RU2243028C1 - Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons - Google Patents
Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243028C1 RU2243028C1 RU2003112776/12A RU2003112776A RU2243028C1 RU 2243028 C1 RU2243028 C1 RU 2243028C1 RU 2003112776/12 A RU2003112776/12 A RU 2003112776/12A RU 2003112776 A RU2003112776 A RU 2003112776A RU 2243028 C1 RU2243028 C1 RU 2243028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- triangle
- width
- profiled
- reactor according
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для каталитического дегидрирования углеводородов и может быть использовано в нефтехимической промышленности, например в области производства винилароматических углеводородов, таких как стирол, альфаметил-стирол, винилтолуод, дивинилбензод, а также изопрена, бутадиена и др.The invention relates to a device for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons and can be used in the petrochemical industry, for example, in the production of vinyl aromatic hydrocarbons, such as styrene, alpha-methyl styrene, vinyl toluene, divinylbenzod, as well as isoprene, butadiene, etc.
Известен реактор аксиального типа для производства стирола, представляющий собой цилиндрический корпус с неподвижным слоем катализатора (Н.Н. Лебедев. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. Химия, 1975, стр. 575).Known axial type reactor for the production of styrene, which is a cylindrical body with a fixed catalyst bed (NN Lebedev. Chemistry and technology of basic organic and petrochemical synthesis. Chemistry, 1975, p. 575).
Недостатком известного реактора является большая высота слоя катализатора и соответственно большой перепад давления на слое, что снижает показатели дегидрирования. Для аксиальных реакторов характерны также трудности при создании производств большой единичной мощности.A disadvantage of the known reactor is the large height of the catalyst layer and, accordingly, a large pressure drop across the layer, which reduces the dehydrogenation rate. Axial reactors are also characterized by difficulties in creating large unit capacities.
Наиболее близким к предлагаемому реактору и лишенным указанных недостатков является реактор для проведения каталитических процессов радиального типа, содержащий цилиндрический корпус и коаксиально установленную корзину с катализатором, состоящую из внешней и внутренней перфорированных обечаек цилиндрической формы, выполненных из профилированных металлических элементов и скрепляющих колец (Пат. РФ № 2116825. Бюл. № 22, 10.08.98).Closest to the proposed reactor and devoid of these drawbacks is a reactor for carrying out catalytic processes of a radial type, comprising a cylindrical body and a coaxially mounted basket with a catalyst, consisting of external and internal perforated shells of a cylindrical shape made of profiled metal elements and fastening rings (Pat. RF No. 2116825. Bull. No. 22, 08/10/98).
Однако для этого реактора, применительно к использованию его для каталитического дегидрирования углеводородов, характерны:However, for this reactor, in relation to its use for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons, the following are characteristic:
- трудоемкость изготовления скрепляющих колец, а также сборки, разборки и ремонта внутри реактора перфорированных обечаек, выполненных из множества профилированных элементов;- the complexity of the manufacture of fastening rings, as well as the assembly, disassembly and repair inside the reactor of perforated shells made of many profiled elements;
- недостаточно эффективное распределение газовых потоков по слою катализатора;- insufficiently efficient distribution of gas flows over the catalyst bed;
- узкий диапазон изменения нагрузки по сырью;- a narrow range of load changes for raw materials;
- высокая металлоемкость и энергоемкость при необходимости компоновать реакторную систему из двух или трех реакторов с адиабатическим тепловым режимом и промежуточным подогревом реакционной смеси в специальных теплообменниках, устанавливаемых между реакторами;- high metal and energy intensity, if necessary, to assemble the reactor system of two or three reactors with adiabatic thermal conditions and intermediate heating of the reaction mixture in special heat exchangers installed between the reactors;
- большой перепад температуры по слою катализатора, а также большой перепад давления на реакторной системе, состоящей из целого ряда последовательно расположенных аппаратов, что снижает эффективность процессов дегидрирования;- a large temperature drop across the catalyst bed, as well as a large pressure drop across the reactor system, consisting of a number of sequentially arranged apparatuses, which reduces the efficiency of dehydrogenation processes;
- расположение профилированных элементов, имеющих в поперечном сечении форму полусферы, полуэллипса, треугольника или усеченного треугольника, на входе газовых потоков в слой катализатора плоским основанием в сторону катализаторного слоя, что приводит к эрозии и разрушению частиц катализатора под воздействием газовых струй.- the location of the profiled elements having a hemisphere, semi-ellipse, triangle or truncated triangle cross-sectional view at the inlet of gas flows into the catalyst layer with a flat base towards the catalyst layer, which leads to erosion and destruction of the catalyst particles under the influence of gas jets.
