ВЫГРУЗКА КАТАЛИЗАТОРА ИЗ ТРУБНЫХ РЕАКТОРОВ Российский патент 2019 года по МПК B01J8/00 B01J8/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к выгрузке катализатора из трубных реакторов. Более конкретно, изобретение относится к удалению катализатора из труб каталитического реактора с использованием воздушных пик.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Химические вещества часто получаются в промышленном масштабе реакцией в крупных промышленных каталитических реакторах. Каталитический реактор промышленного типа часто используется, будучи оснащенным многочисленными размещенными вертикально, параллельными реакторными трубами, частично или полностью заполненными частицами катализатора во время работы. Химические реактанты пропускаются через реакторные трубы для контакта с катализатором для осуществления реакции. Такие реакторы часто называются многотрубными реакторами и применяются для получения, например, этиленоксида, метилакрилата, акриловой кислоты, фталевого ангидрида, малеинового ангидрида, ацетилена, ароматических соединений, мономерного стирола пропиленоксида, или газа для жидких продуктов.

[0003] Типичные каталитические реакторы являются цилиндрическими с диаметром в диапазоне от 2 до 9 метров и высотой в диапазоне от 5 до 50 метров. Каталитические реакторы обычно имеют выполненные по заказу конструкции, рассчитанные на конкретные химические процессы, и тем самым индивидуальные реакторы могут иметь весьма разнообразные размеры. В принципе, такой реактор может быть любого размера, и, в частности, может быть более крупным или меньшим, чем приведенные выше типовые размеры, причем ограничения связаны с пределами физической конструкции и реакционными условиями. В последние годы проявилась общая тенденция, в особенности в нефтехимической промышленности, к увеличению габаритов каталитических реакторов.

[0004] Реактор обычно оснащен цилиндрическим кожухом, содержащим большое число установленных вертикально, параллельных реакторных труб; где-то в количестве от 500 до 40000. Реакторные трубы имеют верхние и нижние концы, которые соединены, например, приварены, с отверстиями в верхних и нижних трубных решетках. Трубные решетки пролегают горизонтально в цилиндрическом кожухе, и обычно размещены рядом с его торцевыми фланцами. Верхние и нижние концы реакторного кожуха перекрыты сводчатыми колпаками, которые могут быть открыты для создания доступа внутрь, чтобы проводить техническое обслуживание и замену катализатора в реакторных трубах. Например, сводчатые колпаки могут быть оснащены люками, чтобы обеспечивать доступ для работника, или могут быть съемными. Зачастую сводчатые колпаки являются несъемными, или по меньшей мере не без труда разборными, поскольку через сводчатые колпаки в активную зону реактора пролегают охлаждающие трубы. Эти охлаждающие трубы могут усложнить или вообще сделать невозможным снятие сводчатого колпака с реактора.

[0005] Реакторные трубы открыты на своих концах, и могут иметь внутренние диаметры в диапазоне от около 2 до 15 см. Они присоединены (например, сваркой) к системе отверстий, предусмотренных в трубных решетках. Число труб и конфигурация отверстий в трубных решетках соответствуют химической реакции и масштабу реакции, которая проводится в реакторе, но обычно отверстия размещаются равноудаленными друг от друга с предпочтительно постоянным шагом (то есть, кратчайшим расстоянием между наружным краем одного отверстия и наружным краем соседнего с ним отверстия) от 0,3 до 5 см или более.

[0006] В реакторные трубы загружаются частицы катализатора. Частицы катализатора имеют самые разнообразные размеры и формы, обычно сферические или цилиндрические, и имеют номинальные диаметры в диапазоне от около 1 мм до 25 мм, чаще всего в диапазоне от 2 до 15 мм. Реакторные трубы и гранулы катализатора согласованы по размерам, чтобы обеспечивать возможность введения частиц в реакторные трубы в контролируемом режиме, который сводит к минимуму риски зависания. Как правило, частицы имеют максимальный размер от 0,1 до 0,8 величины внутреннего диаметра реакторной трубы, чаще от 0,15 до 0,6 величины, и наиболее часто от 0,25 до 0,4 величины.

