RU2266779C2 - Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis - Google Patents
Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266779C2 RU2266779C2 RU2003131294/12A RU2003131294A RU2266779C2 RU 2266779 C2 RU2266779 C2 RU 2266779C2 RU 2003131294/12 A RU2003131294/12 A RU 2003131294/12A RU 2003131294 A RU2003131294 A RU 2003131294A RU 2266779 C2 RU2266779 C2 RU 2266779C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- shelf
- reactor
- base plate
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химического машиностроения, а конкретно к реакторам (колоннам) каталитического синтеза. Его рекомендуется использовать при создании вновь или модернизации действующих реакторов с вертикальной полочной насадкой для получения из синтез-газа различных углеводородов, спиртов, эфиров, аммиака и других веществ при давлениях до 35,0 МПа и температурах до 450°С. Область предпочтительного использования изобретения - реакторы с высоким тепловыделением и с высокими температурами синтеза. К ним можно отнести, например, реакторы:The invention relates to the field of chemical engineering, and specifically to reactors (columns) of catalytic synthesis. It is recommended to use it when creating new or upgrading existing reactors with a vertical shelf nozzle to produce various hydrocarbons, alcohols, ethers, ammonia and other substances from synthesis gas at pressures up to 35.0 MPa and temperatures up to 450 ° С. The preferred use of the invention is reactors with high heat and high synthesis temperatures. These include, for example, reactors:
- одноступенчатого синтеза диметилового эфира (ДМЭ) при давлениях от 5,0 до 12,0 МПа и температурах от 250 до 300°С;- single-stage synthesis of dimethyl ether (DME) at pressures from 5.0 to 12.0 MPa and temperatures from 250 to 300 ° C;
- синтеза бензина из парогазовых смесей, содержащих ДМЭ, при давлениях от 3,0 до 10,0 МПа и температурах от 320 до 400°С.- synthesis of gasoline from gas-vapor mixtures containing DME at pressures from 3.0 to 10.0 MPa and temperatures from 320 to 400 ° C.
Для указанной области параметров синтеза наиболее пригодны газофазные многополочные реакторы вертикального (колонны) и горизонтального типа с неподвижным катализатором. Катализатор загружается в виде насыпки зерен, гранул, таблеток на полки или в коробки. Реакционные газы (непрореагировавший синтез-газ вместе с газофазными продуктами синтеза) охлаждаются между полками в теплообменниках. В качестве первичного теплоносителя в этих теплообменниках может использоваться холодный синтез-газ, посторонний газ, но преимущественно вода (дистиллят) или высокотемпературные теплоносители. Первичный теплоноситель обычно циркулирует по замкнутому контуру, отдавая полученное тепло вторичному теплоносителю во внешних теплообменных устройствах (котлах - утилизаторах тепла и др.).For the indicated region of synthesis parameters, gas-phase multiband reactors of a vertical (column) and horizontal type with a fixed catalyst are most suitable. The catalyst is loaded in the form of a sprinkling of grains, granules, tablets on shelves or in boxes. Reaction gases (unreacted synthesis gas together with gas-phase synthesis products) are cooled between the shelves in the heat exchangers. Cold synthesis gas, extraneous gas, but mainly water (distillate) or high-temperature coolants can be used as the primary heat carrier in these heat exchangers. The primary heat carrier usually circulates in a closed circuit, transferring the heat received to the secondary heat carrier in external heat exchange devices (boilers - heat recovery units, etc.).
Типичное схемное решение конструкции вертикальной колонны синтеза со встроенными между полками водяными теплообменниками представлено, в частности, в кн.: Караев М.М. и др. Технология синтетического метанола, Москва, Химия, 1984, с.118.A typical circuit design of a vertical synthesis column with water heat exchangers built between the shelves is presented, in particular, in the book: MM Karaev et al. Synthetic methanol technology, Moscow, Chemistry, 1984, p.118.
