RU2283174C1 - Reactor for maintaining catalytic processes - Google Patents
Reactor for maintaining catalytic processes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283174C1 RU2283174C1 RU2005106075/15A RU2005106075A RU2283174C1 RU 2283174 C1 RU2283174 C1 RU 2283174C1 RU 2005106075/15 A RU2005106075/15 A RU 2005106075/15A RU 2005106075 A RU2005106075 A RU 2005106075A RU 2283174 C1 RU2283174 C1 RU 2283174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- wall
- height
- layer
- disposed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0278—Feeding reactive fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/0204—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
- B01J2219/0236—Metal based
Abstract
Description
Изобретение относится к области процессов и аппаратов химической технологии и может быть использовано для осуществления гетерогенных каталитических реакций, в том числе процессов селективного превращения углеводородов в процессах нефтепереработки.The invention relates to the field of processes and apparatuses of chemical technology and can be used to carry out heterogeneous catalytic reactions, including the processes of selective conversion of hydrocarbons in oil refining processes.
Известно, что эффективность каталитического гетерогенного процесса зависит от характера распределения технологических параметров в слое катализатора. Для создания оптимальных условий проведения процесса необходимо обеспечить равномерное распределение потока на входе в слой катализатора. Эта проблема становится особо актуальной в случае двухфазного (жидкость-газ) входного потока, имеющего место для многих процессов переработки нефтепродуктов, например гидроочистки. Для создания этих условий используют специальные конструкции распределителей потока, которые устанавливают на входе в реактор перед слоем катализатора. Кроме того, необходимо создание оптимального распределения температуры в слое. Как правило, это заданный градиент температуры по длине слоя, который организуют различными методами подвода или отвода тепла по длине слоя. Равномерное распределение температуры в поперечных сечениях слоя обеспечивают, снижая теплопотери через стенки реактора.It is known that the effectiveness of a catalytic heterogeneous process depends on the nature of the distribution of technological parameters in the catalyst bed. To create optimal conditions for the process, it is necessary to ensure uniform flow distribution at the inlet to the catalyst bed. This problem becomes especially relevant in the case of a two-phase (liquid-gas) inlet flow, which occurs for many processes of refining petroleum products, such as hydrotreatment. To create these conditions, special designs of flow distributors are used, which are installed at the inlet of the reactor in front of the catalyst bed. In addition, it is necessary to create an optimal temperature distribution in the layer. As a rule, this is a given temperature gradient along the length of the layer, which is organized by various methods of supplying or removing heat along the length of the layer. A uniform temperature distribution in the cross sections of the layer is provided by reducing heat loss through the walls of the reactor.
Известны конструкции распределителей входного потока, которые достаточно эффективно работают в случае однофазного потока [Ч.Сеттерфилд. Практический курс гетерогенного катализа. М.: «Мир», 1984, с.404]. При распределении двухфазного потока газ-жидкость такие конструкции, как правило, не обеспечивают однородное распределение обеих составляющих реакционного потока.Known designs of distributors of the input stream, which work quite effectively in the case of a single-phase flow [C. Setterfield. Practical course of heterogeneous catalysis. M .: "World", 1984, p. 404]. When distributing a two-phase gas-liquid flow, such structures, as a rule, do not provide a uniform distribution of both components of the reaction stream.
Традиционно, в нефтепереработке для распределения двухфазного потока используют устройства, выполненные в виде т.н. колпачковых решеток [Г.Л.Вихман, С.А.Круглов. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов. М., Машиностроение, 1978. Стр.230]. Это устройство характеризуется сравнительной простотой конструкции и незначительным гидравлическим сопротивлением. Известны модификации колпачковых решеток [Патенты РФ №2192303, B 01 J 8/02, 10.11.2002; №2206383, B 01 J 8/00, 20.06.2003]. Общим недостатком такого типа распределительного устройства является дискретный характер ввода жидкой фазы в слой катализатора из-за конечного числа отверстий, через которые происходит перелив жидкой составляющей потока на нижележащий слой. Кроме того, эффективность такого устройства критична к его монтажу в реакторе. Незначительные отклонения от горизонтального расположения приводят к перетоку жидкости по поверхности колпачковой решетки к пониженному участку и преимущественному поступлению жидкости в слой в этом месте.Traditionally, in oil refining, devices made in the form of the so-called. cap grids [G.L. Vikhman, S.A. Kruglov. Fundamentals of designing apparatuses and machines of oil refineries. M., Mechanical Engineering, 1978. P. 230]. This device is characterized by comparative simplicity of design and low hydraulic resistance. Known modifications to cap grids [RF Patents No. 2192303, B 01 J 8/02, 10/10/2002; No. 2206383, B 01 J 8/00, 06/20/2003]. A common disadvantage of this type of switchgear is the discrete nature of the introduction of the liquid phase into the catalyst bed due to the finite number of holes through which the liquid component of the stream overflows onto the underlying layer. In addition, the effectiveness of such a device is critical to its installation in a reactor. Slight deviations from the horizontal location lead to the flow of fluid along the surface of the cap lattice to a reduced area and the predominant flow of fluid into the layer at this location.
