RU2064823C1

RU2064823C1 - Reactor with moving layer of catalyst

Info

Publication number: RU2064823C1
Application number: RU94027337A
Authority: RU
Inventors: Б.Л. Воробьев; Е.Л. Лобанов; С.Д. Карпов; В.Ф. Лычагин
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью - Научно-производственное объединение "Ленар"
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-08-10
Also published as: RU94027337A

Abstract

FIELD: production of catalyst with moving layer. SUBSTANCE: Reactor has several ring-type sections with catalyst, that are formed by coaxially mounted perforated shells: central one and peripheral one, between which mechanisms for catalyst reloading from section into section, that are made in the form of distributing branch pipes fixed in lower part of sections. Ends of central shell are located in distributing branch pipes and form ring-type clearance for catalyst to pass. Each central shell has branch pipe for reactants removal and transversal partition mounted at opposite end. Sections are grouped in pairs so, that central shells of each pair are connected to each other in place of transversal partition location and distributing branch pipe mounted between sections of each pair is linked by its open lower part directly to upper part of below located section. EFFECT: improved design of reactor. 1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам с движущимся слоем катализатора, в частности к многоступенчатому реактору с радиальным потоком реагентов, который может быть использован в нефтехимической промышленности для проведения процессов каталитической конверсии углеводородов в паровой фазе, таких как риформинг, ароматизация низших парафинов и др. The invention relates to apparatuses with a moving catalyst bed, in particular to a multistage reactor with a radial flow of reagents, which can be used in the petrochemical industry for carrying out catalytic conversion of hydrocarbons in the vapor phase, such as reforming, aromatization of lower paraffins, etc.

Известны аппараты, в которых вся масса катализатора периодически или непрерывно перемещается под действием силы тяжести, в частности реакторы, содержащие несколько секций и снабженные устройствами, обеспечивающими равномерную перегрузку катализатора из одной секции в другую [1, 2]
Эти реакторы содержат устройства для перегрузки катализатора из секции в секцию, выполненные в виде разгрузочных труб, верхние концы которых расположены геометрически равномерно в днище секции, а нижние размещены на одной общей высоте под крышкой каждой нижерасположенной секции [2] Такие устройства позволяют добиться равномерного движения частиц твердого сыпучего катализатора по всему поперечному сечению его слоя, но не исключают возможности образования в этом слое локальных застойных зон, особенно вблизи места ввода катализатора из секции.Known apparatuses in which the entire mass of the catalyst periodically or continuously moves under the action of gravity, in particular reactors containing several sections and equipped with devices that provide uniform overload of the catalyst from one section to another [1, 2]
These reactors contain devices for transferring the catalyst from section to section, made in the form of discharge pipes, the upper ends of which are located geometrically uniformly in the bottom of the section, and the lower ends are placed at the same total height under the cover of each downstream section [2] Such devices allow uniform particle movement solid bulk catalyst over the entire cross section of its layer, but do not exclude the possibility of the formation of local stagnant zones in this layer, especially near the place of introduction of the catalyst from projections.

Указанный недостаток устранен в другой известной конструкции многосекционного реактора с движущимся слоем катализатора, наиболее близкой к изобретению и принятой в качестве прототипа [3]
Известная конструкция включает цилиндрический корпус с патрубками для ввода реагентов и несколько расположенных внутри корпуса одна под другой кольцевых секций с катализатором, образованных коаксиально установленными центральной и периферийной перфорированными обечайками, между которыми расположены устройства для перегрузки катализатора из секции в секцию, выполненные в виде закрепленных в нижней части реакторных секций распределительных патрубков с заглушками, в которых верхними концами закреплены разгрузочные трубы. Каждая центральная обечайка снабжена патрубком для вывода реагентов, установленным на конце обечайки, и поперечной перегородкой, установленной на противоположном конце обечайки, размещенной в распределительном патрубке с образованием кольцевого зазора для прохода катализатора. Наличие распределительного патрубка, образующего с центральной обечайкой кольцевой зазор, устраняет возможность образования застойных зон вблизи места вывода катализатора из секции.This drawback is eliminated in another known design of a multi-sectional reactor with a moving catalyst bed, closest to the invention and adopted as a prototype [3]
The known design includes a cylindrical housing with nozzles for introducing reagents and several annular sections with a catalyst located inside the housing one below the other, formed by coaxially mounted central and peripheral perforated shells, between which there are devices for transferring the catalyst from section to section, made in the form of fixed in the lower parts of the reactor sections of the distribution pipes with plugs, in which discharge pipes are fixed with the upper ends. Each central shell is equipped with a reagent outlet pipe mounted on the end of the shell and a transverse partition mounted on the opposite end of the shell, located in the distribution pipe with the formation of an annular gap for the passage of the catalyst. The presence of a distribution pipe forming an annular gap with the central shell eliminates the possibility of stagnation zones near the outlet of the catalyst from the section.

