Область техники

Устройство относится к нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к устройствам для проведения процессов каталити- ческой конверсии углеводородов в паровой фазе, таких как риформинг.

Предшествующий уровень техники

Каталитический риформинг является одним из важнейших процессов пе- реработки бензиновых фракций с целью повышения детонационных свойств бензинов и получения ароматических углеводородов.В настоящее время для повышения эффективности процесса используются разнообразные реакторы, как правило, на основе технологии с подвижным слоем катализатора (RU2011 123173, 2012; RU 2412927, 2011; US 20031 16474, 2003;

US 6049017, 2000).

Известны реакторы с подвижным или псевдоожиженным слоем катализа- тора, состоящие из нескольких секций с катализатором, между которыми рас- положены устройства для перегрузки катализатора из секции в секции, в виде разгрузочных труб, в которых вся масса катализатора периодически или непре- рывно перемещается под действием силы тяжести из верхней секции в нижнюю секцию. При этом разгрузочное устройство за счет меньшего сечения препятст- вует попаданию реакционной смеси из секции в секцию. [Маслянский Г.Н. Ка- талитический риформинг бензинов / Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. - Л.: Хи- мия, 1985. - 213 с.].

Недостатком таких реакторов является наличие застойных зон между трубами, возникающих при движении зерен катализатора по трубам. Наиболее близким к заявляемому решению является реактор с подвиж- ным слоем катализатора, состоящий из корпуса, снабженного патрубками для подачи и отведения продуктовых потоков, в котором расположены соосно кольцевые секции, содержащие катализатор, и центральный перфорированный трубопровод, причем секции выполнены в нижней части воронкообразными и связаны между собой устройством для транспортировки катализатораиз секции в секцию в виде разгрузочных труб, верхние концы которых расположены рав- номерно в днище вышерасположенной секции, а нижний конец снабжен пат- рубком, размещенным на одном уровне с каждой нижерасположенной секции (SU 717998, 1980).

Недостатком являются образование застойных зон около разгрузочных труб, что снижает эффективность процесса.

Технической задачей являлось создание реактора с подвижным слоем ка- тализатора, конструкция которого обеспечивает минимизацию застойных зон.

Сущность изобретения

Технический результат достигается путем выполнения реактора с под- вижным слоем катализатора, состоящего из корпуса, снабженного патрубками для подачи и отведения продуктовых потоков, в котором расположены кольце- вые секции, содержащие катализатор, и центральный перфорированный трубо- провод, причем секции выполнены в нижней части воронкообразными и связа- ны между собой устройством для транспортировки катализатора, выполненном в виде соосного центральному трубопроводу кольцевого канала, диаметр кото- рого меньше диаметра секции, причем центральный трубопровод в конце каж- дой секции перекрыт газонепроницаемой перегородкой, а секции имеют газо- проницаемые боковые стенки, вдоль которых выполнен кольцевой зазор между стенкой секции и стенкой корпуса, связанный с патрубками для подачи и отве- дения продуктовых потоков. Для более полного использования катализатора и минимизации застой- ных зон верхняя часть нижерасположенных секций выполнена воронкообраз- ной.

Краткое описание фигур чертежа

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами. Общая схема реактора приведена на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 представлена схема реактора с подачей сырья через центральную часть реактора, на фиг.2 - представлена схема реактора с подачей сырья через боковые патрубки.

При этом используются следующие обозначения:

1 -корпус реактора, 2 -цилиндрическая обечайка реактора, 3 -верхнее полусфе- рическое днище, 4- нижнее полусферическое днище, 5 и 6 - штуцера для ввода и вывода катализатора, 7- 10 -штуцера для ввода сырья и вывода продукта, 11 - верхняя секция, 12 - нижняя секция, 13 -перфорированная центральная труба, 14-перфорированная обечайка верхней секции, 15- направляющий конус, 16- цилиндрический канал, 17- герметичная тарелка,

18- перфорированная обечайка нижней секции, 19- стакан, 20- глухая перего- родка, 21 - катализатор, 22-23-кольцевые зазоры верхней и нижней секций.

Промышленная применимость

Реактор представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, по- стоянного диаметра. Корпус реактора 1 состоит из цилиндрической обечайки 2, верхнего полусферического днища 3, нижнего полусферического днища 4. В корпус врезаны равнорасположенные штуцера для ввода и вывода катализатора 5 и 6 соответственно. Для ввода сырья и вывода продукта предназначены шту- цера 7-10.

