Изобретение относитс к реакторам дл гидрогенизационной переработки нефт ного сырь в неподвижном слое гранулированного катализатора и может быть использовано в процессах гидрокрекинга , гйдроочистки и гидроизомеризации нефт ных дистилл тов. В этих реакторах процессы осуществл ют при высоких температура и давлени х, и эффективность их работы зависит от условий контактирова , ни .газожидкостного V- потока с катализатором . При неудовлетворительных услови х контактировани , т.е. в тех случа х, когда не вс поверхность катализаторного сло контактирует с жидкостью, показатели процесса массообмена резко ухудшаютс и снижаетс срок службы катализатора. Известен реактор,включающий цилиндрический корпус, заполненный катализа тором, патрубки ввода сырь и вывода продуктов, нижнюю распределительную тарелку и затворно-сепарационное устройство в верхней части аппарата f 1 J. Недостатком реактора вл етс слож ность затворно-сепарационного устройства дл удержани сло катализатора в компактном состо нии и предотвращени его уноса. Возможность закоксовывани в переточных Патру&ках приводит к полной неработоспособности устройства и нарушению эффективности работы реактора. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс реак тор дл переработки нефт ных дистилл тов, включающий цилиндрический корпус , слой катализатора, распределительную тарелку, патрубки ввода сырь и вывода продуктов, крышку и днище .С2 Недостатком известного реактора как аппарата с нисход щим газожидкост ным потоком вл етс отсутствие полного контакта фаз с катализатором в широком диапазоне нагрузок. В аппаратах с нисход щим потоком необходимый контакт сырь и катализатора достигаетс в весьма узком диапазоне нагрузок при плотност х орошени uJ, равных 4,0-4,2 . Целью изобретени вл етс повьщ1ение глубины гидрообессеривани сырь путем увеличени времени пребывани жидкой азы в реакционной зоне. Дл достижени поставленной цели реактор дл переработки нефт ных дистилл тов , включающий цилиндрический корпус, слой катализатора, распреде10 92 лительную тарелку, патрубки ввйда сырь и вьшода продуктов, крьшку и днище, снабжен центральной трубой, нижний конец которой соединен с патрубком вывода продуктов, а верхний размещен на уровне верхнего сло катализатора , перевернуть стаканом,установленным соосно снаружи центральной трубы, верхний закрытый торец которого расположен над торцом центральной трубы, и разделительной перфорированной кольцевой перегородкой, один торец которой соединен с открытым торцом стакана, а другой - с днищем, при этом размеры центральной трубы и стакана наход тс в соотношении d-f Dgn- d-i К -do d-, где В„„ - внутренний диаметр реактора , м; внутренний диаметр стакана , м; внешний диаметр центральной трубы, MJ газосодержание рабочей смеси ( К - коэффициент пропорциональности . При этом перфораци разделительной кольцевой перегородки увеличиваетс сверху ВНИ.З. На чертеже представлен предлагаемый аппарат, продольный разрез. Реактор состоит из цилиндрического корпуса 1, патрубка 2 ввода сьтрь , распределительной тарелки 3, сло 4 катализатора, патрубка 5 вьшода продуктов с дренажными отверсти ми 6, катализатора 7, центральной трубы 8, стакана 9 и.перфр рирйран ой,разделительной кольцевой перегородки 10. Верхний торец стакана 9 расположен вьш1е открытого торца центральной трубы 8, которьй находитс на уровне верхнего сло 4 катализатора. Нижний торец внутренней трубы соединен с патрубком 5 вывода продуктов, а между нижним торцом стакана и днищем имеетс зазор дл прохода продуктов реакции. С этой целью имеетс зазор между стаканом и центральной трубой. Дл предотвращени попадани катализатора в зазор между трубой 8 и стаканом 9 торец стакана соединен с перфорированной разделительной перегородкой 10 и днищем реактора. Дл обеспечени равномерного рас пределени газожидкостного потока в слое катализатора перфораци перегородки имеет переменное значение и ув личиваетс сверху вниз. Реактор работает следующим обраэо Газожидкостную смесь подают через входной патрубок 2 на распределитель ную тарелку 3, где поток равномерно распредел етс по сечению реактора. Сьфье движетс нисход щим потоком в слое 4 катализатора, проходит разделительную перфорированную перегородку 10, и далее прореагировавшие продукты по зазору между центральной трубой 8, стаканом 9 и по центральной трубе 8 вывод т из реактора через патрубок 5 вьшода продуктов. В случае остановки реактора сырье выводит через дренажные отверсти 6. Сообщающийс с катализаторным объемом кольцевой зазор между трубой 8 и стаканом 9 позвол ет поддерживать заполнение сло катализатора исходным сьфьем на уровне торца центральной трубы 8. Вследствие увеличени полноты заполнени сло катализатора жидкой фазой повьшаетс ее врем пребьшани , что обеспечивает более полный контакт сырь с катализатором.