СОДЕРЖАЩИЕ ВНУТРЕННИЕ УСТРОЙСТВА РЕАКТОРЫ С НЕПОДВИЖНЫМ ИЛИ ПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ И РАДИАЛЬНЫМ ТЕЧЕНИЕМ ОБРАБАТЫВАЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОТОКА Российский патент 2022 года по МПК B01J8/02 B01J8/06 B01J8/08 B01J8/12 C01C1/04 C10G35/04 C10G35/12 C10G45/58 C10G45/66 

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к внутренним устройствам реакторов для технологических процессов, в которых применяют реакторы с радиальным течением обрабатываемого технологического потока (в дальнейшем описании называемого также исходной смесью), таких как, например, каталитический риформинг бензинов или производство ароматических соединений, таких как BTX (аббревиатура от выражения "Benzene, Toluene et Xylenes" (бензол, толуол и ксилолы)). Под радиальным течением исходной смеси понимают то обстоятельство, что ее течение через слой катализатора происходит по существу горизонтально. Среди реакторов с радиальным течением исходной смеси можно отметить реакторы с подвижным слоем и реакторы с неподвижным слоем. Настоящее изобретение относится как к реакторам с подвижным слоем, так и к реакторам с неподвижным слоем.

Под подвижным слоем понимают то обстоятельство, что массив катализатора, диспергированного в форме мелких частиц, течет по существу вертикально под действием гравитации. Этот тип текучести подвижного слоя встречается, в частности, в способах, включающих регенерацию катализатора в непрерывном режиме, таких как восстановительный риформинг бензинов. Настоящее изобретение может также относиться к реакторам с неподвижным слоем, таким как реакторы для гидроалкилирования ароматических соединений, изомеризации ксилолов и т.д.

Изобретение состоит в улучшении внутренних устройств реакторов с радиальным течением типа реакторов с подвижным или неподвижным слоем за счет увеличения объема катализатора, приводимого в контакт с обрабатываемым исходным сырьем, по отношению к общему объему катализатора, находящегося в реакторе.

Таким образом, согласно настоящему изобретению при эквивалентном исполнении объем реактора оказывается уменьшенным или, с другой точки зрения, при равных объемах реакторов количество катализатора, доступного для осуществления реакции, увеличивается.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение реактора с подвижным слоем и радиальным течением согласно предшествующему уровню техники.

Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение реактора с подвижным слоем и радиальным течением согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение реактора с подвижным слоем и радиальным течением согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет собой схематическое изображение реактора с подвижным слоем и радиальным течением согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 представляет собой схематическое изображение реактора с неподвижным слоем и радиальным течением согласно предшествующему уровню техники.

Фиг. 6 представляет собой схематическое изображение реактора с неподвижным слоем и радиальным течением согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

В US 6221320 приведен сводный обзор традиционных технологий с подвижным слоем.

Согласно предшествующему уровню техники в случае радиальных реакторов с подвижным слоем зона, расположенная ниже опорного кольца внешней решетки и в направлении наружу от внутренней решетки, содержит некоторый объем катализатора, который не контактирует с обрабатываемым технологическим потоком. Таким образом, речь идет о "мертвом" объеме в смысле отсутствия активности в отношении реакции.

В других случаях согласно предшествующего уровня техники в случае радиальных реакторов с неподвижным слоем зона, расположенная ниже опорного кольца внешней решетки и в направлении наружу от внутренней решетки, не содержит катализатор. Кроме того, верхняя зона реактора также не содержит катализатор.