Известны конструкции каталитических реакторов, в которых снижение теплопотерь через стенки реактора достигается установкой внутри реактора дополнительной стенки, размещенной с зазором к основной стенке, и пропусканием через зазор всего реакционного потока [Патент РФ №2070827, B 01 J 8/04, 27.12.27]. Последнее ограничивает возможности оптимизации температурного режима в слое катализатора из-за невозможности регулировки расхода.There are known designs of catalytic reactors in which heat loss through the reactor walls is achieved by installing an additional wall inside the reactor, placed with a gap to the main wall, and passing the entire reaction stream through the gap [RF Patent No. 2070827, B 01 J 8/04, 12/27/27] . The latter limits the possibility of optimizing the temperature regime in the catalyst bed due to the inability to adjust the flow rate.
Наиболее близким по количеству сходных признаков к заявляемому является реактор для проведения каталитических процессов [Патент РФ №1594755, B 01 J 8/02, 20.11.1996]. Реактор имеет корпус, штуцера для ввода исходной реакционной смеси и вывода целевого продукта, газопроницаемую перегородку, на которой размещен слой катализатора, распределительное устройство, установленное на входе в реактор. Распределительное устройство состоит из размещенного аксиально в реакторе патрубка, заглушенного снизу и имеющего боковые окна для ввода углеводородного сырья и тангенциально размещенного горизонтального патрубка для ввода водяного пара. Ниже патрубка для ввода углеводородного сырья размещен перфорированный диск.The closest in number of similar features to the claimed one is a reactor for carrying out catalytic processes [RF Patent No. 1594755, B 01 J 8/02, 11/20/1996]. The reactor has a housing, a fitting for introducing the initial reaction mixture and outputting the target product, a gas-permeable partition on which the catalyst layer is placed, a switchgear installed at the inlet of the reactor. The distribution device consists of a nozzle placed axially in the reactor, sealed from below and having side windows for introducing hydrocarbon feedstocks and a tangentially placed horizontal nozzle for introducing water vapor. A perforated disk is placed below the nozzle for introducing hydrocarbon raw materials.
Известная конструкция реактора имеет ограничения в применении, связанные с тем, что для качественного распределения реакционной смеси в реактор необходимо подать на вход два потока, один из которых, в данном случае это водяной пар, должен обладать сравнительно большим запасом энергии для аксиальной закрутки и распределения всего потока по сечению реактора.The known design of the reactor has limitations in application, due to the fact that for a high-quality distribution of the reaction mixture, two flows must be fed into the reactor, one of which, in this case, water vapor, must have a relatively large energy reserve for axial swirling and distribution of flow over the cross section of the reactor.
Изобретение направлено на достижение гомогенного перемешивания двухфазного потока на входе в реактор и его равномерного распределения на слой катализатора, снижение теплопотерь через стенки реактора и подвод дополнительного тепла в нижнюю часть слоя катализатора. Это позволяет обеспечить проведение эндотермических реакций в условиях, близких к оптимальным, практически полностью устранить возникновение неоднородностей двухфазного потока в слое катализатора.The invention is aimed at achieving homogeneous mixing of a two-phase stream at the inlet of the reactor and its uniform distribution on the catalyst layer, reducing heat loss through the walls of the reactor and supplying additional heat to the lower part of the catalyst layer. This makes it possible to ensure the conduct of endothermic reactions under conditions close to optimal, and almost completely eliminate the occurrence of inhomogeneities of the two-phase flow in the catalyst bed.
