thus, it must go all the way to the other end to reach the outgoing pipes located there. As a result, the temperature, density, and thus mass flow rate of the feed mixture exiting each feed nozzle 34 can vary significantly across all feed nozzles, depending on where they are located in the distributor system. As explained above, this difference in temperature, density and mass flow rate can cause significant problems with respect to both reactor operation and nitriding uniformity.

Для решения данной проблемы уже было предложено перемещать впускной патрубок 31 распределителя в место, которое находится выше коллектора 30, и присоединять впускной патрубок 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 патрубком 31 распределителя в центре коллектора 30, азотируется со временем, что очень нежелательно по причинам, указанным выше.To solve this problem, it has already been proposed to move the distributor inlet 31 to a location above the manifold 30 and connect the distributor inlet 31 to the center of the manifold 30 using a suitable tubing. The idea is that since the feed gas is fed to the center of the manifold 30 and not just one of its ends, the flow of this feed gas through the manifold 30 into and through all the outlets 32 will be more uniform than would otherwise be the case. The problem with this approach, however, is that the additional line, which must be connected to the inlet 31 of the distributor in the center of the manifold 30, is nitrided over time, which is very undesirable for the reasons stated above.

Согласно данному признаку настоящего изобретения распределитель 16 сырья разделяют на множество секций распределителя сырья, в которых каждая подсекция распределителя оснащена своим собственным впускным патрубком 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 контролировать. Кроме того, впускной патрубок 31 распределителя каждой секции распределителя расположено на или вблизи горизонтальной плоскости, определенной коллектором 30. Предпочтительно впускной патрубок 31 распределителя каждой секции распределителя находится на расстоянии не более 10 футов, более предпочтительно не более 5 футов по вертикали от этой горизонтальной плоскости.According to this feature of the present invention, the feed distributor 16 is divided into a plurality of feed distributor sections, in which each distributor sub-section is equipped with its own distributor inlet 31 for receiving ammonia-containing feed from outside the reactor. Each section of the distributor is also equipped with its own control system so that the flow of ammonia-containing feed into each section of the distributor can be separately controlled. In addition, the distributor inlet 31 of each distributor section is located on or near a horizontal plane defined by the manifold 30. Preferably, the distributor inlet 31 of each distributor section is no more than 10 feet, more preferably no more than 5 feet vertically from this horizontal plane.

Этот признак конструкции распределителя настоящего изобретения показан на фиг. 12, на которой показаны четыре отдельные и независимые секции 100, 102, 104 и 106 распределителя сырья, расположенные 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 патрубки 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).This design feature of the distributor of the present invention is shown in FIG. 12, which shows four separate and independent feed distributor sections 100, 102, 104 and 106 disposed within the reactor substantially adjacent to each other. In this context, adjacent to each other should be understood to mean that the individual sections of the distributor are located at substantially the same height within the reactor, and are not located one above the other. As also shown in FIG. 12, each of the distributor sections 100, 102, 104 and 106 comprises distributor inlets 110, 112, 114 and 116, respectively, all of which are connected to a common feed manifold (not shown) located outside the reactor 10. In addition, separate control valves 120, 122, 124 and 126 connected to a control system (not shown).

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.With this in mind, each individual section of the distributor can be separately controlled to control the amount (mass flow) of the ammonia-containing feed mixture supplied by that section of the distributor. This provides even better control over the operation of the reactor as a whole, since each area in the reactor can be individually controlled. This, in turn, makes it easier to adjust each area in accordance with the others, while achieving optimal performance in the reactor as a whole.

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.Although only a few specific examples of the present invention have been described above, it will be apparent that many modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. All such modifications are to be included within the scope of the present invention, which is to be limited only by the following claims.

Claims

1. A distributor for feeding the raw mixture containing ammonia from the outside into the ammoxidation reactor, through the reactor wall and into the fluidized bed of the ammoxidation catalyst located inside the reactor, containing the main header channel, the inlet of the distributor, located

9 037139 in fluid communication with the main header channel, and a plurality of distributor outlet channels in communication with the distributor main header channel, in which the distributor outlet channels comprise feed nozzles for feeding the ammonia-containing feed mixture to the fluidized bed of the ammoxidation catalyst, moreover, at least some of the outlet channels of the distributor are connected to the channel of the main manifold by corresponding gas-tight quick-disconnect fittings, and the channel of the main manifold contains a plurality of protrusions of the main manifold for connection to the corresponding outlet channels of the distributor, and in which also each gas-tight quick-disconnect fitting contains a metal seal ring and a clamping device designed to secure the metal seal ring between the facing ends of the corresponding protrusion of the manifold and the outlet duct will distribute spruce in a gas-tight manner.

2. A distributor according to claim 1, wherein the ammonia feed mixture is a mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons.

3. A distributor according to claim 2, wherein the mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons is selected from the group consisting of propane, propylene, butane, butylene, and mixtures thereof.

4. A method for feeding the ammonia-containing feed mixture to an ammoxidation reactor via a distributor according to claim 1, comprising feeding the ammonia-containing feed mixture from outside the ammoxidation reactor through the reactor wall and into a fluidized bed of ammoxidation catalyst inside the reactor through a distributor.

5. A process according to claim 4, wherein the ammonia feed mixture is a mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons.

6. A process according to claim 5, wherein the mixture of ammonia and saturated and / or unsaturated C3-C4 hydrocarbons is selected from the group consisting of propane, propylene, butane, butylene, and mixtures thereof.