Радиальный химический реактор Советский патент 1992 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к конструкциям реакторов для проведения химических процессов, а именно к реакторам с неподвижным кольцевым слоем катализатора и с радиальным течением реагентов в слое.

Известно устройство для равномерного распределения газа, проходящего в радиальном направлении через слой катализатора, содержащее раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем катализатора, ограниченного решетками, причем перфорация внутренней кольцевой решетки переменна по высоте слоя катализатора.

Газы, поступающие в центральную трубу цилиндрического реактора, проходят в радиальном направлении через внутреннюю кольцевую решетку, слой катализатора и внешнюю цилиндрическую решетку в

кольцевой зазор между внешней решеткой и стенкой реактора. Переменная перфорация решетки позволяет выровнять расход газов по высоте слоя катализатора.

Известен радиальный химический реактор, содержащий раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем катализатора, ограниченного решетками, причем решетка, установленная на выходе из слоя, выполнена в виде набора пластин, имеющих переменный по высоте слоя катализатора угол наклона к поверхности слоя в сторону открытого торца приемной камеры.

Реагенты подаются в раздаточную камеру, проходят через слой катализатора, продукты реакции поступают в приемную камеру.

Такое выполнение реактора позволяет повысить эффективность за счет уменыиеV4 VI XI Ч 4 О

ния неоднородности течения внутри слоя без дополнительных энергозатрат.

Однако технология изготовления и сборки известного реактора сложна из-за большого количества пластин устанавливаемых с переменным углом наклона по сложному закону.

Известен химический реактор радиального типа, содержащий раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем катализатора, ограниченного решет- ками, причем в камере находящейся внутри слоя расположено тело вращения. Стенка наружной камеры и поверхность тела вращения выполнены с переменным по высоте слоя радиусом.

При работе реагенты подаются в раздаточную камеру, проходят через слой катализатора, продукты реакции поступают в приемную камеру.

Такое выполнение реактора позволяет повысить качество получаемой продукции и рационально использовать катализатор-за счет выравнивания поля скорости реагента в слое катализатора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является радиальный химический реактор, содержащий раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем катализатора, ограниченного решетками, причем в раздаточной камере установлено распределительное устройство выполненное в виде стаканов, соосно установленных по высоте слоя катализатора и разделяющих его на секции с отношением высоты слоя к его толщине 2-2,5.

При работе реагенты подаются в раздаточную камеру, проходят через слой катализатора, продукты реакции поступают в приемную камеру.

Распределительные стаканы/ с помощью которых кольцевой слой катализатора разделяется на отдельные секции, обладают простой конструкцией, надежностью в работе и не требуют сложных расчетов при проектировании. Радиальные секции, благодаря выбранному соотношению геометрических параметров, обладают равномерным распределением газа без применения специальных методов выравнивания осевой неравномерности. Все это повышает эффективность работы реактора.

Однако в известном техническом решении стаканы в раздаточной камере необходимо устанавливать относительно часто, что увеличивает количество обечаек, требующих повышенной точности установки (соосности) и, тем самым, резко усложняет технологию сборки реактора. Кроме того, такое выполнение распределительного устройства требует, чтобы размеры раздаточной камеры были значительны, что увеличивает габариты реактора или требует увеличения затрат на прокачку рабочей среды. Все это снижает эффективность работы. Цель изобретения - повышение эффективности за счет уменьшения неоднородности течения внутри слоя без дополнительных энергозатрат и упрощения

0 конструкции распределительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в радиальном химическом реакторе, содержащем раздаточную и приемную камеры,

5 разделенные кольцевым слоем катализатора, ограниченного решетками, и распределительное устройство, выполненное в виде установленной соосно слою катализатора трубы, торец которой герметично соединен

0 посредством кольца с ограничивающей решеткой, согласно изобретению, длина трубы составляет 0,1-0,3 высоты слоя катализатора, ширина зазора между трубой и ограничивающей решеткой составляет

5 0,1-0,3 толщины приемной камеры, при этом кольцо расположено у открытого торца этой камеры.

