SU1134230A1 - Кожухотрубный реактор - Google Patents

Abstract

1. КОЖУХОТРУБНЫЙ РЕАКТОР дл  проведени  экзотермических и эндотермических реакций, содержащий корпус, трубные решетки, пучки труб. внутри которых размещен катализатор, распределительные устройства, техно-; логические патрубки, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности по целевгагу продукту за счет выравнивани  профил  теютератур по длине реактора, каждое распределительное устройство выполнено в виде трубки с щелевыми прорез миВ верхней части и установлено внутри каж ой трубы у нижнего, ее торца. 2. Реактор поп.1, отличающийс  тем, что распределительные трубки снабжены подвижными регулируе .мыми крышками, расположенными над I щелевыми прорез ми.

Description

Изобретение относитс  к реакторам дл  проведени  неизотермических каталитических реак1ЩЙ и может найти применение в хиьшческой и нефтехимической промьшшенности,5

Известен реактор дл  проведени  экзотермических каталитических процессов , представл кщий собой двухсек-: ционн то вертикальную колонну. В первой секции, где катализатор распо-О ложен в трубах трубного пучка, проводитс  их охла дение путем подачи хладагента в межтрубное пространство. Во второй адиабатической зоне охлаждени  не производитс  Cl 3. . 5

Недостатком известного реактора  вл етс  отсутствие теплоотвода во второй зоне, что приводит к перегреву или переохлаждению в ней реакционной массы и ухудшению качества про- 20 дуктов реакций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому эффекту  вл етс  реактор с трубным пучком дл  проведени  каталитичес- 25 ких неизотермических реакций в газо вой фазеj который состоит из корпуса и трубного пучка, закрепленного в трубных penieTKax. Реакционна  масса движетс  по трубам, заполненным ка- 30 талиэатором. Теплоноситель движетс  в межтрубном пространстве. Дл  равномерного распределени  теплоносител  по всему поперечному сечению межтрубного пространства в нем установлены 35 распределительные устройства, представл кнцие собой пластины с проходным сечением, измен кщимс  в радиальном направлении 2

Однако известным реактором невоз- 40 можно осуществл ть регулирование теплоотдачи от реакционной массы к стенкам труб,.; то приводит к ухудшению качества продуктов реакции за счет большого изменени  температуры 45 по длине реактора.

Цель изобретени  - повьш1ение производительности по целевому продукту реакции за счет вьфавнивани  профил  температур по длине реактора. so

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в кожухртрубном реакторе, содержащем корпус, трубные решетки, пучки труб, внутри которых размеден катализатор, распределительные уст- 55 ройства, технологические патрубки, каждое распределительное устройство выполнено в виде трубки с щелевыми

прорез ми в верхней части и установлено внутри каждой трубы у нижнего ее торца.

Кроме того, распределительные трубки снабжены подвижными регулируемыми крышками, расположенными над щелевыми прорез ми.

На фиг.1 показан реактор, общий вид (в каждой трубе трубного пучка установлено на входе распределительное устройство)i на фиг.2- трубка распределительного устройства, имеюща  в верхней части щелевые прорези и подвижную крьш1ку дл  регулировани  высоты щелевых прорезей с помощью резьбового соединени ; на фиг.З - та же трубка распределительного устройства с подвижной крьппкой в виде клапана , автоматически регулирующего высоту щелевых прорезей в зависимости от расхода реакционной массы.

Кожухотрубный реактор состоит из корпуса 1 с патрубками входа 2 и выхода 3 теплоносител  в межтрубном пространстве, патрубков входа 4 и выхода 5 реакционной массы, трубных решеток 6, в которых закреплены трубы 7 трубного пучка. Ънутр  каждой трубы 7 осесимметрично на входе установлено распределительное устройство 8. Трубы 7 заполнены катализатором 9.

Распределительное устройство 8 представл ет собой трубку 10, установленную на входе в каждую трубу 7 трубного пучка. В верхней части трубок 10 вьшолнены щелевые прорези 11 и установлена на винте 12 подвижна  крьш1ка 13, положение, которой относительно прорезей регулируетс  гайкой 14.

Подвижна  Kpbmika может быть выполнена в виде клапана 15, автоматическ регулирующего высоту щелевых прорезей в зависимости от расхода реакционной массы. Дл  предотвращени  попадани  катализатора на клапан 15 и ограничени  его осевой подвижности над ним неподвижно установлен зонт 16

Реактор работает следующим образом .