Применительно к гидрогенизационным процессам увеличение времени пребывани жидкой фазы приближает реактор переработки нефт ных дистилл тов к автоклаву, где обеспечиваетс необходимое дл превращени врем пребывани исходного сырь . Увеличение времени пребывани жид кой фазы при неизменном общем расход газожидкостной смеси позвол ет умен шить удельную объемную скорость сьфь на единицу объема катализатор и тем самым повысить вькод и качест во продуктов при тех же технологических услови х в том же реакционно объеме. Врем пребьюани жидкой фазы и соответственно степень контактирова ни с катализатором зависит от высоты торца центральной трубы 8, лими тируемой общей высотой реактора и расThe invention relates to reactors for hydrogenating the processing of crude oil in a fixed bed of a granular catalyst and can be used in hydrocracking, hydrotreatment and hydroisomerization of petroleum distillates. In these reactors, the processes are carried out at high temperatures and pressures, and their efficiency depends on the conditions of contact or of the liquid-liquid V-flow with the catalyst. Under unsatisfactory contact conditions, i.e. In cases where not the entire surface of the catalyst layer is in contact with the liquid, the mass transfer rate deteriorates dramatically and the service life of the catalyst decreases. A reactor is known that includes a cylindrical body filled with a catalyst, pipes for introducing raw materials and products, a lower distribution plate and a gate-separating device in the upper part of the apparatus f 1 J. A disadvantage of the reactor is the complexity of the barrier-separating device for keeping the catalyst bed in a compact condition and prevent its ablation. The possibility of coking in the overflow Patra & kah leads to a complete inoperability of the device and a disruption in the operating efficiency of the reactor. The closest to the invention to the technical essence is a reactor for processing petroleum distillates, including a cylindrical body, a catalyst bed, a distribution plate, pipes for input of raw materials and products, a lid and a bottom. C2 The disadvantage of the known reactor as an apparatus with a descending gas-liquid the flow is the absence of full phase contact with the catalyst in a wide range of loads. In apparatus with a downward flow, the necessary contact between the feedstock and the catalyst is achieved in a very narrow load range at an irrigation density uJ of 4.0-4.2. The aim of the invention is to increase the depth of the hydrodesulfurization of raw materials by increasing the residence time of the liquid basics in the reaction zone. To achieve this goal, a petroleum distillate refining reactor, including a cylindrical body, a catalyst bed, a distribution plate, a feed tray and feed outlets, a cover and a bottom, is equipped with a central pipe, the lower end of which is connected to the product outlet, and the upper placed at the level of the upper layer of the catalyst, turn the glass, installed coaxially outside the central tube, the upper closed end of which is located above the end of the central tube, and separating perforations An annular partition, one end of which is connected to the open end of the glass and the other to the bottom, while the dimensions of the central tube and the glass are in the ratio df Dgn- di К -do d-, where В „is the inside diameter of the reactor, m ; inner diameter of the glass, m; outer diameter of the central tube, MJ gas content of the working mixture (K - proportionality coefficient. At the same time, the perforation of the separating annular partition increases from above VNI.Z. The drawing shows the proposed apparatus, longitudinal section. The reactor consists of a cylindrical body 1, a connecting pipe 2 of the inlet, a distribution plate 3, catalyst layer 4, pipe 5 of the product outlet with drainage holes 6, catalyst 7, central pipe 8, glass 9 and the perfusion rize oi, separating ring partition 10. Upper The cup nozzle 9 is located above the open end of the central tube 8, which is at the level of the upper catalyst layer 4. The lower end of the inner tube is connected to the outlet pipe 5, and there is a gap between the bottom end of the cup and the bottom. between the cup and the central tube. To prevent the catalyst from entering the gap between the tube 8 and the cup 9, the end of the cup is connected to a perforated partition wall 10 and the bottom of the reactor. To ensure a uniform distribution of the gas-liquid flow in the catalyst bed, the perforation of the partition wall has a variable value and increases from top to bottom. The reactor operates as follows. The gas-liquid mixture is fed through the inlet 2 to the distributor plate 3, where the flow is evenly