[0007] Частицы отработанного катализатора могут быть выгружены из реакторных труб с использованием вводимой воздушной пики, которая применяется в сочетании сжатого воздуха и вакуума. Под действием воздушной струи частицы катализатора «разрыхляются» сжатым воздухом и выводятся под действием разрежения. После удаления катализатора трубы могут быть обеспылены, проверены и, если необходимо, очищены. Известные способы выгрузки включают вакуумирование сверху с использованием системы флюидизации, физическое удаление протыканием термически связанных труб и/или выталкиванием сплавленного катализатора, и удаление струей воды в случае, что трубы полностью заблокированы. В случае, что внутреннее пространство реактора должно быть очищено для удаления коррозии, полимеров или других загрязнителей, трубы могут быть прочищены проволочными щетками с использованием гибкого вращающегося вала со специальными присоединенными щетками, которые опускаются в трубы, прочищены ершами для очистки отдельных труб с использованием цилиндрических абразивных средств, с последующим пропусканием губчатого шара для удаления пыли, или подвергнуты дробеструйной обработке, когда внутренности загрязнены вследствие сплавления катализатора или полимеров.

[0008] Выгрузка катализатора является трудоемкой, занимающей много времени, и поэтому дорогостоящей операцией, требующей привлечения группы обученного персонала, вставляющего воздушные пики в трубы с верхней трубной решетки реактора. Существует потребность в более эффективном способе выгрузки, в котором сведены к минимуму число работников и время, необходимые для выгрузки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Изобретение обеспечивает возможность удаления дисперсного материала, такого, как частицы отработанного катализатора, из реакторных труб экономичным в отношении трудозатрат и времени путем.

[0010] Согласно одному аспекту изобретения, предлагается устройство для выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы каталитического реактора. Каталитический реактор обычно включает множество по существу вертикально выровненных реакторных труб. Устройство может включать воздушную пику для разрыхления дисперсного материала внутри реакторной трубы с использованием сжатого воздуха. Кроме того, устройство может включать блок воздушной пики для введения воздушной пики в реакторную трубу и выведения из нее. Устройство может дополнительно включать гибкую направляющую трубу, которая на одном конце может быть соединена с блоком воздушной пики, и на другом конце с первой очищенной реакторной трубой. Гибкая направляющая труба размещается для направления воздушной пики из реакторной трубы в первую очищенную реакторную трубу, тем самым создавая возможность расположения внутри первой очищенной реакторной трубы части воздушной пики, которая не была введена в реакторную трубу. Очищенная реакторная труба представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена до выгрузки из реакторной трубы 6, возможно, с использованием любого известного способа выгрузки и/или очистки.

[0011] Блок воздушной пики может быть благоприятным образом использован для введения воздушной пики в реакторную трубу и выведения из нее, тем самым устраняя необходимость в обученном персонале для выполнения этой работы. Блок воздушной пики может выявлять препятствия в реакторной трубе по детектируемому сопротивлению, когда воздушная пика вводится в реакторную трубу, позволяя блоку воздушной пики корректировать силу подачи, регулировать давление сжатого воздуха (в том числе возможность прекращения течения воздуха), корректировать мощность вакуумирования (в том числе возможность выключения вакуумной системы), и/или останавливать выгрузку для одной или многих реакторных труб. Таким образом, процедура выгрузки может быть дополнительно автоматизирована. Часть воздушной пики, которая не была введена в реакторную трубу, предпочтительно сохраняется в уже очищенной реакторной трубе, в результате чего, вместе с гибкой направляющей трубой, трубная решетка не содержит деталей воздушной пики. Тем самым многочисленные секции трубной решетки могут быть обработаны за один раз многочисленными блоками воздушных пик для очистки даже большего числа реакторных труб одновременно. Кроме того, на трубной решетке, не содержащей части воздушной пики, могут быть проведены другие действия, такие как очистка или проверка труб, в то время как реакторные трубы находятся в процессе выгрузки.

[0012] Вариант осуществления согласно пункту 2 формулы изобретения благоприятным образом позволяет отсасывать разрыхленные частицы действием разрежения с использованием того же блока воздушной пики, как применяемый для подачи воздушной пики. В результате может быть сведено к минимуму пространство, необходимое на трубной решетке для выгрузки дисперсного материала.

[0013] Вариант осуществления согласно пункту 3 формулы изобретения благоприятным образом позволяет более простым путем соединять одну или многие гибкие направляющие трубы с очищенными реакторными трубами. Первое соединительное устройство может быть приспособлено к конкретным размерам и возможностям присоединения к реакторным трубам, тогда как часть, присоединяемая к гибкой направляющей трубе, всегда является одной и той же. Это позволяет располагать гибкой направляющей трубой, одинаковой для всех каталитических реакторов.