Поток реагирующих веществ по патрубку 4 поступает на вход в трубы 7 трубного пучка. Часть реагируницих веществ сразу попадает на катализато 9 между трубой 7 и распределительным устройством 8. Друга  часть движетс  внутри трубки 10 распределительного устройства 8 и, проход  прорези 11, попадает на катализатор 9, смешива с с частично прореагировавшим потоком, двигавшимс  между трубой 7 и распределительным устройством 8. Пройд  оставшийс  слой катализатора в труба 7, поток реагирующих веществ выходит из реактора через патрубок 5. Регулирование доли потока реагиру ющих веществ, поступающих в распре делительное устройство 8, осуществл  етс  подвижной крьш1кой 13 с помощью гайки 14. При отворачивании гайки 14 и подъ еме крьш1ки 13 высота прорезей увеличкваетс , увеличиваетс  и дол  потока в распределительном устройстве В. Дл  автоматического регулировани  соотношени  доли потоков, движущихс  в распределительном устройстве 8 и между стенками трубы 7 и трубки 10, подвижна  крышка может быть изготовлена в виде клапана 15. Колебани  общего расхода на входе вызывают про порциональное изменение положени  клапана 15 относительно прорезей 11, поэтому соотношение доли- потоков, движущихс  в распределительном устройстве 8 и между стенками трубы 7 и трубки 10, остаетс  посто нньы, При движении части реакционной массы между стенками трубы 7 и трубки 10 в слое катализатора эквивалент ный диаметр сечени  уменьшаетс , что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи от реакционной массы к стенкам трубы 7 на высоте , соответ ствующей высоте распределительного устройства 8. Так как на входе в трубы 7 концентраци  исходных вещест максимальна, то тепловыделение или теплопоглощение за счет химической реакции здесь также наибольшее. Это большое количество тепла на входе в трубу 7 возможно подвести или отвести за счет большого коэффициента теплоотдачи, что приводит к понижению температуры на входе при экзотер мической реакции или ее повышению при эндотермической реакции. Непрореагировавша  часть потока реакционной масбы, пройд  по трубке 10 распределительного устройства 8, на выходе из щелевых прорезей смещиваетс  е частью потока, движущевос  между стенками трубы 7 и трубки 10, увеличива  концентрацию реагирующих веществ в последнем. Это вызывает увеличение тепла реакции дл  экзотермической реакции или его уменьшение дл  эндотермической реакции на йысоте большей, чем высота распределительного устройства 8. Однако здесь эквивалентный диаметр, в котором движетс  поток реакционной массы, больше, чем эквивалентный диаметр сечени  между трубой 7 и трубкой 10. Поэтому коэффициент теплоотдачи от реакционной массы к стенке трубы 7 падает, что вызывает увеличение температуры дл  экзотермической реакции или ее уменьшение дл  эндотермической «реакции на высоте большей , чем высота распределительного устройства 8.Таким образом, дл  экзотезрмической реакции удаетс  понизить темпер&туру в области входа реакционной массы в трубы и повысить ее в средней части реактора дл  эндотермической реакции наоборот. i Выравнивание профил  температур по высоте катализатора улучшает качество продуктов реакции. Применение распределительного устройства, представл ющего собой трубку, установленную на входе в каждую трубу трубного пучка, позвол ет в значительной степени выровн ть . профиль температур по высоте катали затора, уменьшить градиенты темпераур в 1,5 раза, снизить абсолютное значение температуры на 15-30, уве- личйть среднюю температуру на 2-5, увеличить степень превращени  на 0,81% , предотвратить, термическую деструкцию исходных веществ и продуктов реакции и термическую дезактивацию , катализатора, что способствует повышению качества продуктов реакции и увеличению срока службы катализатора, облегчает зксплуатацрю реактора в оптимальном температурном режиме.

Claims (2)

1. КОЖУХОТРУБНЫЙ РЕАКТОР для проведения экзотермических и эндотермических реакций, содержащий корпус, трубные решетки, пучки труб, внутри которых размещен катализатор, распределительные устройства, техно-: логические патрубки, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения производительности по целевому продукту за счет выравнивания профиля температур по длине реактора, каждое распределительное устройство выполнено в виде трубки с щелевыми прорезями в верхней части и установлено внутри кажцой трубы у нижнего, ее торца.

2. Реактор поп.1, отличающийся тем, что распределительные трубки снабжены подвижными регулируемыми крышками, расположенными над щелевыми прорезями.

Фиг 1 t 1134230 2