СПОСОБ ПЕРЕГРУЗКИ КАТАЛИЗАТОРА ИЗОМЕРИЗАЦИИ В ИНЕРТНОЙ СРЕДЕ Российский патент 2024 года по МПК B65G65/00 

Изобретение относится к способам осуществления погрузочно-разгрузочных работ с одновременной сортировкой твердых материалов с помощью грохотов и может применяться при выгрузке и последующей загрузке материалов, в частности хлорированных катализаторов низкотемпературной изомеризации, на которые влияние влаги и воздуха является недопустимым, из химических реакторов и может применяться в нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах.

Из уровня техники известен способ осуществления перегрузки сыпучих материалов, осуществляемый с помощью устройства (SU1521688A1, МПК B65G 69/18, опубл. 15.11.1989), содержащего установленные под углом 90° наклонный желоб и укрытие с противоэжекционным участком, соединенным с аспирационным патрубком, а дно укрытия расположено под углом 45° к горизонтальной плоскости. При перегрузке сыпучий материал полностью перекрывает сечение укрытия, выполняя при этом роль заслонки и не давая проходить запыленному воздуху в нижний участок укрытия и далее в помещение, а направляя его через противоэжекционный участок в аспирационный патрубок. На границе противоэжекционного участка и нижнего участка укрытия возникает разряжение, что обуславливает подсос воздуха из помещения через нижний участок укрытия, вследствие чего поток запыленного воздуха попадает в аспирационный патрубок.

Недостатком известного технического решения является сложность его адаптации для выгрузки сыпучих материалов из химических реакторов с обеспечением их изоляции от внешней среды.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранным в качестве прототипа признан способ перегрузки сыпучего материала (RU2453488C1, МПК B65G 69/18, B65G 65/00, опубл. 20.06.2012), включающий прохождение потока сыпучего материала вместе с пылевоздушной смесью через ортогонально расположенные и соединенные между собой загрузочный и имеющий аспирационный участок разгрузочный каналы, оси которых расположены под углом 45° к горизонтальной плоскости. При этом на выходе из загрузочного канала сыпучий материал вместе с пылевоздушной смесью отклоняют в сторону аспирационного участка разгрузочного канала при одновременном уменьшении сечения выходного отверстия загрузочного канала.

Недостатком известного способа является сложность обеспечения герметичности устройства для перегрузки сыпучего материала, использующегося для осуществления способа и отсутствие возможности замещения воздушного потока потоком инертного газа.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является разработка способа перегрузки катализатора изомеризации, осуществляемой среде инертного газа.

Указанная задача решена тем, что способ включает в себя разгрузку катализатора низкотемпературной изомеризации из реактора с его последующей загрузкой в реактор. При разгрузке катализатора под днищем реактора устанавливают вибросито, корпус которого выполнен герметичным, с возможностью подачи в его внутреннюю полость азота, при этом выгружной штуцер, выполненный в нижней части реактора, соединяют с приемным отверстием, выполненным на крышке вибросита, герметичным рукавом. Ниже выпускных труб вибросита размещают емкости для просеянного продукта, устанавливают в них друг в друга два ПЭТ-вкладыша, при этом внешний используют для предотвращения выхода из емкости азота, а внутренний используют для защиты внешнего ПЭТ-вкладыша от повреждений, и соединяют выпускные трубы с горловинами ПЭТ-вкладышей герметичными рукавами; после чего активируют вибросито, подают в реактор, вибросито и емкости азот и осуществляют разгрузку катализатора в емкости для просеянного продукта, при этом после загрузки емкостей горловины ПЭТ-вкладышей и сами емкости герметизируют.

