КАТАЛИТИЧЕСКИЙ РЕАКТОР С ПЛАВАЮЩИМ УЛАВЛИВАТЕЛЕМ ЧАСТИЦ Российский патент 2024 года по МПК B01J4/00 B01J8/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к каталитическому химическому реактору с разделением частиц. Более конкретно изобретение относится к реактору с сепаратором частиц, который поддерживается слоем катализатора внутри реактора и поэтому очень прост в установке и не требует опорных конструкций, закрепленных на реакторе. Реактор может быть каталитическим реактором с нисходящим потоком, который включает вертикально наложенные упакованные слои катализатора в виде частиц. Этот тип реакторов используется в нефтяной и химической промышленности для проведения различных каталитических реакций, таких как преобразование серы и азота (HDS/HDN), гидрогенизация олефинов (HYD) и ароматики (гидродеароматизация - HDA), удаление металлов (гидродеметаллизация - HDM), преобразование кислорода (гидродезоксигенация - HDO) и гидрокрекинг (НС). В альтернативном исполнении реактор представляет собой радиальный конвертер, в котором элементы всех дек должны быть прикреплены к реактору. Такой реактор имеет радиальный поток, пересекающий упакованный слой каталитического материала, и обычно используется в нефтяной и химической промышленности для проведения каталитических реакций, таких как каталитический риформинг и синтез аммиака.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Разделение и классификация частиц - хорошо изученные потребности химической, фармацевтической, минеральной и пищевой промышленности. В то время как классификация частиц в промышленных процессах может быть востребована для улучшения качества определенного продукта, разделение частиц может быть необходимо для очистки потока текучей среды или во избежание проблем с технологическим оборудованием. Иногда частицы по необходимости присутствуют в технологическом потоке. Это, например, относится к процессам горения на основе пылевидного топлива или к производству фармацевтических или специальных химикатов с использованием порошковой технологии. В других случаях присутствие частиц является непредусмотренным. Это, например, относится к некоторым потокам нефтеперерабатывающих заводов, стокам из псевдоожиженных слоев, потокам продуктов из реакторов Фишера-Трофиспша. Частицы могут иметь различное происхождение: они могут быть частью исходного сырья и других реакционных потоков или могут быть образованы в технологическом оборудовании и собраны в нем, например, как продукты эрозии. Частицы могут быть твердыми или жидкими, могут иметь органическую природу, как древесный уголь, кокс и смола, или неорганическую природу, как соли, обломки коррозии и эрозии, как компоненты железа, или обломки частиц катализатора. Они могут быть жидкими, как некоторые водные туманы, и содержать живые примеси, как бактерии. Форма и размер также могут сильно варьироваться: от сферы до хлопьев, от миллиметров до нескольких микрон или меньше. Если частицы нежелательны в последующем процессе, часто фильтр или другая подходящая технология разделения частиц, известная в данной области техники, удаляет большую часть этих частиц до чувствительного оборудования. Однако в некоторых процессах проблема может появиться или стать более серьезной с течением времени, например, при эрозии и коррозии. Иногда установка оборудования для удаления частиц в качестве независимой операции перед чувствительным оборудованием на практике невозможна.

Один конкретный пример проблем, создаваемых частицами, можно увидеть в процессе гидроочистки нафты. Сырье, подаваемое в реактор гидроочистки, иногда содержит частицы. Когда сырье с частицами вводится в реактор гидроочистки, частицы быстро оседают на градациях или катализаторе. Поэтому реакторам может потребоваться частая очистка пораженных пластов слоя для сдерживания падения давления, нарастающего в реакторе. Частота обезжиривания раз в 5-6 месяцев или даже раз в 2-3 месяца не является редкостью.

Определение характеристик частиц, воздействующих на установку гидроочистки нафты, редко бывает доступным. Фактически, характеристики частиц зависят от сырья нафты или проблем, связанных с процессом (ржавчина, соли, смолы и т.д.). Сбор частиц на потоке, как правило, недоступен. Таким образом, определение характеристик частиц основывается на анализах причин неудачи, на которые влияют большие погрешности из-за агломерации и окисления частиц.