Все реакторные секции установлены внутри корпуса отдельно друг от друга на некотором расстоянии, что необходимо для размещения между ними патрубком для вывода реагентов из центральных обечаек, а также устройств с разгрузочными трубами для перегрузки катализатора из секции в секцию. Такая компоновка не позволяет уменьшить расстояние между секциями и высоту корпуса реактора. All reactor sections are installed inside the vessel separately from each other at a certain distance, which is necessary to place a pipe between them for withdrawing reagents from the central shells, as well as devices with discharge pipes for loading the catalyst from the section to the section. This arrangement does not allow to reduce the distance between the sections and the height of the reactor vessel.

Сборка и разборка внутренних устройств многосекционного реактора при указанной их компоновке затрудняется тем, что эти операции должны выполняться для каждой секции, начиная с верхней. The assembly and disassembly of the internal devices of a multi-section reactor with their specified layout is complicated by the fact that these operations must be performed for each section, starting from the top.

Техническая задача, стоящая перед авторами настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции реактора, уменьшении его габаритов и массы, улучшении технологичности сборки, разборки и обслуживания его внутренних устройств, повышение надежности работы. The technical problem facing the authors of the present invention is to simplify the design of the reactor, reduce its size and weight, improve the manufacturability of the assembly, disassembly and maintenance of its internal devices, increase the reliability.

Указанная задача решается тем, что в реакторе, включающем цилиндрический корпус с патрубками для ввода реагентов и несколько расположенных внутри корпуса одна под другой кольцевых секций с катализатором, образованных коаксиально установленными центральной и периферийной перфорированными обечайками, между которыми расположены устройства для перегрузки катализатора из секции в секцию, выполненные в виде закрепленных в нижней части реакторных секций распределительных патрубков, в которых размещены концы центральных обечаек с образованием кольцевого зазора для прохода катализатора, а каждая центральная обечайка снабжена патрубком для вывода реагентов, установленным на конце обечайки, и поперечной перегородкой, установленной на противоположном конце обечайки, реакторные секции сгруппированны попарно так, что центральные обечайки секций каждой пары соединены друг с другом в месте расположения поперечной перегородки, а распределительный патрубок, установленный между секциями каждой пары, присоединен своей открытой нижней частью непосредственно к верхней части нижерасположенной секции. This problem is solved in that in a reactor comprising a cylindrical body with nozzles for introducing reagents and several annular sections with a catalyst located inside the body one below the other, formed by coaxially mounted central and peripheral perforated shells, between which there are devices for transferring the catalyst from section to section made in the form of distribution pipes fixed at the bottom of the reactor sections, in which the ends of the central shells from the images are placed by annular clearance for the passage of the catalyst, and each central shell is equipped with a reagent outlet pipe mounted on the end of the shell and a transverse partition mounted on the opposite end of the shell, the reactor sections are grouped in pairs so that the central shells of the sections of each pair are connected to each other in place the location of the transverse partition, and a distribution pipe installed between the sections of each pair is connected with its open lower part directly to the upper part of eraspolozhennoy section.

Изобретение отличается от прототипа тем, что реакторные секции сгруппированы попарно так, что центральные обечайки секций каждой пары соединены друг с другом в месте расположения поперечной перегородки, а распределительный патрубок, установленный между секциями каждой пары, присоединен своей открытой нижней частью непосредственно к верхней части нижерасположенной секции. The invention differs from the prototype in that the reactor sections are grouped in pairs so that the central shells of the sections of each pair are connected to each other at the location of the transverse partition, and the distribution pipe installed between the sections of each pair is connected with its open lower part directly to the upper part of the lower section .

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Therefore, the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в том, что описанное выше попарное расположение реакторных секций позволяет отказаться от применения разгрузочных труб в составе устройств для перегрузки катализатора из вышерасположенной секции в нижерасположенную в пределах указанной пары секций. Тем самым достигается уменьшение расстояния между попарно расположенными секциями и улучшение условий перегрузки катализатора. Благодаря уменьшению расстояния между секциями уменьшается общая высота, а следовательно, и масса реактора в целом, а улучшение условий перегрузки катализатора равнозначно повышению надежности работы аппарата. Устранение разгрузочных труб упрощает конструкцию устройств для перегрузки катализатора, а также сборку, разборку и техническое обслуживание всего комплекса внутренних устройств реактора. Последнему улучшению способствует также соединение центральных обечаек каждой пары секций. The technical result provided by the invention lies in the fact that the pairwise arrangement of the reactor sections described above eliminates the use of discharge pipes as part of devices for transferring the catalyst from the upstream section to the downstream section within the specified pair of sections. Thereby, a reduction in the distance between the pairwise arranged sections and an improvement in the catalyst overload conditions are achieved. By reducing the distance between the sections, the overall height, and therefore the weight of the reactor as a whole, is reduced, and the improvement of the catalyst overload conditions is equivalent to an increase in the reliability of the apparatus. Elimination of discharge pipes simplifies the design of catalyst overloading devices, as well as the assembly, disassembly and maintenance of the entire complex of internal reactor devices. The last improvement is also promoted by the connection of the central shells of each pair of sections.

Кроме того, если в указанном реакторе патрубки для ввода реагентов расположены по касательной к окружности корпуса, то тем самым достигается улучшение распределения потока реагентов по слою катализатора. Этот эффект проявляется тем заметнее, чем меньше объем свободного пространства внутри корпуса реактора для распределения потока реагентов перед входом его в слой катализатора. In addition, if in the specified reactor the nozzles for introducing the reagents are located tangentially to the circumference of the housing, this improves the distribution of the flow of reagents over the catalyst layer. This effect is manifested the more noticeable, the smaller the amount of free space inside the reactor vessel to distribute the flow of reagents before it enters the catalyst bed.

Предложенная конструкция устройства для перегрузки катализатора из секции в секцию проста и обеспечивает улучшение условий перегрузки, заключающееся в том, что
уменьшается вероятность застревания катализаторного потока в результате динамического сводообразования в сыпучей среде в канале перегрузочного устройства,
повышается равномерность выгрузки по всему поперечному сечению слоя катализатора.The proposed design of a device for transferring catalyst from section to section is simple and provides improved overload conditions, namely, that
the probability of jamming of the catalyst stream as a result of dynamic arching in a granular medium in the channel of the reloading device is reduced,
increases the uniformity of unloading along the entire cross section of the catalyst layer.

Первое улучшение достигается за счет действия ряда новых факторов: равнодоступности входного сечения канала для всех расположенных в его плоскости частиц катализатора, уменьшения высоты и извилистости канала, увеличения его эквивалентного диаметра. В предложенном техническом решении указанный канал представляет собой открытый с обеих сторон кольцевой зазор между распределительным патрубком и частью центральной обечайки. The first improvement is achieved due to the action of a number of new factors: equal accessibility of the channel inlet section for all catalyst particles located in its plane, decrease in the channel height and sinuosity, and increase in its equivalent diameter. In the proposed technical solution, said channel is an annular gap open on both sides between the distribution pipe and part of the central shell.

Традиционным путем обеспечивается более равномерной по всему поперечному сечению слоя выгрузки катализатора является увеличение числа разгрузочных труб в каждом из устройств для перегрузки катализатора из секции в секцию при одновременном уменьшении их диаметра с тем, чтобы величина суммарного проходного сечения труб не превышала расчетного значения, обусловленного допустимой величиной нежелательного перетока реагентов между секциями. Однако уменьшение диаметра труб возможно лишь до определенного предела, обусловленного, в свою очередь, сыпучими свойствами применяемого катализатора. В трубах малого диаметра (обычно не превышающего 20-30-кратного характерного размера катализаторных частиц) возможно застревание катализатора из-за образования сводов, нарастания отложений на внутренней поверхности стенок труб, ухудшения сыпучести катализатора в результате его закоксования и по ряду других причин. Кроме того, монтаж большого количества разгрузочных труб внутри реактора (как и демонтаж их) представляет известную трудность. Поэтому традиционный подход не позволяет повысить надежность работы реактора и одновременно улучшить технологичность конструкции. The traditional way of ensuring a more uniform throughout the entire cross-section of the catalyst discharge layer is to increase the number of discharge pipes in each of the devices for loading the catalyst from section to section while reducing their diameter so that the total pipe cross-section does not exceed the calculated value due to the permissible value unwanted flow of reagents between sections. However, reducing the diameter of the pipes is only possible to a certain limit, due, in turn, to the bulk properties of the catalyst used. In pipes of small diameter (usually not exceeding 20-30 times the characteristic size of the catalyst particles), jamming of the catalyst is possible due to the formation of arches, an increase in deposits on the inner surface of the pipe walls, deterioration of the flowability of the catalyst due to its coking, and for a number of other reasons. In addition, the installation of a large number of discharge pipes inside the reactor (as well as their dismantling) is a known difficulty. Therefore, the traditional approach does not improve the reliability of the reactor and at the same time improve the manufacturability of the design.

Как следует из всего сказанного выше, введение в изобретение новых, отличных от прототипа признаков, позволяет получить технический результат, не обусловленный известным из уровня техники влиянием такого введения, а следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень". As follows from the foregoing, the introduction into the invention of new features other than the prototype allows one to obtain a technical result that is not caused by the influence of such an introduction known from the prior art, and therefore, the proposed technical solution meets the criteria of the invention "inventive step".

Сущность изобретения поясняется фигурами графического изображения, на которых изображен пятиступенчатый реактор с движущимся слоем катализатора для процесса ароматизации низших парафинов. На фиг. 1 показан продольный разрез верхней части реактора, на фиг. 2 продольный разрез нижней части реактора, на фиг. 3 фрагмент А фиг. 1, на фиг. 4 поперечное сечение Б-Б на фиг. 2. The invention is illustrated by figures of a graphic image, which depicts a five-stage reactor with a moving catalyst bed for the process of aromatization of lower paraffins. In FIG. 1 shows a longitudinal section through the upper part of the reactor; FIG. 2 is a longitudinal section through the bottom of the reactor; FIG. 3 fragment A of FIG. 1, in FIG. 4 is a cross-section BB in FIG. 2.

Реактор (см. фиг. 1 и 2) содержит цилиндрический корпус 1 с закрепленными на его стенках патрубками 2 6 для ввода реагентов. На верхнем конце корпуса имеется патрубок 7 для ввода катализатора, а на нижнем патрубок 8 для вывода его. Патрубок 7 связан с входной камерой 9 для катализатора. Входная камера 9 связана множеством загрузочных труб 10 с верхней частью первой кольцевой реакторной секции 11, образованной коаксиально установленными центральной 12 и периферийной 13 перфорированными обечайками, а также крышкой 14 и днищем 15. Между стенкой корпуса 1 и окружностью периферийной обечайки 13 образована кольцевая распределительная зона 16 для входного потока реагента, поступающего в первую реакторную секцию 11 и через патрубок 2. Центральная обечайка 12 снабжена патрубком 17 для вывода реагентов, установленным на верхнем конце обечайки, а на противоположном, нижнем ее конце установлена поперечная перегородка 18. The reactor (see Figs. 1 and 2) contains a cylindrical body 1 with pipes 2 6 fixed to its walls for introducing reagents. At the upper end of the housing there is a pipe 7 for introducing the catalyst, and at the lower pipe 8 for outputting it. The pipe 7 is connected to the inlet chamber 9 for the catalyst. The inlet chamber 9 is connected by a plurality of loading tubes 10 to the upper part of the first annular reactor section 11 formed by coaxially mounted central 12 and peripheral 13 perforated shells, as well as a cover 14 and a bottom 15. An annular distribution zone 16 is formed between the wall of the housing 1 and the circumference of the peripheral shell 13. for the reagent inlet flow entering the first reactor section 11 and through the nozzle 2. The Central shell 12 is equipped with a nozzle 17 for withdrawing reagents mounted on the upper end of the shell Menus, and on the other, the lower end thereof mounted transverse wall 18.

Последующие четыре реакторные секции 19 22 расположены ниже и сгруппированы попарно. В верхнюю пару входят секции 19 и 20, а в нижнюю 21 и 22. Каждая из этих секций образована соответственно центральными перфорированными обечайками 23 26 и установленными коаксиально периферийными перфорированными обечайками 27 30, а также крышками 31 34 и днищами 35 - 38. Центральные обечайки указанных секций снабжены патрубками 39 42 для вывода реагентов, установленными на концах обечаек, а противоположные концы последних снабжены поперечными перегородками 43 и 44. Концы обечаек 23 и 24 соединены друг с другом в месте расположения поперечной перегородки 43, являющейся общей для указанной пары обечаек. Аналогичным образом соединены друг с другом в месте расположения поперечной перегородки 44 центральные обечайки 25 и 26 нижней пары реакторных секций 21 и 22,
Секции 11, 19, 20 и 21 снабжены расположенными между их пеpфорированными обечайками устройствами для перегрузки катализатора из секции в секцию, выполненными в виде закрепленных в нижней части секций распределительных патрубков 45 48, в которых размещены концы центральных обечаек 12, 23, 24, 25 и 26 с образованием кольцевого зазора для прохода катализатора. Последняя секция 22 также снабжена в нижней части патрубком 49, в котором размещен конец центральной обечайки 26 с образованием кольцевого зазора для прохода катализатора в пространство 50 нижней части корпуса 1, откуда осуществляется вывод катализатора из реактора через патрубок 8.The next four reactor sections 19 22 are located below and grouped in pairs. The upper pair includes sections 19 and 20, and the lower 21 and 22. Each of these sections is formed respectively by central perforated shells 23 26 and coaxially mounted peripheral perforated shells 27 30, as well as covers 31 34 and bottoms 35 - 38. Central shells of these sections equipped with nozzles 39 42 for the withdrawal of reagents mounted on the ends of the shells, and the opposite ends of the latter are equipped with transverse partitions 43 and 44. The ends of the shells 23 and 24 are connected to each other at the location of the transverse partition 43, which is common to the specified pair of shells. Similarly connected to each other at the location of the transverse partition 44, the Central shell 25 and 26 of the lower pair of reactor sections 21 and 22,
Sections 11, 19, 20, and 21 are equipped with devices for loading the catalyst from section to section located between their perforated shells, made in the form of distribution pipes 45 48 fixed at the bottom of the sections, in which the ends of the central shells 12, 23, 24, 25 and 26 to form an annular gap for passage of the catalyst. The last section 22 is also equipped in the lower part with a pipe 49, in which the end of the central shell 26 is placed with the formation of an annular gap for the passage of the catalyst into the space 50 of the lower part of the housing 1, from where the catalyst is withdrawn from the reactor through the pipe 8.

В состав устройств для перегрузки катализатора из секции 11 в секцию 19 и из секции 20 в секцию 21 входят также пучки разгрузочных труб соответственно 51 и 52, закрепленных геометрически равномерно верхними концами в заглушках 53 (фиг. 3) и 54, закрывающих нижние части распределительных патрубков 45 и 47. Нижние концы каждого пучка разгрузочных труб размещены на одной общей высоте под крышками 31 и 33 секций 19 и 21. The composition of the device for transferring the catalyst from section 11 to section 19 and from section 20 to section 21 also includes bundles of discharge pipes 51 and 52, respectively, geometrically fixed with their upper ends in plugs 53 (Fig. 3) and 54, covering the lower parts of the distribution pipes 45 and 47. The lower ends of each bundle of discharge pipes are placed at the same total height under the covers 31 and 33 of sections 19 and 21.

Распределительные патрубки 46 и 48, установленные между секциями 19 и 20, а также секциями 21 и 22, присоединены своими открытыми нижними частями непосредственно к верхним частям секций 20 и 22, т.е. нижние торцы патрубков не закрыты заглушками и размещены под крышками 32 и 34 указанных нижерасположенных секций. Distribution nozzles 46 and 48 installed between sections 19 and 20, as well as sections 21 and 22, are connected with their open lower parts directly to the upper parts of sections 20 and 22, i.e. the lower ends of the nozzles are not closed by plugs and placed under the covers 32 and 34 of the indicated lower sections.

Длина и ширина кольцевых зазоров, образованных патрубком 46 и обечайками 23, 24, а также патрубком 48 и обечайками 25, 26, рассчитана таким образом, чтобы обеспечить беспрепятственную перегрузку катализатора и, в то же время, максимально ограничить переток реагентов из секции в секцию. The length and width of the annular gaps formed by the pipe 46 and the shells 23, 24, as well as the pipe 48 and the shells 25, 26, are designed in such a way as to ensure unimpeded catalyst overload and, at the same time, limit the flow of reagents from section to section as much as possible.

Для компенсации тепловых деформаций центральных обечаек реакторных секций относительно корпуса, возникающих при разогреве и охлаждении реактора, патрубки 39 и 41 для вывода реагентов присоединены к концам соответствующих центральных обечаек 23 и 25 через компенсаторы 55 и 56. To compensate for thermal deformations of the central shells of the reactor sections relative to the vessel, which occur during heating and cooling of the reactor, pipes 39 and 41 for the withdrawal of reagents are connected to the ends of the corresponding central shells 23 and 25 through compensators 55 and 56.

Патрубок 6 для ввода потока реагентов, подводимого к секции 22, расположен по касательной к окружности корпуса 1 (см. фиг. 4), чем достигается улучшение распределения потока по слою катализатора. В месте присоединения патрубка 6 часть объема пространства 50 (фиг. 2) внутри корпуса реактора занята катализатором, поэтому мал объем пространства для распределения потока реагентов перед входом его в кольцевую распределительную зону 57, образованную корпусом 1 реактора и наружной перфорированной обечайкой 30, удерживающей слой катализатора в секции 22. В этих условиях указанное расположение патрубка 6 дает заметный дополнительный эффект выравнивания потока. A pipe 6 for introducing a flow of reagents supplied to section 22 is located tangentially to the circumference of the housing 1 (see Fig. 4), thereby improving flow distribution over the catalyst layer. At the connection point of the nozzle 6, part of the volume of space 50 (Fig. 2) inside the reactor vessel is occupied by the catalyst, therefore, the volume of space for distributing the reagent flow before entering it in the annular distribution zone 57 formed by the reactor vessel 1 and the outer perforated shell 30 holding the catalyst layer is small in section 22. Under these conditions, the indicated location of the nozzle 6 gives a noticeable additional effect of equalizing the flow.

Римскими цифрами на фиг. 1 и 2 обозначены следующие потоки. Roman numerals in FIG. 1 and 2 indicate the following flows.

I свежий (регенерированный) катализатор;
II отработанный катализатор;
III сырье первой ступени;
IV продукт первой ступени;
V сырье второй ступени;
VI продукт второй ступени;
VII сырье третьей ступени;
VIII продукт третьей ступени;
IX сырье четвертой ступени;
Х продукт четвертой ступени;
XI сырье пятой ступени;
XII продукт пятой ступени.I fresh (regenerated) catalyst;
II spent catalyst;
III raw materials of the first stage;
IV product of the first stage;
V raw materials of the second stage;
VI product of the second stage;
VII raw materials of the third stage;
VIII product of the third stage;
IX raw materials of the fourth stage;
X product of the fourth stage;
XI raw materials of the fifth stage;
XII product of the fifth step.

Стрелками обозначены направления потоков. The arrows indicate the direction of flow.

Реактор работает следующим образом. The reactor operates as follows.