Недостатками данного реактора являются существенно более низкие коэффициенты теплоотдачи от реакционных газов к стенке теплообменника, чем коэффициенты теплоотдачи от стенки теплообменника к теплоносителю, в силу чего возникают проблемы в регулировании режима теплообмена, в отработке и наладке и т.д.The disadvantages of this reactor are significantly lower heat transfer coefficients from the reaction gases to the heat exchanger wall than the heat transfer coefficients from the wall of the heat exchanger to the heat carrier, which causes problems in regulating the heat transfer mode, in development and commissioning, etc.
Наиболее близким к предложенному каталитическому реактору является каталитический реактор с вертикальной полочной насадкой для теплонапряженных процессов химического синтеза, содержащий корпус высокого давления, опорную плиту, крышку, элементы обвязки, на колосниковые решетки полочной насадки которого насыпают твердый катализатор, а после каждой решетки по ходу реакционных газов располагают теплообменник, работающий на постороннем теплоносителе и размещенном внутри полочной насадки (SU 662134 А1, 15.05.1971).Closest to the proposed catalytic reactor is a catalytic reactor with a vertical shelf nozzle for heat-intensive chemical synthesis processes, comprising a high-pressure housing, a base plate, a cover, strapping elements, on which the solid catalyst is poured onto the grate of the shelf nozzle, and after each grate along the reaction gases they have a heat exchanger operating on a foreign coolant and placed inside the shelf nozzle (SU 662134 A1, 05/15/1971).
К недостаткам данного реактора можно отнести низкие характеристики теплообмена, а также трудности, возникающие при сборке и демонтаже устройства.The disadvantages of this reactor include low heat transfer characteristics, as well as difficulties encountered during assembly and disassembly of the device.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения, заключается в улучшении характеристик теплообмена, в обеспечении возможности его регулирования за счет наличия съемного штыря и изменения расхода постороннего теплоносителя, а также в упрощении операций сборки и демонтажа реактора.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to improve the heat transfer characteristics, to provide the possibility of its regulation due to the presence of a removable pin and a change in the flow of extraneous coolant, as well as to simplify the assembly and dismantling of the reactor.
Указанный технический результат достигается тем, что в каталитическом реакторе с вертикальной полочной насадкой для теплонапряженных процессов химического синтеза, содержащем корпус высокого давления, опорную плиту, крышку, элементы обвязки, на колосниковые решетки полочной насадки которого насыпают твердый катализатор, а после каждой решетки по ходу реакционных газов располагают теплообменник, работающий на постороннем теплоносителе и размещенном внутри полочной насадки, согласно изобретению полочная насадка выполнена из однотипных секций, герметично скрепленных друг с другом и включающих в себя опорную плиту, корпус, полку, состоящую из колосниковой решетки и стакана с крышкой, при этом в качестве теплообменника используют модульное теплообменное устройство, состоящее из трех оболочек - внешней, внутренней и разделительной, с зазором последовательно вставленных друг в друга и герметично скрепленных с опорной плитой секций, и крышки, с которой герметично скреплены внутренняя и внешняя оболочки, а во внутреннюю оболочку вставлен штырь, выполняющий роль элемента крепления полки и одновременно интенсификатора процесса теплообмена, при этом на боковой поверхности штыря выполнена искусственная макрошероховатость.The specified technical result is achieved by the fact that in a catalytic reactor with a vertical shelf nozzle for heat-intensive chemical synthesis processes containing a high-pressure housing, a base plate, a cover, strapping elements, a solid catalyst is poured onto the grate of the shelf nozzle, and after each grate along the reaction gases have a heat exchanger operating on an extraneous coolant and placed inside the shelf nozzle, according to the invention the shelf nozzle is made of the same type sections, tightly fastened to each other and including a base plate, housing, shelf, consisting of a grate and a glass with a lid, while a heat exchanger uses a modular heat exchanger consisting of three shells - external, internal and separation, with the gap of the sections sequentially inserted into each other and tightly fastened to the base plate, and the cover, with which the inner and outer shells are hermetically fastened, and a pin acting as an element is inserted into the inner shell repleniya shelves intensifier and simultaneously the heat exchange process, while on the side surface of the pin is formed PU macroroughness.