Задачей изобретения является повышение эффективности работы реактора, снижение трудоемкости изготовления, сборки, разборки и ремонта перфорированных обечаек и уменьшение металлоемкости реактора.The objective of the invention is to increase the efficiency of the reactor, reducing the complexity of manufacturing, assembling, disassembling and repairing perforated shells and reducing the metal consumption of the reactor.
Предлагается реактор для каталитического дегидрирования углеводородов, содержащий цилиндрический корпус и коаксиально установленную корзину с катализатором, состоящую из внешней и внутренней перфорированных обечаек, выполненных из профилированных металлических элементов, в котором внешняя и/или внутренняя обечайка имеет форму многогранника, составленного из соединенных между собой плоских решеток одинаковой ширины, состоящих из продольных, расположенных соосно корпусу реактора профилированных элементов и поперечных скрепляющих стержней. При этом площадь сечения профилированного элемента составляет не более 1,2 площади сечения стержня, а расстояние между стержнями - не менее пяти диаметров частицы катализатора, и ширина решеток определяется по зависимостиA reactor for catalytic dehydrogenation of hydrocarbons is proposed, comprising a cylindrical body and a coaxially mounted basket with a catalyst, consisting of external and internal perforated shells made of profiled metal elements, in which the external and / or internal shell has the shape of a polyhedron composed of interconnected planar lattices of the same width, consisting of longitudinal profiled elements located transverse to the reactor vessel and transverse fastening rods. The cross-sectional area of the profiled element is not more than 1.2 of the cross-sectional area of the rod, and the distance between the rods is not less than five diameters of the catalyst particles, and the width of the gratings is determined by the dependence
при условии, чтоprovided that
bp≤ Rо и bр≤ 0,5 Нр,b p ≤ R o and b p ≤ 0.5 N p ,
где bр - ширина решетки соответствующей обечайки, мм;where b p is the width of the lattice of the corresponding shell, mm;
dк - диаметр частицы катализатора, мм;d to - the diameter of the catalyst particles, mm;
Rо - радиус окружности, на которой лежат вершины многогранника соответствующей обечайки, мм;R about is the radius of the circle on which the vertices of the polyhedron of the corresponding shell lie, mm;
Нр - высота решетки соответствующей обечайки, мм;N p - the height of the lattice of the corresponding shell, mm;
k - коэффициент, величина которого лежит в области 0,5-15.k is a coefficient whose value lies in the range of 0.5-15.
Катализаторная корзина реактора может быть разделена на ячейки плоскими или имеющими в поперечном сечении форму спирали сплошными и/или перфорированными перегородками, прикрепленными к обечайкам в вершинах многогранников.The catalyst basket of the reactor can be divided into cells by flat or spiral-shaped continuous and / or perforated baffles attached to shells at the vertices of the polyhedra.
Между внешней и внутренней обечайками может быть установлена одна или несколько дополнительных перфорированных обечаек.Between the outer and inner shells, one or more additional perforated shells may be installed.
