Реактор с внутренней циркуляцией гранулированного катализатора Советский патент 1983 года по МПК B01J8/06 

со

;О

СО

;о Изобретение относится к оборуцованию для химической и нефтехимической текнопогии, а именно к реакторам с ави жуишмся споем катализатора для процессов химической технологии, и прецназначено для проведения реакционных процессов в присутствии гранулированного катализатора, в частности для осуществления синтеза виниловых из ацетилена (или этипена) и Kaj боновых кислот. Известен контактный аппарат для проведения гетерогенных кататштических процессов в режиме прямотока, состоящий из корпуса с коаксдаальио устано&ленной циркуляционной трубой и патрубков для ввода и вывода газа i . Недостатком такого аппарата является ограниченный циркуляционной трубой реакционны otxbeM и прямоток газа и дисперсного катализатора только в верт кальном направлении, вследствие чего сепарационная зона должна быть снабжена специальным устройством для ула& ливания катализатора. Известен также аппарат, содержащий корпус, разделенный на распределительную, рабочую и транспортную зоны, и сепаратор 2 , Однако данный реактор характеризуется недостаточно равномерным распр делением компонентов и плохой сепарацией отходящих газов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является аппарат для экзотермического гетерогенного окисления углеводородов над гранулированным катализатором, состоящий из вертикального удлиненного корпуса, внутри которого размещена реакционная циркуляционная труба с открытими концами и сепарационная камера с отбойной перегороцкой над верхним - концом реакцио ной трубы з . Недостатком указанного аппарата (реактора) является ограниченный реакционный , образованный реакционной трубой, в которой катализатор находится в режиме пневмотранспорта и пространством, сквоа. которое отраженный катализатор ссыпается в плотный спой, вследствие чего реакция происходит Е присутствии только незначительно го объема катализатора, содержащегося в аппарате. Реактор в силу указанных причин малопроизводителен;, что не соответствует как объему аппарата, так и объему катализатора в аппарате. Цель изобретения - повышение про- ; изводительности реактора путем увел, чения рабочего объема катализатора за счет лучшего его распределения в объ&. ме. Поставленная цель достигается тем, что реактор с внутренней циркуляцией гранулированного катализатора, содержащий разделенный на распределительную, рабочую и сужающуюся вниз транспортную части корпус с коаксиально расположенной в нем циркуляционной трубой и сепаратором, снабжен размещенной над верхним торцом циркуляционной трубы выравнивающей тарелкой с установленным в ней соосно циркуляционной трубе приемным патрубком и спускными трубами, нижние торцы которых раоположены ниже верхнего торца циркуляционной трубы, при этом транспорт ная часть корпуса выполнена коничеокой,а сепаратор размещен межлу рабочей и транспортной частьями. На чертеже представлена схема npetjпагаемого реактора. Реактор состоит из корпуса 1, сужающегося вниз, циркуляционной трубы 2, расположенной коаксиапьно внутри корпуса °1, выравнивающей тарелки 3, на которой закреплены приемный патрубок 4 и спускные трубы 5, теплообменник змеевиков 6-8, сепараторов 9 газа из среды гранугшрованного катализатора, патрубка 10 для ввода парогазовой смеси, предназначенной для реакции в реакторе, сборного коллектора 11 со штуцерами дпя вывода из реактора газов , люка 12 для заполнения реактора катализатором и ремонтных, целей. Реактор работает следующим образом. Внутренний объем корпуса через люк 12, за счключением циркуляционной трубы, заполняется катализатором до тех пор, пока на выравнивающей тарелке накопится количество катализатора, равное по объему циркуляционной трубе. После закрытия люка 12 парогазоая смесь, идущая на реакцию в пpиcy w твии катализатора, подаваемая через атрубок 10 суженного участка, корпуа, подхватывает гранулированнъ1й каализатор и по циркуляционной трубе 2 режиме пневмотранспорта забрасьшает я через приемный патрубок 4 на выавнивающую тарелку 3. Парогазовая

смесь, отцепнвшись СУГ катализатора, поступает. Б свобоцный от катапиаатора объем корпуса, образованный спуска .ными трубами 5, и оапее через спой катализатора в кольцевом объеме корпу са прохоцит цо сепараторов 9, гце оп цёляется от катапизатс а, н через со&цин5роаа1й все сепараторы Ьборный кол лектор 11 со штуцерами вывоцится из реактора как газы реакции. Выра&ниваюшая тарепка с помощью спускных труб обеспечивает одинаковый уровень катализатора по всей его свобоаной поверхности в рабочем объеме корпуса, что является обязательным условием

равного сопротивления овижению газа. Катализатор при установившемся режиме циркулирует по схеме: вверх по циркуляционной трубе на выравнившую тарелку, сток по спускным (переточным) трубам в рабочий объем корпуса, равно мерное цвижение вниз к буженному учао ку его до нижнего конца циркуляционной трубы, теплообменные змеевки 6-8, вмонтированные в объемах, преоназна ченных апя катализатора, обеспечивают соответствующий температурный режим реакционного процесса. Направленное цвижение катализатора и парогазовой смеси в установившемся режиме обесп& чиваатся выбором таких циаметров и длин конструктивных элементов, при кот рых: сотфотивление цвижению парогазовой смеси с увлекаемым ею катализатором по шфкуляционной трубе меньше условного сопротивления движению такого же количества газовой, смеси через Кольцевой объем суженного участка . корпуса цо сепараторов 9 при условии.

что скорость газов в этом кольцевом объеме была бы ниже скорости витания гранул катализатора; .сопротивление авижению газов в рабочей (реакционной) зоне корпуса цолжно быть меньше успов ного сопротивления цвйжению такого

же количества газов по суженному участку по крайней мере в пять раз; наибольшая скорость газов в сепараторах 9 цолжны быть меньше скорости витания гранул катализатора.

Таким образом, восхоцяишй поток

газа, увлекающий катализатор по иярку ляционной (транспортной) трубе, далее проходит через весь объем катализатсфа, заполнивший рабочую зону реактора, которая составляет его наибольшую по объему часть.

Использование предлагаемого реакто ра в гсимической и нефтеперерабатывак щей промъ1шленнос ги позволит инте нсвфиОировдть реакдионнъте процессы в присутствии гранулированного катализе тора за счет увеличения объьма катаднзатора в аппарате и цоли послецнего, ооновременно нахоцяшегося в зоне реакр шш.

По сравнению с известнътми реакторами на гранулировшшом. катализаторе пресь лагаемый реактор обеспечивает увели чение производительности при оцновремегп. ном уменьшении веса аппарата, упрощошш конструкции и процпвник как проб&. га между двумя ремонтами (восполнение потерянного в процессе количества катализатора производится без ост новки аппарата через патрубок 1О вмеоте с парогазовой смесью), так и арлговечности.

РЕАКТОР С ВНУТРЕННЕЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ГРАНУЛИРОВАННОГО КАТАЛИЗАТОРА, содержащий разцепе - ный на распределительную, рабочую и сужающуюся вниз транспортную части корпус с коаксиапьно расположенной в нем циркуляционной-трубой и сепаратором, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора путем увеличьния рабочего объема катализатора за счет лучшего его распределения в объеме, он снабжен размещенной наа верхр ним торцом циркуляционной трубы выравнивающей тарелкой с установленным в ней соосно циркуляционной трубе прие ным патрубком и спускными трубами, нижние торцы которык распопожены нк же верхнего торца циркуляционной трубы, при этом транспортная часть корпуса выполнена конической, а сепара(Л тор размещен между рабочей и траиспррт ной частями.