Согласно предшествующему уровню техники постепенную подачу катализатора в верхнюю часть радиальных реакторов с подвижным слоем в настоящее время осуществляют через несколько патрубков, каждый из которых в общем случае состоит из нескольких элементов и оканчивается концентрической конической частью, лежащей на массиве слоя катализатора. Именно через эту коническую часть катализатор распределяется в кольцевой каталитической зоне, расположенной между внешней и внутренней решетками вокруг реактора. Указанные конические части находятся в наиболее высокой части слоя катализатора, в зоне, в которой внешняя решетка содержит элемент в виде сплошной пластины, как показано на фиг. 2 патента US 7749467 B2, в случае модульной внешней решетки. С другой стороны, верхняя часть внутренней решетки также содержит сплошную пластину, как также показано на фиг. 2. Следовательно, зона расположенная между двумя такими пластинами содержит катализатор, который не вступает в контакт с обрабатываемым технологическим потоком.

В US 3864240, US 4040794 и FR 2160269 описаны разные типы реакторов с подвижным слоем, которые могут быть предпочтительно использованы в способе каталитического риформинга бензинов. В способе этого типа катализатор циркулирует в разных реакторах реакторной секции, в общем случае состоящей из трех, четырех и возможно пяти реакторов, при этом катализатор подают в верхнюю часть реактора технологической цепочки из нижней части предыдущего реактора посредством системы транспортировки типа "элеватор". Затем его вводят в верхнюю часть регенератора, после которого регенерированный катализатор направляют в реакторную секцию.

Согласно другим вариантам предшествующего уровня техники (US 3706536) разные каталитические зоны располагают секциями (при этом речь идет о многосекционном реакторе ("stacked reactor" согласно терминологии на английском языке)) для реализации только одного реактора, содержащего разные реакционные секции, между которыми циркулирует катализатор. Также можно соединять реактор, содержащий несколько объединенных реакционных секций, с одним или несколькими другими реакторами, содержащими одну или несколько реакционных секций, как показано на фиг. 1 патента FR 2160269.

За счет обобщения некоторых вариантов адаптации, доступных специалистам в данной области техники, настоящее изобретение относится как к реакционным зонам отдельных реакторов, так и к секционированным реакционным зонам или к комбинации обоих вариантов.

В US 6221320 описана технология, по которой внутренняя и внешняя решетки заменены эквивалентным устройством, образованным множеством приемников катализатора или модулей, каждый из которых представляет собой сегмент цилиндра, разделенного в осевой плоскости (устройство, называемое "контейнер катализатора" ("catalyst container" согласно терминологии на английском языке)). Указанные модули образованы решетками Джонсона. Настоящее изобретение может применяться как в вариантах реализации с внутренней и внешней решетками, так и в вариантах реализации с применением устройства типа устройства, описанного в US 6221320.

Настоящее изобретение относится также к реакторам, позволяющим рекуперировать тепло внутри реактора и соответствующим реакторам, описанным в EP 2225016.

В заявке FR 2014/51613 описан каталитический реактор с подвижным слоем, в котором катализатор помещен в подвижные корзины, снабженные щитком, встроенным в нижнюю часть указанных корзин. Настоящее изобретение относится также к реактору, описанному в настоящей заявке. На практике, имеется возможность спроектировать щитки так, чтобы они были проницаемы для реакционного потока.

В FR 2016/55251 описан реактор, в котором катализатор содержится в оболочке реактора, а газ распределяется через множество вертикальных цилиндрических распределителей. Настоящее изобретение может относиться также к этому типу реакторов.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к внутренним устройствам реакторов с радиальным течением обрабатываемого технологического потока. Эти реакторы предпочтительно функционируют с подвижным или неподвижным слоем катализатора, при этом в общем случае их называют реакторами с неподвижным слоем или реакторами с подвижным слоем.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к реактору с радиальным течением обрабатываемого технологического потока от внешней решетки (3) до внутренней решетки (2) или наоборот от внутренней решетки (2) до внешней решетки (3), то есть к реактору, в котором по меньшей мере одна из содержащих катализатор зон, в которые не поступает обрабатываемый технологический поток (и которые называют "мертвыми" зонами), имеет предельно уменьшенный объем, то есть:

- нижняя зона (BI), расположенная между крайней нижней точкой внешней решетки (3) и крайней нижней точкой внутренней решетки (2), с одной стороны, и днищем реактора, с другой стороны;

- а в случае реактора с подвижным слоем верхняя зона (BSm), расположенная между входом патрубков ввода катализатора (6) в реактор на уровне оболочки и крайней верхней точкой внешней решетки (3) и внутренней решетки (2) или крайней нижней точкой сплошных пластин (7).