Сплошные перегородки могут быть выполнены полыми, при этом внутренняя полость перегородок может иметь в поперечном сечении форму овала, эллипса, полуовала, полуэллипса, прямоугольника, треугольника, усеченного треугольника или спирали и сообщена с патрубками для подвода и отвода теплоносителя.Solid partitions can be made hollow, while the internal cavity of the partitions can have an oval, ellipse, semi-oval, semi-ellipse, rectangle, triangle, truncated triangle or spiral cross section and communicated with pipes for supplying and discharging the coolant.
Полые перегородки, имеющие сечение треугольника, усеченного треугольника или спирали, могут быть установлены таким образом, что их большее основание располагается на внешней обечайке.Hollow partitions having a cross section of a triangle, a truncated triangle or spiral can be installed in such a way that their larger base is located on the outer shell.
Боковые стенки перегородок могут иметь гофры прямой или зигзагообразной формы, расположенные поперек или под углом к направлению потока реакционной смеси.The side walls of the partitions can have corrugations of a straight or zigzag shape, located transversely or at an angle to the direction of flow of the reaction mixture.
Перегородки могут быть выполнены из труб, расположенных соосно корпусу реактора и соединенных с патрубками для подвода и отвода теплоносителя.The partitions can be made of pipes located coaxially with the reactor vessel and connected to the nozzles for supplying and discharging the coolant.
Дополнительные обечайки могут быть выполнены из труб, расположенных на расстоянии друг от друга соосно корпусу реактора и соединенных с патрубками для подвода и отвода теплоносителя.Additional shells can be made of pipes located at a distance from each other coaxially to the reactor vessel and connected to pipes for supplying and discharging the coolant.
Профилированные элементы, имеющие сечение полукруга, полуэллипса, треугольника, или усеченного треугольника, могут быть расположены плоским основанием навстречу потоку реакционной смеси, при этом расстояние между профилированными элементами составляет не более 0,9 диаметра частицы катализатора, а ширина перфорированного элемента не более чем в 1,8 раза превышает длину частицы катализатора.Profiled elements having a cross section of a semicircle, semi-ellipse, triangle, or truncated triangle can be arranged with a flat base facing the flow of the reaction mixture, while the distance between the profiled elements is not more than 0.9 of the diameter of the catalyst particles, and the width of the perforated element is not more than 1 8 times the length of the catalyst particle.
Сущность устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен реактор по первому варианту; на фиг.2 - реактор по второму варианту; на фиг.3-10 изображены разрезы в горизонтальной плоскости различных вариантов катализаторных корзин, устанавливаемых в реакторе; на фиг.11-16 изображены варианты сборки решеток из различных профилированных элементов и скрепляющих стержней (на фиг.11, 12, 13 - разрезы решеток в вертикальной плоскости и соответственно на фиг 14, 15, 16 - разрезы решеток в горизонтальной плоскости); на фиг 17 изображен вариант сборки обечайки (разрез обечайки в горизонтальной плоскости); на фиг.18 изображены сечения в горизонтальной плоскости различных вариантов полых перегородок, на фиг.19-21 изображены виды сбоку на перегородки, имеющие гофры различной формы, а на фиг.22-25 - поперечные сечения этих перегородок.The essence of the device is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a reactor according to the first embodiment; figure 2 - reactor according to the second embodiment; figure 3-10 shows sections in the horizontal plane of the various options for the catalyst baskets installed in the reactor; 11-16 illustrate options for assembling gratings from various profiled elements and fastening rods (in FIGS. 11, 12, 13 — cuts of gratings in the vertical plane and, respectively, FIGS. 14, 15, 16 — cuts of gratings in the horizontal plane); on Fig 17 shows a variant of the Assembly of the shell (section of the shell in the horizontal plane); in Fig.18 shows sections in the horizontal plane of various options for hollow partitions, in Fig.19-21 shows side views of partitions having corrugations of various shapes, and Fig.22-25 - cross sections of these partitions.