Предпочтительно, полочная насадка установлена на опорную плиту реактора, через которую осуществляют все подводы и отводы, кроме подвода основного расхода синтез-газа, выполненного в крышке реактора.Preferably, the shelf nozzle is mounted on a reactor support plate, through which all inlets and outlets are carried out, except for supplying the main flow of synthesis gas made in the reactor lid.
Указанный технический результат достигается также тем, что в каталитическом реакторе с вертикальной полочной насадкой для теплонапряженных процессов химического синтеза, содержащем корпус высокого давления, опорную плиту, крышку, элементы обвязки, на колосниковые решетки полочной насадки которого насыпают твердый катализатор, а после каждой решетки по ходу реакционных газов располагают несколько теплообменников, работающих на постороннем теплоносителе и размещенных внутри полочной насадки, согласно изобретению полочная насадка выполнена из однотипных секций, герметично скрепленных друг с другом и включающих в себя опорную плиту, корпус, полку, состоящую из колосниковой решетки и стакана с крышкой, при этом в качестве теплообменников используют однотипные модульные теплообменные устройства с индивидуальными элементами настройки, состоящие из внутренней и разделительной оболочек, с зазором последовательно вставленных друг в друга и герметично скрепленных с опорной плитой секций, во внутреннюю оболочку вставлен штырь, выполняющий роль элемента крепления полки и одновременно интенсификатора процесса теплообмена, а на боковой поверхности штыря выполнена искусственная макрошероховатость, при этом теплообменники имеют общую наружную оболочку и крышку.The specified technical result is also achieved by the fact that in a catalytic reactor with a vertical shelf nozzle for heat-intensive chemical synthesis processes containing a high-pressure housing, a base plate, a cover, strapping elements, a solid catalyst is poured onto the grate of the shelf nozzle, and after each grate along the way reaction gases have several heat exchangers operating on an external coolant and placed inside the shelf nozzle, according to the invention, the shelf nozzle it is made up of the same type of sections, hermetically fastened to each other and including a base plate, a housing, a shelf consisting of a grate and a glass with a lid, while the same type of heat exchangers use the same type of modular heat exchangers with individual settings, consisting of internal and separation shells, with a gap of sequentially inserted into each other and tightly fastened sections with a base plate, a pin is inserted into the inner shell, which acts as a fastening element for the shelf and at the same time an intensifier of the heat transfer process, and on the lateral surface of the pin an artificial macro-roughness is made, while the heat exchangers have a common outer shell and a cover.
Предпочтительно, полочная насадка установлена на опорную плиту реактора, через которую осуществляют все подводы и отводы, кроме подвода основного расхода синтез-газа, выполненного в крышке реактора.Preferably, the shelf nozzle is mounted on a reactor support plate, through which all inlets and outlets are carried out, except for supplying the main flow of synthesis gas made in the reactor lid.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен главный вид реактора с одним МТУ в секции; на фиг.2 - главный вид типовой секции полочной насадки; на фиг.3 - выносной элемент А фрагмента типовой секции; на фиг.4 - выносной элемент Б фрагмента типовой секции; на фиг.5 - вариант секции реактора большой производительности с несколькими МТУ.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the main view of the reactor with one MTU in the section; figure 2 is a main view of a typical section of the shelf nozzle; figure 3 - remote element A fragment of a typical section; figure 4 - remote element B of a fragment of a typical section; figure 5 is a variant of a section of a large-capacity reactor with several MTU.
