ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Реакторы с твердым катализатором из "Охрана труда при эксплуатации и ремонте оборудования химических и нефтеперерабатывающих предприятий" Реакторы с неподвижным слоем катализатора. Наиболее распространены реакторы с неподвижным слоем катализатора, в которых теплообмен происходит через стенку, отделяющую катализатор и реакционный газ от тепло- или хладоносителя. Такие реакторы в большинстве своем вертикально расположенные кожухотрубчатые теплообменники, в которых катализатором заполняются трубки или межтрубное пространство соответственно теплоноситель движется в межтрубном пространстве или по трубкам. [c.119] В реакторах размещается большое количество катализатора, который в большинстве случаев засыпается в реакционные трубы со стороны верхнего днища, расположенного на высоте 15—25 м от земли. Процесс этот довольно трудоемкий, поэтому он механизирован. На рис. 1У-9 показан бункер-заправщик, который заполняют на земле, поднимают монобалками над от крытыми концами реакционных труб и через дозирующие за слонки и ниппели засыпают катализатор в трубы. [c.119] На рис. 1У-10 приведен общий вид трубчатого реактора про изводства винилацетата из уксусной кислоты и ацетилена Он имеет диаметр 4 м, высоту более 20 м. Внутри реактора на трубных решетках смонтировано 2 000 реакционных труб диа метром 50 мм. Реактор по газовому пространству герметизи руется верхним сферическим и нижним коническим днищами При засыпке катализатора верхнее днище снимается с помощью крана или тельфера. [c.119] Труднее и более опасны разборка и сборка нижнего днища при каждой перезарядке катализатором или при ремонтах. Для облегчения этого процесса применена специальная монтажная тележка на рельсовых путях. Платформа тележки расположена наклонно к горизонту. Днище удерживается на этой платформе на катках. При перемещении телелши влево днище под собственной массой опускается. Если же тележку перемещать вправо, а днище удержать неподвижным упором, то оно поднимается строго по оси аппарата до смыкания с фланцем трубной решетки. Тележка перемещается по рельсам с помощью лебедки. [c.119] Отработанный катализатор отвозят на регенерацию, выжигают или выбрасывают на свалку. Место свалки или захоронения отходов во всех случаях отводится по согласованию с административными учреждениями. При этом должны быть соблюдены все предписанные меры предосторожности от отравлений и химических ожогов. [c.120] Для восприятия температурных деформаций корпуса реакторы снабжаются линзовыми компенсаторами в таком количестве, чтобы предотвратить напряжения, могущие вырвать трубы из трубных решеток или разорвать трубы или сам кожух. [c.120] Недостатком трубчатых реакторов является трудность поддержания оптимального температурного режима по длине реакционных труб. [c.121] Конструктивно значительно проще адиабатические реакторы, в которых теплообмен с окружающей средой отсутствует. В общем случае они представляют собой пустотелые аппараты цилиндрической, конической или шаровой формы, в которых находится слой катализатора, насыпанный на удерживающую решетку с насадкой. [c.121] Типичными адиабатическими реакторами являются реакторы установок катальтического риформинга, работающие на алюмо-платиновом или алюмомолибденовом катализаторе. Отличительная особенность этих реакторов-—регенерация катализатора, т. е. выжигание кокса и сернистых отложений смесью инертного газа и воздуха в самом аппарате. Таким образом реактор периодически выполняет также функции регенератора. В процессе выжигания температура среды повышается до 500 °С, поэтому корпус аппарата изнутри покрывают торкрет-бетонной футеровкой, а внутренние устройства изготовляют из жаростойкой стали. Нарушение целостности футеровки может явиться причиной температурной деформации корпуса и, следовательно, разгерметизации аппарата и аварии. [c.121] В некоторых реакторах реакции крекинга в свободном объеме над катализатором могут вызвать опасные последствия, поэтому ограничение этого объема, установленное регламентом, должно быть строго выдержано и произвольное уменьшение высоты слоя катализатора недопустимо. [c.121] Регулирование температуры по высоте слоя катализатора в адиабатическом реакторе — задача сложная и большие перепады температуры являются одним из основных недостатков этих аппаратов. С целью решения этой задачи в необходимых случаях слои катализатора небольшой высоты располагают в аппарате в нескольких секциях с