[0014] Вариант осуществления согласно пункту 5 формулы изобретения благоприятным образом повышает безопасность устройства закреплением, например, находящихся под давлением частей устройства на очищенных реакторных трубах в случае, если части высвобождаются вследствие разрушения.

[0015] Вариант осуществления согласно пункту 6 формулы изобретения благоприятным образом обеспечивает возможность снабжать воздушную пику сжатым воздухом через очищенную реакторную трубу, устраняя тем самым необходимость в насосе на верхней решетке, и с экономией тем самым пространства у верхней решетки для выгрузки или других действий.

[0016] Вариант осуществления согласно пункту 7 формулы изобретения благоприятным образом обеспечивает возможность одновременно очищать многочисленные реакторные трубы, тем самым экономя время на выгрузку из реакторных труб. Более того, блок воздушной пики может управляться одним человеком, в результате чего многочисленные реакторные трубы могут выгружаться одновременно одним человеком. Поэтому также сводится к минимуму численность персонала, необходимого для разгрузки реакторных труб.

[0017] Вариант осуществления согласно пункту 8 формулы изобретения благоприятным образом позволяет сделать блок воздушной пики и первое соединительное устройство компактными и тем самым более простыми в обращении.

[0018] Вариант осуществления согласно пункту 9 формулы изобретения благоприятным образом позволяет удерживать блок воздушной пики на месте силой тяжести, то есть, без фиксирования или с ограниченным креплением на трубной решетке или реакторных трубах.

[0019] Согласно одному аспекту изобретения, предложен блок воздушной пики, имеющий один или многие из вышеупомянутых признаков и преимуществ.

[0020] Согласно одному аспекту изобретения, предложен способ выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы каталитического реактора с использованием устройства, имеющего один или многие из вышеупомянутых признаков и преимуществ. Способ может включать подачу воздушной пики из первой очищенной реакторной трубы в реакторную трубу в то время, как блок воздушной пики размещен поверх реакторной трубы. Кроме того, способ включает введение воздушной пики из реакторной трубы в первую очищенную реакторную трубу в то время, как блок воздушной пики размещен поверх реакторной трубы. Кроме того, способ может предусматривать перемещение блока воздушной пики, обеспечивая возможность размещения блока воздушной пики поверх дополнительной реакторной трубы, из которой должен быть н дисперсный материал. Способ может дополнительно включать подачу воздушной пики из первой очищенной реакторной трубы в дополнительную реакторную трубу в то время, как блок воздушной пики размещен поверх дополнительной реакторной трубы. Кроме того, способ может включать подачу воздушной пики из дополнительной реакторной трубы в первую очищенную реакторную трубу в то время, как блок воздушной пики размещен поверх дополнительной реакторной трубы. Очищенная реакторная труба представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена перед выгрузкой реакторной трубы 6, возможно, с использованием любого известного способа разгрузки и/или очистки.

[0021] Способ благоприятным образом может быть использован для последующей разгрузки реакторных труб в других местоположениях на трубной решетке с использованием того же блока воздушной пики. Поскольку те же самые очищенные реакторные трубы могут быть использованы для хранения воздушной пики, требуется привлечение минимального персонала, когда перемещается блок воздушной пики, то есть, основной выполняемой задачей является перемещение блока воздушной пики.

[0022] Вариант осуществления согласно пункту 12 формулы изобретения благоприятным образом позволяет выгружать реакторные трубы и размещать очищенные реакторные трубы на оптимальном расстоянии, обеспечивая возможность оставлять гибкую направляющую трубу в соединении с очищенными трубами, тогда как блок воздушной пики может перемещаться ко многим или всем реакторным трубам, очищаемым в этой секции.

[0023] Вариант осуществления согласно пункту 13 формулы изобретения благоприятным образом позволяет выгружать реакторные трубы эффективным путем на по существу круглых трубных решетках.

[0024] Вариант осуществления согласно пункту 14 формулы изобретения благоприятным образом позволяет применять многочисленные блоки воздушной пики одновременно для более быстрого выгрузки всех реакторных труб в трубной решетке.

