RU2706050C2 - Реактор с греющей стенкой - Google Patents
Реактор с греющей стенкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706050C2 RU2706050C2 RU2016135740A RU2016135740A RU2706050C2 RU 2706050 C2 RU2706050 C2 RU 2706050C2 RU 2016135740 A RU2016135740 A RU 2016135740A RU 2016135740 A RU2016135740 A RU 2016135740A RU 2706050 C2 RU2706050 C2 RU 2706050C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- raw materials
- heating jacket
- catalyst
- nozzle
- 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
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/03—Pressure vessels, or vacuum vessels, having closure members or seals specially adapted therefor
-
- 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
- B01J8/04—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 the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0446—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 the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
Abstract
Изобретение относится к реактору с греющей стенкой для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций и может быть использовано в газо- и нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности. Реактор содержит обечайку, греющую рубашку, штуцеры ввода и вывода сырья, задвижки, форсунку для распыления сырья в полость реактора, байпас подачи сырья, минуя греющую рубашку, люки загрузки и выгрузки катализатора, штуцеры выхода газов, смотровой люк. Предварительно нагретое сырье подается в греющую рубашку и нагревает внутреннюю полость реактора или поддерживает температурный режим во время проведения каталитических процессов. Реактор может содержать кольцевые перегородки, регулирующие движение сырья вдоль оси реактора. Обеспечивается упрощение способа подвода теплоты к реактору, увеличение энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции оборудования. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к химической промышленности и химическому машиностроению, в частности к изотермическому реактору для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций и может быть использовано в газо- и нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности, в частности в технологическом оборудовании для термического разложения различных углеводородов при высоких температурах и давлениях.
Из уровня техники известен изотермический реактор (патент №2568809 RU «Способ каталитической переработки легкого углеводородного сырья», приоритет от 11.12.2014 г.) для каталитической переработки легкого углеводородного сырья, оборудованный устройством для подачи/отвода тепла в/из слоя катализатора теплоносителем, в качестве которого используют газ окисления воздухом смеси топлива с отходящим газом окислительной регенерации.
Недостатком данного способа является удорожание установки вследствие установки дополнительного оборудования для подачи воздуха, рециркуляции регенерационных газов, использования водорода, а так же использование дополнительного оборудования для охлаждения использованного теплоносителя.
Из уровня техники известен реактор (патент №2265480 RU, приоритет от 10.05.2001 г.) для проведения экзотермических или эндотермических гетерогенных реакций, имеющий наружный корпус по существу цилиндрической формы, концы которого закрыты соответственно крышкой и днищем, снабженными патрубками, и, по меньшей мере, один пластинчатый теплообменник, погруженный в удерживаемый в корпусе каталитический слой.
Наиболее близким к заявленному изобретению является изотермический реактор (патент №2435639 RU, приоритет от 20.08.2007 г.) для проведения экзотермических и эндотермических гетерогенных реакций, содержащий цилиндрический наружный корпус, имеющий продольную ось, слой катализатора, размещенный в корпусе и снабженный противолежащими перфорированными боковыми стенками для ввода газового потока реагентов и вывода газового потока продуктов реакции и теплообменный блок, погруженный в слой катализатора и предназначенный для пропуска через него теплоносителя. Слой катализатора ограничен по краям противолежащими перфорированными боковыми стенками, причем между корпусом и этими боковыми стенками образованы первый и второй промежутки. Теплообменный блок содержит ряд теплообменников, расположенных параллельно друг другу и параллельно направлению, в котором слой катализатора пересекается газовым потоком реагентов.
Недостатками данного изобретения являются высокая сложность конструкции и сложность эксплуатации и обслуживания, в некоторых случаях полностью исключается возможность обслуживания таких теплообменников. Сложность конструкции и эксплуатации приводит к удорожанию всего процесса, применяющем данный тип реактора.
Техническим результатом использования предложенного изобретения являются: упрощение способа подвода теплоты к реактору, увеличение энергосбережения путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции высокотемпературного оборудования.
Указанный технический результат достигается за счет специальной конструкции реактора, содержащую греющую рубашку, верхний и нижний штуцеры, люки для загрузки и выгрузки катализатора, задвижки для регулирования подачи сырья, байпас для подачи сырья минуя греющую рубашку, штуцеры для аварийного слива. Данная конструкция ректора позволяет подавать сырье через нижний штуцер во внутреннюю полость реактора через греющую рубашку по винтовой спирали для подогрева внутренней полости реактора; при этом сырье, поднимаясь по винтовой спирали к верхнему штуцеру реактора, попадает во внутреннюю полость реактора через камеру форсунок, расход сырья регулируется посредством задвижек.
Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 схематически изображен реактор.