Аналогичным образом, технологический газ, образующийся в результате регенерации катализатора FCC (каталитического крекинга текучей среды), часто содержит частицы катализатора и его обломки. Такой газ может подаваться на установку восстановления серы, чаще всего на установку Claus для восстановления элементарной серы или на установку WSA для восстановления серы в виде концентрированной серной кислоты. Это каталитические реакторы с неподвижным слоем, которые склонны к закупорке, если в них попадает сырье с частицами. Частицы, обычно присутствующие на выходе из регенератора FCC, обычно находятся в диапазоне размеров 2-20 микрон или ниже.

При установке оборудования для улавливания частиц в каталитических химических реакторах одной из проблем часто является поддержка улавливателя частиц, поскольку в каталитическом химическом реакторе, где необходимо установить уловитель частиц, может не быть никаких опорных колец, кронштейнов или других возможностей поддержки. Особенно при модернизации существующих каталитических химических реакторов часто не представляется возможным установить опоры в реакторе, поскольку это может потребовать сварки или сверления отверстий для болтов или других приспособлений. Следовательно, существует потребность в каталитическом химическом реакторе, включающем оборудование для улавливания частиц, где установка и поддержка оборудования для улавливания частиц не требует сварки, сверления или другого потенциального ослабления структуры химического реактора.

US 10159950 раскрывает каталитический реактор, включающий сепаратор частиц, который извлекает частицы из потока текучей среды над внутренними частями реактора с помощью средств, которые заставляют поток текучей среды двигаться по S-образной кривой радиально наружу и вверх, что предоставляет возможность извлечения и осаждения частиц в секции сбора с низкой активностью и турбулентностью потока.

В US 2009177023 раскрыт фильтрационный лоток для реактора с неподвижным слоем с совместным нисходящим потоком газа и жидкости.

Устройство может задерживать частицы, содержащиеся в жидком сырье, подаваемом в реактор, работающий в режиме совместного потока газа и жидкости вниз по потоку, с помощью специального распределительного лотка, содержащего фильтрационную среду. Устройство особенно применимо для селективного гидрирования сырья, содержащего ацетиленовые и диеновые соединения.

В ЕР 0358923 раскрыты процесс и устройство для очистки сырого газа, полученного в результате газификации твердых частиц. В способе и устройстве для очистки сырого газа, полученного в результате газификации твердых веществ, содержащего гранулированные и пылевидные частицы твердых веществ, необходимо найти решение, с помощью которого частицы твердых веществ любого размера в значительной степени удаляются из сырого газа перед поступлением в устройства охлаждения ниже по потоку. Это достигается, когда сырой газ проходит первую стадию очистки из зоны газификации по прямой линии в направлении газоудерживающего пространства, при этом гранулированные твердые частицы осаждаются на дне газоудерживающего пространства, а затем, на второй стадии очистки, частично очищенный сырой газ отклоняется вбок от газоудерживающего пространства и подвергается изменению скорости, уменьшенной по меньшей мере в 3 раза, и после дальнейшего отклонения газа проходит в основном в вертикальном направлении через фильтр твердых частиц, где из сырого газа удаляются пылевидные твердые частицы.

Несмотря на вышеупомянутый известный уровень техники, существует потребность в каталитическом химическом реакторе с сепаратором частиц, уловителем частиц, который обеспечивает длительную эффективную работу каталитического химического реактора, несмотря на любые примеси частиц во входном потоке текучей среды в каталитический химический реактор, и который не требует установки опор в каталитическом химическом реакторе, которые могут ослабить структуру каталитического химического реактора, и который, по возможности, дешев в производстве и установке, а также прост и быстр в установке и обслуживании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывает новый каталитический химический реактор со слоем катализатора, включающий систему разделения частиц для удаления частиц и примесей из поступающего технологического газа до того, как он достигнет слоя катализатора и может его засорить.