[0025] Далее варианты осуществления изобретения будут дополнительно описаны более подробно. Однако должно быть понятно, что эти варианты осуществления не могут толковаться как ограничивающие область правовой защиты настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Теперь варианты осуществления будут описаны, только в порядке примера, со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, в которых соответствующие кодовые номера позиций указывают соответствующие части, и в которых:

[0027] Фиг. 1 и 2 показывают вид сбоку каталитического реактора;

[0028] Фиг. 3 и 4 показывают перспективный вид секции верхней части каталитического реактора;

[0029] Фиг. 5 показывает вид сверху секции трубной решетки каталитического реактора;

[0030] Фиг. 6 показывает перспективный вид первого соединительного устройства, смонтированного на трубной решетке;

[0031] Фиг. 7 показывает вид сбоку первого соединительного устройства, смонтированного на трубной решетке;

[0032] Фиг. 8 показывает перспективный вид второго соединительного устройства, прочно закрепленного на трубах; и

[0033] Фиг. 9 показывает вид сбоку второго соединительного устройства, смонтированного на трубах.

[0034] Фигуры приведены только для целей иллюстрирования, и не служат как ограничение области или пределов защиты, как это сформулировано пунктами формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0035] Фиг. 1 показывает вид сбоку примерного каталитического реактора 1, имеющего верхний сводчатый колпак 2, нижний сводчатый колпак 3, и многочисленные реакторные трубы между верхней трубной решеткой 4 и нижней трубной решеткой 5. В Фиг. 1 показаны только две реакторных трубы 6 и 7, но фактически присутствует большое число размещенных вертикально, параллельных реакторных труб; обычно приблизительно от 500 до 40000, но возможно любое другое число реакторных труб. Многочисленные реакторные трубы изображены концами труб, вычерченными в верхней и нижней трубных решетках.

[0036] Когда дисперсный материал, такой как частицы отработанного катализатора, должен быть выгружен из реакторных труб, открывается доступ к верхнему сводчатому колпаку 2, и на верхней трубной решетке 4 устанавливается разгрузочное оборудование. Согласно настоящему изобретению, подвижный блок 10 воздушной пики монтируется на верхней трубной решетке поверх реакторной трубы 6, которая должна быть выгружена и/или очищена. Блок 10 воздушной пики подает воздушную пику 11 в реакторную трубу 6 для разрыхления частиц катализатора у оконечности воздушной пики 11 с использованием сжатого воздуха, подаваемого в воздушную пику 11. Затем разрыхленные частицы катализатора удаляются из реакторной трубы 6 вакуумным отсасыванием через вакуумный шланг 13, который для этой цели одним концом присоединен к блоку 10 воздушной пики. Другой конец вакуумного шланга 13 обычно присоединен к вакуумной системе, размещенной снаружи верхнего сводчатого колпака 2 (в Фиг. 1 не показано).

[0037] В то время как частицы катализатора выводятся из реакторной трубы 6, воздушная пика 11 опускается в реакторную трубу 6 для разрыхления остающихся частиц катализатора, пока не будут достигнуты нижние частицы в реакторной трубе 6 вблизи или у нижней трубной решетки 5. Это иллюстрировано Фигурами 1 и 2, причем в Фиг. 1 воздушная пика 11 еще не была вставлена в реакторную трубу 6, или была извлечена из реакторной трубы 6, и причем в Фиг. 2 воздушная пика 11 достигла нижнего конца реакторной трубы 6.

[0038] Во избежание бесполезной траты рабочего пространства на верхней трубной решетке 4 частью воздушной пики, которая не вставлена в реакторную трубу 6, к блоку 10 воздушной пики присоединяется гибкая направляющая труба 12 для направления воздушной пики 11 в очищенную реакторную трубу 7. Очищенная реакторная труба 7 представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена перед выгрузкой реакторной трубы 6, возможно, с использованием любого известного способа разгрузки и/или очистки. Очищенная реакторная труба 7 действует как временное хранилище части воздушной пики 11, которая не была введена в реакторную трубу 6. Это опять же иллюстрировано в Фиг. 1 и 2, причем в Фиг. 1 воздушная пика 11 сохраняется в очищенной реакторной трубе 7, и причем в Фиг. 2 воздушная пика 11 почти полностью извлечена из очищенной реакторной трубы 7.

[0039] Гибкая направляющая труба 12 может быть закреплена на верхнем конце очищенной реакторной трубы 7 первым соединительным устройством 14, например, как показано в Фиг. 6.

[0040] У нижнего конца к очищенной реакторной трубе 7 может быть прикреплено второе соединительное устройство 15. Первое и второе соединительные устройства тем самым могут создавать воздухонепроницаемое уплотнение очищенной реакторной трубы 7, обеспечивая возможность подачи сжатого воздуха в очищенную реакторную трубу 7 через второе соединительное устройство, и тем самым к воздушной пике 11 внутри очищенной реакторной трубы 7. В случае, что воздушная пика 11 была вставлена в реакторную трубу 6 до такой степени, что воздушная пика 11 полностью выведена из очищенной трубы 7, сжатый воздух может подводиться к воздушной пике 11 через очищенную реакторную трубу 7 и гибкую направляющую трубу 12.

