SU1114458A1 - Каталитический реактор - Google Patents

Abstract

1. КАТАЛИТОТЕСКИЙ РЕАКТОР, содержащий корпус, по высоте которого установлены слои катализатора, верхний - с аксиальным распределением газа, а нижний - заключенный . между двум  перфорированными коаксиальными цилиндрами, с радиальным распределением газа, промежуточный и предварительный теплообменники, о тличающийс  тем, что с целью сокращени  капзатрат путем более полного использовани  объема катализатора и облегчени  его загрузки и выгрузки, реактор снабжён дополнительной камерой, которой размещена головка распределительной камеры с выходным патрубком промежуточного теплообменника, при этом дополнительна  камера выполнена в виде двух, соединенных между собой большими основани ми усеченных перфорированных конусов. 2.Реактор по п.1, о т л ича ющ и и с   тем, что промежуточный теплообменник снабжен цилиндрической перегородкой с закрепленным в верхi ней части усеченным конусом, размещенным в дополнительной камере. (Л 3.Реактор по п.1, отличающийс  тем, что перфорированные коаксиальные цилиндры выполнены по высоте разъемными и установлены внахлестку.

Description

иС

4i 01

СХ Изобретение относитс  к аппарату ре, предназначенной дл  проведени  процессов в газовой среде на катали заторах или контактных массах и может быть использовано в химической, газовой, нефтехимической и других отрасл х промышленности. Известен каталитический реактор, содержащий корпус, внутри которого размещен слой катализатора с радиальным распределением газа, заключенный между двум  перфорированными коаксиальными цилиндрами с набженный крышкой, выполненной в виде усеченно го конуса С1. Однако использование всего объема ка-тализатора в известном реакторе достигаетс  за счет снижени  надежно ти работы, так как труднопредсказуем величина усадки катализатора при работе может оказатьс  сопоставимой с объемом катализатора, заключенном в крышке. В этом случае возникает неравномерность в распределении газа по объему катализатора и, при дальнейшей усадке, байпасирование ча ти газа мимо катализатора, что приве дет к нарушению работы реактора. Дл  исключени  указанного  влени  необходима загрузка дополнительного объе ма катализатора, что приведет к непо ному использованию его объема и увеличивает капзатраты. Кроме того, затрудн етс  использование мелкозернис тых катализаторов при малом гидравли ческом сопротивлении реактора, так как мелкозернистые катализаторы имею тенденцию к повышению величины усадк в процессе работы по сравнению с крупнозернистыми, что также приводит к увеличению капзатрат. Наличие одного сло  катализатора затрудн ет или исключает использование известного реактора дл  целого р да сложных каталических процессов протекающих в несколько стадий напрИ мер, экзотермический процесс синтеза аммиака) и требующих создани  многослойных каталитических реакторов , в том числе с применением пром жуточного теплообмена, кроме того, требующих создани  защитных слоев контактной массы (конверси  СО с предварительным поглощением каталити ческих  дов) и протекающих эффективно при использовании различных типов и размеров частиц катализаторов и контактной массы. Все это приводит к снижению эффективности работы реакторов и к увеличению капзатрат. Наиболее близким к изобретению  вл етс  каталитический реактор, содержащий корпус, по высоте которого установлены слои катализатора, верхний - с аксиальным распределением газа, а нижний заключенный между двум  перфорированными коаксиальными цилиндрами - с радиальным распределением газа, промежуточный и предварительный теплообменники. Слои катализатора не сообщаютс  между собойС21. В св зи с неизбежностью усадки катализатора в процессе его работы, достигающей величины 10%, в верхней части сло  катализатора с радиальным распределением газа образуетс  пространство , незаполненное катализатором , что приводит к байпасированию газа мимо сло  катализатора и нарушению режима работы реактора. Дл  исключени  этого  влени  и повышени  надежности работы в известном реакторе , в верхней части радиального сло  размещают дополнительный (не работающий) объем катализатора, который служит дл  пополнени  работающего сло  по мере его усадки. Тем самым в известном реакторе дл  обеспечени  надежности необходимо дополнительно загружать не менее 10% неработающего катализатора, что приводит к увеличению капзатрат. Размещение катализатора в отдельных не сообщающихс  сло х по высоте затрудн ет работы по загрузке и выгрузке катализатора, требует применени  специальных устройств, механизмов и приспособлений дл  проведени  этих работ и приводит к увеличению трудоемкости и сроков проведени  монтажных и ремонтных работ. Размещение вреакторе нескольких слоев катализаторов, работающих при повьш1енных температурах и давлени х , вызывает необходимость создани  специальных устройств дл  обеспечени  компенсации температурных удлинений внутренних конструкций. В известных реакторах такими устройствами  вл ютс  волнистые компенсаторы, гибкие элементы, различные устройства с сальниковыми уплотнени ми. Все