В случае реактора с неподвижным слоем зоны (BI) и (BSf) в общем случае не содержат катализатор и свободны от любых твердых тел или заполнены по меньшей мере частично материалом, инертным в плане каталитической активности. Речь идет, в частности, о зоне (BI), предпочтительно по меньшей мере частично заполненной инертным твердым веществом, и о зоне (BSf), являющейся предпочтительно пустой и расположенной между верхом реактора и сплошной пластиной (17), которая отделяет верхнюю часть слоя катализатора. Эти зоны потенциально могут быть по меньшей мере частично заполнены катализатором, при этом не образуя "мертвых" зон, благодаря улучшенным внутренним устройствам реактора по настоящему изобретению.

Реактор по настоящему изобретению содержит по меньшей мере одну дополнительную внешнюю решетку (13, 18), имеющую форму, адаптированную к форме днища или верхней части реактора, причем указанная дополнительная решетка (13, 18) располагается как продолжение внешней решетки (3).

Выражение "адаптированная форма" означает, что форма дополнительной внешней решетки прилегает возможно более совпадающим образом с формой оболочки реактора в зоне реактора, в которой она расположена.

Выражение "как продолжение внешней решетки (3)" означает, что дополнительная внешняя решетка размещена как прямое продолжение внешней решетки (3) (см. фиг. 6), т.е. дополнительная внешняя решетка образует продолжение внешней решетки (3), или размещена непосредственно ниже опоры внешней решетки (3), если эта опора имеется (см. фиг. 2).

Настоящее изобретение более конкретно относится к реактору с радиальным течением обрабатываемого технологического потока, содержащему обечайку (5), средства ввода обрабатываемого технологического потока (4) и вывода уходящих потоков (11), зону распределения указанного технологического потока (9), в случае необходимости патрубки ввода (6) катализатора, внешнюю (3) и внутреннюю (2) решетки, позволяющие обрабатываемому технологическому потоку двигаться от внешней решетки (3) ко внутренней решетке (2), расположенной по существу в центре реактора, причем реактор содержит по меньшей мере одну дополнительную внешнюю решетку (13, 18), имеющую форму, адаптированную к форме днища или верхней части реактора, причем дополнительная решетка (13, 18) располагается как продолжение внешней решетки (3). Вариант, когда обрабатываемый технологический поток движется от внутренней решетки (2) к внешней решетке (3), не выходит за рамки настоящего изобретения.

На практике, в реакторе с радиальным течением, внешняя решетка (3) лежит, в своей нижней части, на опоре, предпочтительно на опорном кольце (8), причем указанная опора предпочтительно является перфорированной, чтобы позволять проходить обрабатываемому технологическом потоку.

Тем не менее, иногда имеется возможность закрепить внешнюю решетку (3) и дополнительную внешнюю решетку (13) различными средствами: внешние решетки (3) и (13) подвешивают в реакторе или закрепляют на обечайке, например, любым средством крепления, известным специалистам в данной области техники, например посредством болтового соединения или сварки. Указанные внешняя решетка (3) и дополнительная внешняя решетка (13) могут быть в случае необходимости скреплены сваркой или болтовым соединением или любым другим средством, известным специалистам в данной области техники, или также могут быть изготовлены в виде единого изделия.