Согласно изобретению, частицы отделяются от потока текучей среды путем их задержания в области седиментации. Улавливание частиц достигается путем распространения S-образной формы потока на поток текучей среды в сепараторе частиц. Когда поток текучей среды проходит по S-образной траектории, частицы могут отбрасываться наружу и под действием силы тяжести оседать в части сепаратора с низкой активностью потока текучей среды.

Сепаратор частиц представляет собой один или несколько блоков улавливания частиц, которые устанавливаются в каталитическом реакторе, плавая на слое катализатора. Это означает, что блок улавливателя частиц не нуждаются в опоре из корпусных деталей, прикрепленных к конструкции реактора, поскольку они опираются на слой катализатора, который также поддерживается конструкцией реактора. Блок улавливателя частиц включает базовую секцию с верхней поверхностью базовой секции, нижней поверхностью экрана и выпускным отверстием блока улавливателя частиц. Нижняя поверхность базовой секции приспособлена для плавающей опоры на слое катализатора, т.е. она имеет достаточно большую площадь поверхности и достаточно геометрически и структурно стабильную для поддержки блока улавливателя частиц на катализаторе без погружения или торможения частиц катализатора.

Блок плавающего улавливателя частиц дополнительно включает канал, в верхней части которого расположено впускное отверстие для технологического газа. Канал механически соединен с базовой секцией и выполнен с возможностью прохождения технологического газа через впускное отверстие блока улавливателя частиц, вниз по каналу, из канала в базовую секцию и равномерно распределенный из базовой секции в слой катализатора через выпускное отверстие блока улавливания частиц, снабженное экраном. Экран, закрывающий выпускное отверстие блока улавливателя частиц, имеет отверстия с общей площадью, обеспечивающей свободный поток технологического газа из блока улавливателя частиц в слой катализатора, но с максимальным открытым зазором, меньшим чем размер гранул катализатора. Блоки улавливателя частиц могут плавать поверх слоя катализатора или частично внедряться в слой катализатора, при условии, что впускное отверстие блока улавливателя частиц расположено над верхней поверхностью слоя катализатора. Поверхность улавливателя частиц, расположенная выше и рядом с верхней частью слоя катализатора, обеспечивает улавливание и удерживание частиц, отделяемых от технологического газа, над и вне слоя катализатора по мере их оседания в зоне между каналами и ниже впускных отверстий блока улавливателя частиц. Частицы оседают на поверхности улавливателя частиц, где они могут быть удержаны до удаления во время обслуживания, в то время как технологический газ может по-прежнему свободно проходить через блок улавливателя частиц и будучи равномерно распределенным в слой катализатора. Поверхность улавливания частиц может быть любым подходящим материалом, таким как листовой материал или мат, например, стеклянный фильтрующий мат, который приспособлен для установки по внутренней окружности каталитического реактора над слоем катализатора и имеет отверстия, позволяющие каналам выступать вверх через поверхность удерживания частиц. Таким образом, по сравнению с известными решениями, это обеспечивает каталитический реактор, включающий простой и дешевый в производстве плавающий блок улавливателя частиц, который, кроме того, очень прост в установке, может быть поднят вручную и, что очень важно, не требует установки каких-либо конструкционных опор, устанавливаемых на каталитический реактор.

