Патент на изобретение №2188069
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) РЕАКТОР ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к устройствам для каталитического дегидрирования углеводородов, в частности к реакторам радиального типа, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности. Задача изобретения – повышение эффективности работы реактора за счет равномерного распределения потока реакционной смеси. Предложен реактор для каталитического дегидрирования углеводородов, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленную кольцевую корзину с катализатором, выполненную из внутреннего и внешнего перфорированных цилиндров, и обтекатель в виде конусообразного тела вращения, расположенный во внутреннем перфорированном цилиндре. Используемое тело вращения состоит по высоте из трех частей: у основания – цилиндрической, высота которой составляет 0,02-0,25 L, при вершине – полусферической, высота которой составляет 0,005-0,05 L, и средней, для которой:  где Rт – радиус текущего сечения средней части тела вращения; Rвн – радиус внутреннего перфорированного цилиндра; h – расстояние от вершины тела вращения до его текущего сечения; L – высота тела вращения. Площадь поперечного сечения корзины с катализатором составляет 0,5-6 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра. Площадь поперечного сечения пространства между корпусом и внешним перфорированным цилиндром составляет 1-5 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра. Площадь свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра составляет 1-20 площадей его поперечного сечения. Площадь свободного сечения перфорации внешнего цилиндра составляет 0,5-6 площади свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра. Использование данного реактора позволяет повысить эффективность процесса каталитического дегидрирования и улучшить качество конечного продукта. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для каталитического дегидрирования углеводородов, в частности к реакторам радиального типа, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности при дегидрировании этилбензола в стирол, изоамиленов в изопрен, бутиленов в бутадиен и т.д. Известен реактор аксиального типа для получения стирола, состоящий из цилиндрического корпуса, заполненного слоем неподвижного крупнозернистого катализатора. (Н.Н.Лебедев “Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза”. Химия, 1975 г., стр. 575). Известный реактор имеет большую высоту слоя катализатора и, соответственно, большой перепад давления на слое (гидравлическое сопротивление), что приводит к низким показателям дегидрирования. Кроме того, создание производств большой мощности на базе реакторов аксиального типа встречает значительные трудности из-за их относительно малой производительности. Наиболее близким к предлагаемому реактору и лишенным указанных недостатков является реактор радиального типа для каталитического дегидрирования углеводородов, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленную кольцевую корзину с катализатором, выполненную из внутреннего и внешнего перфорированных цилиндров, внутри которой соосно размещен обтекатель в виде тела вращения (RU 2154523 Cl, 20.08.2000 г.). Однако недостаток этого реактора заключен в том, что его конструкция не обеспечивает равномерного распределения потока реакционной смеси по всему объему катализатора, что снижает эффективность процесса и ухудшает качество конечных продуктов. Задача изобретения – повышение эффективности работы реактора за счет равномерного распределения потока реакционной смеси. Предлагается реактор для каталитического дегидрирования углеводородов, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленную кольцевую корзину с катализатором, выполненную из внутреннего и внешнего перфорированных цилиндров и обтекатель в виде конусообразного тела вращения, расположенный во внутреннем перфорированном цилиндре. Используемое тело вращения состоит по высоте из трех частей: у основания цилиндрической, высота которой составляет 0,02-0,25 L, при вершине – полусферической, высота которой составляет 0,005-0,05 L, и средней, для которой:  где Rт – радиус текущего сечения средней части тела вращения; Rвн – радиус внутреннего перфорированного цилиндра; h – расстояние от вершины тела вращения до его текущего сечения; L – высота тела вращения. В предлагаемом реакторе: – площадь поперечного сечения корзины с катализатором составляет 0,5-6 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра; – площадь поперечного сечения пространства между корпусом и внешним перфорированным цилиндром составляет 1-5 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра; – площадь свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра составляет 1-20 площадей его поперечного сечения; – площадь свободного сечения перфорации внешнего цилиндра составляет 0,5-6 площади свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра. На чертеже представлена схема предлагаемого реактора для каталитического дегидрирования углеводородов. Реактор содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого коаксиально расположен внешний 2 и внутренний 3 перфорированные цилиндры, образующие корзину, в которой заключен слой катализатора 4. Обтекатель 5 в виде тела вращения расположен во внутреннем перфорированном цилиндре 3. Обтекатель содержит цилиндрическую часть “а”, полусферу “в” и между ними среднюю часть “с” с изменяющейся по высоте геометрией внешней поверхности. Средняя часть “с” может быть выполнена, например, в виде набора усеченных конусов (см. чертеж). Реакционная смесь через штуцер 6 поступает во внутренний цилиндр 3, обтекает обтекатель 5, проходит последовательно отверстия перфорированного цилиндра 3, слой катализатора 4, отверстия перфорированного цилиндра 2 и через штуцер 7 покидает реактор. Предлагаемая форма обтекателя обеспечивает в реакторах каталитического дегидрирования углеводородов равномерное распределение потока реакционной смеси по всему объему катализатора, загруженного в кольцевую корзину. Использование предлагаемого реактора для каталитического дегидрирования позволяет повысить эффективность процесса каталитического дегидрирования этилбензола в стирол и улучшить качество конечного продукта. Формула изобретения
 где Rт – радиус текущего сечения средней части тела вращения; Rвн – радиус внутреннего перфорированного цилиндра; h – расстояние от вершины тела вращения до его текущего сечения; L – высота тела вращения. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения корзины с катализатором составляет 0,5-6 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра. 3. Реактор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что площадь поперечного сечения пространства между корпусом и внешним перфорированным цилиндром составляет 1-5 площадей поперечного сечения внутреннего перфорированного цилиндра. 4. Реактор по пп.1 – 3, отличающийся тем, что площадь свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра составляет 1-20 площадей его поперечного сечения. 5. Реактор по пп.1 – 4, отличающийся тем, что площадь свободного сечения перфорации внешнего цилиндра составляет 0,5-6 площади свободного сечения перфорации внутреннего цилиндра. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