Реактор состоит из обечайки 1 реактора, греющей рубашки 2, штуцера 3 ввода сырья, задвижки 4, верхнего штуцера 5 ввода сырья в камеру форсунки 6, выводного патрубка 7 для выхода продуктов реакции, байпаса 8 подачи сырья минуя греющую рубашку реактора, штуцера 9 аварийного слива сырья из греющей рубашки, люка загрузки 10 катализатора, выгружного лючка 11 для выгрузки катализатора, расположенного под углом 30° к оси реактора, люка 12 выгружного для чистки реактора, штуцера 13 выхода газов, смотрового люка 14 для осмотра и освидетельствования внутренней полости реактора без выгрузки катализатора. Контроль температуры и давления внутри реактора осуществляется с помощью термодатчика 15 многозонного и манометра 16. Для доступа к смотровому люку 14, люку загрузки катализатора 12 и приборам 15 и 16 предназначена лестница 17.
Устройство камеры форсунки 6 иллюстрируется фиг. 2.
Камера форсунки 6 представляет собой съемное устройство, устанавливаемое в обечайку люка 10 загрузки, и состоящее из трубы 18 распорной, перегородки 19 распылительной верхней, перегородки 20 распылительной нижней и распорок 21, придающих жесткость конструкции и задающих вектору движения потока спиральную составляющую.
Заявляемый реактор с греющей стенкой работает следующим образом.
На фиг. 3 представлена схема движения рабочей среды внутри реактора.
Сырье, предварительно нагретое до температуры реакции, подается в греющую рубашку 2 реактора через штуцер 3 ввода сырья и по винтовой спирали поднимается к верхнему штуцеру 5 ввода сырья в камеру форсунки 6. Поднимаясь по винтовой спирали, сырье нагревает внутреннюю полость реактора до температуры реакции на стадии выхода на режим или поддерживает температурный режим во время проведения каталитических процессов во всем объеме реактора. Регулирование потоков, проходящих через греющую рубашку 2, осуществляется посредством задвижек 4. Пройдя греющую рубашку 2, сырье через верхний штуцер 5 ввода сырья тангенциально подается в камеру форсунки 6, продолжая движение по окружности вдоль стенки обечайки 1. Выход сырья в полость реактора (распыление) осуществляется через отверстия в перегородке 20 распылительной нижней. Распыленное сырье из камеры форсунки 6 проходит через слой 22 шаров керамических и попадает в слой катализатора 23 (см. фиг. 3). Слой 22 керамических шаров необходим для лучшего распределения распыленного сырья по всему объему реактора. Кольцевые перегородки 24 регулируют движение сырьевого потока вдоль оси реактора, препятствуя стеканию сырья по стенкам реактора. Нижний слой 25 керамических шаров препятствует выносу катализатора вместе с продуктами реакции из реактора.
Движение сырьевого потока происходит вдоль оси реактора.
Выход продуктов реакции осуществляется через выводной патрубок 7, вмонтированный в обечайку люка 12 выгружного, и ограничители 26, выполненные в виде металлической решетки или сетки.
Мониторинг давления и температуры в полости реактора осуществляется посредством манометра 16 и многозонного термодатчика 15, позволяющего измерять температуру в, по меньшей мере, одной точки в зависимости от технологического процесса, использующего данный тип реактора.
Термодатчик 15 устанавливается в реактор до загрузки керамических шаров и катализатора. Канал термодатчика изготавливается таким образом, чтобы обеспечить защиту термодатчика от механических повреждений и минимизировать тепловые искажения в показаниях приборов. В конструкции канала предусмотрены обтекатели, препятствующие стеканию сырья вдоль канала по направляющим трубам.
Катализатор 23 в реактор загружается равномерным слоем через люк 10 загрузки катализатора. Отработанный катализатор 23 выгружается через лючок 11 выгружной. Для чистки реактора и выгрузки нижнего слоя 25 шаров используется люк 12 выгружной. Осмотр и освидетельствование внутренней полости реактора без выгрузки катализатора 23 проводится через смотровой люк 14, доступ к которому обеспечивает лестница 17.
Для выхода водородсодержащих газов, являющихся продуктами реакции, предусмотрен штуцер 13 выхода газов.
Так же в реакторе предусмотрен байпас 8, позволяющий подать сырье в полость реактора, минуя греющую рубашку 2. Для слива сырья из греющей рубашки 2 предусмотрен штуцер 9 аварийного слива.
Использование предложенного изобретения позволяет упростить способ подвода теплоты к реактору, увеличить энергосбережение путем более полного использования вторичной теплоты и тепловой изоляции высокотемпературного оборудования.
Claims (8)
1. Реактор с греющей стенкой, состоящий из обечайки реактора, греющей рубашки, штуцера ввода сырья, задвижки, верхнего штуцера ввода сырья в камеру форсунки, выводного патрубка для выхода продуктов реакции, байпаса подачи сырья, минуя греющую рубашку реактора, штуцера аварийного слива сырья из греющей рубашки, люка загрузки катализатора, выгружного лючка для выгрузки катализатора, люка выгружного для чистки реактора, штуцера выхода газов, смотрового люка для осмотра и освидетельствования внутренней полости реактора без выгрузки катализатора.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что штуцер подачи сырья соединен с греющей рубашкой для того, чтобы предварительно нагретое сырье подавалось в греющую рубашку и, поднимаясь по винтовой спирали, нагревало внутреннюю полость реактора до температуры реакции на стадии выхода на режим или поддерживала температурный режим во время проведения каталитических процессов во всем объеме реактора.