В одном из вариантов осуществления изобретения канал и базовая секция представляют собой отдельные узлы, которые разъемно соединены между собой одним или несколькими креплениями канала. Крепления канала могут быть любыми известными из уровня техники креплениями, такими как винты и болты, и это могут быть адаптированные быстросъемные крепления, что обеспечивает простую и быструю установку и обслуживание с использованием минимального количества инструментов. Предоставление плавающего улавливателя частиц в виде отдельных блоков обеспечивает простоту обращения, поскольку каждая часть имеет меньший вес, чем весь блок. Кроме того, это может обеспечить возможность установки через существующие люки или другие отверстия в каталитическом реакторе. Базовая секция также может состоять из множества частей. В одном варианте осуществления изобретения она включает основной элемент базовой секции, который соединяется с каналом, и один или несколько подэлементов базовой секции, соединенных с основным элементом базовой секции. Элементы базовой секции могут быть соединены посредством одного или нескольких креплений подэлементов, которые также могут быть любыми известными или адаптированными средствами соединения. Это также может быть шарнирное соединение, при котором элементы базовой секции могут быть не полностью разъединены для установки, а просто сложены, путем сгибания посредством шарнирных соединений, чтобы минимизировать внешние размеры базовой секции во время установки. Все поверхности секции могут включать экран, который обеспечивает свободный и равномерно распределенный поток технологического газа из блока плавающего улавливателя частиц в слой катализатора. Как уже упоминалось, экран включает отверстия, размеры которых могут варьироваться в различных областях применения, поскольку отверстия должны иметь размеры, обеспечивающие непопадание гранул катализатора в блок улавливателя частиц через экран. Базовая часть, а также канал могут иметь множество различных геометрических форм и поверхностей, которые являются изогнутыми или плоскими и соединены под различными углами. На приведенных ниже чертежах показаны лишь некоторые варианты осуществления изобретения.

Для дальнейшего повышения удобства перемещения и установки блок улавливателя частиц может включать средства подъема улавливателя частиц. Они могут иметь любую известную форму, ручки, подъемные проушины и т.п. для облегчения подъема вручную или более легкими подъемными средствами. Как уже упоминалось, каталитический реактор может включать один или несколько блоков плавающего улавливателя частиц. Блоки улавливателя частиц могут быть расположены в верхней части реактора, а в случае куполообразной верхней части реактора внутри купола. Если имеется более одного блока плавающего улавливателя частиц, они могут быть расположены по любой схеме, наилучшим образом соответствующей внутреннему устройству реактора и функции улавливания частиц и равномерного распределения технологического газа. В одном из вариантов осуществления изобретения блоки плавающего улавливателя частиц расположены равномерно вокруг центральной линии каталитического реактора и вокруг центрального впускного диффузора, который в некоторых вариантах осуществления изобретения расположен внутри каталитического реактора и служит для распространения технологического газа из впускного отверстия каталитического реактора в верхнюю часть каталитического реактора над слоем катализатора надлежащим образом. Множество блоков плавающего улавливателя частиц могут быть сцеплены между собой с помощью специального приспособления для улавливания частиц, они могут быть сцеплены с помощью балок или листовых соединений между каждым из блоков плавающего улавливателя частиц, или они могут свободно располагаться и поддерживаться в нужном положении только с помощью слоя катализатора. Блок или блоки плавающего улавливателя частиц могут покрывать площадь слоя катализатора, которая составляет более 30% от общей площади самого слоя катализатора. В одном из вариантов осуществления положение блоков плавающего улавливателя частиц дополнительно стабилизируется с помощью выступающих вниз ребер, закрепленных на нижней поверхности базовой секции. Эти ребра могут также служить в качестве ножек блока плавающего улавливателя частиц, когда он опирается на твердую поверхность перед установкой. В конкретном воплощении каталитический реактор может быть реактором гидропереработки.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ПРИЗНАКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Каталитический реактор, включающий слой катализатора, причем указанный реактор включает по меньшей мере один блок плавающего улавливателя частиц, который представляет собой комбинированную сборку улавливателя частиц и распределителя текучей среды, выполненную с возможностью улавливания частиц и примесей из технологической текучей среды, поступающей в каталитический реактор, прежде чем они достигнут слоя катализатора, и равномерного распределения технологической текучей среды по верхней части слоя катализатора, причем указанный блок плавающего улавливателя частиц включает:

• базовую секцию, включающую верхнюю поверхность базовой секции, нижнюю поверхность базовой секции, выполненную с возможностью плавающей поддержки на слое катализатора, экран и выпускное отверстие блока улавливателя частиц,

• канал, в верхней части которого расположено впускное отверстие блока улавливателя частиц,

• и поверхность улавливания частиц, расположенную поверх и рядом с верхней частью слоя катализатора и выполненную с возможностью улавливания и удерживания указанных частиц и примесей,

в котором канал механически соединен с базовой секцией и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды из впускного отверстия блока улавливателя частиц, через канал, далее через базовую секцию, которая распределяет технологическую текучую среду равномерно по слою катализатора, через выпускное отверстие блока улавливателя частиц, которое закрыто экраном, и блок плавающего улавливателя частиц поддерживается слоем катализатора.

2. Каталитический реактор по п. 1, в котором базовая секция внедрена в слой катализатора.

3. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором поверхность захвата частиц представляет собой лист или мат, расположенный поверх слоя катализатора и поверх базовой секции, или лист или мат, расположенный поверх слоя катализатора и соединенный с базовой секцией.

4. Каталитический реактор по п. 1, в котором поверхность захвата частиц представляет собой мат, расположенный на верхней части слоя катализатора и на верхней части базовой секции с вырезом для канала, через который он выступает, при этом указанный мат покрывает всю поверхность слоя катализатора и базовой секции за исключением области, где канал выступает вверх через вырез в мате.

5. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором канал и базовая секция представляют собой отдельные блоки, которые съемно соединены друг с другом по меньшей мере одним средством крепления канала.

6. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором базовая секция включает основной элемент базовой секции, соединенный с каналом, и один или более подэлемент базовой секции, соединенный с основным элементом базовой секции.

7. Каталитический реактор по п. 6, в котором субэлемент базовой секции соединен с основным элементом базовой секции посредством по меньшей мере одного средства крепления субэлемента.

8. Каталитический реактор по п. 7, в котором средство крепления субэлемента включает по меньшей мере один разъемный шарнир, выполненный с возможностью складывания базовой секции для установки и обслуживания в каталитическом реакторе с разделением частиц.

9. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором нижняя поверхность базовой секции включает указанный экран, или в котором верхняя поверхность базовой секции включает указанный экран, или в котором верхняя поверхность базовой секции и нижняя поверхность базовой секции включают указанный экран.

10. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором базовая секция включает по меньшей мере одну боковую сторону базовой секции и в котором указанная боковая сторона базовой секции включает указанный экран.

11. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором блок плавающего улавливателя частиц включает средства подъема улавливателя частиц.

12. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, включающий множество блоков плавающего улавливателя частиц.

13. Каталитический реактор по п. 12, в котором блоки плавающего улавливателя частиц расположены равномерно вокруг центральной линии каталитического реактора с разделением частиц.

14. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, включающий множество блоков плавающего улавливателя частиц, где общая площадь нижней поверхности базовой секции, включая любой экран, составляет более 30% от общей площади поперечного сечения слоя катализатора.

15. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором экран включает в себя множество отверстий любой формы, выполненных с возможностью предотвращения попадания катализатора в блок плавающего улавливателя частиц.

16. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором экран включает множество отверстий размером не более 10 мм по всей поверхности экрана, предпочтительно размером не более 5 мм по всей поверхности экрана, более предпочтительно размером не более 3 мм по всей поверхности экрана.

17. Каталитический реактор согласно любому из предшествующих пунктов, в котором нижняя поверхность базовой секции включает выступающие вниз ребра для стабилизации блока плавающего улавливателя частиц во время установки и производства.

18. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором реактор имеет верхнюю часть в форме купола, а блок плавающего улавливателя частиц расположен под или внутри нижней части купола.