Благодаря реактору по настоящему изобретению по меньшей мере одна из указанных "мертвых" зон (BI) или (BSm, BSf) имеет остаточный объем VR (объем, который определяют как объем, в который не поступает обрабатываемый технологический поток) меньше 50% от общего объема VT указанной зоны в этом же реакторе. Указанный остаточный объем VR предпочтительно составляет от 1 до 45%, предпочтительно от 2 до 30% и более предпочтительно от 2 до 15% от объема VT.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации реактора по настоящему изобретению поверхность внутренней решетки (2) в ее нижней части включает один или несколько элементов (7) в виде сплошных пластин и перфорированную пластину, имеющую зону специфической перфорации (14), то есть с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части внутренней решетки (2).

Согласно одному или нескольким вариантам реализации поверхность внутренней решетки (2) в ее верхней части включает один или несколько элементов (7) в виде сплошных пластин и перфорированную пластину, имеющую зону специфической перфорации (14), то есть с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части внутренней решетки (2).

Согласно одному или нескольким вариантам реализации внешняя решетка (3) состоит из примыкающих модулей, причем каждый из модулей имеет продолжение в области днища реактора с целью формирования решетки, адаптированной к днищу реактора. Указанные примыкающие модули предпочтительно состоят из нескольких сборных элементов.

Реактор по настоящему изобретению предпочтительно представляет собой реактор с подвижным слоем. При этом катализатор движется в реакторе по настоящему изобретению предпочтительно сверху вниз под действием гравитации, однако возможно обращенное движение катализатора.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации реактора с подвижным слоем по настоящему изобретению ряд патрубков ввода катализатора (6) входит в кольцевую зону трапециевидного сечения (BSm), в которой катализатор частично входит в контакт с обрабатываемым технологическим потоком, причем геометрическая форма трапециевидного сечения является такой, что внешняя решетка (3) имеет продолжение кверху и не содержит участок в виде сплошной пластины.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации реактора с подвижным слоем по настоящему изобретению сплошная пластина, наклоненная под углом θ по отношению к горизонтальной плоскости, причем угол θ превышает угол естественного откоса, образует границу кольцевой каталитической зоны над внутренней решеткой (2). Верхняя часть внутренней решетки (2) предпочтительно снабжена перфорированной пластиной, имеющей в своей верхней части зону специфической перфорации (14) с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части внутренней решетки (2).

Согласно одному или нескольким вариантам реализации настоящего изобретения реактор по настоящему изобретению представляет собой реактор с неподвижным слоем, то есть катализатор во внутреннем слое реактора находится в неподвижном состоянии.

В реакторе с неподвижным слоем и радиальным течением обрабатываемого технологического потока по настоящему изобретению катализатор в общем случае размещен между внешней решеткой (3), расположенной на периферии реактора, и внутренней решеткой (2), расположенной по существу в центре реактора.

Слой катализатора предпочтительно расположен между сплошной пластиной (17), которая является по существу горизонтальной и отделяет верхнюю часть слоя катализатора от верха реактора, и слоем инертных шариков, которые заполняют донную часть реактора.

В случае реактора с неподвижным слоем указанный ранее реактор, как и в случае других типов реакторов по настоящему изобретению, содержит дополнительную внешнюю решетку (13), адаптированную к днищу реактора, причем указанная решетка располагается как продолжение внешней решетки (3).

Кроме того, согласно одному или нескольким вариантам реализации над внешней решеткой (3) как ее продолжение может быть установлена вторая дополнительная внешняя решетка (18). Форма решетки (18) предпочтительно адаптирована к форме верхней части реактора, в частности, тогда, когда указанная решетка по меньшей мере частично находится в криволинейной части оболочки. Вторую дополнительную решетку (18) предпочтительно устанавливают в случае реактора с неподвижным слоем.