Каталитический реактор (фиг.1) состоит из корпуса высокого давления 1, герметично скрепленного с опорной плитой 2 и крышкой 3. Внутренний объем корпуса занят насадкой, состоящей из однотипных секций 4, последовательно и герметично пристыкованных друг к другу. Нижняя секция установлена на плите 2, для чего к плите приварена приставка-переходник 5. К верхней секции пристыкована крышка 6, на которой закреплен съемный стакан 7, с помощью которого осуществляют стыковку с крышкой 3.The catalytic reactor (Fig. 1) consists of a high-pressure vessel 1, hermetically fastened to a base plate 2 and a cover 3. The internal volume of the vessel is occupied by a nozzle consisting of sections of the same type 4, which are sequentially and hermetically joined to each other. The lower section is mounted on the plate 2, for which a prefix adapter 5 is welded to the plate. A cover 6 is docked to the upper section, on which a removable glass 7 is fixed, with which it is docked with the cover 3.
В плите 2 выполнены сквозные отверстия, соосно с которыми к ней приварены штуцеры, трубопроводы, патрубки для подвода и отвода теплоносителя к каждой секции, подвода холодного синтез-газа, отвода продуктов синтеза, вывода различных кабелей и трубопроводов от датчиков системы управления и др.In plate 2, through holes are made coaxially with which fittings, pipelines, pipes for supplying and discharging a heat carrier to each section, supplying cold synthesis gas, removing synthesis products, outputting various cables and pipelines from control system sensors, etc. are welded to it.
В крышке 3 выполнено сквозное центральное отверстие, соосно с которым к ней приварены патрубок подвода синтез-газ и стыковочный стакан 8.The cover 3 has a through central hole, coaxially with which a synthesis gas supply pipe and a docking cup 8 are welded to it.
Последовательность сборки реактора следующая:The assembly sequence of the reactor is as follows:
(1) к плите 2 через проставку-переходник 5 герметично пристыковывают нижнюю секцию с помощью фланцевого разъема;(1) to the plate 2 through the spacer adapter 5 hermetically dock the lower section using a flange connector;
(2) к нижней секции последовательно пристыковывают следующие секции, монтируют соответствующую обвязку, а именно трубопроводы подвода и отвода теплоносителя, кабели измерительных датчиков, сами датчики и т.п. (количество секций может достигать 10 шт. и более);(2) next sections are sequentially docked to the lower section, the corresponding piping is mounted, namely, the coolant inlet and outlet pipelines, the cables of the measuring sensors, the sensors themselves, etc. (the number of sections can reach 10 pcs. or more);
(3) к самой верхней секции пристыковывают крышку 6;(3) the cover 6 is docked to the uppermost section;
(4) на плиту 2 устанавливают корпус 1 и герметично с ней скрепляют;(4) on the plate 2 install the housing 1 and tightly fasten with it;
(5) с помощью специального приспособления стакан 7 выставляют соосно с корпусом 1 и закрепляют на крышке 6;(5) using a special device, the glass 7 is aligned with the housing 1 and mounted on the lid 6;
(6) к корпусу 1 герметично пристыковывают крышку 3, при этом стакан 8 с гарантированным зазором входит внутрь стакана 7.(6) the lid 3 is hermetically docked to the body 1, while the glass 8 with a guaranteed clearance enters the glass 7.
Герметизация разъемных соединений осуществляется с помощью уплотнений. Разборка проводится в обратном порядке. Для надежности эксплуатации все трубопроводы, расположенные внутри корпуса 1, монтируют с помощью сварки. При разборке применяют резку, а при повторной сборке используют монтажные втулки-переходники.Sealing of detachable joints is carried out using seals. Dismantling is carried out in the reverse order. For reliable operation, all pipelines located inside the housing 1 are mounted by welding. When disassembling, cutting is used, and when reassembling, mounting adapter sleeves are used.