19. Каталитический реактор согласно любому из предыдущих пунктов, в котором указанный каталитический реактор представляет собой реактор гидропереработки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее изобретение иллюстрируется сопроводительными чертежами, на которых показаны примеры вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 1 показан изометрический вид внутренней части каталитического реактора (не показан), включающего множество блоков плавающего улавливателя частиц в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 2 показан изометрический вид сверху и снизу основного элемента базовой секции в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 3 показан изометрический вид сверху подэлемента базовой секции в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 4 показан изометрический вид сбоку канала в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 5 показан изометрический вид сбоку впускного диффузора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.

НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

01. Блок плавающего улавливателя частиц (комбинированная сборка улавливателя частиц и распределителя текучей среды).

02. Базовая секция.

03. Канал.

04. Основной элемент базовой секции.

05. Подэлемент базовой секции.

06. Нижняя поверхность базовой секции.

07. Верхняя поверхность базовой секции.

08. Боковая сторона базовой секции.

09. Экран.

10. Средство крепления канала.

11. Средство крепления подэлемента.

12. Впускное отверстие блока улавливателя частиц.

13. Выпускное отверстие блока улавливателя частиц.

14. Проходное отверстие канала.

15. Проходное отверстие базовой секции.

16. Средства подъема блока улавливателя частиц.

17. Впускной диффузор.

18. Фиксатор улавливателя частиц.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее варианты осуществления изобретения описаны более подробно со ссылкой на чертежи, представленные на фиг. 1 - фиг. 5.

На рис. 1 каталитический реактор (не показан) включает в себя полый верхний отсек, в который поступает технологический газ. В этом полом пространстве, поддерживаемом слоем катализатора (не показан), может быть установлен сепаратор частиц, блок 01 плавающего улавливателя частиц, обеспечивающий разделение частиц, улавливание частиц и равномерное распространение технологической текучей среды в слой катализатора, не требуя дополнительного пространства в каталитическом реакторе и не требуя структурной поддержки, сварки или сверления каталитического реактора. Каждый из блоков плавающего улавливателя частиц включает базовую часть 02 и канал 03. Для обеспечения простоты установки базовая секция содержит две части, основной элемент 04 базовой секции и подэлемент 05 базовой секции. Канал конструкционно соединен с базовой секцией, а точнее с основным элементом базовой секции, посредством креплений 10 канала, и также канал соединен по текучей среде с базовой секцией, посредством которого технологическая текучая среда может течь из впускного отверстия 12 улавливателя частиц, вниз по каналу и далее в базовую секцию. Блок плавающего улавливателя частиц включает два средства 16 для подъема блока плавающего улавливателя частиц, что обеспечивает более легкое обращение с ним во время обслуживания и установки. В настоящем варианте осуществления изобретения каждый из шести блоков плавающего улавливателя частиц закреплен на центрально расположенном креплении 18, которое помогает обеспечить стабилизацию блоков плавающего улавливателя частиц в равномерном порядке вокруг центральной линии каталитического реактора. Для того чтобы большая часть частиц, попадающих в каталитический реактор с технологической текучей средой, не переходила в слой катализатора и не засоряла его, на поверхности слоя катализатора и поверх базовых секций блоков плавающего улавливателя частиц расположена поверхность улавливания частиц (не показана) с отверстиями, адаптированными к установке вокруг каналов, так что они могут выступать вверх через поверхность улавливания частиц, тогда как базовые секции остаются ниже поверхности для улавливания частиц.

Впускной диффузор 17, как показано на фиг. 5, может быть расположен по центру в верхней части каталитического реактора, соединен с входом технологической текучей среды каталитического реактора и приспособлен для равномерного прохождения технологической текучей среды от впуска каталитического реактора к центральной точке над слоем катализатора, откуда она течет с уменьшающейся скоростью потока ко входам блока улавливателя частиц. По мере уменьшения потока технологической текучей среды часть частиц, находящихся в технологической текучей среде и имеющих более высокую плотность, чем сама технологическая текучая среда, оседает на поверхности улавливания частиц, прежде чем технологическая текучая среда попадает в блок плавающего улавливателя частиц и через базовую секцию равномерно распределяется по слою катализатора.