Указанный результат достигается тем, что реактор для проведения гетерогенных каталитических реакций, в частности реакций селективных превращений углеводородов в нефтепереработке, включает корпус, крышку и днище, штуцеры для ввода исходной газовой смеси и вывода целевого продукта, газопроницаемую горизонтальную перегородку, на которой расположен слой гранулированных частиц катализатора, внутри реактора с зазором к корпусу установлена дополнительная внутренняя стенка, выполненная из листового металла, верхняя часть которой соединена с корпусом, а нижняя часть - с газопроницаемой перегородкой, при этом дополнительная внутренняя стенка имеет высоту выше верхней границы слоя катализатора и имеет ряд отверстий, расположенных выше верхней границы слоя катализатора, и ряд отверстий, расположенных в нижней ее части, для обеспечения прохождения доли реакционного потока через зазор между корпусом реактора и дополнительной внутренней стенкой, на входном штуцере установлено распределительное устройство, состоящее из входного канала кольцевой формы, центрального осесимметричного выходного канала, нескольких соединяющих указанные каналы патрубков, расположенных тангенциально к указанному выходному каналу, и отбойного диска.This result is achieved in that the reactor for carrying out heterogeneous catalytic reactions, in particular reactions of selective conversion of hydrocarbons in oil refining, includes a housing, a cover and a bottom, fittings for introducing the initial gas mixture and outputting the target product, a gas-permeable horizontal partition on which a layer of granular particles is located catalyst, an additional inner wall made of sheet metal, the upper part of which is connected, is installed inside the reactor with a gap to the body with a housing, and the lower part with a gas-permeable partition, the additional inner wall having a height above the upper boundary of the catalyst layer and has a number of holes located above the upper boundary of the catalyst layer and a number of holes located in its lower part to ensure the passage of the reaction fraction flow through the gap between the reactor vessel and the additional inner wall, a distribution device is installed at the inlet fitting, consisting of an input channel of a circular shape, a central axisymmetric egg output channel, several channels connecting these nozzles arranged tangentially to said output channel, and the baffle disc.
Ряд отверстий в нижней части дополнительной стенки расположен на высоте до 0.3 высоты слоя катализатора, преимущественно 0.1-0.15 указанной высоты.A series of holes in the lower part of the additional wall is located at a height of up to 0.3 of the height of the catalyst layer, mainly 0.1-0.15 of the indicated height.
Указанные соединительные патрубки располагают по высоте, преимущественно, от 1 до 3 рядов, а отношение длины соединительных патрубков к их поперечному размеру составляет не менее 2.The specified connecting pipes are arranged in height, mainly from 1 to 3 rows, and the ratio of the length of the connecting pipes to their transverse size is not less than 2.
Отбойный диск распределительного устройства расположен горизонтально с зазором по высоте от нижнего среза указанного центрального осесимметричного выходного канала.The baffle plate of the switchgear is located horizontally with a height gap from the lower cut of the specified central axisymmetric output channel.
На фиг.1 показан в разрезе реактор для проведения гетерогенных каталитических реакций, в частности реакций селективных превращений углеводородов.Figure 1 shows a sectional view of a reactor for conducting heterogeneous catalytic reactions, in particular reactions of selective conversion of hydrocarbons.
На фиг.2 в увеличенном масштабе изображен фрагмент реактора, включающий слой катализатора, внешнюю и внутреннюю стенки реактора.Figure 2 on an enlarged scale shows a fragment of the reactor, comprising a catalyst layer, the outer and inner walls of the reactor.
На фиг.3 показано распределительное устройство, установленное на входном штуцере.Figure 3 shows the switchgear mounted on the inlet fitting.
Реактор для проведения гетерогенных каталитических реакций, в частности реакций селективных превращений углеводородов, состоит из корпуса 1, крышки 2 и днища 3, штуцеров для ввода исходной газовой смеси 4 и вывода целевого продукта 5, горизонтальной газопроницаемой перегородки 6, на которой помещен слой катализатора 7, внутренней стенки 8, имеющей верхний 9 и нижний 10 ряд отверстий для прохода части реакционной смеси, кольцевого канала 11 на входе в распределительное устройство 12, соединительных патрубков 13, выходного канала 14, расположенного осесимметрично в реакторе, отбойного диска 15, прикрепленного к распределительному устройству 12 стойками 16.A reactor for carrying out heterogeneous catalytic reactions, in particular reactions of selective transformations of hydrocarbons, consists of a
Реактор работает следующим образом. Поток исходной смеси газа и жидкости поступает в реактор через входной штуцер 4 и распределительное устройство 12. Проходя через кольцевой канал 11 и тангенциально расположенные соединительные патрубки 13, поток приобретает в выходном канале 14 осевую закрутку, диспергируется за счет повышения скорости потока и затем, обтекая отбойный диск 15, распределяется равномерно по сечению реактора. Далее основная часть потока проходит через слой катализатора 7, а небольшая часть потока проходит через верхний ряд отверстий 9 в кольцевой зазор, образованный корпусом реактора 1 и внутренней стенкой 8, и затем через нижний ряд отверстий 10 в стенке 8 поступает в нижнюю часть слоя катализатора 7. Такое частичное байпасирование газовой фазы потока обеспечивает дополнительную теплоизоляцию слоя катализатора и подвод дополнительного тепла в нижнюю часть слоя. Это имеет большое значение в случае проведения эндотермических реакций для оптимизации температурных профилей в слое катализатора и повышения выхода целевого продукта. После прохождения слоя 7 поток проходит газопроницаемую перегородку 6 и выходит за пределы реактора через выходной штуцер 5.The reactor operates as follows. The flow of the initial mixture of gas and liquid enters the reactor through the