Каждая секция полочной насадки 4 состоит (см.фиг.2) из опорной плиты 9, к которой приварен корпус 10, МТУ, полки, катализаторной насыпки 11, перфорированной верхней крышки 12, элементов крепления полки. МТУ состоит из трех цилиндрических оболочек - внешней 13, внутренней 14, разделительной 15, вставленных с зазором друг в друга. Зазор может выдерживаться с помощью лапшин, проволоки, оребрения и т.п. Внутрь оболочки 14 вставлен штырь крепежный 16, входящий в сборку секции, а функционально и в МТУ, выполняющий роль заполнителя и турбулизатора газового потока и формирующий зону интенсивного теплообмена. Оболочки 13, 14 и 15 приварены к плите 9, кроме этого, к оболочкам 13 и 14 приварена крышка 17.Each section of the shelf nozzle 4 consists (see FIG. 2) of the
Полка состоит из колосниковой решетки 18, сетки 19, стакана 20 с донышком 21. Решетка 18 и донышко 21 приварены к стакану 20, а сетка 19 опирается на решетку 18 и прихвачена к ней точечной сваркой или пайкой. Корпус 10 имеет наружную теплоизоляцию 22, закрытую чехлом 23.The shelf consists of a
Элементами крепления полки являются штырь 16, гайка 24, контргайка 25, колпак 26, выполняющий роль газораспределительной решетки и компенсатора. Между перфорированной крышкой 12 и катализаторной насыпкой 11 установлена сетка 19. Крышка 12 и сетка 19 предотвращают высыпание катализатора (особенно мелкого) при транспортировке и монтаже секции. В отдельных случаях эти детали в конструкции можно не применять.The shelf fastening elements are
В плите 9 выполнены каналы подвода и отвода теплоносителя, совместно с деталями МТУ элементы плиты 9 образуют коллекторы сбора и раздачи теплоносителя. Соосно с каналами перепуска к плите через угольники приварены трубопроводы, необходимые для монтажа обвязки МТУ. Плита 9 используется также для монтажа различных датчиков системы контроля и управления реактором (термопар, датчиков давления и т.п.).In the
В процессе работы реактора основной расход синтез-газа поступает в него через патрубок в крышке 3.During the operation of the reactor, the main flow of synthesis gas enters into it through a pipe in the cover 3.
Небольшая часть расхода синтез-газа (до 10%), предварительно охлажденного вне реактора до 50...100°С, поступает в реактор через штуцер в плите 2. Холодный синтез-газ заполняет зазор между насадкой и корпусом высокого давления 1, обеспечивая его охлаждение и наддув внутренней полости реактора до рабочего давления, в т.ч. и с целью разгрузки конструкции полки от большого перепада давления. В дальнейшем через зазор между стаканами 7 и 8 этот поток холодного синтез-газа подмешивается к основному расходу синтез-газа (горячего), который через отверстия в стакане 7, крышке 6 и колпаке 26 и поступает вместе с ним на вход в верхнюю секцию реактора. Синтез-газ последовательно проходит все секции от верхней до нижней и через патрубок в плите 2 продукты синтеза выводятся из реактора. Реакционные газы предыдущей секции являются синтез-газом последующей. Полочная насадка имеет более высокую температуру, чем корпус. Чтобы исключить возможность появления в элементах конструкции реактора больших термических напряжений, корпус и насадка скреплены между собой только с одного торца, через опорную плиту. Трубопроводы подвода и отвода теплоносителя каждой секции выполнены с компенсаторами. Таким образом, в процессе работы полочная насадка может свободно расширяться.A small part of the consumption of synthesis gas (up to 10%), previously cooled outside the reactor to 50 ... 100 ° C, enters the reactor through a fitting in the plate 2. Cold synthesis gas fills the gap between the nozzle and the high-pressure housing 1, providing it cooling and pressurizing the internal cavity of the reactor to operating pressure, incl. and for the purpose of unloading the shelf structure from a large differential pressure. Subsequently, through the gap between beakers 7 and 8, this stream of cold synthesis gas is mixed with the main flow of synthesis gas (hot), which, through the holes in the beaker 7, cover 6, and