Признаки, обеспечивающие этот эффект, можно более подробно увидеть на фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4, где переходное отверстие канала 14 (внизу канала, не видно) и переходное отверстие базовой секции 15 обеспечивают соединение текучей среды между каналом и базовой секцией, а также экран 09, который образует выпускное отверстие 13 блока улавливателя частиц на нижней поверхности 06 базовой секции и боковых сторонах 08 базовой секции, и таким образом, видно, как технологическая текучая среда может поступать в блок плавающего улавливателя частиц через впускное отверстие блока улавливателя частиц, стекать по внутренней полой части канала в базовую секцию через переходное отверстие канала и базовой секции и равномерно распределяться по слою катализатора через большую поверхность экранированного выпускного отверстия блока улавливателя частиц. Базовая секция также имеет верхнюю поверхность 07 базовой секции, на которой канал конструкционно крепится с помощью канальных креплений. На нижней поверхности базовой секции расположены крепления подэлемента 11, обеспечивающие шарнирное соединение между основным элементом и подэлементом базовой секции. Таким образом, во время установки основной элемент и подэлемент могут быть свернуты до приблизительно удвоенной толщины, но вдвое меньшей длины при правильной установке и, таким образом, легче проходят через отверстия каталитического реактора во время установки.

Изобретение относится к каталитическому химическому реактору с разделением частиц. Более конкретно изобретение относится к реактору с сепаратором частиц, который поддерживается слоем катализатора внутри реактора. Каталитический реактор включает слой катализатора, по меньшей мере один блок плавающего улавливателя частиц, который представляет собой комбинированную сборку улавливателя частиц и распределителя текучей среды, приспособленную для улавливания частиц и примесей из технологической текучей среды, поступающей в каталитический реактор, прежде чем они достигнут слоя катализатора, и равномерного распределения технологической текучей среды по верхней части слоя катализатора, причем указанный блок плавающего улавливателя частиц включает: базовую секцию, включающую верхнюю поверхность базовой секции, нижнюю поверхность базовой секции, выполненную с возможностью плавучей поддержки на слое катализатора, экран и выпускное отверстие блока улавливателя частиц; канал, в верхней части которого расположено впускное отверстие блока улавливателя частиц; поверхность улавливания частиц, расположенную поверх и рядом с верхней частью слоя катализатора и выполненную с возможностью улавливания и удерживания указанных частиц и примесей; в котором канал механически соединен с базовой секцией и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды из впускного отверстия блока улавливателя частиц, через канал, далее через базовую секцию, которая распределяет технологическую текучую среду равномерно по слою катализатора, через выпускное отверстие блока улавливателя частиц, которое закрыто экраном, и блок плавающего улавливателя частиц поддерживается слоем катализатора. Технический результат изобретения - обеспечение длительной эффективной работы каталитического химического реактора, который не требует установки опор и который прост и быстр в установке и обслуживании. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Каталитический реактор, включающий слой катализатора, причем указанный реактор включает по меньшей мере один блок плавающего улавливателя частиц, который представляет собой комбинированную сборку улавливателя частиц и распределителя текучей среды, приспособленную для улавливания частиц и примесей из технологической текучей среды, поступающей в каталитический реактор, прежде чем они достигнут слоя катализатора, и равномерного распределения технологической текучей среды по верхней части слоя катализатора, причем указанный блок плавающего улавливателя частиц включает:

- базовую секцию, включающую верхнюю поверхность базовой секции, нижнюю поверхность базовой секции, выполненную с возможностью плавучей поддержки на слое катализатора, экран и выпускное отверстие блока улавливателя частиц,

- канал, в верхней части которого расположено впускное отверстие блока улавливателя частиц,