тарелками-сетками. Теплообмен в таких секционированных реакторах осуществляется в теплообменниках (вынесенных за аппарат или встроенных в аппарат). [c.121] Общий недостаток реакторов с неподвижным слоем катализатора— периодичность их работы, вызываемая необходимостью замены или регенерации катализатора Однако, в тех случаях, когда катализатор может работать без регенерации долго, влияние этого недостатка на эксплуатационную характеристику реактора резко снижается. Эксплуатационным недостатком таких реакторов, являющимся источником производственных опасностей, следует считать трудность распределения потоков и температур по сечению и высоте реакционной зоны. В этой связи опасность особенно усиливается при эксплуатации крупногабаритных реакционных аппаратов. [c.121] Носятся к аппаратам с теплообменом при непосредственном контакте с катализатором. Как правило, реакторные блоки состоят из реактора и регенератора — аппарата, в котором восстанавливаются свойства катализатора. Схемы реакторных блоков отличаются один от другого взаимным расположением реактора и регенератора по высоте. Более компактны реакторы-регенераторы, выполненные в одном общем блоке. [c.122] Типичный реактор с гранулированным катализатором представляет собой цилиндрический аппарат с зоной равномерного распределения потоков катализатора и сырья по поперечному сечению аппарата, реакционной зоной, в которой происходит процесс превращения сырья, зоной отделения продуктов реакции и паров непрореагировавшего сырья от катализатора, сепарационной и отпарной зоной для продувки продуктов из катализатора и зоной равномерного вывода катализатора. [c.122] Основным требованием к конструкции внутренних устройств является обеспечение устойчивой работы в пределах установленных межремонтных пробегов. Это важно потому, что при нарушениях нормальной работы реактора зачастую трудно бывает установить участок или характер повреждения внутренних устройств. Весьма часты случаи срыва газораспределительных труб, труб сепарационных устройств и распределения катализатора, воронок и труб сборно-выравнивающих устройств реакторов установок каталитического крекинга. [c.122] В процессе работы температура в регенераторе может превысить 700 °С, поэтому его корпус покрывают изнутри жароупорной футеровкой, целостность которой весьма важна. При ремонтах следует тщательно проверять состояние температурных швов, предотвращающих разрушение футеровки, и температурную деформацию конструктивных элементов. Для равномерного движения катализатора по сечению вверху регенератора имеется распределительное, а внизу — сборное выравнивающее устройства (рис. IV- 1). В выравнивающие, переточ-ные и воздухораспределительные трубы не должен попадать спекшийся катализатор. Роль преграды играют защитные сетки. [c.122] При работе регенераторов с гранулированным катализатором наиболее вероятны аварии, связанные с нарушением температурного режима, объема и температуры воздуха, подаваемого на процесс выжигания, отводом дымовых газов, а также с отрывом коробов или центральных коллекторов газосборных устройств, забивкой змеевиков с охлаждающей смесью или их разгерметизацией. Чтобы выход из строя одного змеевика не вызвал аварии, предусматривается возможность отключения каждого его ряда отдельно. Целостность змеевиков может нарушиться в результате расслоения в них пароводяной смеси. Поэтому скорость движения этой смеси в трубах должна быть выше 0,7 м/с. [c.122] Чтобы предотвратить прорыв газов из одного аппарата блока в другой, предусматривается создание затвора из катализатора в длинной трубе, в которой образуется достаточное гидравлическое сопротивление. Проникание газов реакции в регенератор очень опасно, поэтому на трубопроводе, связывающем эти аппараты, устанавливают азотный затвор — камеру с давлением азота, превышающим на 2,5—4 кПа давление в аппаратах. [c.123] Реакторные блоки с кипящим (псевдоожиженным) слоем катализатора. Особенностью реакторного блока с кипящим слоем катализатора является то, что реакция превращения и регенерации происходит в слое взвешенного, находящегося в непрерывном хаотическом движении катализатора. Кипящий слой образуется в результате продувки через слой катализатора газов с соответствующей скоростью. [c.123] Основные эксплуатационные параметры реакторов — темпе-ратура и давление. Средняя температура в реакционной зоне определяется количеством сырья, циркулирующего катализатора, их исходной температурой и свойствами. [c.123] Вернуться к основной статье