При загрузке катализатора изомеризации емкости транспортируют к реактору и с каждой из них выполняют следующие операции: разгерметизируют емкость, разгерметизируют горловину внешнего ПЭТ-вкладыша, совмещают горловину внутреннего ПЭТ-вкладыша с горловиной наклонного бокового отвода патрубка реакторной крышки реактора, подают в реактор азот, разгерметизируют горловину внутреннего ПЭТ-вкладыша и осуществляют загрузку катализатора в реактор.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым раскрытой выше совокупностью признаков способа, является возможность перегрузки катализатора изомеризации в инертной среде без доступа кислорода, за счет герметичных соединений всех применяемых узлов и агрегатов, что обеспечивает сохранение его активности при проведении инспекций резервуаров, в частности, химических реакторов, а также выполнением их внеплановых ремонтов. Кроме того, применение в способе вибросита позволяет одновременно с выгрузкой обеспечить сортировку гранул катализатора по различным фракциям крупности и отделение керамических шаров.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид вибросита, применяющегося для осуществления способа, вид сбоку; на фиг. 2 представлен внешний вид вибросита сверху; на фиг. 3 представлен внешний вид рамы, на которую устанавливается корпус вибросита в изометрической проекции; на фиг. 4 представлен внешний вид рамы, на которую устанавливается днища вибросита в изометрической проекции; на фиг. 5 представлен разрез по А-А на фиг. 4; на фиг. 6 представлен внешний вид секций корпуса вибросита в изометрической проекции; на фиг. 7 представлен внешний вид крышки в изометрической проекции; на фиг. 8 представлен внешний вид деки в изометрической проекции; на фиг. 9 представлена схема химического реактора для осуществления технологического процесса изомеризации нефтепродуктов.

Способ осуществляют с помощью вибросита, имеющего следующую конструкцию.

Вибросито состоит из рамы 1, выполненной с возможностью ее транспортировки с помощью кронштейнов 2, закрепленных на раме (поз. А на фиг. 3), ее установки на предварительно подготовленной площадке и закрепления рамы на поверхности площадки болтами, вставляемыми в отверстия (поз. Б на фиг. 3). На раме 1 на пружинах 3 установлен корпус вибросита, состоящий из днища 4, обечайки, выполненной из двух секций 5, 6, и крышки 7. В центре нижнего торца днища 4 в глухом отверстии 8 установлен электродвигатель 9, на валу ротора которого закреплен эксцентрик 10.

Днище 4, секции 5, 6 и крышка 7 снабжены выпускными трубами 11 для просеянного продукта, а в крышке 7 дополнительно выполнено приемное отверстие 12. Между верхним торцом днища 4 и нижним торцом первой секции 5 обечайки, между верхним торцом первой секции 5 корпуса и нижним торцом второй секции 6 обечайки, а также между верхним торцом второй секции 6 обечайки и нижним торцом крышки 7 установлены деки 13, каждая из которых состоит из рамки 14, на которой натянута сетка 15, закрепленная на рамке 14 кольцом 16.

Рама 1 представляет собой сварную конструкцию из листового и фасонного проката. Днище 4, обечайка и крышка 7 вибросита стянуты откидным болтом 17 с втулкой и гайкой, устанавливаемым в отверстия кронштейнов (поз. В фиг. 4, поз. Г фиг. 7), закрепленных на днище 4 и крышке 7. Для обеспечения герметичности вибросита при выгрузке катализатора из реактора изомеризации на верхнем и нижнем торцах секций 5, 6 установлены резиновые прокладки 18, проклеенные силиконовым герметиком. Для подачи во внутреннюю полость корпуса вибросита инертного газа в крышке 7 дополнительно закреплен штуцер (на фигурах условно не показан), выполненный с возможностью подключения к нему трубопровода от газокомпрессорной (азотной) станции.

Способ перегрузки катализатора изомеризации в инертной среде с помощью вибросита осуществляют следующим образом.

Выгрузка не выработавшего свой полный ресурс хлорированного катализатора из реактора изомеризации может потребоваться для удаления накопившейся между гранулами катализатора пыли, проведения инспекции резервуара или его внепланового ремонта.

Осуществление изобретения рассмотрим на примере перегрузки катализатора для изомеризации нефтепродуктов, в качестве которого применяется Cl-Al₂O₃, в химический реактор, применяемый для проведения работ в условиях высокого давления.