Представленные на фиг.1 и 2 реакторы состоят из цилиндрического корпуса 1, внутри которого расположены внешняя 2 и внутренняя 3 перфорированные обечайки, между которыми расположен слой катализатора 4. Корпус имеет патрубки для входа паросырьевой смеси 5, выхода реакционной смеси 6, подвода теплоносителя 7 и отвода теплоносителя 8. В слое катализатора соосно корпусу реактора расположены теплообменные трубы 9, соединенные с патрубками для подвода и отвода теплоносителя. Теплообменные трубы в реакторе на фиг.1 представляют собой трубчатые элементы из двух труб - труба в трубе, в котором внутренняя труба 10 соединена с патрубком для подвода теплоносителя, а кольцевое пространство теплообменной трубы 9 - с патрубком для отвода теплоносителя.The reactors shown in figures 1 and 2 consist of a cylindrical body 1, inside of which there are external 2 and internal 3 perforated shells, between which there is a
В реакторе на фиг.2 цилиндрическая перегородка 11 делит теплообменные трубы на двухходовую систему, в которой внешний ряд труб соединен с патрубком для подвода теплоносителя, а внутренний ряд труб соединен с патрубком для отвода теплоносителя.In the reactor of FIG. 2, a
Реактор на фиг.1 и 2 имеет раздающий коллектор 12 и собирающий коллектор 13, а также собирающую камеру 14, 16 и раздающую камеру 15.The reactor of FIGS. 1 and 2 has a
На фиг.3 представлены поперечные разрезы катализаторной корзины для различных вариантов исполнения реактора.Figure 3 presents cross sections of the catalyst basket for various reactor designs.
На фиг.3-5 и 7 внутренние и внешние обечайки имеют форму многогранника; на фиг.6 и 8 внешние обечайки имеют форму многогранника, а внутренние - форму цилиндров; на фиг.9 и 10 внутренние обечайки имеют форму многогранника, а внешние - форму цилиндра,In FIGS. 3-5 and 7, the inner and outer shells have the shape of a polyhedron; 6 and 8, the outer shells are in the form of a polyhedron, and the inner shells are in the form of cylinders; 9 and 10, the inner shells have the shape of a polyhedron, and the outer shells have the shape of a cylinder,
Фиг.3 демонстрирует вариант катализаторной корзины, перфорированные обечайки которой 2 и 3 собраны из плоских решеток шириной bр, состоящих из профилированных элементов шириной bэ, имеющих в сечении форму треугольника, плоское основание которого направлено навстречу потоку реакционной смеси, входящей в катализаторный слой из центрального раздающего коллектора 12.Figure 3 shows a variant of the catalyst basket, the perforated shells of which 2 and 3 are assembled from flat lattices of width b p consisting of profiled elements of width b e having a cross-section in the shape of a triangle, the flat base of which is directed towards the flow of the reaction mixture entering the catalyst layer from
На фиг.4 показан вариант катализаторной корзины, разделенной на ячейки плоскими 17 и перфорированными 18 перегородками, прикрепленными к обечайкам в вершинах многогранников, а также дополнительной перфорированной обечайкой 19.Figure 4 shows a variant of the catalyst basket, divided into cells by flat 17 and perforated 18 partitions attached to the shells at the vertices of the polyhedra, as well as an additional perforated
На фиг.5 представлен вариант использования плоских полых перегородок, имеющих в сечении форму прямоугольника 20, а на фиг.6 - вариант полых перегородок в форме спирали 21.Figure 5 presents an option for using flat hollow partitions having the shape of a
