Конверсионный элемент

(51)4 В 01 Д 8 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Один В.ф Тохтарова Л.С. Влияние геометрических параметров гофр сильфонных поверхностей на теплоотдачу и сопротивление. - Энергомашиностроение, 1973, В 8, с. 5"7.Касаткин А.Г. Основные процессы И аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971, с. 348.(57) Изобретение относится к аппаратам химической, нефтехимической технологии и позволяет увеличить производительность конверсионного элемента, Конверсионный элемент состоитиэ внутренней гладкой и нарузной (выполненной в виде сильфонов) труб, вкольцевом зазоре которых расположенслой катализатора. Парогазовая смесь,подаваемая на катализатор, получаеттепло от сильфонной поверхности, обогреваемой снаружи грекяцим теплоносителем, и преобразуется в конверсионный газ2 ил,Изобретение может быть использоВано на нефтехимических, химических и металлургических комбинатах, использующих н широких масштабах во 5 дород в технологических процессах,Цель изобретения - повьппение производительности,конверсионного элемента за счет увеличения объема катализатора в горячих зонах и хорошего 10 Перемешивания смеси.На фиг. 1 представлен конверсионный элемент с синусоидальной формой гоар сильфонной поверхности нагрева; яа фиг. 2 - то же, с компактной фор Мой гофр сильфонной поверхности нагрева.В верхней трубной доске 1 закреплены внутренние трубы 2 меньшего диаметра, а к нижней трубной доске 3 20 крепятся наружные трубы, изготовленные из сильфонов 4. В кольцевом зазоре между трубой 2 и сильфонной стенкой располагается слой катализатора 5. 25Конверсионный элемент работает следующим образом.Парогазовая смесь, подаваемая в .кольцевой зазор с катализатором 5, получает тепло от сильфонной поверхности, обогреваемой снаружи греющим теплоносителем, и преобразуется н конверсионный газ. Химические реакции протекают на поверхности зерен катализатора с поглощением тепловой энергии, поэтому интенсификация процессов теплообмена, обеспечивающая хороший прогрев зерен в слое способ- ствует повышению производительности конверсионного элемента.Расчеты, выполненные для синусо" идальной поверхности, показали, что при увеличении значения Н/. сильфонная поверхность увеличивается и может в несколько раз превысить цилиндри ческую поверхность, рассчитанную по радиусу К, Объем Ч, заполненный катализатором, также увеличивается по сравнению с цилиндрическим вариантом Ч 50Г ьР Н" Ч - пдву.,(1+ - -) - пК 2 1. = Ч в-Ь.о2 К 2 ч ц 2Объем горячих зон, расположенныхпод гофрами, увеличивается еще быстрее и при соответствующем выборе конструкции н них может содержаться сньппе2/3 всего катализатора, что приводитк увеличению удельной производительности катализаторной засыпки. