RU2174869C1 - Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes - Google Patents

Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes Download PDF

Info

Publication number
RU2174869C1
RU2174869C1 RU2000116917A RU2000116917A RU2174869C1 RU 2174869 C1 RU2174869 C1 RU 2174869C1 RU 2000116917 A RU2000116917 A RU 2000116917A RU 2000116917 A RU2000116917 A RU 2000116917A RU 2174869 C1 RU2174869 C1 RU 2174869C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
reactor
section
power
baskets
Prior art date
Application number
RU2000116917A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Б. Кубиков
В.Н. Котельников
В.Н. Петров
А.Я. Розовский
Г.И. Лин
Original Assignee
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева filed Critical Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева
Priority to RU2000116917A priority Critical patent/RU2174869C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2174869C1 publication Critical patent/RU2174869C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: invention relates to gas-phase reactors for synthesis of hydrocarbon products, spirits and ethers at pressures up to 35/0 MPa and temperatures up to 450 C. Proposed reactor consists of horizontal reaction sections butt-joined with support heat-exchange section. Reaction section is provided with hermetically sealed shelves-baskets with catalyst installed on cantilever crossmembers and insulated from external medium by cooled load-bearing housing installed on rollers. It provides displacement of housing along reaction section axis and free access to any basket or other reaction section members for servicing. Heat-exchange section has gang of modular heat exchangers placed into support stationary load-bearing housing provided with units for attachment of crossmembers and adapters with flanges for butt-joining with load-bearing housings of reaction sections. Inlets-outlets for convertible gas and outlets of communication lines of regulating and control system are made on adapter. After demounting of heat-exchange section, preventive maintenance of modular heat exchangers can be carried out. EFFECT: facilitated servicing of reactor, replacement of catalyst, re-adjustment of reactor for other type of synthesis, high reparability of all components of reactor. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области химического машиностроения и предлагается использовать при проектировании газофазных, многополочных реакторов для экзо- или эндотермического синтеза различных углеводородов, спиртов или эфиров из синтез-газа на неподвижном катализаторе в диапазоне давлений и температур наиболее распространенных технологий синтеза до 35,0 МПа и до 450oC.The invention relates to the field of chemical engineering and is proposed to be used in the design of gas-phase, multi-shelf reactors for exothermic or endothermic synthesis of various hydrocarbons, alcohols or ethers from synthesis gas on a fixed catalyst in the pressure and temperature range of the most common synthesis technologies up to 35.0 MPa and up 450 o C.

Область предпочтительного использования изобретения: экзотермические реакторы синтеза с высоким объемным тепловыделением в катализаторе, проточные и с циркуляцией газа (низкие и высокие степени циркуляции газа), промышленные установки в широком диапазоне мощности по выходу целевого продукта, мобильные комплексы для эксплуатации на удаленных газопромыслах, опытно-промышленные установки для отработки новых технологий синтеза. The field of preferred use of the invention: exothermic synthesis reactors with high volumetric heat release in the catalyst, flow and gas circulation (low and high degrees of gas circulation), industrial plants in a wide range of output power of the target product, mobile complexes for operation in remote gas fields, experimental industrial plants for testing new synthesis technologies.

Известны самые различные конструкции газофазных каталитических реакторов синтеза малой, средней и большой мощности. Наиболее широко они представлены в технологиях синтеза метанола и аммиака. Обзоры типовых решений газофазных реакторов приводятся во многих книгах, в частности в книге Караваева М.М., Леонова В. Е. , Попова И.Г. и Шепелева Е.Т. Технология синтетического метанола. М.: Химия, 1984, 240 стр. A variety of designs of gas-phase catalytic synthesis reactors of low, medium and high power are known. They are most widely represented in methanol and ammonia synthesis technologies. Reviews of typical solutions for gas-phase reactors are given in many books, in particular, in the book by M. M. Karavaev, V. E. Leonov, and I. Popova. and Shepeleva E.T. Synthetic methanol technology. M .: Chemistry, 1984, 240 pp.

Большинство промышленных реакторов выполняется в виде вертикальной насадочной колонны с 3 - 6 полками-корзинами для размещения насыпного катализатора. Теплосъем осуществляется холодным газом, который подмешивается к горячему реакционному газу в зазоре между полками-корзинами (закалка газом, холодный байпас). Используются также реакторы, теплосъем в которых осуществляется с помощью встроенных между полками-корзинами теплообменников. Хладоагентом может быть исходный холодный синтез-газ или внешний теплоноситель, например вода. В последнем случае система теплосъема дополняется внешним пароводяным котлом. Most industrial reactors are in the form of a vertical packed column with 3 to 6 shelves-baskets to accommodate bulk catalyst. Heat removal is carried out by cold gas, which is mixed with hot reaction gas in the gap between the shelves-baskets (gas quenching, cold bypass). Reactors are also used, the heat removal of which is carried out by means of heat exchangers built in between the shelf baskets. The refrigerant may be a source of cold synthesis gas or an external coolant, such as water. In the latter case, the heat removal system is supplemented by an external steam-water boiler.

В вертикальных реакторах-колоннах для замены катализатора необходимо извлекать из его силового корпуса всю или большую часть насадки, совмещенной с теплообменными устройствами. In vertical column reactors, to replace the catalyst, it is necessary to remove all or most of the nozzle combined with heat exchangers from its power casing.

Больше удобств в обслуживании обеспечивают горизонтальные реакторы. Это направление развивается, в частности, компанией Kellogg (США). Ее европейский патент N 0256299 от 24.02.88 на горизонтальный реактор закалочного типа для синтеза аммиака взят нами за прототип
Реактор компании Kellogg имеет силовой внешний холодный корпус, охлаждаемый холодным конвертируемым газом; съемное холодное днище; внутренний корпус, в котором размещены функциональные элементы - четыре полки-корзины с катализатором и два встроенных теплообменника "газ-газ", хладоагентом в которых является исходный холодный конвертируемый газ. Подводы и отводы исходного и реакционного газа выполнены в корпусе и днищах.
More serviceability is provided by horizontal reactors. This direction is being developed, in particular, by Kellogg (USA). Her European patent N 0256299 dated 02.24.88 for a horizontal quenching reactor for the synthesis of ammonia was taken by us as a prototype
The Kellogg Reactor has a power external cold case cooled by cold convertible gas; removable cold bottom; the inner case in which the functional elements are located - four shelves-baskets with a catalyst and two built-in gas-gas heat exchangers, in which the coolant is the source of cold convertible gas. The inlets and outlets of the source and reaction gas are made in the housing and bottoms.

Недостатком такого реактора по сравнению с предлагаемым является отсутствие доступа к любому функциональному элементу без демонтажа рядом расположенных, а также необходимость разборки при этом трубопроводов и других коммуникаций, выводимых через корпус и днище. Указанный демонтаж необходим, например, для смены катализатора, профилактики, ремонта или перепрофилирования реактора на синтез другого продукта. Регулирование параметров конвертируемого газа в таком реакторе достигается только подмешиванием холодного синтез-газа в соответствующем месте, что не позволяет выполнить регулирование в широком диапазоне параметров, а направление движения конвертируемого газа не может быть изменено на противоположное с целью увеличения кампании и более полной выработки катализатора. The disadvantage of this reactor compared with the proposed one is the lack of access to any functional element without dismantling the adjacent ones, as well as the need to disassemble the pipelines and other communications discharged through the body and bottom. The specified dismantling is necessary, for example, to change the catalyst, prevention, repair or reprofiling of the reactor to the synthesis of another product. The control of the parameters of the convertible gas in such a reactor is achieved only by mixing cold synthesis gas in an appropriate place, which does not allow for regulation in a wide range of parameters, and the direction of movement of the convertible gas cannot be reversed in order to increase the campaign and more fully develop the catalyst.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение объема монтажных операций при проведении работ с функциональными элементами, увеличение срока кампании реактора путем регулирования параметров конвертируемого газа в любой точке по тракту его движения, а также возможность обеспечения течения газа в обратном направлении с минимальными переналадочными работами. The problem to which the invention is directed is to reduce the volume of installation operations when carrying out work with functional elements, to increase the campaign period of the reactor by adjusting the parameters of the convertible gas at any point along its path, as well as the possibility of ensuring gas flow in the opposite direction with minimal readjustment .

Техническим результатом изобретения является уменьшение монтажных работ путем размещения функциональных элементов реактора на неподвижной части реактора, изолированной от внешней среды силовым корпусом, выводом-вводом потоков конвертируемого газа и всех коммуникаций системы регулирования и контроля через неподвижную часть, возможность регулирования параметров конвертируемого газа добавлением синтез-газа перед любым функциональным элементом или корректировкой параметров конвертируемого газа в дополнительном теплообменнике, а также изменение течения конвертируемого газа на обратное. Упомянутая задача достигается тем, что реактор состоит из двух частей - неподвижной, опорной, стационарной конструкции, включающей силовые корпуса, переходники, опорные узлы для размещения на них функциональных элементов реактора и силового корпуса с фланцем, установленного на катках, что позволяет после отстыковки его от переходника неподвижной части удалить корпус, обеспечивая доступ для выполнения работ к любому функциональному элементу, не затрагивая любой другой. The technical result of the invention is the reduction of installation work by placing the functional elements of the reactor on the fixed part of the reactor, isolated from the external environment by a power casing, the output-input of the convertible gas flows and all communications of the control system through the fixed part, the ability to control the parameters of the convertible gas by adding synthesis gas before any functional element or adjusting the parameters of the convertible gas in the additional heat exchanger, and t Also, reverse flow of convertible gas. The aforementioned task is achieved in that the reactor consists of two parts - a fixed, supporting, stationary structure, including power bodies, adapters, support units for placing functional elements of the reactor and a power body with a flange mounted on the rollers, which allows it to be disconnected from the the adapter of the fixed part to remove the housing, providing access to perform work on any functional element without affecting any other.

Получение технического результата изобретения возможно только за счет размещения функциональных элементов на неподвижной части реактора, не связанной с подвижным силовым корпусом, который изолирует внутреннюю рабочую полость реактора от атмосферы, выводом-вводом конвертируемого газа и коммуникаций системы регулирования и контроля через неподвижную часть. Obtaining the technical result of the invention is possible only by placing functional elements on the fixed part of the reactor, not connected with a movable power casing, which isolates the internal working cavity of the reactor from the atmosphere, the output-input of the convertible gas and the communications of the control system through the fixed part.

Компоновочные решения заявляемого реактора, пневмосхемы и особенности конструкции его основных частей представлены на фиг. 1, 2, 3, 4, 5. The layout solutions of the inventive reactor, pneumatic circuits and design features of its main parts are presented in FIG. 1, 2, 3, 4, 5.

На фиг. 1 показано общее компоновочное решение одного из вариантов реактора. In FIG. 1 shows the general layout solution of one of the reactor options.

На фиг. 2 дано поперечное сечение реакционной секции А-А на фиг. 1. In FIG. 2 shows a cross-section of the reaction section AA in FIG. 1.

На фиг. 3 представлен вариант пневмосхемы реактора. In FIG. 3 shows a variant of a pneumatic circuit of a reactor.

На фиг. 4 представлен вариант пневмосхемы реактора. In FIG. 4 shows a variant of a pneumatic circuit of a reactor.

На фиг. 5 представлен вариант пневмосхемы реактора. In FIG. 5 shows a variant of a pneumatic circuit of a reactor.

В соответствии с фиг. 1 реактор состоит из однотипных, боковых, горизонтальных реакционных секций 1, расположенных по окружности, и одной вертикальной теплообменной секции 2. In accordance with FIG. 1, the reactor consists of the same type, side, horizontal reaction sections 1 located around the circumference, and one vertical heat exchange section 2.

В состав реакционной секции входят герметичные полки-корзины 3 с насыпным катализатором (на фиг. 1 условно показаны три корзины). Корзины крепятся к консольным траверсам 4. Траверсы имеют коробчатую форму, внутренние полости которых используются в качестве газоводов (см. фиг 2). The composition of the reaction section includes sealed basket baskets 3 with a bulk catalyst (three baskets are conventionally shown in Fig. 1). The baskets are attached to the cantilever traverses 4. The traverses are box-shaped, the internal cavities of which are used as gas ducts (see Fig. 2).

Подвод конвертируемого газа от газовода траверсы к корзинам и отвод его в газовод траверсы осуществляется по патрубкам 5, имеющие компенсатор температурных расширений. Газоводы траверс подсоединяются к газовым трактам теплообменной секции с помощью перепускных газоводов 6 и монтажных газоводов 7. Convertible gas is supplied from the traverse gas duct to the baskets and discharged into the traverse gas duct through nozzles 5 having a compensator for temperature expansion. The traverse gas ducts are connected to the gas paths of the heat exchange section using the bypass gas ducts 6 and mounting gas ducts 7.

Внутренняя полость реакционной секции отделяется от внешней среды силовым корпусом 8, который через регулируемые по линейным и угловым координатам опоры-катки 9 опирается на фундамент. Силовой корпус внутри покрыт теплоизоляцией 10, а снаружи закрыт чехлом 11, в зазоре между ними через штуцеры 12 и 13 прокачивается хладоагент. Силовой корпус 8 с чехлом 11 и теплоизоляцией 10 не имеет жестких связей с элементами внутри корпуса и может перемещаться вдоль оси реакционной секции. The internal cavity of the reaction section is separated from the external environment by a power body 8, which, through linear and angular coordinates, the roller rollers 9 is supported by a foundation. The power housing inside is covered with thermal insulation 10, and the outside is covered with a cover 11, in the gap between them, coolant is pumped through the fittings 12 and 13. The power housing 8 with a cover 11 and thermal insulation 10 does not have rigid ties with the elements inside the housing and can move along the axis of the reaction section.

Для реакционных секций большой длины предусматривается дополнительная опора траверс через катки 14 на опорный рельс 15 на силовом корпусе 8 (см. фиг. 2). For reaction sections of large length, an additional support of the traverse through the rollers 14 on the support rail 15 on the power housing 8 is provided (see Fig. 2).

Теплообменная секция 2 состоит из нижнего силового корпуса 16 с опорным стаканом 17, образующего ванну для кипящей воды 18 и являющегося основным опорным элементом реактора. Во внутреннюю полость силового корпуса устанавливается пакет модульных теплообменников 19, объединенных в единый узел переходным кольцом 20. Число модульных теплообменников равно числу корзин. С переходным кольцом 20 стыкуется корпус паросборника 21, в котором размещены решетки 22, коллектор подвода питательной воды 23, брызгоуловитель 24 и патрубок отвода пара 25. The heat exchange section 2 consists of a lower power housing 16 with a support cup 17 forming a bath of boiling water 18 and which is the main supporting element of the reactor. A package of modular heat exchangers 19 is installed in the internal cavity of the power housing, combined into a single unit with a transition ring 20. The number of modular heat exchangers is equal to the number of baskets. With the adapter ring 20, the case of the steam collector 21 is joined, in which there are lattices 22, a collector for supplying feed water 23, a spray trap 24 and a pipe for removing steam 25.

К наружной поверхности силового корпуса 16 приварены патрубки 26 с фланцами для стыковки с ответным фланцем силового корпуса 8 реакционной секции, силовой пояс 27 с элементами крепления траверс 4 реакционной секции. На патрубках 26 установлены переходники 28 для подвода конвертируемого газа к корзинам и отвода его от корзин к модульным теплообменникам 29, а также выводы коммуникаций системы регулирования и контроля работы реактора 30. Tubes 26 with flanges are welded to the outer surface of the power housing 16 for docking with the counter flange of the power housing 8 of the reaction section, power belt 27 with fastening elements traverse 4 of the reaction section. Adapters 28 are installed on the nozzles 26 for supplying convertible gas to the baskets and for removing it from the baskets to the modular heat exchangers 29, as well as the communications leads of the reactor control and monitoring system 30.

Теплообменная секция может работать как в режиме охлаждения конвертируемого газа и стабилизации его температуры, которая регулируется величиной давления в паровой полости, так и в режиме нагрева за счет организации протока кипящей воды с использованием патрубка 31 и при замене паросборника 21 на парожидкостной коллектор. The heat exchange section can operate both in the mode of cooling the convertible gas and stabilizing its temperature, which is regulated by the pressure in the vapor cavity, and in the heating mode by organizing the flow of boiling water using the pipe 31 and when replacing the steam collector 21 with a vapor-liquid collector.

Датчики системы регулирования и контроля устанавливаются на патрубках 5 и измеряют параметры конвертируемого газа на входе 32 в корзину и на выходе из нее 33, предусмотрен также датчик 34 измерения температуры катализатора (см. фиг. 2). Sensors of the control and monitoring system are installed on the nozzles 5 and measure the parameters of the convertible gas at the inlet 32 to the basket and at the outlet from it 33, a sensor 34 for measuring the temperature of the catalyst is also provided (see Fig. 2).

Составные части реактора - реакционная и теплообменная секции - выполнены разборными, причем в данном компоновочном решении реализуется максимальная автономность демонтажа элементов. The constituent parts of the reactor — the reaction and heat exchange sections — are made collapsible, and in this layout solution, the maximum autonomy of the dismantling of the elements is realized.

После расстыковки фланцевого соединения силового корпуса 8 с переходником 26 силовой корпус можно свободно отвести вдоль оси на катках и получить доступ к любому элементу внутри силового корпуса (см. место И фиг. 1). После демонтажа патрубков 5 и измерительных коммуникаций любую корзину можно извлечь, не трогая остальных. Съемными и заменяемыми являются траверсы 4 и монтажные газоводы 7. After undocking the flange connection of the power casing 8 with the adapter 26, the power casing can be freely withdrawn along the axis on the rollers and gain access to any element inside the power casing (see place And Fig. 1). After dismantling the nozzles 5 and measuring communications, any basket can be removed without touching the others. Removable and replaceable are traverses 4 and mounting gas ducts 7.

Разборной является и теплообменная секция 2. После демонтажа корпуса паросборника 21 и переходного кольца 20 можно извлечь пакет модульных теплообменников 19 и заменить любой из них. The heat-exchange section is also collapsible 2. After dismantling the steam collector housing 21 and the adapter ring 20, it is possible to remove the package of modular heat exchangers 19 and replace any of them.

Демонтаж элементов реактора необходим для замены катализатора, профилактики, ремонта или перепрофилирования реактора на выпуск другого продукта. The dismantling of the reactor elements is necessary to replace the catalyst, prevent, repair or reprofile the reactor with the release of another product.

Представленное на фиг. 1 в качестве примера компоновочное решение с двумя реакционными секциями рекомендуется как наиболее предпочтительное. Для некоторых технологий синтеза оптимальным может быть вариант с одной реакционной секцией. Presented in FIG. 1 as an example, a layout solution with two reaction sections is recommended as the most preferred. For some synthesis technologies, an option with a single reaction section may be optimal.

На фиг. 3 показана пневмосхема реактора с двумя реакционными секциями, шестью корзинами 3 с катализатором и шестью модульными теплообменниками 29. Для удобства описания корзинам даны порядковые номера K1... K6, теплообменникам - T1... T6. Конвертируемый газ с входа по трубопроводам подается в первый модульный теплообменник T1. С его выхода конвертируемый газ с заданной и контролируемой температурой по системе газоводов 7, 6 и 5 поступает в верхний газовый коллектор первой катализаторной корзины K1. Из ее выходного газового коллектора реакционный газ по системе газоводов 5, 6 и 7 поступает на вход во второй модульный теплообменник T2, охлаждается до заданной температуры и с выхода T2 по перепускным газоводам 7, 6 и 5 поступает во вторую катализаторную корзину K2. С ее выхода нагретый газ по системе газоводов 5, 6 и 7 поступает в модульный теплообменник T3 и с его выхода по системе газоводов 5, 6 и 7 в катализаторную корзину K3 и далее по тракту. Из выходного газового коллектора последней катализаторной корзины (на фиг. 3 это K6) продукты синтеза через выход направляются в систему фракционирования. In FIG. 3 shows a pneumatic diagram of a reactor with two reaction sections, six baskets 3 with a catalyst and six modular heat exchangers 29. For ease of description, the baskets are given serial numbers K1 ... K6, heat exchangers - T1 ... T6. Convertible gas from the inlet through the pipelines is fed into the first modular heat exchanger T1. From its output, convertible gas with a predetermined and controlled temperature through the gas duct system 7, 6 and 5 enters the upper gas manifold of the first catalyst basket K1. From its outlet gas manifold, reaction gas is supplied through a system of gas ducts 5, 6 and 7 to the inlet of the second modular heat exchanger T2, cooled to a predetermined temperature, and from the outlet T2 through the bypass ducts 7, 6 and 5 it enters the second catalyst basket K2. From its outlet, heated gas through the gas duct system 5, 6 and 7 enters the T3 modular heat exchanger and from its outlet through the gas duct system 5, 6 and 7 into the catalyst basket K3 and further along the path. From the outlet gas collector of the last catalyst basket (in FIG. 3, this is K6), the synthesis products through the outlet are sent to the fractionation system.

Сечения газового тракта от входа в реактор (точка Л) до выхода из реактора (точка М) подобраны такими, чтобы полные потери давления по газу PЛ - PM не превышали примерно 0,3 МПа. В газовой полости реакционной секции (внутри силового корпуса) устанавливается среднее давление P = (PЛ + PM)/2 или P = (PЛ-0,15) МПа. Для этого на одном из газовых патрубков средней катализаторной корзины выполнен дренаж 35. Первая катализаторная корзина K1 работает при внутреннем избыточном давлении не более 0,15 МПа, а последняя - под внешним избыточном давлении не более 0,15 МПа. На патрубках 26 теплообменной секции предусмотрены штуцеры 36 для одновременного заполнения и опорожнения внутренних полостей на пуске и останове.The cross sections of the gas path from the inlet to the reactor (point L) to the exit from the reactor (point M) are selected so that the total pressure loss through the gas P L - P M does not exceed about 0.3 MPa. The average pressure P = (P L + P M ) / 2 or P = (P L -0.15) MPa is set in the gas cavity of the reaction section (inside the power housing). For this purpose, drainage 35 was made on one of the gas pipes of the middle catalyst basket. The first catalyst basket K1 operates at an internal overpressure of not more than 0.15 MPa, and the latter under an external overpressure of not more than 0.15 MPa. On the nozzles 26 of the heat exchange section, fittings 36 are provided for simultaneously filling and emptying the internal cavities at the start and stop.

На фиг. 4 представлена пневмосхема реактора, перекомпанованного на обратное течение. Газ подается через модульный теплообменник T6 в корзину K6, отводится после корзины K1. На схеме введены также дополнительно теплообменники 37 и штуцеры 38 для подачи синтез-газа на разбавление конвертируемого газа и регулирование его температуры. In FIG. 4 shows a pneumatic diagram of a reactor, re-arranged for the reverse flow. Gas is supplied through a modular heat exchanger T6 to the basket K6, is discharged after the basket K1. The circuit also introduced additional heat exchangers 37 and fittings 38 for supplying synthesis gas to dilute the convertible gas and adjust its temperature.

Как видно, все изменения ограничиваются заменой расположенных на внекорпусном участке газоводов 7 на дополнительные теплообменники и подводом синтез-газа к штуцерам на перепускных газоводах 6. As you can see, all changes are limited to replacing the gas ducts 7 located on the off-site section with additional heat exchangers and supplying synthesis gas to the fittings on the gas bypass ducts 6.

На фиг. 5 представлена пневмосхема реактора, перекомпанованного на осуществление теплосъема холодным газом, который подмешивается между корзинами (закалка газом, холодный байпас). После последней корзины весь расход газа охлаждается во встроенном теплообменнике. In FIG. Figure 5 shows a pneumatic diagram of a reactor, which was reorganized to perform heat removal by cold gas, which is mixed between baskets (gas quenching, cold bypass). After the last basket, the entire gas flow rate is cooled in the integrated heat exchanger.

Заявленная конструкция реактора отличается от известных по следующим пунктам:
(1) по общей компоновочной схеме, сочетающей одну или несколько горизонтальных реакционных секций с одной вертикальной теплообменной;
(2) по схеме установки катализаторных корзин на консольных траверсах, рекомендуемый вариант - две траверсы в секции;
(3) по пневмосхеме тракта конвертируемого газа: герметичные корзины, отвод-подвод газа к корзинам по автономным газоводам, частично совмещенным с конструкциями траверс, автономные для каждой корзины модульные теплообменники, автоматическое выравнивание осредненного давления в газовой полости между давлением на входе в первую корзину и давлением на выходе из последней корзины;
(4) по возможностям проведения как экзотермических, так и эндотермических синтезов;
(5) по наличию свободно демонтируемых силовых корпусов реакционных секций;
(6) по наличию свободно демонтируемых модульных теплообменников и по конструктивной схеме самих теплообменников;
(7) по схеме разбиения реактора на транспортабельные составные части;
(8) по возможности изменения направления течения газа от первой до последней корзины на обратное с целью увеличения кампании катализатора за счет перестыковки входов-выходов конвертируемого газа на внекорпусном участке, последовательности прохода корзин за счет перестыковки внутренних и внешних монтажных газоводов; а также по возможности использования схемы теплосъема подмешиванием холодного газа между корзинами; схема также допускает любой заданный порядок прохождения реакционным конвертируемым газом катализаторных корзин за счет установки на внешнем внекорпусном участке агрегатов автоматики;
(9) по использованию различных методов управления: перераспределением расхода газа между корзинами, изменением температуры газа перед входом в корзину;
и другие, следующие из описания и сопоставления с известными конструкциями.
The claimed design of the reactor differs from the known in the following paragraphs:
(1) according to the general layout scheme combining one or more horizontal reaction sections with one vertical heat exchange;
(2) according to the installation of catalyst baskets on cantilever traverses, the recommended option is two traverses in a section;
(3) according to the pneumatic diagram of the convertible gas path: sealed baskets, gas outlet to the baskets through autonomous gas ducts partially combined with traverse designs, modular heat exchangers autonomous for each basket, automatic equalization of the average pressure in the gas cavity between the pressure at the inlet to the first basket and pressure at the outlet of the last basket;
(4) on the possibilities of carrying out both exothermic and endothermic syntheses;
(5) by the presence of freely dismantled power sections of the reaction sections;
(6) by the availability of freely removable modular heat exchangers and by the design of the heat exchangers themselves;
(7) according to the scheme of dividing the reactor into transportable components;
(8) if possible, change the direction of the gas flow from the first to the last basket to the opposite with the aim of increasing the catalyst campaign due to the reconfiguration of the inlet-outlet of the convertible gas in the out-of-box section, the sequence of passage of the baskets due to the reconfiguration of the internal and external mounting gas ducts; and also, if possible, use a heat removal scheme by mixing cold gas between the baskets; the scheme also allows for any given order of passage of reaction baskets of reaction baskets by installation of automation units on an external out-of-box section;
(9) on the use of various management methods: redistributing the gas flow between the baskets, changing the gas temperature before entering the basket;
and others following from the description and comparison with known constructions.

Указанные отличия обеспечивают простоту обслуживания реактора, прежде всего, простоту замены катализатора, перепрофилирования реактора на другой тип синтеза, высокую ремонтопригодность всех его составных частей. These differences provide simplicity of reactor maintenance, first of all, simplicity of catalyst replacement, reactor conversion to another type of synthesis, high maintainability of all its components.

Claims (3)

1. Газофазный каталитический полочный реактор для теплонапряженных химических процессов, включающий горизонтальную реакционную секцию с катализаторными полками-корзинами, трубопроводы подвода-отвода конвертируемого газа, теплообменную секцию с теплообменниками "конвертируемый газ - теплоноситель или охладитель", трубопроводы для подвода-отвода теплоносителя или охладителя, силовые корпуса, средства контроля и регулирования, отличающийся тем, что катализаторные корзины, каждая из которых выполнена герметичной и снабжена индивидуальным подводом-отводом конвертируемого газа, установлены по длине реакционной секции на силовой консольной траверсе, силовой корпус реакционной секции выполнен подвижным с возможностью перемещения или съема вдоль оси реакционной секции, теплообменная секция включает нижний силовой корпус, образующий ванну для охладителя или нагревателя, снабженный силовым поясом для крепления консольных траверс реакционной секции и патрубками с фланцами для стыковки с ответными фланцами силовых корпусов реакционных секций и размещенными на патрубках узлами подвода-отвода конвертируемого газа и вывода коммуникаций средств контроля и регулирования, переходное кольцо, в котором установлен пакет для модульных теплообменников каждой корзины, расположенных во внутренней полости силового корпуса, с трубопроводами подвода-отвода конвертируемого газа и паросборник с трубопроводами подвода-отвода охладителя или нагревателя. 1. A gas-phase catalytic shelf reactor for heat-intense chemical processes, including a horizontal reaction section with catalyst shelves-baskets, convertible gas supply and exhaust pipelines, a convertible gas-coolant or cooler heat exchanger section, pipelines for the supply or removal of heat-transfer agent or cooler, power cases, means of control and regulation, characterized in that the catalyst baskets, each of which is sealed and equipped with an individual with a convertible gas inlet-outlet, installed along the length of the reaction section on the power cantilever traverse, the power section of the reaction section is movable to move or remove along the axis of the reaction section, the heat exchange section includes a lower power section forming a bath for a cooler or heater, equipped with a power belt for fastening the cantilever traverse of the reaction section and nozzles with flanges for docking with mating flanges of the power bodies of the reaction sections and placed on the nozzle x nodes for supplying and discharging convertible gas and outputting communications of control and regulation means, an adapter ring in which a package for modular heat exchangers of each basket located in the internal cavity of the power casing with pipelines for supplying and discharging convertible gas and a steam collector with piping for supplying and discharging cooler is installed or heater. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что катализаторные корзины имеют сварные корпуса с плоскими боковыми стенками, усиленные ребрами, съемные верхнюю и нижнюю крышки, при этом подвод и отвод из корзин конвертируемого газа осуществляется по трубопроводам с тепловыми компенсаторами и по газоводам во внутренних полостях траверс, а в газоводе, идущем к одной из средних корзин секции по пути движения конвертируемого газа, выполнен дренаж, через который осуществляется выравнивание давлений в этой корзине с давлением в газовой полости силовых корпусов реакционных секций и уменьшение перепада давления на стенках других корзин. 2. The reactor according to claim 1, characterized in that the catalyst baskets have welded shells with flat side walls, reinforced with ribs, removable upper and lower covers, while the supply and removal of convertible gas baskets is carried out through pipelines with heat compensators and through gas ducts in the internal cavities of the traverse, and in the gas duct going to one of the middle baskets of the section along the path of the convertible gas, a drainage is made through which the pressures in this basket are balanced with the pressure in the gas cavity of the power rpusov reaction sections and a decrease in pressure differential across the walls of the other pots. 3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что узлы подвода-отвода конвертируемого газа выполнены с возможностью переключения направления потока конвертируемого газа на обратное. 3. The reactor according to claim 1, characterized in that the nodes of the inlet-outlet of the convertible gas are configured to switch the direction of flow of the convertible gas to the opposite.
RU2000116917A 2000-06-30 2000-06-30 Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes RU2174869C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000116917A RU2174869C1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000116917A RU2174869C1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2174869C1 true RU2174869C1 (en) 2001-10-20

Family

ID=20236951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000116917A RU2174869C1 (en) 2000-06-30 2000-06-30 Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2174869C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1839735B1 (en) A transverse tubular heat exchange reactor and a process for catalytic synthesis therein
EP2231324B1 (en) Tube reactor
CN101087748B (en) Method for producing phthalic anhydride
JP6254974B2 (en) Reactor panel for catalytic process
JP2012502788A (en) Heat exchanger with radially arranged elements for isothermal chemical reactors
KR920004132Y1 (en) Ammonia synthesis converter
AU2011238066B2 (en) Chemical reactor with a plate heat exchanger
JP2016529469A (en) Heat exchanger for exchanging heat between two fluids, use of the heat exchanger with liquid metal and gas and use in a fast neutron reactor cooled by liquid metal
US5759500A (en) Fluid reactor with catalyst on floating tubesheet
CN105664804A (en) Axial-radial isothermal reactor
RU2174869C1 (en) Gas-phase catalytic ceiling reactor for thermal-stress chemical processes
US6676906B1 (en) Reactor for carrying out reactions having a high enthalpy change
WO2018205943A1 (en) Modularized temperature control reactor
CN218654384U (en) Multi-section reactor for thermosensitive materials
RU2394624C1 (en) Stationary condenser-evaporator
RU2775262C2 (en) Chemical reactor with adiabatic catalyst layers and axial flow
RU2266781C2 (en) Horizontal multi-shelved catalytic reactor for heat-stressed processes of chemical synthesis
CN210700014U (en) Dimethyl ether reactor of built-in module assembled heat exchange tube bundle
CN216879280U (en) Barrel type reactor
AU2018373428B2 (en) Chemical reactor with adiabatic catalytic beds and axial flow
RU2383838C1 (en) Heat exchanger
US10960374B2 (en) Chemical reactor with adiabatic catalytic beds and axial flow
RU2266779C2 (en) Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis
CN115709041A (en) High-efficiency water-cooled wall for reactor
CN115814714A (en) Multi-section reactor for thermosensitive materials and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140701