[0041] Фиг. 3 показывает перспективный вид фрагмента верхней части каталитического реактора 1. Показана только часть верхней трубной решетки 4, то есть, одна четверть с размещенным на ней блоком 10 воздушной пики, и небольшой участок, включающий очищенные реакторные трубы 71-74. Верхнюю трубную решетку 4 в Фиг. 3 следует понимать как включающую непоказанные части и имеющую круглую форму. Верхняя трубная решетка 4 показана с многочисленными концами труб. Части реакторных труб ниже верхней трубной решетки 4 в Фиг. 3 не показаны. В варианте исполнения согласно Фиг. 3 блок 10 воздушных пик используется для одновременного выведения частиц катализатора из трех реакторных труб с использованием трех воздушных пик 111, 112, 113. Воздушные пики 111, 112, 113 направляются от блока 10 воздушных пик в три очищенных реакторных трубы 71, 72, 73, по одной для каждой воздушной пики, через три гибких направляющих трубы 121, 122, 123.

[0042] В Фиг. 3 также показана четвертая гибкая направляющая труба 124, которая может соединять блок 10 воздушных пик с четвертой очищенной реакторной трубой 74 для направления контрольного трубопровода от блока 10 воздушных пик ко второму соединительному устройству 15 для регулирования подачи сжатого воздуха, как дополнительно разъясняется в Фиг. 6 и 8.

[0043] Блок 10 воздушных пик конфигурирован так, что он может быть передвинут на верхней трубной решетке 4. Для этого, например, на блоке 10 воздушных пик предусматриваются две рукоятки, как показано в Фиг. 10, обеспечивая возможность подхватывать блок и помещать поверх дополнительной выгружаемой реакторной трубы, или дополнительных выгружаемых реакторных труб в случае одновременного выгрузки многочисленных реакторных труб. Гибкость направляющих труб 12, 121-124 и гибкость воздушных пик 11, 111-113 позволяет изгибать направляющие трубы, когда блок 10 воздушной пики перемещается. Подобным образом, вакуумный шланг 13 следует за перемещением блок 10 воздушных пик. В то время как перемещается блок 10 воздушной пики, гибкие направляющие трубы 12, 121-124 обычно остаются закрепленными на очищенных реакторных трубах 7, 71-74. Фиг. 4 показывает блок 10 воздушной пики из Фиг. 3 после перемещения блока в еще одно местоположение, приводящего к изгибу следующих за ним гибких направляющих труб под более острым углом. В случае, когда высота верхнего сводчатого колпака 2 является меньшей, чем высота дугообразно изогнутых гибких направляющих труб, направляющие трубы могут быть отклонены в сторону внутренней поверхностью верхнего сводчатого колпака 2.

[0044] Чтобы помогать оператору правильно размещать блок 10 воздушной пики поверх очищаемых реакторных труб 6, блок 10 воздушной пики может быть оснащен лазерной направляющей системой. Будучи включенной, лазерная направляющая система проецирует лазерную линию на трубную решетку от двух противоположных сторон блока 10 воздушной пики. Тем самым две лазерных линии, например, слева и справа от блока 10 воздушной пики, образуют виртуальную прямую линию, выровненную с блоком 10 воздушной пики. Когда лазерная линия совпадает с концами труб слева и справа от блока 10 воздушной пики, блок воздушной пики размещается правильно поверх выгружаемых реакторных труб 6. От блока воздушной пики могут проецироваться дополнительные лазерные направляющие линии по различным направлениям.

[0045] Фиг. 5 показывает вид сверху верхней трубной решетки 4 с блоком 10 воздушной пики, размещенным в двух местоположениях согласно Фиг. 3 (верхнее левое положение в Фиг. 5) и Фиг. 4 (нижнее положение в Фиг. 5). Фиг. 5 должна пониматься как показывающая единственный блок 10 воздушной пики в двух различных положениях. Фиг. 5 показывает, что гибкие направляющие трубы 121-124 остаются зафиксированными на очищенных реакторных трубах 71-74 (обычно посредством первого соединительного устройства 14), когда блок 10 воздушной пики перемещается.