Настоящее изобретение относится также к применению реакторов с радиальным течением по настоящему изобретению в способах первичной очистки или химической переработки нефти, предпочтительно выбранных из следующих способов: восстановительный риформинг бензинов, скелетная изомеризация бензинов, обменное диспропорционирование олефинов, олигокрекинг, дегидрирование парафинов или ароматических соединений, производство аммиака.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

На фиг. 1 показан реактор с радиальным подвижным слоем, снабженный внутренними устройствами согласно предшествующему уровню техники. Обрабатываемый технологический поток, то есть исходная смесь, поступает через штуцер (4) реактора и распределяется в зоне распределения (9) технологического потока, расположенной между внешней оболочкой или обечайкой (1), то есть стенкой реактора, и внешней решеткой (3), причем внешняя решетка (3), выполнена в виде цельного устройства, образующего единый цилиндр и называемого внешней корзиной.

Катализатор вводят в верхнюю часть реактора через ряд патрубков (6), каждый из которых входит в концентрическую коническую часть (BSm), ограниченную конусами (10a) на конце патрубков (6) и массивом слоя катализатора и позволяющую катализатору распределяться по всей кольцевой каталитической зоне (5), которая находится между внешней решеткой (3) и внутренней решеткой (2). Концентрические конические части (BSm) образованы элементами в виде сплошных пластин. Вертикальная ось конических частей проходит вглубь слоя катализатора. Угол конуса по отношению к горизонтальной плоскости предпочтительно должен превышать угол естественного откоса.

Конические части (BSm) упираются в верхнюю часть слоя катализатора (5). В самой верхней части слоя катализатора внешняя решетка содержит элементы (7) в виде сплошных пластин.

Обрабатываемый технологический поток проходит через слой катализатора по существу горизонтально и перпендикулярно направлению движения катализатора, происходящего под действием гравитации, то есть по существу вертикально. На выходе из слоя катализатора (5) обработанный технологический поток собирается через центральную трубу или внутреннюю решетку (2) и выходит из реактора через штуцер (11).

Внешняя решетка (3) лежит, в своей нижней части, на сплошном опорном кольце (8), приваренном к оболочке реактора (1). Она, в общем случае, крепится разъемными средствами крепления, например, шпильками или болтами или прихваточным швом (называемым "tack welding" согласно терминологии на английском языке).

Внутренняя решетка (2) лежит, в общем случае, на приваренном опорном кольце (не показано) в области днища реактора в отдалении от выходного штуцера обработанного технологического потока (11). Она, в общем случае, крепится разъемными средствами крепления, например, шпильками или болтами или прихваточным швом. В самой нижней части слоя катализатора (5) внутренняя решетка (2) содержит по меньшей мере один элемент (7) в виде сплошной пластины.

Катализатор постепенно движется под действием гравитации сверху вниз каталитической зоны. Как правило, катализатор выходит из нижней части через один или несколько выходных патрубков (12). Элеватор ("lift" согласно терминологии на английском языке) позволяет транспортировать отобранный катализатор в верхнюю часть каталитической зоны следующего реактора или в регенератор, расположенный после последнего реактора, посредством рабочего тела, например газа, предпочтительно водорода.

На фиг. 2 показан реактор, в котором радиальный слой функционирует в качестве подвижного слоя и который снабжен улучшенными внутренними устройствами согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Вся верхняя часть реактора, то есть конические части (BSm) в виде сплошных пластин и сплошные элементы верхней оконечности внешней решетки (3), идентична такой же части реактора, представленного на фиг. 1.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации внешняя решетка (3) лежит, в своей нижней части, на перфорированном опорном кольце (8a), которое позволяет проходить обрабатываемому технологическому потоку. Например, опорное кольцо выполняют с отверстиями через регулярные интервалы или с разрывами сплошности. Ниже перфорированного опорного кольца по сравнению с предшествующим уровнем техники дополнительно монтируют внешнюю решетку, адаптированную к днищу реактора (13).

Согласно одному или нескольким вариантам реализации поверхность внутренней решетки (2), содержащей в области днища реактора один или несколько элементов (7) в виде сплошных пластин, минимизирована сравнительно фиг. 1.

К тому же, в отличие от компоновки, представленной на фиг. 1, нижняя часть внутренней решетки (2) предпочтительно может содержать перфорированную пластину, имеющую, в своей нижней части, зону специфической перфорации (14) с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части решетки.