В пределах каждой секции газ последовательно проходит перфорированную крышку 12, сетку 19, катализаторную насыпку 11, в которой он нагревается в допустимых пределах (на 30...60°С). Реакционные газы через сетку 19 и колосниковую решетку 18 попадают в коллектор 27. Перед подачей реакционных газов в следующую секцию их необходимо охладить до той же исходной температуры или несколько более высокой. Охлаждение газа осуществляется в МТУ.Within each section, the gas sequentially passes a
Из коллектора 27, через отверстия в оболочке 13, синтез-газ попадает в зазор между ней и стаканом 20 (см. фиг.3 и 4), проходит по нему вверх, разворачивается и по зазору между оболочкой 14 и штырем 16 возвращается вниз, попадая вначале в коллектор 28, а затем через отверстия в колпаке 26 на вход в следующую секцию. Теплоноситель по каналу подвода в плите 9 попадает в раздающий коллектор 29, а затем в зазор между внутренней оболочкой 14 и разделительной оболочкой 15. Теплоноситель проходит вверх по зазору, разворачивается под крышкой и по зазору между разделительной оболочкой 15 и внешней оболочкой 13 возвращается вниз в сборный коллектор 30. Из коллектора 30 теплоноситель по каналу отвода в плите 9 выводится из секции. Процесс теплообмена происходит в основном при движении реакционных газов в зазоре между штырем 16 и оболочкой 14, а теплоносителя - в зазоре между оболочками 14 и 15. Основной тепловой поток проходит через стенку оболочки 14 на участке В. Тепловой поток через стенку оболочки 13 существенно меньше из-за большей ее толщины и существенно меньших скоростей реакционных газов и теплоносителя, омывающих ее.From the
Реализованный в теплообменнике принцип движения теплоносителя и реакционных газов, т.н. противоток, весьма эффективен. Он обеспечивает примерное постоянство теплового потока по длине внутренней оболочки за счет незначительного изменения разности температур реакционных газов и теплоносителя.The principle of movement of the coolant and reaction gases implemented in the heat exchanger, the so-called counterflow, very effective. It provides an approximate constancy of the heat flux along the length of the inner shell due to a slight change in the temperature difference between the reaction gases and the coolant.
В случае необходимости возможна реализация и другой схемы движения - прямотока. При этом нужно поменять местами вход и выход теплоносителя. Как уже отмечалось, штырь 16 одновременно является элементом крепления катализаторной полки и турбулизатором газового потока. Он позволяет существенно повысить эффективность теплообмена за счет повышения коэффициента теплоотдачи αг, который зависит от скорости потока и искусственной макрошероховатости штыря - турбулизатора. Следует отметить, что оба эти параметра влияют на потери давления по тракту, их рост не беспределен. На участке В (см. фиг.2) образован необходимый зазор между штырем 16 и оболочкой 14, в котором, за счет материала штыря, выполнены элементы макрошероховатости, турбулизирующие поток. Такими элементами могут быть;If necessary, it is possible to implement another scheme of movement - forward flow. In this case, you need to swap the input and output of the coolant. As already noted, the
(1) винтовые выступы однозаходной или многозаходной резьбы, наружный диаметр которой меньше внутреннего диаметра оболочки 14;(1) screw protrusions of single or multiple threads, the outer diameter of which is less than the inner diameter of the
(2) фрагменты, получаемые при последовательном выполнении на штыре 16 левой и правой резьб, т.н. «иглы», при этом остальные параметры резьбы одинаковые, а их наружный диаметр меньше внутреннего диаметра оболочки 14;(2) fragments obtained by sequentially performing on the
(3) продольные ребра, высота которых не превышает зазора между штырем 16 и оболочкой 14;(3) longitudinal ribs whose height does not exceed the gap between the
(4) кольцевые выступы, высота которых не превышает половины зазора между штырем 16 и оболочкой 14;(4) annular protrusions, the height of which does not exceed half the gap between the
(5) комбинация решений по п.п. (3) и (4) и т.п.(5) a combination of decisions under (3) and (4) and the like.