Реактор содержит верхнюю 11 и нижнюю 12 секции и оснащен следую- щими элементами: 13- перфорированная центральная труба; 14 - перфориро- ванная обечайка верхней секция; 15 - направляющий конус; 16 - цилиндриче- ский канал; 17 - герметичная тарелка; 18 - перфорированная обечайка нижней секции. Центральная труба 13 фиксируется у центрального штуцера 10 в нижнем днище 4 и удерживается стаканом 19, установленным на верхнем днище 3. Глу- хая перегородка 20, устанавливаемая внутри центральной трубы 13, не позво- ляет смешиваться сырью из верхней секции 11 с сырьем нижней секции 12.Перфорация на центральной трубе 13 выполнена таким образом, чтобы обеспечить прохождение сырья верхней секции и сырья нижней секции через катализатор 21 в требуемой зоне.

Перфорированные обечайки 14 и 18, верхней и нижней секции соответст- венно, служат для обеспечения беспрепятственного прохождения катализатора 21 по всей высоте секций и установлены таким образом, чтобы образовывались кольцевые зазоры 22 и 23между обечайкой секций 14 или 18 и обечайкой кор- пуса 2, что обеспечивает свободное перемещение продукта в пространстве.

Для прохождения катализатора 21 между секциями предусмотрены на- правляющий конус 15, цилиндрический канал 16 и герметичная тарелка 17. Герметичная тарелка 17 не позволяет продукту верхней секции смешиваться с продуктом нижней секции.

Для ввода катализатора 21 на верхнем днище 3 равномерно расположены штуцера ввода катализатора 5. Под действием силы тяжести катализатор 21 движется сначала в верхнюю секцию 11 , затем через направляющий конус 15 и цилиндрический канал 16, попадает в нижнюю секцию 12. Диаметр канала 16 подбирается таким образом, чтобы обеспечить оптимальное значение гидрав- лического сопротивления слоя катализатора, для исключения перетока сырья между секциями аппарата. Пройдя нижнюю секцию 12, катализатор 21 посту- пает в нижнее днище 4 и выходит из реактора по штуцеру 6 для вывода катали- затора.

Реактор работает по одной из следующих схем: при движении сырья от центра к периферии (фиг.1) и движения сырья от периферии к центру (фиг.2). При движении сырья от центра к периферии (фиг.1), сырье верхней секции 11 поступает в центральную перфорированную трубу 13 через центральный шту- цер 7, расположенный на верхнем днище 3. Сырье далее, проходя через слой катализатора 21 верхней секции 11 , преобразуется в готовый продукт. Далее полученный продукт проходит через перфорированную обечайку Нверхней секции в кольцевой зазор 22. Продукт изкольцевого зазора 22 выходит через штуцер 8.

В нижнюю секцию сырье поступает через центральный штуцер 10, рас- положенный на нижнем днище 4. Сырье, проходя через слой катализатора, пре- образуется в готовый продукт. Далее продукт проходит через перфорирован- ную обечайку 18 нижней секции в кольцевой зазор23. Штуцер 9 для выхода продукта из нижней секциирасполагается в зоне свободного пространства 23.

Во втором случае, сырье из верхней секции поступает через штуцер 8 в кольцевой зазор 22 и далеечерез перфорированную цилиндрическую обечайку

14 проходит через слой катализатора 21 верхней секции, преобразуясь в гото- вый продукт, попадает в центральную трубу 13, выходит через штуцер 7, расположенный на верхнем днище 3.

Сырье нижней секции поступает через штуцер 9 в кольцевой зазор23 нижней секции и далеечерез перфорированную цилиндрическую обечайку 18 проходит через слой катализатора нижней секции, преобразуясь в готовый продукт, попадает в центральную трубу 13, далее выходит через шту- цер 10, расположенный на нижнем днище 4.

В ходе процесса под действием силы тяжести катализатор 21 движется из верхней секции 11 через направляющий конус 15 и цилиндрический канал 16 и попадает в нижнюю секцию 12. При этом выполнение нижней части секции 11 в виде направляющего конуса 15 и выполнение верхней части нижней секции

12 конической исключает образование застойных зон в области перегрузочного устройства.

Преимуществами заявляемого реактора является возможность более рав- номерной перегрузки катализатора из секции в секцию, что позволяет повысить эффективность процесса.