Корпус реактора (фиг. 9) содержит цилиндрическую обечайку 19, выполненную заодно с нижним 20 и верхним 21 эллиптическими днищами, каждое из которых снабжено патрубком 22 с фланцем 23 диаметром 600 мм, при этом патрубок верхнего 21 днища, снабженный гасителем потока 24, предназначен для загрузки в реактор сырья, а патрубок нижнего – для выгрузки продукта. Верхнее днище дополнительно снабжено штуцером 25 для измерительных приборов 26 (например, для ввода во внутреннюю полость реактора датчиков давления, температуры и концентрации инертного газа), а нижнее днище дополнительно содержит выгружной штуцер 27 для выгрузки катализатора. Внутри корпуса, в его верхней части, установлена распределительная тарелка 28 для равномерного распределения жидкой фазы над слоем катализатора, улавливания продуктов коррозии и выравнивания скоростей потока паров, а в нижней части корпуса над верхним торцом патрубка нижнего днища установлен опорный стол 29, предотвращающий унос катализатора из реактора с продуктами реакции, состоящий из перфорированной обечайки, которая выполнена из двух половин, и крышки, поверх которой натянуты два слоя сетки. Нижняя часть днища заполнена фарфоровыми шарами 30 диаметром 24 мм, поверх которых размещен слой 31 (высотой 150 мм) шаров диаметром 12 мм, после которого равномерно разложен катализатор 32. В качестве материала корпуса реактора может использоваться нержавеющая сталь марки SS 316.

На первом этапе работ осуществляют выгрузку катализатора низкотемпературной изомеризации из реактора.

При разгрузке катализатора под днищем реактора на раме 1 устанавливают вибросито, при этом для его герметизации при сборке на верхнем и нижнем торцах секций 5, 6 устанавливают резиновые прокладки 18 и проклеивают их силиконовым герметиком. Для обеспечения возможности сортировки просеиваемых гранул катализатора на рамки 14 дек 13 натягивают сетки 15, обеспечивающие последовательное деление просеянного продукта на фракции размерами 19, 12, 6 мм и менее 1 мм. К штуцеру, закрепленному в крышке 7 вибросита, гибким шлангом подключают линию подачи инертного газа от газокомпрессорной станции, при этом в качестве газа используют азот.

Далее выгружной штуцер 27, выполненный в нижней части нижнего днища 20 реактора, соединяют герметичным рукавом с приемным отверстием, выполненным на крышке 7 вибросита. В штуцер 25 могут быть введены измерительные датчики, в качестве которых целесообразно использовать датчики давления, температуры и концентрации инертного газа внутри корпуса реактора.

Ниже выпускных труб 11 вибросита размещают емкости для просеянного продукта, в качестве которых целесообразно использовать бочки объемом 200 литров. Внутрь каждой из емкостей устанавливают друг в друга два ПЭТ-вкладыша, представляющие собой полиэтиленовые мешки, при этом внешний используют для предотвращения выхода из емкости азота, а внутренний используют для защиты внешнего ПЭТ-вкладыша от повреждений. Толщину материала внутреннего ПЭТ-вкладыша выбирают предпочтительно равной 68 мкм, а толщину материала внешнего ПЭТ-вкладыша – 12 мкм.

Далее соединяют выпускные трубы 11 с горловинами ПЭТ-вкладышей герметичными рукавами; после чего активируют вибросито, подают в реактор, вибросито и емкости азот, создавая в них избыточное давление, открывают заслонку выгружной штуцера 27 и осуществляют разгрузку катализатора в емкости для просеянного продукта, после загрузки емкостей горловины ПЭТ-вкладышей и сами емкости герметизируют, при этом герметизацию горловин емкостей осуществляют крышками, а ПЭТ-вкладышей – резиновыми жгутами.