[0046] Верхняя трубная решетка 4 может быть разделена на многочисленные секции, например, на квадранты. Каждая секция может быть обработана единственным блоком воздушной пики, тогда как в то же время обрабатываются многочисленные секции. В примере согласно Фиг. 5 показан один квадрант, который обрабатывается единственным блоком 10 воздушной пики. В то же время еще один квадрант может быть обработан с использованием еще одного блока воздушной пики, и, например, с использованием других очищенных реакторных труб в том же квадранте, как реакторные трубы 71-74. Возможны другие варианты обработки многочисленных секций в одно и то же время, например, один, в котором реакторные трубы, которые очищены блоком 10 воздушной пики, используются в качестве очищенных реакторных труб для еще одного блока воздушной пики в еще одной секции, тогда как блок 10 воздушной пики еще работает в его секции. За один раз могут быть обработаны более чем две секции, например, три или все четыре квадранта в каждом случае могут быть обработаны блоком воздушной пики с использованием очищенных реакторных труб в противолежащем квадранте.

[0047] Один примерный вариант исполнения первого соединительного устройства 14 показан в Фиг. 6 и 7, причем Фиг. 6 представляет перспективный вид, и Фиг. 7 представляет вид сбоку. В этом примере первое соединительное устройство 14 используется для соединения трех гибких направляющих труб 121-123 с тремя очищенными реакторными трубами 71-73. Первое соединительное устройство 14 может включать вставную часть, которая вставляется в трубу, и которая закрепляется на резьбовом конце трубы с использованием резьбовых муфт для каждой из труб. В альтернативном варианте, могут быть применены любые другие известные соединительные устройства для концов труб. На другом конце вставной части гибкие направляющие трубы 121-123 могут быть соединены с использованием любого известного соединительного устройства, например, с использованием непроницаемых для воздуха герметизирующих гаек, как показано в Фиг. 6.

[0048] Четвертая гибкая направляющая труба 124 может быть соединена с четвертой очищенной реакторной трубой 74 для направления контрольного трубопровода 17 от блока 10 воздушной пики ко второму соединительному устройству 15 (смотри также Фиг. 8). Контрольный трубопровод 17 представляет собой, например, пневматический трубопровод, позволяющий блоку 10 воздушной пики управлять клапаном на втором соединительном устройстве 15. Еще одним неограничивающим примером является электрический провод для передачи регулирующих сигналов или напряжения от блока воздушной пики на клапан на втором соединительном устройстве 15.

[0049] Примерный вариант исполнения второго соединительного устройства 15 показан в Фиг. 8 и 9, причем Фиг. 8 представляет перспективный вид, и Фиг. 9 представляет вид сбоку. В этом примере второе соединительное устройство 15 используется для повышения давления в трех очищенных реакторных трубах 71-73 с использованием сжатого воздуха. Воздух, например, подается под давлением 12 бар (1,2 МПа) через клапаны 151-153. Второе соединительное устройство 15 может включать вставную часть, которая вставляется в трубу, и которая закрепляется на резьбовом конце трубы с использованием резьбовых муфт для каждой из труб. В альтернативном варианте, могут быть применены любые другие известные соединительные устройства для концов труб. На другом конце вставной части клапаны 151-153 могут быть соединены с использованием любого известного соединительного устройства, например, с использованием непроницаемых для воздуха герметизирующих гаек, как показано в Фиг. 8.

[0050] Четвертая гибкая направляющая труба 74 может быть использована для направления контрольных трубопроводов, например, пневматических трубопроводов или электрических проводов, от блока 10 воздушной пики к каждому из клапанов 151-153. Это позволяет блоку 10 воздушной пики или оператору блока 10 воздушной пики регулировать давление воздуха для каждой из пик 111-113, в зависимости от давления воздуха, необходимого для разрыхления частиц внутри очищаемых реакторных труб 6. Основная подача сжатого воздуха может быть обеспечена насосом (не показан) на блок 10 воздушной пики через трубопровод 174, такой, как показанный в Фиг. 9. Каждый из контрольных трубопроводов 171-173 затем может быть использован для подведения сжатого воздуха с регулируемым давлением от блока 10 воздушной пики на один или многие из клапанов 151-153.

[0051] Со ссылкой на Фиг. 6-9, пятая очищенная реакторная труба 75 может быть использована для направления защитного троса 16, например, стального троса, от первого соединительного устройства 14 до второго соединительного устройства 15. Защитный трос обычно присоединен к находящимся под давлением частям соединительных устройств и фиксирует первое соединительное устройство 14 со вторым соединительным устройством 15 в качестве предохранительного устройства на случай, если одна из частей под давлением высвободится вследствие разрушения.