Максимальную скорость потока газа рекомендуется ограничивать величиной 50 м/с.It is recommended that the maximum gas flow rate be limited to 50 m / s.
Возможно применение турбулизирующих элементов и на наружной поверхностях оболочки 14, особенно в случае использования газообразного теплоносителя.It is possible to use turbulizing elements on the outer surfaces of the
Отличительной особенностью предлагаемого реактора является применение эффективного, компактного теплообменника модульного типа, который помещают внутри стакана катализаторной полки, исключая его контакт с катализатором. Данное техническое решение позволяет, по сравнению с прототипом, сократить высоту реактора. Синтез-газ последовательно проходит насыпку и МТУ. Турбулизация потока газа, при разумном росте перепада давления, повышает αг, приближая его к αт. Это обстоятельство позволяет, кроме повышения интенсивности теплообмена, расширить диапазон регулирования по температуре газа. Регулирование проводится, как правило, изменением расхода теплоносителя. Тепловыделение в каждой из секций реактора различно. Обычно, верхние секции работают с большим выделением тепла в катализаторной насыпке, чем нижние. Для оптимизации теплообмена в нижних секциях возможна установка штыря 16 с меньшим размером В (см.фиг.2), определяющим эффективную площадь теплообмена.A distinctive feature of the proposed reactor is the use of an efficient, compact modular-type heat exchanger, which is placed inside the cup of the catalyst shelf, excluding its contact with the catalyst. This technical solution allows, in comparison with the prototype, to reduce the height of the reactor. The synthesis gas sequentially passes bulk and MTU. Turbulization of the gas flow, with a reasonable increase in pressure drop, increases α g , bringing it closer to α t . This circumstance allows, in addition to increasing the heat transfer intensity, to expand the range of regulation of gas temperature. Regulation is usually carried out by changing the flow rate of the coolant. The heat dissipation in each of the sections of the reactor is different. Typically, the upper sections operate with greater heat generation in the catalyst bed than the lower ones. To optimize heat transfer in the lower sections, it is possible to install
При перепрофилировании реактора на другой тип синтеза, имеющим другие режимные параметры, возможно использование штыря 16 с другими турбулизирующими элементами или размером В.When converting the reactor to a different type of synthesis having different operating parameters, it is possible to use
Для обеспечения надежности эксплуатации предложенной конструкции реактора давление в контуре жидкофазного теплоносителя (воды) рекомендуется на всех режимах работы задавать и обеспечивать автоматикой несколько ниже давления синтез-газа.To ensure reliable operation of the proposed reactor design, the pressure in the liquid-phase coolant (water) circuit is recommended at all operating modes to be set and provided with automation slightly lower than the synthesis gas pressure.
МТУ может быть отработан на опытно-промышленной установке. При переходе к коммерческим реакторам больших размеров и мощности количество МТУ, необходимое для обеспечения заданного теплосъема, может быть увеличено до нужного по результатам проектных расчетов. Оно может достигать нескольких десятков, но оптимальное их количество - от 3 до 37.MTU can be tested at a pilot plant. When switching to commercial reactors of large sizes and power, the amount of MTU necessary to ensure a given heat removal can be increased to the desired one according to the results of design calculations. It can reach several tens, but their optimal number is from 3 to 37.