3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что верхний штуцер ввода сырья соединен с камерой форсунки, состоящей из трубы распорной, перегородки распылительной верхней, перегородки распылительной нижней и распорок, придающих жесткость конструкции и задающих вектору движения потока спиральную составляющую.
4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что слой катализатора в реакторе разделен кольцевыми перегородками, регулирующими движение сырьевого потока вдоль оси реактора и препятствующими стеканию сырья по стенкам реактора.
5. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что слой катализатора лежит на слое керамических шаров, препятствующих выносу катализатора вместе с продуктами реакции, и сверху закрыт слоем керамических шаров, способствующих лучшему распределению сырья по площади реактора.
6. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что выгружной лючок для выгрузки катализатора расположен под углом 30° к оси реактора.
7. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что контроль температуры и давления внутри реактора осуществляется с помощью термодатчика многозонного и манометра.
8. Реактор по п. 7, отличающийся тем, что канал термодатчика имеет обтекатели, препятствующие стеканию сырья вдоль канала по направляющим трубам.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135740A RU2706050C2 (ru) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Реактор с греющей стенкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135740A RU2706050C2 (ru) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Реактор с греющей стенкой |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016135740A RU2016135740A (ru) | 2018-03-05 |
RU2016135740A3 RU2016135740A3 (ru) | 2018-06-27 |
RU2706050C2 true RU2706050C2 (ru) | 2019-11-13 |
Family
ID=61597065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135740A RU2706050C2 (ru) | 2016-09-02 | 2016-09-02 | Реактор с греющей стенкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706050C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1217786A1 (ru) * | 1984-08-16 | 1986-03-15 | Павлодарский Ордена Трудового Красного Знамени Алюминиевый Завод Им.50-Летия Ссср | Способ кальцинации гидроксида алюмини |
SU1733072A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1992-05-15 | Институт Химии Присадок Ан Азсср | Пленочный реактор |
RU2435639C2 (ru) * | 2006-09-11 | 2011-12-10 | Метанол Касале С.А. | Изотермический реактор |
WO2012027822A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Greg Naterer | Thermochemical reactors and processes for hydrolysis of cupric chloride |
-
2016
- 2016-09-02 RU RU2016135740A patent/RU2706050C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1217786A1 (ru) * | 1984-08-16 | 1986-03-15 | Павлодарский Ордена Трудового Красного Знамени Алюминиевый Завод Им.50-Летия Ссср | Способ кальцинации гидроксида алюмини |
SU1733072A1 (ru) * | 1990-08-07 | 1992-05-15 | Институт Химии Присадок Ан Азсср | Пленочный реактор |
RU2435639C2 (ru) * | 2006-09-11 | 2011-12-10 | Метанол Касале С.А. | Изотермический реактор |
WO2012027822A1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-08 | Greg Naterer | Thermochemical reactors and processes for hydrolysis of cupric chloride |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016135740A3 (ru) | 2018-06-27 |
RU2016135740A (ru) | 2018-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL111651B1 (en) | Converter for ammonia synthesis | |
US11806707B2 (en) | Method, tube bundle reactor and reactor system for carrying out catalytic gas phase reactions | |
JPH0432693B2 (ru) | ||
US5980838A (en) | Reactor head for a monolithic co-current or countercurrent reactor | |
CN109310971B (zh) | 通过蒸汽重整产生合成气的反应器 | |
RU2706050C2 (ru) | Реактор с греющей стенкой | |
CA2824448C (en) | Heat exchanger for the cooling of hot gases and heat exchange system | |
RU2278726C1 (ru) | Реактор для осуществления газофазных каталитических процессов | |
US2548519A (en) | Apparatus for conducting high-temperature reactions | |
RU188296U1 (ru) | Реактор | |
WO2019154982A1 (en) | Methanation reactor and method | |
RU2417834C1 (ru) | Конвектор для осуществления газофазных каталитических процессов | |
KR101831507B1 (ko) | 등온반응 유도용 자체 열공급 탈수소 반응기 | |
CN110327846B (zh) | 等温反应器及利用其进行甲烷化反应的装置和方法 | |
RU2366499C2 (ru) | Реактор для проведения гетерогенных каталитических реакций | |
RU2745790C1 (ru) | Конвертор для осуществления каталитических газохимических реакций | |
KR101815753B1 (ko) | 촉매층 내부에 열원 플레이트가 장착된 자체 열공급 탈수소 반응기 | |
RU172558U1 (ru) | Реактор для проведения химических реакций | |
WO2015105433A1 (ru) | Реактор для парциального окисления углеводородных газов | |
RU2527785C2 (ru) | Мембранный реактор | |
RU2394624C1 (ru) | Конденсатор-испаритель стационарный | |
RU2321452C2 (ru) | Реактор радиальный для проведения каталитических процессов | |
RU176186U1 (ru) | Реактор | |
US3582289A (en) | Catalytic reactors | |
KR102124862B1 (ko) | 광케이블 및 폐합성수지용 열분해처리장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200903 |