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005106075/15A RU2283174C1 (en) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Reactor for maintaining catalytic processes |
PCT/RU2006/000117 WO2006093437A2 (en) | 2005-03-03 | 2006-02-27 | Catalytic process reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005106075/15A RU2283174C1 (en) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Reactor for maintaining catalytic processes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005106075A RU2005106075A (en) | 2006-08-10 |
RU2283174C1 true RU2283174C1 (en) | 2006-09-10 |
Family
ID=36941570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005106075/15A RU2283174C1 (en) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Reactor for maintaining catalytic processes |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2283174C1 (en) |
WO (1) | WO2006093437A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188296U1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" (ООО "НГТ - синтез") | REACTOR |
WO2020139155A1 (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | Акционерное Общество "Газпромнефть-Омский Нпз" (Ао "Газпромнефть-Онпз") | Reactor |
RU2769913C2 (en) * | 2017-06-02 | 2022-04-08 | Касале Са | Catalyst bed reactor |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106606891A (en) * | 2015-10-23 | 2017-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | Filtering and distributing device and chemical reactor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2460707B1 (en) * | 1979-07-13 | 1986-09-05 | Ammonia Casale Sa | SYNTHESIS REACTOR, IN PARTICULAR FOR THE CATALYTIC SYNTHESIS OF AMMONIA AND METHANOL |
CH652047A5 (en) * | 1981-11-24 | 1985-10-31 | Ammonia Casale Sa | Axial-radial reactor for heterogeneous syntheses |
SU1228892A1 (en) * | 1985-03-12 | 1986-05-07 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Нефтяного Машиностроения | Reactor for setting catalytic processes |
RU2070827C1 (en) * | 1985-05-15 | 1996-12-27 | Аммониа Казале С.А. | Method of modification of axial reactor |
SU1594755A1 (en) * | 1986-12-08 | 1996-11-20 | Краснодарский политехнический институт | Reactor for performing catalytic processes |
-
2005
- 2005-03-03 RU RU2005106075/15A patent/RU2283174C1/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-02-27 WO PCT/RU2006/000117 patent/WO2006093437A2/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769913C2 (en) * | 2017-06-02 | 2022-04-08 | Касале Са | Catalyst bed reactor |
RU188296U1 (en) * | 2018-12-26 | 2019-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые газовые технологии - синтез" (ООО "НГТ - синтез") | REACTOR |
WO2020139155A1 (en) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | Акционерное Общество "Газпромнефть-Омский Нпз" (Ао "Газпромнефть-Онпз") | Reactor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005106075A (en) | 2006-08-10 |
WO2006093437A2 (en) | 2006-09-08 |
WO2006093437A3 (en) | 2009-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1341875B1 (en) | Multiple bed downflow reactor | |
EP2767333B1 (en) | Mixing device with tangential inlets for two-phase concurrent vessels | |
CA2595478C (en) | Distribution device for two-phase concurrent downflow vessels | |
RU2566406C2 (en) | Suspension apparatus | |
EP2595740B1 (en) | Multiphase contact and distribution apparatus for hydro processing | |
CA2805846A1 (en) | Multiphase contact and distribution apparatus for hydroprocessing | |
RU2283174C1 (en) | Reactor for maintaining catalytic processes | |
CN109642169A (en) | Improved mixing arrangement for the formula hydroprocessing reactor that flows downward | |
WO2019023317A1 (en) | Methods and apparatus for fluid contacting in a downflow vessel | |
EP0716881B1 (en) | Distributor device for multiple-bed downflow reactors | |
EP2047901B1 (en) | Distribution device and use thereof in a process for distribution of mixed charges onto fixed beds of catalyst in descending-flow reactors | |
KR20150079733A (en) | Fixed-bed catalyst support for a hydroprocessing reactor | |
CN113412150B (en) | Reduced height hydroprocessing reactor internals | |
WO2019023204A1 (en) | Methods and apparatus for fluid contacting in a downflow vessel | |
EP0212689B1 (en) | Catalytic conversion of liquid and/or gas | |
EP3658267B1 (en) | Methods for fluid contacting in a downflow vessel | |
RU2305593C1 (en) | Reactor for the catalytic production of the petrol and the diesel fuel | |
RU2305594C1 (en) | Reactor for synthesis of the aromatic hydrocarbons | |
CN116322969A (en) | Hydroprocessing reactor internals having reduced height | |
KR101831507B1 (en) | Self heat supply dehydrogenation reactor for inducing isothermal reaction | |
US11117109B2 (en) | Mixing and distribution device with longitudinal opening | |
KR102627528B1 (en) | Mixing device situated above the distribution zone | |
RU2206383C1 (en) | Distributing unit for reaction apparatus | |
RU2804635C2 (en) | Improved mixing device for downflow hydrotreatment reactor | |
RU2213613C1 (en) | Reactor for performing multi-phase processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170304 |