Фиг.7 демонстрирует деление катализаторной корзины дополнительной обечайкой 22 из труб, например, для варианта реактора на фиг.1, а фиг.8 - корзина с двумя обечайками 23 и 24 из труб, например, для варианта реактора на фиг.2.Fig.7 shows the division of the catalyst basket with an
На фиг.9 показано деление катализаторной корзины на ячейки и секции плоскими перегородками 25 и дополнительной обечайкой 26, изготовленных из труб.Figure 9 shows the division of the catalyst basket into cells and sections with
На фиг.10 показано деление корзины на ячейки спиралевидными перегородками 27 из труб.Figure 10 shows the division of the basket into cells with
Для вариантов на фиг.6 и 10 могут использоваться различные типы спиралей, такие как архимедовы, гиперболические, логарифмические и др. Предпочтительной является развертка (эвольвента) окружности внутренней перфорированной обечайки катализаторной корзины. При этом ячейки, в которых размещается катализатор, представляют собой спиралеобразные каналы, сечение которых в направлении движения реакционной смеси может быть, например, как одинаковым, так и увеличивающимся с учетом увеличения объема реакционной смеси в ходе процесса дегидрирования и сохранения линейной скорости газового потока вдоль канала постоянной.For the variants of FIGS. 6 and 10, various types of spirals can be used, such as Archimedean, hyperbolic, logarithmic, and others. Preferred is a reamer (involute) of the circumference of the inner perforated shell of the catalyst basket. In this case, the cells in which the catalyst is located are spiral channels, the cross section of which in the direction of the reaction mixture can be, for example, the same or increasing, taking into account the increase in the volume of the reaction mixture during the dehydrogenation process and maintaining the linear velocity of the gas flow along the channel constant.
На фиг.11-16 приведены некоторые из возможных вариантов сборки плоских решеток шириной bр, состоящих из продольных профилированных элементов 28 шириной bэ с расстоянием между ними а и поперечных скрепляющих стержней 29 с расстоянием между ними bс. На фиг.17 приведен вариант сборки обечайки из решеток шириной bр.Figures 11-16 show some of the possible options for assembling flat gratings of width b p , consisting of longitudinal profiled
Поперечное сечение полых перегородок может иметь форму овала, эллипса, полуовала, полуэллипса, прямоугольника, треугольника, спирали и др. Некоторые из них показаны на фиг.18. Боковые стенки перегородок имеют гофры прямой или зигзагообразной формы, которые могут быть получены, например, методами штамповки (см. фиг.19-21). Возможные профили гофр (поперечное сечение перегородок) приведены на фиг.22-25.The cross section of the hollow partitions can be in the form of an oval, ellipse, semi-oval, half-ellipse, rectangle, triangle, spiral, etc. Some of them are shown in Fig. 18. The side walls of the partitions have corrugations of a straight or zigzag shape, which can be obtained, for example, by stamping methods (see Fig.19-21). Possible corrugation profiles (cross-section of partitions) are shown in Fig.22-25.
В качестве теплоносителя могут быть использованы газообразные или жидкие высокотемпературные теплоносители, при этом предпочтительно использование перегретого водяного пара.Gaseous or liquid high-temperature coolants can be used as the heat transfer medium, with the use of superheated water vapor being preferred.