Сравнительно с фиг. 1 компоновка согласно варианту реализации, представленному на фиг. 2, позволяет уменьшить объем зон (BI) в области днища реактора, причем указанные зоны находятся в камере реактора и содержат катализатор, через который не проходит обрабатываемый технологический поток. Таким образом, зоны (BI), которые являются неэффективными в отношении химической реакции ("мертвые" зоны) на предшествующем уровне техники, становятся по меньшей мере частично эффективными в реакторе по настоящему изобретению. Уменьшение объема "мертвых" зон обеспечивает выигрыш в общей эффективности реактора.

На фиг. 3 показан реактор, в котором радиальный слой функционирует в качестве подвижного слоя и который снабжен улучшенными внутренними устройствами согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Вся нижняя часть реактора, то есть опорное кольцо (8) и внутренняя решетка (2), содержащая в своей нижней части по меньшей мере один элемент (7) в виде сплошной пластины, идентична такой же части реактора, представленного на фиг. 1.

Катализатор вводят в верхнюю часть реактора через ряд патрубков (6), входящих в кольцевую зону трапециевидного сечения (BSm), в которой катализатор частично входит в контакт с обрабатываемым технологическим потоком. Патрубки (6) предпочтительно могут содержать коническую часть, позволяющую катализатору распределяться по всей кольцевой каталитической зоне. В отличие от фиг. 1 геометрическая форма трапециевидного сечения является такой, что внешняя решетка (3) имеет продолжение кверху по сравнению с фиг. 1 и не содержит участок в виде сплошной пластины.

Верхняя оконечность внешней решетки (3) расположена выше верхней оконечности внутренней решетки (2). Сплошная пластина, наклоненная под углом θ по отношению к горизонтальной плоскости, превышающим угол естественного откоса, образует границу кольцевой каталитической зоны над внутренней решеткой (2). В отличие от компоновки, представленной на фиг. 1, верхняя часть внутренней решетки (2) предпочтительно может содержать перфорированную пластину, имеющую, в своей верхней части, зону специфической перфорации (14) с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части решетки.

Сравнительно с фиг. 1 и фиг. 2 компоновка согласно варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 3, позволяет уменьшить зоны (BSm) в верхней части реактора, причем указанные зоны находятся в камере реактора и содержат катализатор, через который не проходит обрабатываемый технологический поток в реакторе согласно предшествующему уровню техники (см. фиг. 1), следовательно, зоны (BSm) являются неэффективными зонами в отношении химической реакции. Уменьшение объема "мертвых" зон обеспечивает выигрыш в общей эффективности реактора.

На фиг. 4 показан реактор с радиальным подвижным слоем, снабженный улучшенными внутренними устройствами согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации внешняя решетка (3) состоит из примыкающих внешних модулей, причем каждый из модулей имеет продолжение в области днища и/или верхней части реактора с целью формирования решетки, адаптированной к днищу и/или верхней части реактора. Примыкающие модули могут состоять из нескольких сборных элементов или быть цельными. Предпочтительно они состоят из сборных элементов.

Катализатор вводят в верхнюю часть реактора через ряд патрубков (6), входящих в кольцевую зону трапециевидного сечения (10b), подобную зоне, показанной на фиг. 3.

В отличие от компоновки, представленной на фиг. 1, нижние и верхние части внутренней решетки предпочтительно могут содержать перфорированную пластину, имеющую, в своей нижней части или в своей верхней части, зоны специфической перфорации (14) с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части решетки.

Сравнительно с фиг. 1 компоновка согласно варианту осуществления настоящего изобретения, представленному на фиг. 4, позволяет уменьшить объем зон (BSm) и (BI) в верхней части и в области днища реактора, которые являются неэффективными ("мертвые" зоны).

На фиг. 5 показан реактор с радиальным слоем, функционирующим в качестве неподвижного слоя, согласно предшествующему уровню техники.

