РЕАКТОР ГИДРОКРЕКИНГА Российский патент 2014 года по МПК C10G47/02 C10G47/32 B01J8/02 

Известна конструкция стояк-реактор каталитического крекинга (Патент РФ 2447132С2, C10G 11/18 (2006.01) В013 8/24), авторы Дрис Хюбертус Альберту с (NL) и др.

Линейная скорость может находиться в пределах от 10 до 30 м/с, а средние скорости частиц катализатора могут достигать 25 м/с. То есть частицы катализатора будут перемещаться с газообразной реакционной смесью, что способствует быстрому истиранию катализатора и большому его расходу. У этого стояка-реактора большое гидравлическое сопротивление потоку перерабатываемого сырья.

Более удачной конструкцией является реактор с подвижным слоем катализатора (Большая энциклопедия нефти и газа. Реактор-риформинг, стр.1). Однако в этом реакторе происходит быстрое истирание катализатора и большой его расход.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является конструкция реактора гидрокрекинга (Большая энциклопедия нефти и газа. Реактор гидрокрекинга, стр.1). Недостатками данной конструкции являются большое гидравлическое сопротивление потокам сырья и водородосодержащего газа, небольшая поверхность контакта сырья с катализатором, трудоемкая загрузка и выгрузка катализатора, при которых теряется до 15% катализатора, невысокая монтажная готовность (внутренние устройства реактора устанавливаются на месте эксплуатации), большая масса корпуса реактора.

Решаемые задачи:

- снижение гидравлического сопротивления потокам сырья и водородосодержащего газа;

- увеличение поверхности контакта сырья с катализатором;

- возможность загрузки и выгрузки катализатора без разрушения гранул, т.е. без потерь механизированным способом транспортерами;

- поставка реактора на место эксплуатации с высокой монтажной готовностью.

Для решения поставленных задач в предлагаемом реакторе предусмотрена кольцевая корзина для катализатора всех зон реактора.

Кольцевая корзина выполнена из двух концентрично расположенных перфорированных обечаек, соединенных с днищами. Внутренняя перфорированная обечайка обтянута фильтровальными сетками (не менее двух слоев), на наружной перфорированной обечайке фильтровальные сетки закреплены с внутренней стороны.

На наружной перфорированной обечайке закреплена неперфорированная обечайка. Кольцевой зазор между наружной перфорированной обечайкой и неперфорированной обечайкой выбирается из расчета оптимальной скорости потоков сырья и водородосодержащего газа. По торцам неперфорированная обечайка закреплена днищами к перфорированной обечайке. Высота неперфорированной обечайки выбирается в зависимости от количества зон в реакторе. Входное устройство установлено в центре верхнего днища корпуса реактора.

Площади сечений полостей сырья и водородосодержащего газа выбираются из условия оптимальной скорости потоков.

Верхняя фильтрующая зона реактора ограничена усеченным конусом в полости входа сырья. Поток сырья проходит радиально от центра к периферии, заполняя полость между наружной перфорированной обечайкой и неперфорированной обечайкой, затем проходит остальные зоны реактора кроме последней, проходя радиально от периферии к центру, заполняя полость внутри внутренней перфорированной обечайки до усеченного конуса, проходит радиально от центра к периферии и выходит из реактора.

Водородосодержащий газ подается через входное устройство и выходит в отверстия внутренней обечайки. Для исключения температурных деформаций предусмотрены подвижные соединения.

Конструкция предлагаемого реактора гидрокрекинга представлена на чертеже.

Реактор гидрокрекинга состоит из корпуса 1, внутренней теплоизоляции 2, входного устройства 3, полости входа сырья 4, полости входа водородосодержащего газа 5, внутренней перфорированной обечайки 6, наружной перфорированной обечайки 7, фильтровальных сеток 8 и 9, усеченных конусов 10, ответстий 11 в полости 5, днищ 12, соединяющих перфорированные обечайки 6 и 7, наружной неперфорированной обечайки 13 с днищами 14, патрубков 15 загрузки катализатора, патрубков 16 выгрузки катализатора, катализатора 17, патрубка 18 входа сырья, патрубка 19 входа водородосодержащего газа, патрубка 20 выхода продукта, люков-лазов 21, 22, подвижных соединений 23, 24, 25, форсунок 26.

Катализатор загружается через загрузочные патрубки на верхнем днище реактора гидрокрекинга. На верхнем днище корзины устанавливаются форсунки для подачи газа под давлением от 0,2 до 0,4 МПа для равномерного рассеивания и плотной загрузки катализатора по всему сечению корзины.

Прохождение сырья и водородосодержащего газа с радиальным потоком через слой катализатора, длина которого в несколько раз меньше, чем длина слоя с осевым потоком, сократит величину гидравлического сопротивления также в несколько раз по сравнению с прохождением сырья и водородосодержащего газа с осевым потоком. Кроме того, за счет увеличения поверхности контакта сырья с катализатором при одной и той же производительности можно уменьшить габаритные размеры реактора гидрокрекинга.

Сравнение существенных признаков предложенного и известных решений дает основание считать, что техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Таким образом, предложенная конструкция реактора гидрокрекинга позволяет снизить гидравлическое сопротивление потокам сырья и водородосодержащего газа, увеличить поверхность контакта сырья и водородосодержащего газа с катализатором, применить механизированную загрузку и выгрузку катализатора без разрушения гранул катализатора и без его потери, повысить монтажную готовность реактора гидрокрекинга.

Изобретение относится к установке для переработки нефтепродуктов. Изобретение касается реактора гидрокрекинга, содержащего корпус с днищами, внутреннюю теплоизоляцию, патрубки входа сырья и водородсодержащего газа, патрубок выхода продукта. Катализатор всех зон реактора помещен в общую кольцевую корзину, состоящую из двух концентрично расположенных перфорированных обечаек с фильтровальными сетками, перфорированные обечайки соединены между собой днищами. Верхняя фильтрующая зона реактора ограничена усеченным конусом. Поток сырья проходит радиально от центра к периферии, заполняя полость между наружной перфорированной обечайкой и неперфорированной обечайкой, затем проходит остальные зоны, кроме последней, проходя радиально от периферии к центру, заполняя полость внутри внутренней перфорированной обечайки до усеченного конуса, проходит радиально от центра к периферии и выходит через патрубок из реактора. Технический результат - снижение гидравлического сопротивления потоков сырья и водородосодержащего газа, увеличение поверхности контакта сырья и водородосодержащего газа с катализатором, повышение монтажной готовности реактора гидрокрекинга. 1 ил.

Реактор гидрокрекинга, содержащий корпус с днищами, внутреннюю теплоизоляцию, патрубки входа сырья и водородосодержащего газа, патрубок выхода продукта, отличающийся тем, что катализатор всех зон реактора помещен в общую кольцевую корзину, состоящую из двух концентрично расположенных перфорированных обечаек с фильтровальными сетками, соединенных между собой днищами, на наружной перфорированной обечайке при помощи днищ закреплена неперфорированная обечайка, высота которой ограничена началом последней зоны реактора, верхняя фильтрующая зона реактора ограничена усеченным конусом в полости входа сырья, поток сырья проходит радиально от центра к периферии, заполняя полость между наружной перфорированной обечайкой и неперфорированной обечайкой, затем проходит остальные зоны реактора, кроме последней, проходя радиально от периферии к центру, заполняя полость внутри внутренней перфорированной обечайки до усеченного конуса, проходит радиально от центра к периферии и выходит через патрубок выхода продукта из реактора.