Газообразное сырье (паросырьевая смесь) поступает в реактор через патрубок 5 и далее через раздающий коллектор 12 и внутреннюю перфорированную обечайку 3 равномерно распределяется в горизонтальном направлении по всему объему катализаторного слоя 4.Gaseous feedstock (steam-feed mixture) enters the reactor through the pipe 5 and then through the distributing
Реакционная смесь (контактный газ) через наружную перфорированную обечайку 2 покидает катализаторный слой и через собирающий коллектор 13 и патрубок 6 выходит из реактора.The reaction mixture (contact gas) leaves the catalyst layer through the outer
В возможном варианте осуществления процесса в реакторе на фиг.1 перегретый водяной пар подается через штуцер 7 и внутренние трубы 10 в теплообменные трубы 9, образующие кольцеобразную, проницаемую для контактного газа дополнительную перегородку 22 (см. фиг.7), которая делит катализаторный слой на две ступени. Пройдя через теплообменные трубы, где перегретый водяной пар передает тепло проходящей через катализаторный слой реакционной смеси, водяной пар через сборную камеру 14 и патрубок 8 покидает реактор. Таким образом, в данном реакторе осуществляется двухступенчатое дегидрирование углеводородов с промежуточным подогревом реакционной смеси перегретым водяным паром через глухую стенку теплообменных труб.In a possible embodiment of the process in the reactor of FIG. 1, superheated water vapor is supplied through the
При осуществлении процесса в реакторе на фиг.2 и соответственно на фиг.8 перегретый водяной пар подается через патрубок 7 и раздающую камеру 15 в теплообменные трубы наружной дополнительной перегородки 23 и далее, пройдя теплообменные трубы внутренней дополнительной перегородки 24, через собирающую камеру 16 и патрубок 8 покидает реактор. В этом реакторе осуществляется трехступенчатое контактирование сырья с катализатором при промежуточном между ступенями подогреве реакционной смеси. При этом осуществляется наиболее эффективный режим противотока теплоносителя и реакционной смеси.When carrying out the process in the reactor of Fig. 2 and, respectively, in Fig. 8, superheated water vapor is supplied through the
Использование собранных, в том числе машинным способом, за пределами реактора плоских решеток из продольных профилированных элементов и поперечных скрепляющих стержней значительно сокращает трудоемкость изготовления, сборки, разборки и восстановительных ремонтов перфорированных обечаек в форме многогранников по сравнению с прототипом.The use of assembled, including by machine, flat lattices outside the reactor of longitudinal profiled elements and transverse fastening rods significantly reduces the complexity of manufacturing, assembling, disassembling, and reconditioning perforated shells in the form of polyhedra in comparison with the prototype.
При одинаковой ширине плоских решеток (ширине граней многогранника) достигается симметрия конструкции, необходимая для равномерного распределения реакционной смеси по катализаторному слою.With the same width of flat lattices (the width of the faces of the polyhedron), the symmetry of the structure is achieved, which is necessary for uniform distribution of the reaction mixture over the catalyst layer.
Расположение профилированных элементов в решетке соосно корпусу реактора (вертикально) способствует сохранению однородности катализаторного слоя при его усадке во время загрузки катализатора и эксплуатации реактора.The location of the profiled elements in the lattice coaxially with the reactor vessel (vertically) helps to maintain the uniformity of the catalyst layer during its shrinkage during catalyst loading and reactor operation.
Заявляемое соотношение площадей сечения профилированного элемента и скрепляющего стержня, а также расстояние между стержнями соответствует достижению необходимой прочности обечайки при обеспечении ее допустимого гидравлического сопротивления.The claimed ratio of the cross-sectional areas of the profiled element and the fastening rod, as well as the distance between the rods corresponds to the achievement of the necessary strength of the shell while ensuring its allowable hydraulic resistance.
Предложенная зависимость для определения ширины решеток (граней многогранника) представляет собой модифицированную формулу для расчета длины хорды окружности соответствующей обечайки при высоте сегмента, отсекаемого хордой, равной диаметру частицы используемого катализатора с учетом указанных ограничений.The proposed dependence for determining the width of lattices (faces of a polyhedron) is a modified formula for calculating the length of the chord of the circumference of the corresponding shell at the height of the segment cut off by the chord equal to the particle diameter of the catalyst used, taking into account the indicated limitations.
Толщина катализаторного слоя в вершинах многогранника превышает минимальную толщину слоя на величину (ho2-ho1) - см. фиг.3. Возможная при этом неравномерность течения газовых потоков устраняется путем установки в катализаторной корзине перегородок, прикрепленных к обечайке в вершинах многогранников, с учетом повышенной проницаемости катализаторного слоя вдоль поверхности перегородок.The thickness of the catalyst layer at the vertices of the polyhedron exceeds the minimum thickness by (h o2 -h o1 ) - see figure 3. The possible non-uniformity of the flow of gas flows is eliminated by installing partitions in the catalyst basket attached to the shell at the vertices of the polyhedra, taking into account the increased permeability of the catalyst layer along the surface of the partitions.