- и поверхность улавливания частиц, расположенную поверх и рядом с верхней частью слоя катализатора и выполненную с возможностью улавливания и удерживания указанных частиц и примесей, в котором канал механически соединен с базовой секцией и выполнен с возможностью обеспечения потока текучей среды из впускного отверстия блока улавливателя частиц, через канал, далее через базовую секцию, которая распределяет технологическую текучую среду равномерно по слою катализатора, через выпускное отверстие блока улавливателя частиц, которое закрыто экраном, и блок плавающего улавливателя частиц поддерживается слоем катализатора,

в котором базовая секция внедрена в слой катализатора и

в котором поверхность захвата частиц представляет собой лист или мат, расположенный поверх слоя катализатора и поверх базовой секции, или лист или мат, расположенный поверх слоя катализатора и соединенный с базовой секцией.

2. Каталитический реактор по п. 1, в котором поверхность захвата частиц представляет собой мат, расположенный на верхней части слоя катализатора и на верхней части базовой секции с вырезами для канала, через которые он выступает, при этом мат покрывает всю поверхность слоя катализатора и базовой секции за исключением области, где канал выступает вверх через вырез в мате.

3. Каталитический реактор по п. 1, в котором канал и базовая секция представляют собой отдельные блоки, которые съемно соединены друг с другом по меньшей мере одним средством крепления канала.

4. Каталитический реактор по п. 1, где базовая секция включает основной элемент базовой секции, соединенный с каналом, и один или более подэлемент базовой секции, соединенный с основным элементом базовой секции.

5. Каталитический реактор по п. 4, в котором подэлемент базовой секции соединен с основным элементом базовой секции посредством по меньшей мере одного средства крепления подэлемента.

6. Каталитический реактор по п. 5, в котором крепление подэлемента включает по меньшей мере один разъемный шарнир, выполненный с возможностью складывания базовой секции для установки и обслуживания в каталитическом реакторе с разделением частиц.

7. Каталитический реактор по п. 1, в котором нижняя поверхность базовой секции включает указанный экран, или в котором верхняя поверхность базовой секции включает указанный экран, или в котором верхняя поверхность базовой секции и нижняя поверхность базовой секции включают в себя указанный экран.

8. Каталитический реактор по п. 1, в котором базовая секция включает по меньшей мере одну боковую сторону базовой секции и в котором боковая сторона базовой секции включает указанный экран.

9. Каталитический реактор по п. 1, в котором блок плавающего улавливателя частиц включает средства подъема улавливателя частиц.

10. Каталитический реактор по п. 1, включающий множество блоков плавающего улавливателя частиц.

11. Каталитический реактор по п. 10, в котором блоки плавающего улавливателя частиц расположены равномерно вокруг центральной линии каталитического реактора с разделением частиц.

12. Каталитический реактор по п. 1, включающий множество блоков плавающего улавливателя частиц, где общая площадь нижней поверхности базовой секции, включая любой экран, составляет более 30% от общей площади поперечного сечения слоя катализатора.

13. Каталитический реактор по п. 1, в котором экран включает в себя множество отверстий любой формы, выполненных с возможностью предотвращения попадания катализатора в блок плавающего улавливателя частиц.

14. Каталитический реактор по п. 1, в котором экран включает множество отверстий размером не более 10 мм по всей поверхности экрана, предпочтительно размером не более 5 мм по всей поверхности экрана, более предпочтительно размером не более 3 мм по всей поверхности экрана.

15. Каталитический реактор по п. 1, в котором нижняя поверхность базовой секции включает выступающие вниз ребра для стабилизации блока плавающего улавливателя частиц во время установки и производства.

16. Каталитический реактор по п. 1, в котором реактор имеет верхнюю часть в форме купола, а блок плавающего улавливателя частиц расположен под или внутри нижней части купола.

17. Каталитический реактор по любому из пп. 1-16, в котором указанный каталитический реактор является реактором гидропереработки.