Размещение в приемной камере только одной трубы, торец которой соединен с ог0 раничивающей решеткой кольцом у открытого торца этой камеры, резко упрощает конструкцию распределительного устройства и сборку реактора. А выбор длины трубы и величины зазора между ней и решеткой из

5 указанных выше соотношений обеспечивает однородное течение внутри слоя без до- полнительных энергозатрат. Все это повышает эффективность реактора.

На фиг.1 изображен продольный разрез

0 реактора с приемной камерой в верхней части; на фиг.2 - продольный разрез реактора с приемной камерой в нижней части.

Реактор состоит из корпуса 1, кольцевого слоя катализатора 2, на входе в который

5 установлена перфорированная решетка 3, а на выходе - решетка 4, Корпус 1 и слой 2, ограниченный решетками 3,4, образуют раздаточную 5 и приемную 6 камеры. В приемной камере 6 расположена труба 7, торец

0 которой соединен кольцом 8 с ограничивающей решеткой 4 у открытого торца камеры 6. Между трубой 7 и решеткой 4 расположен зазор 9.

При работе реагенты подаются в разда5 точную камеру 5, проходят через слой катализатора 2 и ограничивающие его решетки 3,4, продукты реакции поступают в приемную камеру б.

Труба 7 с кольцом 8 благодаря перечисленным в формуле соотношениям обеспечивает равномерное газораспределение по высоте слоя 2 без увеличения энергозатрат. Кольцо 8 может быть выполнено за одно целое с трубой 7.

Предлагаемая конструкция реактора может быть использована как при течении реагентов от периферии к оси реактора (фиг. 1), так и при течении от оси к периферии (фиг.2).

Благодаря выбору величины А зазора 9 из соотношения А (0,1-0,3) h, где h - толщина приемной камеры 6, обеспечивается свободное движение реагентов в слое 2 расположенном под местом установки трубы 7 без дополнительных энергозатрат.

Длина I трубы 7, выбранная из соотношения I (0,1-Ч),3)Н, где Н - высота слоя 2, обеспечивает равномерное распределение реагентов по высоте слоя катализатора 2.

Технико-экономический эффект предлагаемого реактора, по сравнению с прототипом, заключается в том. что уменьшается

неоднородность течения внутри слоя катализатора без дополнительных энергозатрат и при высокой технологичности изготовления реактора. Что повышает эффективность

применения реактора.

Формула изобретения Радиальный химический реактор, содержащий раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем

катализатора, ограниченного решетками, и распределительное устройство, выполненное в виде установленной соосно со слоем катализатора трубы, торец которой герметично соединен посредством кольца с ограничивающей решеткой, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности, длина трубы составляет 0,1-0,3 высоты слоя катализатора, ширина зазора между трубой и ограничивающей решеткой составляет 0,1-0,3 толщины приемной камеры, при этом кольцо расположено у открытого торца этой камеры.

Изобретение относится к конструкции реакторов с неподвижным кольцевым слоем катализатора и с радиальным течением реагентов в слое. Сущность изобретения. Радиальный химический реактор, содержащий раздаточную и приемную камеры, разделенные кольцевым слоем катализатора, заключенного между ограничивающими решетками, распределительное устройство, выполненное в виде установленной соосно слою катализатора трубы, торец которой герметично соединен посредством кольца с ограничивающей решеткой, при этом длина трубы составляет 0,1 -0,3 высоты слоя, зазор между ней и ограничивающей слой решеткой составляет 0,1-0.3 толщины приемной камеры, а торец трубы герметично соединен с решеткой кольцом, установленным у открытого торца приемной камеры. 2 ил.

it

/ч

ОТ1;

(Йог./

7 t 9 3

/ / / N

«JL-

Н

8

Фиг.2