В качестве герметичных рукавов для соединения выгружного штуцера 27 с приемным отверстием, выполненным на крышке 7 вибросита, а также выпускных труб 11 вибросита с ПЭТ-вкладышами могут применяться, например, рукава напорные для газа Г (IV) 25-40 мм (10 атм) ГОСТ 18698-79 (м), которые могут использоваться для транспортировки воздуха, углекислого газа, азота и других инертных газов.

Процесс выгрузки может быть автоматизирован следующим образом.

В составе оборудования может быть применен блок управления (на фигурах условно не показан), выполненный на основе промышленного контроллера, снабженный блоками ввода данных и индикации, аналоговыми измерительными входами и аналоговыми транзисторными или дискретными релейными силовыми выходами. При этом первый и второй силовые выходы могут быть подключены, соответственно, к компрессору газокомпрессорной станции (для управления интенсивностью подачи инертного газа в реактор) и задвижке, выполненной электромеханической, установленной в выгружном штуцере 27 (для управления интенсивностью выгрузки катализатора), а третий силовой выход может быть подключен к электродвигателю 9 вибросита (для управления интенсивностью просеивания гранул катализатора). К измерительным входам блока управления могут быть подключены выходы датчиков давления, температуры и концентрации инертного газа внутри корпуса реактора, установленных в штуцере 25. При этом во все время осуществления технологического процесса разгрузки блок управления позволяет контролировать давление, температуру и концентрацию азота в реакторе, а также регулировать интенсивность наполнения катализатором емкостей для просеянного продукта.

При загрузке катализатора изомеризации емкости транспортируют к реактору, после чего с каждой из них последовательно выполняют разгрузочные операции, рассмотренные ниже.

Первоначально в распределительной тарелке 28 демонтируют одну центральную секцию, а на фланец 23 верхнего днища 21 реактора устанавливают реакторную крышку (на фигурах условно не показана), выполненную заодно с вертикальным патрубком, содержащим наклонный боковой отвод под углом 45⁰. При этом в вертикальный патрубок ниже наклонного бокового отвода вводят устройство для загрузки сыпучего материала, содержащее цилиндрический корпус, в центре которого установлена ось с закрепленным на ее конце диском для разбрасывания сыпучего материала, содержащим три пластины, при этом ось соединена с валом электродвигателя. Дополнительно в вертикальный патрубок вводят трубопровод линии подачи инертного газа от газокомпрессорной станции, после чего патрубок герметизируют пробкой. Наклонный боковой отвод патрубка используют для подачи в реактор катализатора.

Далее каждую емкость разгерметизируют. Для этого вскрывают крышку емкости, демонтируют резиновый жгут, изолирующий внешний ПЭТ-вкладыш, распечатывая последний. На горловину емкости надевают крышку, в которой предварительно выполнены два отверстия диаметром 150 мм, с установленными в них резиновыми манжетами, которые исключают повреждение ПЭТ-вкладышей при выгрузке катализатора. Из первого отверстия крышки извлекают горловину внешнего ПЭТ-вкладыша, переворачивают емкость, подносят горловину внутреннего ПЭТ-вкладыша к горловине бокового отвода патрубка реакторной крышки, демонтируют резиновый жгут, изолирующий внутренний ПЭТ-вкладыш, распечатывая последний, после чего катализатор засыпают в горловину отвода. Во все время выгрузки катализатора рукой через второе отверстие крышки контролируют процесс выгрузки материала, придерживая внутренний ПЭТ-вкладыш и поправляют его при необходимости, в случае, когда гранулы катализатора застревают в горловине вкладыша. При загрузке катализатора в реактор подают азот через трубопровод линии подачи инертного газа, а плотную загрузку катализатора обеспечивают, активируя устройство для загрузки сыпучего материала. Вал электродвигателя через гибкий вал передает вращающий момент на ось и закрепленному на ее конце диску, при этом сыпучий материал (катализатор) попадает на все три пластины диска, которые за счет вращения придают каждой точке внешней спиралевидной поверхности пластин свою угловую скорость. Последнее обеспечивает рассыпание катализатора по каждому из секторов, образуемых ребрами пластин, на определенную длину, чем достигается равномерная укладка сыпучего материала.