это усложн ет конструкцию и приво3 дит к снижению надежности работы реакторов. Целью изобретени   вл етс  сокра щение капзатрат путем более полного использовани  объема катализатора и облегчени  загрузки и выгрузки ката лизатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что каталитический реактор,содержащий корпус, по высоте которого установлены слои катализатора, верх ний - с аксиальным распределением газа, а нижний; заключенньш между д м  перфорированными коаксиальными цилиндрами - с радиальным распределением газа, промежуточный и предва рительный теплообменники, снабжен дополнительной камерой, в которой размещена головка распределительной камеры с выходным патрубком промежуточного теплообменника, при этом дополнительна  камера выполнена в виде двух, соединенных между собой большими основани ми усеченны перфорированных конусов. Кроме того, промежуточный теплообменник снабжен цилиндрической пер городкой с закрепленным в верхней части усеченным конусом, размещенны в дополнительной камере, а перфорированные коаксиальные цилиндры выполнены по высоте разъемными и установлены внахлестку. На чертеже изображен реактор, ве тикальный разрез. Реактор содержит корпус 1, по высоте которого установлены слои ка тализатора, верхний 2-е аксиальны распределением газа, а нижний 3 с радиальным распределением газа, заключенный между двум  перфорирова ными коаксиальными цилиндрами, внут ренним 4 и наружным 5, промежуточный 6 и предварительный 7 теплообменники . Реактор снабжен дополнител ной камерой 8, выполненной в виде двух, соединенных между собой большими основани ми усеченных перфорированных конусов 9, внутри которой размещена головка распределительной камеры с выходным патрубком 10 промежуточного теплообменника 6. Промежуточный теплообменник 6 снабжен цилиндрической перегородкой 11 с закрепленным в верхней части усеченным конусом 12, размещенным внут ри дополнительной камеры 8. Реактор имеет патрубок 13 входа основного 84 потока газов, патрубок 14 дл  ввода второго потока газов, патрубок 15 дл  вывода газов, кольцевой зазор 16, кольцевой зазор 17, образуемый цилиндрической перегородкой и внутренним перфорированным цилиндром, проход кольцевого сечени  18 дл  сообщени  слоев катализатора, люки 19-21 дл  загрузки катализатора и патрубок 22 дл  выгрузки катализатора . Коаксиальные перфорированные цилиндры снабжены разъемом 23, концы которого выполнены внахлестку. Реактор работает следующим образом . Реагирующие газы поступают в корпус 1 двум  потоками через патрубки 1 4 и 13. До поступлени  в зону катализа первый поток проходит зазор 16 и предварительный теплообменник 7, а второй поток - промежуточный теплообменник и выходной патрубок 10, цосле чего эти потоки смещиваютс  и поступают в аксиальном направлении сверху вниз на верхний слой катализатора 2, размещенный на верхнем перфорированном усеченном конусе 9 дополнительной камерь 8. Далее нагретые за счет теплового эффекта процесса газы через полость дополнительной камеры 8 поступают в промежуточный теплообменник 6, где они охлаждаютс  холодным потоком вход щих реагирующих газов, и через зазор 17, образуемый цилиндрической перегородкой 11 с усеченным конусом 12 и перфорированными цилиндром 4 и нижним усеченным конусом 9 дополнительной камеры 8, поступает в радиальном направлении от центра к периферии на нижний слой катализатора 3, размещенный между наружным 5 и внутренним 4 периферированными коаксиальными цилиндрами. Вьтолнение дополнительной камеры 8 в виде двух соединенных между собой большими основани ми усеченных перфорированных конусов 9, установленньк с зазором к перфорированному наружному цилиндру 5, образует проход кольцевого сечени  18 дп  сообщени  слоев катализатора, посредством которого обеспечиваетс  самопроизвольное пополнение нижнего радиального сло  катализатора, при его усадке за счет объема катализатора, размещенного в верхнем аксиальном слое.

Claims (3)

1. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, содержащий корпус, по высоте которого' установлены слои катализатора, верхний - с аксиальным распределением газа, а нижний - заключенный . между двумя перфорированными коаксиальными цилиндрами_f с радиальным распределением газа, промежуточный и предварительный теплообменники, о тличающийся тем, что с целью сокращения капзатрат путем более полного использования объема катализатора и облегчения его загрузки и выгрузки, реактор снабжён дополнительной камерой, которой размещена головка распределительной камеры с выходным патрубком промежуточного теплообменника, при этом дополнительная камера выполнена в виде двух, соединенных между собой большими основаниями усеченных перфорированных конусов.

2. Реактор по п.1, о т л и'ч а тощий с я тем, что промежуточный теплообменник снабжен цилиндрической перегородкой с закрепленным в верхней части усеченным конусом, размещенным в дополнительной камере.

3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что перфорированные коаксиальные цилиндры выполнены по высоте разъемными и установлены внахлестку.

ГГ~ ’ ns >

1 114458