Обрабатываемый технологический поток, то есть исходная смесь, поступает через штуцер (4) реактора и распределяется в верхней части реактора (16) и затем в зоне распределения (9) технологического потока, расположенной между внешней оболочкой или обечайкой (1) и внешней решеткой (3), причем внешняя решетка состоит из нескольких примыкающих модулей, подвешенных в реакторе.

Слой катализатора находится между сплошной пластиной (17), которая отделяет верхнюю часть слоя катализатора от верха реактора и в общем случае находится на уровне линии сопряжения корпуса реактора, и слоем инертных шариков, которые заполняют донную часть реактора, в общем случае исходя из нижней линии сопряжения корпуса.

Обрабатываемый технологический поток проходит через слой катализатора по существу горизонтально и перпендикулярно к слою катализатора (5). На выходе из слоя катализатора обработанный технологический поток собирается через центральную трубу или внутреннюю решетку (2) и выходит из реактора через штуцер (11).

Внутренняя решетка (2) лежит, в общем случае, на приваренном опорном кольце (не показано) в области днища реактора в отдалении от выходного штуцера обработанного технологического потока (11). В самой нижней части слоя катализатора внутренняя решетка (2) содержит по меньшей мере один элемент (7) в виде сплошной пластины.

Каталитическая зона, пересекаемая обрабатываемым технологическим потоком, соответствует серой зоне (A).

На фиг. 6 показан реактор, в котором радиальный слой функционирует в качестве неподвижного слоя и который снабжен улучшенными внутренними устройствами согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Согласно одному или нескольким вариантам реализации внешняя решетка (3) состоит из примыкающих внешних модулей, причем каждый из модулей имеет продолжение в области днища и/или верхней части реактора с целью формирования решетки, адаптированной к днищу и/или верхней части. Примыкающие модули могут состоять из нескольких сборных элементов или быть цельными. Предпочтительно они состоят из сборных элементов.

Сравнительно с фиг. 5 верхняя часть слоя катализатора заходит в верхнюю часть реактора, а нижняя часть слоя катализатора заходит в область днища. Высота слоя инертных шариков, расположенных в области днища реактора, снижена сравнительно с фиг. 1, что обеспечивает уменьшение объема "мертвых" зон (BI) и (BSf) и увеличение эффективности реактора.

В отличие от компоновки, представленной на фиг. 5, нижние и верхние части внутренней решетки (2) предпочтительно могут содержать перфорированную пластину, имеющую в своей нижней части или в своей верхней части зоны специфической перфорации (14) с перфорацией, отличающейся от перфорации остальной части решетки.

Изобретение относится к реакторам с подвижным или неподвижным слоем с радиальным течением обрабатываемого технологического потока в процессах каталитического риформинга бензинов, скелетной изомеризации бензинов, обменного диспропорционирования олефинов, олигокрекинга, дегидрирования парафинов или ароматических соединений, производства аммиака. Реактор с радиальным течением обрабатываемого технологического потока содержит обечайку 5, средства ввода обрабатываемого технологического потока 4 и вывода уходящих потоков 11, зону распределения указанного технологического потока 9, в случае необходимости патрубки ввода 6 катализатора, внешнюю 3 и внутреннюю 2 решетки, позволяющие обрабатываемому технологическому потоку двигаться от внешней решетки 3 ко внутренней решетке 2, расположенной по существу в центре реактора, или наоборот от внутренней решетки 2 ко внешней решетке 3, причем реактор содержит также по меньшей мере одну дополнительную внешнюю решетку 13, 18, имеющую форму, адаптированную к форме донной части реактора или верхней части реактора, причем дополнительная решетка 13, 18 располагается как продолжение внешней решетки 3. Такая компановка позволяет уменьшить объем зоны BI в области днища реактора, которая является неэффективной («мертвой зоной»), т.е. минимизировать каталитические зоны, в которые не поступает обрабатываемый технологический поток, что обеспечивает выигрыш в общей эффективности реактора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Реактор с радиальным течением обрабатываемого технологического потока, содержащий обечайку (5), средства ввода обрабатываемого технологического потока (4) и вывода уходящих потоков (11), зону распределения указанного технологического потока (9), в случае необходимости патрубки ввода (6) катализатора, внешнюю (3) и внутреннюю (2) решетки, позволяющие обрабатываемому технологическому потоку двигаться от внешней решетки (3) ко внутренней решетке (2), расположенной по существу в центре реактора, или наоборот от внутренней решетки (2) ко внешней решетке (3), причем реактор содержит также по меньшей мере одну дополнительную внешнюю решетку (13, 18), имеющую форму, адаптированную к форме донной части реактора или верхней части реактора, причем дополнительная решетка (13, 18) располагается как продолжение внешней решетки (3).

