ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакторы для проведения реакций в газовой фазе над жидкими катализаторами из "Оборудование производств Издание 2" Основным принципом работы реакторов с движущимся катализатором является непрерывное перемещение последнего в зоне реакции при постоянном реакционном объеме. Это означает, что катализатор непрерывно поступает в реактор и также непрерывно и с такой же скоростью выходит из реактора. Аналогично осуществляются регенерация, подогрев или охлаждение катализатора. Таким образом, установки с движущимся катализатором являются установками непрерывного действия. [c.94] Для эндотермических некаталитических процессов (таких, как термокрекинг, пиролиз и т. п.) вместо катализатора можно применять инертный материал — теплоноситель, который перегревается в специальном аппарате, а затем поступает в реактор, где отдает свое тепло реагирующей смеси. По конструкции и принципу действия реакторы, с движущимся теплоносителем не отличаются от рассматриваемых реакторов, поэтому нет необходимости в их специальном описании. [c.94] Все реакторы с движущимся катализатором относятся к группе реакторов с теплообменом при непосредственном контакте с катализатором, обычно предварительно нагретым, а иногда и охлажденным. [c.94] Реакторы с движущимся катализатором существенно различаются по конструкции и закономерностям процессов в зависимости от размеров частиц применяемого катализатора. Последний может использоваться в виде зерен размером 3—5 мм или в виде пыли с размером частиц 0,01—0,1 мм. В первом случае говорят о гранулированном катализаторе, во втором — о пылевидном. [c.95] Размер частиц катализатора в реакторе и регенераторе определяет способ перемещения катализатора в аппаратах и между ними. Гранулированный катализатор перемещают в плотном слое, пылевидный — в виде псевдоожиженной газопылевой системы. Разумеется, эти различия весьма существенно сказываются на конструкции аппаратов и каталитической установки в-целом. [c.95] Реакторы с движущимся гранулированным слоем катализа- тора. В этих реакторах катализатор в виде шариков или зерен размером 3—5 мм непрерывно перемещается в аппаратах сверху вниз под действием силы тяжести. [c.95] Впервые аппарат подобного типа был предложен в 1933 г. в СССР Грум-Гржимайло для контактного разложения этилового спирта на бутадиен. Реактор (рис. III. 19) состоял из двух камер — реакционной 1 и регенерационной 2. Катализатор, нагретый до температуры реакции, поступал сверху в реакционную камеру, где навстречу ему двигались пары спирта. Науглероженный катализатор пересыпался в регенерационную камеру, где продувался воздухом и за счет теплоты сгорания угля разогревался. Из регенерационной камеры он передавался в реакционную. Такой аппарат был построен, однако пустить его из-за ряда технических трудностей так и не удалось. В дальнейшем этот принцип был использован нефтеперерабатывающей промышленностью главным образом для проведения процессов каталитического крекинга, а затем и в промышленности ООС и СК для проведения разнообразных реакций. [c.95] В современных установках с движущимся гранулированным катализатором применяются два отдельных аппарата — реактор и регенератор, в каждом из которых осуществляется непрерывное перемещение частиц катализатора сверху вниз. Конструкции реакторов и регенераторов в общем мало отличаются друг от друга. [c.95] Существует несколько систем регуляторов, обеспечивающих такое перемещение катализатора в реакторе с вибрационными и перфорированными тарелками, с наклонными трубами. Наиболее распространенный регулятор состоит из системы перфорированных тарелок (см. рис. III.20) (3—4 штуки), расположенных одна над другой таким образом, что отверстия верхней не совпадают с отверстиями тарелки, расположенной ниже, причем чем ниже тарелка, тем меньше в ней отверстий. Катализатор, пересыпаясь по тарелкам, собирается в один узкий поток и выводится из аппарата. Требуемая скорость перемещения катализатора достигается с помощью специальных регуляторов скорости потока твердой фазы вибрационных тарелок или шиберов. [c.96] ИЛИ из которого отводится газ. При подаче сырья сверху, особенно если оно жидкое, используют форсунки-распылители (см. рис. П1. 20, а). [c.97] Установка состоит из двух аппаратов — реактора и регенератора, связанных между собой в единую систему. При этом возникает ряд вопросов, заслуживающих рассмотрения и касающихся взаимного расположения аппаратов, предотвращения прорыва газов из одного аппарата в другой и способа перемещения катализатора вне их. [c.97] Реактор и регенератор могут быть расположены по высоте либо на одном уровне, либо на разных. Горизонтальное взаимное расположение аппаратов (рис. П1.21) применяется в процессах крекинга нефтепродуктов (системы Термофор). В этом случае необходимы два транспортера 4 я 5 для перемещения катализатора из реактора 2 в регенератор 3 и наоборот. Даже при таком взаим--ном расположении аппаратов общая высота установки достигает 80—100 м. [c.97] В последние годы создана система, в которой регенератор совмещен с устройством для транспортирования катализатора, что делает установку весьма простой, компактной и экономичной. [c.98] Предотвращение прорыва газов из одного аппарата в другой, а также в систему транспортирования катализатора обеспечивается созданием затворов из самого катализатора. Для этого все коммуникации выполняют в виде длинных труб, гидравлическое сопротивление слоя катализатора в которых превышает перепад давлений между аппаратами. Особенно нежелательно и даже опасно проникновение реакционных газов в регенератор и регенерационных газов в реактор. Поэтому на трубопроводе, связывающем эти аппараты, устанавливается азотный затвор (см., например, рис. П1. 22). Он представляет собой камеру, в которой создается давление азота, превышающее на 20—30 мм рт. ст. давление в аппаратах. Незначительное проникновение азота в реактор и регенератор практически не сказывается на ходе процесса и составе реакционных смесей. [c.98] Перемещение катализатора снизу вверх может осуществляться тремя принципиально различными способами механическим, пневматическим и в плотном слое (гиперфлоу). [c.98] Наиболее распространенный механический способ — подъем ковшовым элеватором. Однако при захвате катализатора ковшами наблюдается его сильное дробление. [c.98] Поэтому было предложено пользоваться скиповыми подъемниками, в которых катализатор периодически поднимается наверх крупными партиями. Механические подъемники должны работать в условиях высоких температур, а это приводит к быстрому износу деталей и частым поломкам. [c.98] Сравнительно недавно разработан способ подъема твердой фазы в плотном слое, при котором каждая частица катализатора оказывает давление на другие, окружающие ее частицы, что способствует перемещению. Если при пневматическом подъеме частицы диспергированы и взвешены в потоке газа, то при подъеме в плотном слое они движутся сплошной массой (рис. 111.23,6). При этом необходимо небольшое количество газа, но при значительном перепаде давлений. [c.99] На рис. 111.24 приведена схема подъема в плотном слое на установке Гиперформинг. Катализатор ссыпается из реактора 1 в транспортный стояк 4, в котором создается давление транспортного газа. Под этим давлением катализатор сплошной массой поднимается по стояку в сепаратор 3, где газ отделяется, а твердая фаза поступает в реактор. Вследствие небольшой скорости подъема катализатор успевает полностью регенерироваться в стояке, и, таким образом, отпадает необходимость в специальном регенераторе. [c.99] Способ подъема в плотном слое отличается компактностью оборудования, меньшими капитальными затратами по сравнению с другими системами транспорта. Кроме того, ввиду малой скорости движения катализатора истирание его невелико (табл. 111. 1). [c.99] Вернуться к основной статье