Установка между внешней и внутренней обечайками дополнительных перфорированных обечаек, разделяющих объем катализаторной корзины на секции, улучшает распределение газовых потоков по всему объему катализатора за счет эффекта секционирования и перераспределения газового потока на дополнительных перфорированных обечайках. При этом секции по ходу реакционной смеси могут быть загружены катализатором, обладающим различной активностью, гранулометрическим составом, свежим, отработанным катализатором, инертной насадкой, а на выходе из катализаторной корзины также и оставаться незаполненными, что повышает технологичность реактора в действующих производствах, позволяет также при необходимости осуществлять процессы при пониженной нагрузке по сырью.The installation between the outer and inner shells of additional perforated shells dividing the volume of the catalyst basket into sections improves the distribution of gas flows over the entire volume of the catalyst due to the effect of sectioning and redistribution of the gas stream on the additional perforated shells. At the same time, sections along the reaction mixture can be loaded with a catalyst with different activity, particle size distribution, fresh, spent catalyst, inert packing, and also at the exit from the catalyst basket to remain empty, which increases the manufacturability of the reactor in existing plants, and also allows, if necessary carry out processes at a reduced load on raw materials.
Осуществление эндотермических процессов каталитического дегидрирования углеводородов в реакторах с размещением внутри слоя катализатора теплоподводящих элементов - полых перегородок, в том числе из труб, (фиг.5-10), позволяет приблизиться к более эффективным режимам с изотермическим и даже повышающимся профилем изменения температуры в слое катализатора по ходу реакционной смеси по сравнению с прототипом, имеющим понижающийся температурный профиль.The implementation of the endothermic processes of catalytic dehydrogenation of hydrocarbons in reactors with the placement of heat-conducting elements inside the catalyst layer — hollow partitions, including pipes, (FIGS. 5-10) allows us to approach more efficient conditions with an isothermal and even increasing profile of temperature changes in the catalyst layer along the reaction mixture in comparison with the prototype having a decreasing temperature profile.
Расположение полых перегородок, имеющих сечение треугольника, усеченного треугольника или спирали, большим основанием на внешней обечайке позволяет увеличить линейную скорость газового потока по ходу в слое катализатора, особенно во второй половине слоя, и улучшить распределение газа по слою.The location of the hollow partitions having a cross section of a triangle, a truncated triangle or spiral with a large base on the outer shell allows increasing the linear velocity of the gas flow along the catalyst bed, especially in the second half of the layer, and improving the gas distribution over the layer.
Гофрированные боковые стенки полых перегородок увеличивают прочность перегородок и улучшают теплообмен между теплоносителем и реакционной смесью, а расположение гофр вертикально или под углом к вертикали способствует свободной усадке катализатора при его загрузке в реактор и в ходе его эксплуатации.The corrugated side walls of the hollow partitions increase the strength of the partitions and improve heat transfer between the coolant and the reaction mixture, and the arrangement of the corrugations vertically or at an angle to the vertical promotes free shrinkage of the catalyst when it is loaded into the reactor and during its operation.
Расположение профилированных элементов плоским основанием навстречу потоку реакционной смеси при указанных условиях приводит к гашению газовых струй на расширяющемся участке канала между элементами и уменьшению эрозии и разрушения частиц катализатора на входе газа в слой.The location of the profiled elements with a flat base facing the flow of the reaction mixture under these conditions extinguishes the gas jets in the expanding section of the channel between the elements and reduces erosion and destruction of the catalyst particles at the gas inlet to the layer.