distributed over the cross section of the reactor. Cfie moves downstream in catalyst bed 4, passes a perforated separation partition 10, and then reacted products through the gap between the central tube 8, the cup 9 and the central tube 8 are withdrawn from the reactor through the nozzle 5 of the product outlet. In the event of a reactor shutdown, the raw material leads out through the drainage holes 6. The annular gap between the tube 8 and the cup 9 connected to the catalyst volume allows the catalyst bed to be filled with the starting fluid at the end of the central tube 8. Its residence time increases due to the increased filling of the catalyst bed with the liquid phase that provides a more complete contact of the feedstock with the catalyst. As applied to hydrogenation processes, an increase in the residence time of the liquid phase brings the reactor to quipment petroleum distillates to the autoclave, which provided the necessary residence time for the conversion of the feedstock. An increase in the residence time of the liquid phase at a constant total flow rate of the gas-liquid mixture makes it possible to decrease the specific volumetric rate of cf per unit volume of catalyst and thereby increase the code and quality of products under the same process conditions in the same reaction volume. The residence time of the liquid phase and, accordingly, the degree of contact with the catalyst depends on the height of the end of the central tube 8, the limited total height of the reactor and the
ходньми характеристиками газождцкостного потока в кольцевом зазоре между центральнойТрубой 8 и стаканом 9.The characteristics of the gas flow in the annular gap between the central tube 8 and the glass 9.
Исследовани , проведенные на модельной установке (диаметр реактора 1,2 м, высота 4 м) с нефт ными дистилл тами , позвол ют определить оптимальные соотношени зазора междуStudies carried out on a model plant (reactor diameter 1.2 m, height 4 m) with petroleum distillates, allow to determine the optimal ratio of the gap between
и больших значени х величин соотношени диаметров труб.and large values of the ratio of pipe diameters.
В табл. 1 также приведены данные по изменению среднего времени пребывани и степени обессеривани в зависимости от плотности орошени (значени известного устройства помечены знаком ). Из данных таблицы видно. трубой 8 и стаканом 9 и плотностью орошени исход щей смеси (расход газа поддерживаетс посто нным), а также вы вить -геометрические параметры разделительной перегородки 10. Основные усредненные данные, св зьшшощие эффективное врем пребывани в исследуемой системе и глубину обессеривани , величину зазора соотношение диаметров цен , ifт. j тральной трубы и стакана I i внутренний диаметр стакана Q - наружный диаметр центральной трубы 8) и плотность орошени (соответствующзто исходному газосодержанию) приведены в табл. 1. Плотность орошени мен етс в экспериментах в характерном дл процессов переработки нефт ных дистилл тов диапазоне 3,6-4,6 кг/м.с. Эффективное врем пребывани определ ют индикаторным способом (по кривым отклика на подачу трассера ) с учетом коэффициента извилистости зернистого сло и оценки величины концевых значений функции распределени времени пребывани .Обработка кривых отклика производитс по стандартным методикам в соответствии с диффузионной моделью распределени . Дл определени изменени глубины обессеривани при различных услови х экспериментов среднее врем пребьтани жидкой фазы сырь (f, с) сопоставл етс с условньм временем реагировани (величиной, обратной объемной скорости подачи сырь ) в процессе гИдроочисткй дизельного топлива (фракци 220-380°С) Западно-Сибирской нефти с содержанием серы 1,1 мае.%. Параметры гидроочистки: температура 350°С, давление 3,5 МПа, кратность циркул ции газа 300 нм /м сырь , объемна скорость подачи сьфь 3-6 ч. Из табл. 1 видно, что наибольша глубина обессеривани сырь (ц,, %) в случа х больших плотностей орошени достигаетс при увеличенных зазорах $.109 что в предлагаемом реакторе степень обессеривани при всех значени х плот ности орошени выше, чем в известном. При малых плотност х орошени боль шей глубине гидрообессеривани соот ветствует меньшее значение зазора и меньшее значение соотношени диаметров . Такой характер зависимостей определ ет необходимость введени коэффициента пропорциональности К дл определени оптимального значени величины соотношени диаметров труб при различных значени х плотностей орошени . . В табл. 2 представлены зависимости коэффициента пропорциональности К от плотности орошени и глубины обессеривани полученные на основе результатов экспериментов, приведенных в табл. 1. . Как видно .из табл. 2, при достижении максимальной глубины гидрообессеривани значение коэффициента пропорциональности К измен етс от 3 до 10 по мере увеличени плотности орошени . 