[0052] Изобретение не ограничивается показанными в чертежах вариантами осуществления. Например, способ выгрузки может быть исполнен с нижней трубной решетки 5 вместо верхней трубной решетки 4. В этом случае блок 10 воздушной пики, воздушная пика 11, гибкая направляющая труба 12 и первое соединительное устройство 14 размещаются на нижней трубной решетке 5, и второе соединительное устройство размещается на верхней трубной решетке 4. Тогда блок воздушной пики приспосабливается для фиксирования на нижней трубной решетке 5.

[0053] Число реакторных труб, которые могут быть выгружены одновременно, может отличаться от показанных примеров. Формы каталитического реактора 1, сводчатых колпаков 2 и 3, и трубных решеток 4 и 5 должны пониматься как неограничивающие примеры.

Изобретение относится к выгрузке катализатора из трубных реакторов, в частности к устройству и способу выгрузки дисперсного материала, такого, как частицы отработанного катализатора, из реакторных труб каталитического реактора. Устройство содержит воздушную пику для разрыхления дисперсного материала внутри реакторной трубы с использованием сжатого воздуха, блок воздушной пики для введения воздушной пики в реакторную трубу и выведения из нее, и гибкую направляющую трубу, которая на одном конце соединена с возможностью разъединения с блоком воздушной пики, и на другом конце соединяема с первой очищенной реакторной трубой, для направления воздушной пики из реакторной трубы через блок воздушной пики в первую очищенную реакторную трубу, для расположения части воздушной пики, которая не была введена в реакторную трубу, внутри первой очищенной реакторной трубы, причем первая очищенная реакторная труба представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена до выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы. Изобретение обеспечивает возможность удаления дисперсного материала из реакторных труб экономичным в отношении трудозатрат и времени путем. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы (6) каталитического реактора (1), содержащее множество по существу вертикально выровненных реакторных труб, причем устройство содержит:

воздушную пику (11, 111-113) для разрыхления дисперсного материала внутри реакторной трубы (6) с использованием сжатого воздуха;

блок (10) воздушной пики для введения воздушной пики (11, 111-113) в реакторную трубу (6) и выведения из нее; и

гибкую направляющую трубу (12, 121-123), которая на одном конце соединена с возможностью разъединения с блоком (10) воздушной пики, и на другом конце соединяема с первой очищенной реакторной трубой (7, 71-73), для направления воздушной пики (11, 111-113) из реакторной трубы (6) через блок (10) воздушной пики в первую очищенную реакторную трубу (7, 71-73), для расположения части воздушной пики, которая не была введена в реакторную трубу (6), внутри первой очищенной реакторной трубы (7, 71-73),

причем первая очищенная реакторная труба (7, 71-73) представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена до выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы (6).

2. Устройство по п. 1, дополнительно включающее вакуумную систему, соединяемую через вакуумный шланг (13) с блоком (10) воздушной пики для отсасывания дисперсного материала вакуумированием из реакторной трубы (6).

3. Устройство по п. 1 или 2, дополнительно включающее первое соединительное устройство (14), прикрепляемое к одному концу первой очищенной реакторной трубы (7, 71-73), и в котором гибкая направляющая труба (12, 121-123) может быть присоединена к первой очищенной реакторной трубе (7, 71-73) первым соединительным устройством (14).

4. Устройство по п. 3, дополнительно включающее второе соединительное устройство (15), прикрепляемое к другому концу первой очищенной реакторной трубы (7, 71-73), причем второе соединительное устройство (15) содержит клапан (151-153) для подачи сжатого воздуха к воздушной пике (11, 111-113) через первую очищенную реакторную трубу (7, 71-73).

5. Устройство по п. 4, дополнительно включающее защитный трос (16) для соединения первого соединительного устройства (14) со вторым соединительным устройством (15) через вторую очищенную реакторную трубу (75).

6. Устройство по любому из пп. 3-5, дополнительно содержащее контрольный трубопровод (17, 171-173) между клапаном (151-153) и блоком (10) воздушной пики для управления клапаном (151, 153), причем первое соединительное устройство (14) и второе соединительное устройство (15) размещены для направления контрольного трубопровода (17, 171-173) через третью очищенную реакторную трубу (74).