Многоступенчатое контактирование сырья в предложенном реакторе с промежуточным между ступенями подогревом реакционной смеси перегретым водяным паром через глухую стенку теплообменных труб значительно снижает перепад температуры на слоях катализатора при осуществлении эндотермических процессов дегидрирования углеводородов, что позволяет повысить среднеинтегральную температуру по слою катализатора, приводит к снижению расхода водяного пара, направляемого на разбавление исходного сырья, увеличению конверсии и селективности процессов дегидрирования, а также снижает металлоемкость реакторной системы по сравнению с прототипом.The multi-stage contacting of the raw materials in the proposed reactor with intermediate between the stages of heating the reaction mixture with superheated steam through the blank wall of the heat exchange tubes significantly reduces the temperature drop on the catalyst layers during the implementation of endothermic hydrocarbon dehydrogenation processes, which allows to increase the average integral temperature over the catalyst layer, which leads to a decrease in water vapor consumption aimed at diluting the feedstock, increasing the conversion and selectivity of percent ssov dehydrogenation, and also reduces the metal content of the reactor compared to the prototype system.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112776/12A RU2243028C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112776/12A RU2243028C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003112776A RU2003112776A (en) | 2004-12-10 |
| RU2243028C1 true RU2243028C1 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34387980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003112776/12A RU2243028C1 (en) | 2003-04-29 | 2003-04-29 | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243028C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531585C1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-10-20 | Михаил Борисович Гетин | Hydrocracking reactor |
| CN114425278A (en) * | 2020-10-15 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | Device and method for producing low-carbon olefin and application |
-
2003
- 2003-04-29 RU RU2003112776/12A patent/RU2243028C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531585C1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-10-20 | Михаил Борисович Гетин | Hydrocracking reactor |
| CN114425278A (en) * | 2020-10-15 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | Device and method for producing low-carbon olefin and application |
| CN114425278B (en) * | 2020-10-15 | 2023-04-07 | 中国石油化工股份有限公司 | Device and method for producing low-carbon olefin and application |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2279307C2 (en) | Pseudo-isothermal catalytic reactor and the lumped heat exchanger for realization of the exothermal and endothermic chemical reactions | |
| US7767601B2 (en) | Shell-type reactor with radial baffles | |
| KR101794495B1 (en) | Device for distributing feed and recovering effluents in a radial bed catalytic reactor | |
| RU2007107174A (en) | FIXED CATALYST REACTOR | |
| EP0382098A2 (en) | Multi-tube type heat transfer apparatus | |
| WO2009109379A1 (en) | Catalytic reactor | |
| CN105032305A (en) | Novel radial plate type reactor | |
| RU2003133313A (en) | VERTICAL AMBIENT CONVERTER WITH SEPARATE FLOW | |
| CA2325435A1 (en) | Fixed catalytic bed reactor | |
| RU2243028C1 (en) | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons | |
| RU2746734C1 (en) | Multilayer catalytic converter with interlayer cooling | |
| Smirnov et al. | Radial thermal conductivity in cylindrical beds packed by shaped particles | |
| US10850245B2 (en) | Systems and methods for improving flow in radial flow reactor | |
| RU2340391C2 (en) | Pseudoisothermal radial reactor | |
| JPH05501379A (en) | Apparatus for carrying out catalysis in granular beds | |
| RU2371243C1 (en) | Catalytic reactor | |
| CN102755863A (en) | Axial and radial reactor of fixed bed with tube bank wall type internal and external barrels | |
| RU2539984C1 (en) | Reactor with stationary layer of catalyst | |
| KR101651756B1 (en) | Catalyst screen with reinforced wires | |
| KR101652597B1 (en) | Catalyst screen with reinforced plates | |
| CN215086990U (en) | Radial reactor | |
| RU30289U1 (en) | REACTOR FOR CATALYTIC PROCESSES | |
| CN109012508A (en) | A kind of F- T synthesis fixed bed reactors | |
| CN112604609A (en) | Radial reactor and catalytic reaction method using same | |
| RU2116825C1 (en) | Reactor of radial type for conduction of catalytic processes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070626 |