Внутрь корпуса 1 реактора через патрубок 2 подается нагретое до температуры 480-550^oС парообразное сырье смесь алканов С₃-С₄. Процесс каталитической конверсии сырья осуществляется при контактировании его со сферическими частицами цеолитного катализатора, вводимыми в верхнюю часть пятисекционного вертикального реактора через патрубок 7 во входную камеру 9. При этом в патрубок 7 подается свежий или прошедший регенерацию катализатор. Из камеры 9 катализатор, двигаясь под действием силы тяжести, опускается по загрузочным трубам 10 в кольцевое пространство 11 первой секции. Проходя по трубам 10, катализатор нагревается до рабочей температуры потоком сырья, обтекающим эти трубы после ввода в корпус реактора через патрубок 2. Поток сырья попадает затем в распределительную зону 16, откуда, проходя в радиальном направлении через перфорированную стенку периферийной обечайки 13, слой катализатора в кольцевом пространстве 11 и перфорированную стенку центральной обечайки 12, поступает внутрь последней и удаляется из реактора через патрубок 17.Inside the reactor vessel 1, through a pipe 2, a vaporous feed mixture of C ₃ -C ₄ alkanes is heated to a temperature of 480-550 ^{° C.} The process of catalytic conversion of raw materials is carried out by contacting it with spherical particles of a zeolite catalyst introduced into the upper part of a five-section vertical reactor through a pipe 7 into the inlet chamber 9. In this case, a fresh or regenerated catalyst is supplied to the pipe 7. From the chamber 9, the catalyst, moving under the action of gravity, is lowered along the loading tubes 10 into the annular space 11 of the first section. Passing through the pipes 10, the catalyst is heated to the operating temperature by the feed stream flowing around these pipes after entering the reactor vessel through the pipe 2. The feed stream then enters the distribution zone 16, from where, passing in the radial direction through the perforated wall of the peripheral shell 13, the catalyst layer the annular space 11 and the perforated wall of the Central shell 12, enters the latter and is removed from the reactor through the pipe 17.

Поскольку каталитический процесс ароматизации углеводородов является эндотермическим, то продукт первой ступени контактирования, покидающий первую реакторную секцию, проходит подогрев вне реактора, прежде чем вернуться в него для дальнейшей каталитической обработки в качестве сырья второй ступени контактирования во второй реакторной секции. Since the catalytic process of aromatization of hydrocarbons is endothermic, the product of the first contacting stage leaving the first reactor section is heated outside the reactor before being returned to it for further catalytic processing as a raw material of the second contacting stage in the second reactor section.

Подготовленные таким образом сырье второй ступени вводится в реактор через патрубок 3. Контактирование сырьевого потока второй ступени в секции 19 с находящимся в ней катализатором происходит так же, как и в первой ступени в секции 11, при радиальном движении этого потока от периферийной обечайки 27 к центральной обечайке 23, а из внутреннего пространства центральной обечайки 23 поток продуктов реакции удаляется через патрубок 39 для подогрева перед контактированием с катализатором в следующей степени в реакторной секции 20. Аналогичным образом поток реагентов проходит четвертую и пятую ступени контактирования и в качестве конического продукта удаляется из реактора через патрубок 42. The raw materials of the second stage thus prepared are introduced into the reactor through the nozzle 3. The second stage feed stream in section 19 is contacted with the catalyst located in it in the same way as in the first stage in section 11, with a radial movement of this stream from the peripheral shell 27 to the central the shell 23, and from the inner space of the central shell 23 the flow of reaction products is removed through the pipe 39 for heating before contacting with the catalyst to the next degree in the reactor section 20. A similar image m reactant stream passes the fourth and fifth stages and contacting the product as a conical removed from the reactor via conduit 42.

При входе в корпус реактора через патрубок 6 сырьевой поток последней ступени закручивается вследствие тангенциального расположения указанного патрубка. Благодаря этому, улучшается распределение потока сырья по слою катализатора, находящегося в кольцевом пространстве секции 22. Upon entering the reactor vessel through the pipe 6, the feed stream of the last stage is twisted due to the tangential location of the specified pipe. Due to this, the distribution of the feed stream over the catalyst layer located in the annular space of section 22 is improved.

Катализатор, медленно двигаясь под действием силы тяжести в кольцевом пространстве 11 первой реакторной секции, опускается в кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 45 и центральной обечайкой 12, откуда попадает в разгрузочные трубы 51 и, проходя по ним, перегружается в кольцевое пространство 19 нижерасположенной секции. Из секции 19 в секцию 20 катализатор перегружается без посредства разгрузочных труб, проходя из нижней части секции 19 через кольцевой зазор, образованный распределительным патрубком 46 и обечайками 23 и 24, непосредственно в кольцевое пространство 20 нижерасположенной секции. The catalyst, slowly moving under the influence of gravity in the annular space 11 of the first reactor section, falls into the annular gap formed by the distribution pipe 45 and the central shell 12, from where it enters the discharge pipes 51 and, passing through them, is reloaded into the annular space 19 of the downstream section. From section 19 to section 20, the catalyst is reloaded without unloading pipes, passing from the bottom of section 19 through an annular gap formed by the distribution pipe 46 and shells 23 and 24, directly into the annular space 20 of the downstream section.