Использование МТУ уменьшает объем доводки и пуско-наладки новых реакторов. Вариант секции реактора с несколькими МТУ представлен на фиг.5. Здесь полочная насадка также выполнена из однотипных секций, герметично скрепленных друг с другом и включающих в себя опорную плиту, корпус, полку, состоящую из колосниковой решетки и стакана с крышкой. В качестве теплообменников используют несколько однотипных модульных теплообменных устройств с индивидуальными элементами настройки, состоящие из внутренней и разделительной оболочек, с зазором последовательно вставленных друг в друга и герметично скрепленных с опорной плитой секций. Во внутреннюю оболочку каждого МТУ вставлен штырь, выполняющий роль элемента крепления полки и одновременно интенсификатора процесса теплообмена. На боковой поверхности штыря выполнена искусственная макрошероховатость. При этом несколько однотипных, отработанных МТУ имеют общую наружную оболочку 31 и крышку 32.The use of MTU reduces the amount of refinement and commissioning of new reactors. An embodiment of a reactor section with several MTUs is shown in FIG. 5. Here, the shelf nozzle is also made of the same sections, hermetically fastened to each other and including a base plate, a housing, a shelf consisting of a grate and a glass with a lid. As heat exchangers, several similar modular heat exchangers of the same type are used with individual setting elements, consisting of an inner and a separation shell, with a gap of sequentially inserted into each other and hermetically fastened sections with a base plate. A pin is inserted into the inner shell of each MTU, which acts as an element for fastening the shelf and at the same time as an intensifier of the heat transfer process. An artificial macro roughness is made on the lateral surface of the pin. Moreover, several of the same type, spent MTU have a common
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131294/12A RU2266779C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131294/12A RU2266779C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003131294A RU2003131294A (en) | 2005-05-20 |
RU2266779C2 true RU2266779C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35820039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131294/12A RU2266779C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266779C2 (en) |
-
2003
- 2003-10-28 RU RU2003131294/12A patent/RU2266779C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003131294A (en) | 2005-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2265480C2 (en) | Reactor for realization of the exothermic or endothermic heterogeneous reactions and a method of its production | |
CA1242867A (en) | Device for performing exothermal catalytic gas reactions for the ammonia or methanol synthesis | |
US20100129283A1 (en) | Chemical Reactor | |
CN108404821B (en) | Energy-saving efficient radial methanol reactor | |
CN108421506B (en) | Energy-saving radial reactor suitable for strong exothermic reaction | |
RU148799U1 (en) | HEAT EXCHANGE REACTOR | |
CN112204120B (en) | Method for carrying out catalytic gas phase reactions, tube bundle reactor and reactor system | |
CN102059078A (en) | Isothermal radial converter | |
US9039986B2 (en) | Chemical reactor with a plate heat exchanger | |
RU2552623C2 (en) | Heat exchanger for cooling of hot gases, and heat exchange system | |
RU2266779C2 (en) | Catalytic reactor wit a vertical shelf-type head for the high-heat processes of the chemical synthesis | |
KR101923231B1 (en) | Exchanger-reactor for the production of hydrogen with an integrated steam generation bundle | |
CN103585933A (en) | Corrugated board type uniform-temperature hydrogenation reactor | |
EP3271062B1 (en) | Boiling water reactor | |
CN204469677U (en) | A kind of adopting heat pipes for heat transfer radial bed methanator | |
CN109012508B (en) | Fischer-Tropsch synthesis fixed bed reactor | |
EP1756506B1 (en) | Apparatus for cooling a hot gas | |
WO2018205943A1 (en) | Modularized temperature control reactor | |
RU2366499C2 (en) | Reactor for implementation of heterogeneous catalytical reactions | |
GB2226775A (en) | Catalytic reactor | |
CN108421505B (en) | Radial-axial combined reactor suitable for strong exothermic reaction | |
RU2371243C1 (en) | Catalytic reactor | |
RU2775262C2 (en) | Chemical reactor with adiabatic catalyst layers and axial flow | |
RU2669989C1 (en) | Plate heat exchanger for hydrogenation units of secondary oil refining | |
Astanovskii et al. | Reactor for catalytic processes under optimal temperature conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061029 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081029 |