Таким образом, рассмотренный в настоящей заявке способ является эффективным технологическим процессом перегрузки катализатора изомеризации с обеспечением его изоляции от атмосферного воздуха, за счет применения в способе инертной, преимущественно, азотной газовой среды.

Изобретение относится к погрузочно-разгрузочным работам. Способ перегрузки катализатора изомеризации в инертной среде включает разгрузку катализатора низкотемпературной изомеризации из реактора с его последующей загрузкой в реактор. При разгрузке катализатора под днищем реактора устанавливают герметичное вибросито, с возможностью подачи в его внутреннюю полость азота. Выгружной штуцер в днище реактора соединяют с приемным отверстием на крышке вибросита герметичным рукавом. Ниже выпускных труб вибросита размещают емкости для просеянного продукта, устанавливают в них друг в друга два ПЭТ-вкладыша. Соединяют выпускные трубы с горловинами вкладышей герметичными рукавами. Активируют вибросито. Подают в реактор, вибросито и емкости азот и разгружают катализатор в емкости. После загрузки емкостей горловины вкладышей и емкости герметизируют. При загрузке катализатора емкости транспортируют к реактору. Затем разгерметизируют емкость и горловину внешнего вкладыша, совмещают горловины внутреннего вкладыша и наклонного бокового отвода патрубка крышки реактора, подают в реактор азот, разгерметизируют горловину внутреннего вкладыша и загружают катализатор в реактор. Достигается возможность перегрузки катализатора изомеризации, осуществляемой в среде инертного газа. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ перегрузки катализатора изомеризации в инертной среде, включающий разгрузку катализатора низкотемпературной изомеризации из реактора с его последующей загрузкой в реактор, отличающийся тем, что при разгрузке катализатора под днищем реактора устанавливают вибросито, корпус которого выполнен герметичным, с возможностью подачи в его внутреннюю полость азота, при этом выгружной штуцер, выполненный в днище реактора, соединяют с приемным отверстием, выполненным на крышке вибросита, герметичным рукавом; ниже выпускных труб вибросита размещают емкости для просеянного продукта, устанавливают в них друг в друга два ПЭТ-вкладыша, при этом внешний используют для предотвращения выхода из емкости азота, а внутренний используют для защиты внешнего ПЭТ-вкладыша от повреждений, и соединяют выпускные трубы с горловинами ПЭТ-вкладышей герметичными рукавами; после чего активируют вибросито, подают в реактор, вибросито и емкости азот и осуществляют разгрузку катализатора в емкости для просеянного продукта, при этом после загрузки емкостей горловины ПЭТ-вкладышей и сами емкости герметизируют; при загрузке катализатора изомеризации емкости транспортируют к реактору и с каждой из них выполняют следующие операции: разгерметизируют емкость, разгерметизируют горловину внешнего ПЭТ-вкладыша, совмещают горловину внутреннего ПЭТ-вкладыша с с горловиной наклонного бокового отвода патрубка реакторной крышки реактора, подают в реактор азот, разгерметизируют горловину внутреннего ПЭТ-вкладыша и осуществляют загрузку катализатора в реактор.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при разгрузке катализатора используют вибросито с возможностью деления просеянного продукта на фракции размерами 19, 12, 6 мм и менее 1 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве емкостей используют бочки объемом 200 литров.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину материала внутреннего ПЭТ-вкладыша выбирают равной 68 мкм, а толщину материала внешнего ПЭТ-вкладыша – 12 мкм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что герметизацию емкостей для просеянного продукта осуществляют крышками, а ПЭТ-вкладышей – резиновыми жгутами.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при загрузке катализатора в реактор подают азот, а плотную загрузку катализатора обеспечивают, активируя устройство для загрузки сыпучего материала, содержащее цилиндрический корпус, в центре которого установлена ось с закрепленным на ее конце диском для разбрасывания сыпучего материала, содержащим три пластины, при этом ось соединена с валом электродвигателя.