7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее:

многочисленные воздушные пики (111-113) для одновременного разрыхления дисперсного материала внутри множества реакторных труб (6) с использованием сжатого воздуха, причем указанный блок (10) воздушной пики расположен для введения множества воздушных пик (111-113) в множество реакторных труб (6) и выведения из них, соответственно; и

множество гибких направляющих труб (121-123), на одном конце соединяемые с указанным блоком (10) воздушных пик, и на другом конце соединяемые с множеством очищенных реакторных труб (71-73), для направления множества воздушных пик (111-113) из множества реакторных труб (6) в множество очищенных реакторных труб (71-73), соответственно, для расположения соответствующих частей множества воздушных пик, которые не были введены в множество реакторных труб (6), внутри множества очищенных реакторных труб (71-73).

8. Устройство по п. 7, в котором множество реакторных труб (6) представляют собой смежные реакторные трубы, и в котором множество очищенных реакторных труб (71-73) представляют собой смежные реакторные трубы.

9. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором блок (10) воздушной пики и гибкая направляющая труба (12, 121-124) предназначены для применения на верхней трубной решетке (4) каталитического реактора (1).

10. Блок (10) воздушной пики для применения в устройстве по любому из пп. 1-9, причем блок (10) воздушной пики предназначен для:

введения одного конца воздушной пики (11, 111-113) в реакторную трубу (6) и выведения из нее; и

введения другого конца воздушной пики (11, 111-113) в очищенную реакторную трубу (7, 71-73) и выведения из нее через гибкую направляющую трубу (12, 121-123), которая на одном конце соединена с возможностью разъединения с блоком (10) воздушной пики, и на другом конце соединяема с очищенной реакторной трубой (7, 71-73), для направления воздушной пики (11, 111-113) из реакторной трубы (6) через блок (10) воздушной пики в первую очищенную реакторную трубу (7, 71-73).

11. Блок (10) воздушной пики по п. 10, выполненный с возможностью детектирования препятствий в реакторной трубе по выявлению сопротивления, когда воздушная пика вводится в реакторную трубу, и в ответ на это корректирования силы подачи, регулирования давления сжатого воздуха, регулирования мощности вакуумирования и/или прекращения выгрузки для одной или более из реакторных труб.

12. Блок (10) воздушной пики по п. 10 или 11, дополнительно включающий лазерную направляющую систему для проецирования лазерной линии на дополнительные реакторные трубы, размещенные сбоку на двух противоположных сторонах блока воздушной пики, и выровненной с реакторными трубами (6), выгружаемым блоком (10) воздушной пики.

13. Способ выгрузки дисперсного материала из реакторной трубы (6) каталитического реактора (1) с использованием устройства по любому из пп. 1-9, причем способ включает:

подачу воздушной пики (11, 111-113) из первой очищенной реакторной трубы (7, 71-73) в реакторную трубу (6), в то время как блок (10) воздушной пики размещается поверх реакторной трубы (6);

подачу воздушной пики (11, 111-113) из реакторной трубы (6) в первую очищенную реакторную трубу (7, 71-73), в то время как блок воздушной пики размещается поверх реакторной трубы (6);

перемещение блока (10) воздушной пики, обеспечивая возможность размещения блока (10) воздушной пики поверх дополнительной реакторной трубы, из которой должен быть выгружен дисперсный материал;

подачу воздушной пики (11, 111-113) из первой очищенной реакторной трубы (7, 71-73) в дополнительную реакторную трубу, в то время как блок (10) воздушной пики размещается поверх дополнительной реакторной трубы; и

подачу воздушной пики (11, 111-113) из дополнительной реакторной трубы в первую очищенную реакторную трубу (7, 71-73), в то время как блок (10) воздушной пики размещается поверх дополнительной реакторной трубы,

причем первая очищенная реакторная труба (7, 71-73) представляет собой реакторную трубу, которая была выгружена и/или очищена перед выгрузкой дисперсного материала из реакторной трубы (6).

14. Способ по п. 13, в котором множество выровненных по существу вертикально реакторных труб подразделяется на две или более секций, причем реакторная труба (6) и дополнительная реакторная труба размещаются в первой из двух или более секций, и причем первая очищенная реакторная труба (7, 71-73) размещается во второй из двух или более секций.

15. Способ по п. 14, в котором две или более секций представляют собой четыре квадранта.

16. Способ по п. 14 или 15, в котором две или более секций обрабатываются одновременно с использованием двух или более блоков воздушных пик.