2. Реактор по п. 1, в котором внешняя решетка (3) в своей нижней части лежит на опоре, предпочтительно на опорном кольце (8).

3. Реактор по п. 2, в котором опору перфорируют для того, чтобы позволять проходить обрабатываемому технологическому потоку.

4. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором поверхность внутренней решетки (2) в ее нижней части включает один или несколько элементов (7) в виде сплошных пластин и перфорированную пластину, имеющую зону с перфорацией (14), отличающейся от перфорации остальной части внутренней решетки (2).

5. Реактор по любому из пп. 1-4, в котором поверхность внутренней решетки (2) в ее верхней части включает один или несколько элементов (7) в виде сплошных пластин и перфорированную пластину, имеющую зону с перфорацией (14), отличающейся от перфорации остальной части внутренней решетки (2).

6. Реактор по любому из пп. 1-5, в котором внешняя решетка (3) состоит из примыкающих модулей, лежащих на опорном кольце или подвешенных, причем каждый из модулей имеет продолжение в области днища реактора с целью формирования решетки, адаптированной к днищу реактора.

7. Реактор по п. 6, в котором примыкающие модули состоят из нескольких сборных элементов.

8. Реактор по любому из пп. 1-7, в котором реактор представляет собой реактор с подвижным слоем.

9. Реактор с подвижным слоем по п. 8, в котором ряд патрубков ввода катализатора (6) входит в кольцевую зону трапециевидного сечения (BS), в которой катализатор частично входит в контакт с обрабатываемым технологическим потоком, причем геометрическая форма трапециевидного сечения является такой, что внешняя решетка (3) имеет продолжение кверху и не содержит участок в виде сплошной пластины.

10. Реактор с подвижным слоем по п. 8, в котором сплошная пластина, наклоненная под углом θ по отношению к горизонтальной плоскости, причем угол θ превышает угол естественного откоса, образует границу кольцевой каталитической зоны над внутренней решеткой (2).

11. Реактор по любому из пп. 1-7, в котором реактор представляет собой реактор с неподвижным слоем, в котором катализатор размещен между внешней решеткой (3), расположенной на периферии реактора, и внутренней решеткой (2), расположенной по существу в центре реактора.

12. Реактор с неподвижным слоем по п. 11, в котором слой катализатора расположен между сплошной пластиной (17), которая является по существу горизонтальной и отделяет верхнюю часть слоя катализатора от верха реактора, и слоем инертных шариков, которые заполняют донную часть реактора.

13. Реактор с неподвижным слоем по п. 11 или 12, в котором вторая дополнительная внешняя решетка (18) установлена над внешней решеткой (3) как ее продолжение.

14. Применение реактора по любому из пп. 1-13 в способе первичной очистки или химической переработки нефти.

15. Применение по п. 14, в котором способ первичной очистки или химической переработки нефти выбирают из следующих способов: каталитический риформинг бензинов, скелетная изомеризация бензинов, обменное диспропорционирование олефинов, олигокрекинг, дегидрирование парафинов или ароматических соединений, производство аммиака.