Перегрузка катализатора из секции 20 в секцию 21 осуществляется по разгрузочным трубам 52 аналогично тому, как это происходит при перегрузке из секции 11 в секцию 19 по трубам 51, а процесс перегрузки катализатора из секции 21 в секцию 22 аналогичен вышеописанному процессу перегрузки из секции 19 в секцию 20 без использования разгрузочных труб. The catalyst is transferred from section 20 to section 21 via discharge pipes 52 in the same way as it is when transferred from section 11 to section 19 via pipes 51, and the process of catalyst transfer from section 21 to section 22 is similar to the above-described process of transferring from section 19 to section 20 without the use of discharge pipes.

Из последней секции 22 отработанный катализатор выгружается через кольцевой зазор, образованный патрубок 49 и обечайкой 26 в пространство 50 нижней части корпуса реактора, откуда покидает реактор через патрубок 8 и направляется на регенерацию. From the last section 22, the spent catalyst is discharged through an annular gap formed by the pipe 49 and the shell 26 into the space 50 of the lower part of the reactor vessel, from where the reactor leaves through the pipe 8 and is sent for regeneration.

Монтаж и демонтаж внутренних устройств реактора осуществляется в осевом направлении через люки, имеющиеся и снизу корпуса. Выполнение этих операций облегчается тем, что центральные обечайки 23 и 24 могут устанавливаться и сниматься совместно, так как они соединены друг с другом. Сказанное справедливо и в отношении центральных обечаек 25 и 26. В отличие от прототипа в предложенном реакторе уменьшено число мест монтажа разгрузочных труб, так как они устанавливаются не в каждом промежутке между реакторными секциями, благодаря чему уменьшается расстояние между последними, а следовательно, общая высота и масса реактора. Исключение разгрузочных труб упрощает конструкцию перегрузочного устройства и улучшает условия непосредственной перегрузки катализатора из секции в секцию через открытые в нижней части распределительные патрубки, устраняя опасность остановки или неравномерного движения катализатора, что, в свою очередь, повышает надежность работы реактора. Этому же способствует применение тангенциального ввода сырьевого потока в корпус реактора. Mounting and dismounting of the internal devices of the reactor is carried out in the axial direction through the hatches available also from the bottom of the vessel. The implementation of these operations is facilitated by the fact that the Central shell 23 and 24 can be installed and removed together, as they are connected to each other. The same is true with respect to the central shells 25 and 26. In contrast to the prototype, the proposed reactor has reduced the number of mounting places for unloading pipes, since they are not installed in each gap between the reactor sections, which reduces the distance between the latter, and therefore the overall height and mass of the reactor. The elimination of discharge pipes simplifies the design of the transfer device and improves the conditions for direct catalyst overload from section to section through distribution pipes open at the bottom, eliminating the risk of stopping or uneven movement of the catalyst, which, in turn, increases the reliability of the reactor. This is also facilitated by the use of tangential input of the feed stream into the reactor vessel.

Claims

1. A reactor with a moving catalyst bed, comprising a cylindrical body with nozzles for introducing reagents and several annular sections with a catalyst located inside one another, formed by coaxially mounted central and peripheral perforated shells, between which there are devices for transferring the catalyst from section to section, made in the form of distribution pipes fixed at the bottom of the reactor sections, in which the ends of the central shells are placed to form an annular gap for the passage of the catalyst, and each Central shell is equipped with a pipe for the withdrawal of reagents mounted on the end of the shell, and a transverse partition mounted on the opposite end of the shell, characterized in that the reactor sections are grouped in pairs so that the Central shell sections of each pair are connected to each other with the other at the location of the transverse partition, and the distribution pipe installed between the sections of each pair is connected with its open lower part directly to upper part of the downstream section.

2. The reactor according to claim 1, characterized in that the nozzles for introducing reagents are located tangent to the circumference of the housing.