УСТАНОВКА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 2017 года по МПК B01J8/00 

Изобретение относится к устройствам для восстановления водородом катализаторов, находящихся в оксидной форме, и может быть использовано в газо- и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для получения водородсодержащей газовой смеси [RU 160799, 10.04.2016 г., B01J 8/04, С01В 3/00], предназначенное для восстановления катализаторов парового риформинга и содержащее нагревательное устройство, смеситель попутного нефтяного газа с воздухом, каталитический реактор получения водородсодержащей смеси методом воздушной конверсии и теплообменник, при этом устройство интегрировано с установкой конверсии попутных нефтяных газов.

Недостатком известного устройства является наличие паров воды и оксидов углерода в водородсодержащей газовой смеси, что приводит к перегреву катализатора из-за протекания реакции метанирования оксидов углерода, отложению углерода на поверхности катализатора и снижению каталитической активности восстановленного катализатора [Е.З. Голосман, В.Н. Ефремов., Промышленные катализаторы гидрирования оксидов углерода // Катализ в промышленности, №5, 2012, с. 36-55].

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для восстановления катализатора в токе смеси азота и водорода [Единые требования по транспортировке, приему, хранению, рассеву, загрузке в аппараты, восстановлению, пассивации, окислению и эксплуатации катализаторов сероочистки, конверсии природного газа, конверсии окиси углерода, метанирования и синтеза аммиака. М.: ОНТИ ГИАП, 1978, с. 97-111], которая включает нагреватель и каталитический реактор с линией вывода продуктов восстановления, расположенные на линии подачи продувочного газа, которую образуют линии подачи азота, водорода и воздуха.

Недостатком данной установки является высокий расход азота и водорода, сбрасываемых в атмосферу вместе с продуктами восстановления.

Задачей изобретения является уменьшение расхода азота и водорода, снижение энергозатрат.

В качестве технического результата при использовании предлагаемой установки достигается уменьшение расхода азота и водорода, а также снижение энергозатрат за счет оборудования установки дефлегматором и устройствами для циркуляции продувочного газа и рекуперации тепла.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей нагреватель и каталитический реактор с линией вывода продуктов восстановления, расположенные на линии подачи продувочного газа, особенностью является то, что на линии вывода продуктов восстановления размещены рекуперационный теплообменник, устройство для циркуляции и дефлегматор, оснащенный линией ввода воздуха, линией вывода продувочного газа и линией вывода водного конденсата, соединенной с устройством для циркуляции, оборудованный верхней теплообменной секцией, соединенной с холодильной машиной линиями ввода/вывода теплоносителя, и нижней теплообменной секцией, соединенной с линией вывода продувочного газа, к которой примыкают линии вывода балансового продувочного газа, ввода азота и водорода, после которых на ней размещен рекуперационный теплообменник.

В качестве устройства для циркуляции может быть использован, например, жидкостно-кольцевой компрессор. В качестве остальных элементов устройства используют любое оборудование соответствующего назначения, известное из уровня техники.

Размещение рекуперационного теплообменника на линии вывода продуктов восстановления и оснащение дефлегматора нижней теплообменной секцией уменьшает расход энергии на нагрев продувочного газа и на охлаждение продуктов восстановления, соответственно, что снижает энергозатраты. Оснащение установки дефлегматором позволяет охладить в условиях дефлегмации продукты восстановления, содержащие пары воды, осушить их и получить продувочный газ, в который добавляют водород для восстановления катализатора, загруженного в каталитический реактор. Размещение устройства для циркуляции, соединенного с линией вывода водного конденсата, на линии вывода продуктов восстановления обеспечивает циркуляцию продувочного газа с минимальными энергозатратами и позволяет проводить процесс без сброса всего потока продуктов восстановления в атмосферу, осуществляя вывод только балансовой части продувочного газа, что уменьшает расход азота и водорода.

Предлагаемая установка показана на прилагаемой фигуре и состоит из дефлегматора 1 с верхней 2 и нижней 3 секциями, холодильной машины 4, жидкостно-кольцевого насоса 5, рекуперационного теплообменника 6, нагревателя 7 и каталитического реактора 8.

При работе установки продувочный газ, подаваемый по линии 9, смешивают с азотом и водородом, подаваемыми по линиям 10 и 11, и через теплообменник 6 и нагреватель 7 направляют в реактор 8, где осуществляют восстановление оксидной формы катализатора водородом, содержащимся в продувочном газе. Продукты восстановления, содержащие пары воды, через теплообменник 6 по линии 12 с помощью жидкостно-кольцевого насоса 5 подают в нижнюю часть дефлегматора 1, где охлаждают и осушают в условиях дефлегмации хладоагентом, подаваемым по линиям 13 в/из холодильной машины 4, и по меньшей мере частью продувочного газа, подаваемого из линии 9, балансовый избыток которого выводят по линии 14. Из дефлегматора 1 по линии 15 по мере накопления выводят водный конденсат, часть которого в качестве рабочей жидкости подают в устройство 5, а в дефлегматор 1 на стадии пассивирования катализатора подают воздух по линии 16. При необходимости воздух подают в линию подачи продувочного газа 9 перед рекуперационным теплообменником 6 (показано пунктиром).

Таким образом, предлагаемая установка позволяет уменьшить расход азота и водорода, снизить энергозатраты и может быть использована в промышленности.

Изобретение относится к устройствам для восстановления катализаторов, находящихся в оксидной форме, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Предложена установка, состоящая из дефлегматора с верхней и нижней секциями, холодильной машины, устройства для циркуляции, рекуперационного теплообменника, нагревателя и каталитического реактора. При работе установки продувочный газ смешивают с азотом и водородом и подают через рекуперационный теплообменник и нагреватель в каталитический реактор, где осуществляют восстановление оксидной формы катализатора водородом, содержащимся в продувочном газе. Продукты восстановления, содержащие пары воды, с помощью устройства для циркуляции через рекуперационный теплообменник направляют в нижнюю часть дефлегматора, где охлаждают и осушают в условиях дефлегмации хладоагентом, подаваемым в/из холодильной машины, и по меньшей мере частью продувочного газа, балансовый избыток которого выводят. Из дефлегматора по мере накопления выводят водный конденсат, часть которого в качестве рабочей жидкости подают в устройство для циркуляции, а в дефлегматор на стадии пассивирования катализатора подают воздух. Технический результат - снижение расхода азота и водорода и уменьшение энергозатрат. 1 ил.

Установка для восстановления катализатора, включающая нагреватель и каталитический реактор с линией вывода продуктов восстановления, расположенные на линии подачи продувочного газа, отличающаяся тем, что на линии вывода продуктов восстановления размещены рекуперационный теплообменник, устройство для циркуляции и дефлегматор, оснащенный линией ввода воздуха, линией вывода продувочного газа и линией вывода водного конденсата, соединенной с устройством для циркуляции, оборудованный верхней теплообменной секцией, соединенной с холодильной машиной линиями ввода/вывода теплоносителя, и нижней теплообменной секцией, соединенной с линией вывода продувочного газа, к которой примыкают линии вывода балансового продувочного газа, ввода азота и водорода, после которых на ней размещен рекуперационный теплообменник.