9 Вли ние разделительной перегородкн на равномерность распределени потока по слою катализатора оцениваетс методом отбора проб газа и жидкости п.. сечению модели аппарата в нижней части сло катализатора. Анализ полученных данных показьтает, что установка перегородки с равномерной перфорацией приводит к преимущественному прохождению газового потока в центральной зоне зернистого сло . Однородное распределение достигаетс при увеличении степени перфорации перегородки сверху вниз. Изобретение позвол ет повысить глубину гидрообессеривани путем увеличени времени пребывани жидкой фазы и тем самьм увеличить выход и качество продуктов при тех же технологических услови х и в том же реак1 (ионном объеме. При использовании предлагаемой конструкции благодар увеличению времени пребывани сырь и повьш1ению глубины гидрообессеривани можно повысить производительность реактора на 5-10%.In tab. Figure 1 also presents data on the change in the average residence time and the degree of desulfurization depending on the irrigation density (the values of the known device are marked with a sign). From the data table is visible. tube 8 and cup 9 and irrigation density of the outgoing mixture (gas consumption is kept constant), as well as determination of the geometric parameters of the dividing partition 10. Basic average data relating the effective residence time in the system under study and the desulfurization depth, gap size, diameter ratio prices, ift. j of the main pipe and the glass I i the internal diameter of the glass Q - the outer diameter of the central pipe 8) and the irrigation density (corresponding to the initial gas content) are given in Table. 1. Irrigation density varies in experiments in the range of 3.6-4.6 kg / m s typical for petroleum distillate refining processes. The effective residence time is determined by the indicator method (based on the response curves for the tracer feed), taking into account the coefficient of tortuosity of the granular layer and estimating the value of the end values of the distribution function of the residence time. The response curves are processed according to the standard diffusion model. To determine the change in the desulfurization depth under various experimental conditions, the average residence time of the liquid phase of the raw material (f, s) is compared with the conditional response time (value, inverse of the volumetric feed rate of the raw material) during diesel fuel cleaning (fraction 220-380 ° C) - Siberian oil with a sulfur content of 1.1% by weight. Hydrotreating parameters: temperature 350 ° С, pressure 3.5 MPa, gas circulation ratio 300 nm / m of raw material, volumetric feed rate of 3-6 h. From table. As can be seen in Fig. 1, the maximum desulfurization depth of the feedstock (c,%) in cases of high irrigation densities is achieved with increased gaps of $ .109, and in the proposed reactor the degree of desulfurization at all values of the irrigation density is higher than in the known one. At low irrigation densities, a smaller gap value and a smaller ratio of diameters correspond to a greater depth of hydrodesulfurization. Such a character of dependencies determines the necessity of introducing the proportionality coefficient K to determine the optimal value of the ratio of pipe diameters for different values of irrigation densities. . In tab. 2 shows the dependences of the coefficient of proportionality K on the density of irrigation and the depth of desulfurization obtained on the basis of the experimental results given in Table. one. . As can be seen .from table. 2, when the maximum hydrodesulphurisation depth is reached, the value of the coefficient of proportionality K varies from 3 to 10 as the irrigation density increases. The effect of the partition wall on the uniform distribution of the flow over the catalyst bed is estimated by sampling gas and liquid using a cross section of the model of the apparatus in the lower part of the catalyst bed. The analysis of the data obtained shows that the installation of a partition with a uniform perforation leads to a predominant passage of the gas flow in the central zone of the granular layer. A uniform distribution is achieved by increasing the degree of perforation of the partition from top to bottom. The invention allows increasing the hydrodesulfurization depth by increasing the residence time of the liquid phase and thereby increasing the yield and quality of products under the same technological conditions and in the same reaction (ion volume. Using the proposed design, by increasing the residence time of the raw material and increasing the depth of hydrodesulfurization) reactor performance by 5-10%.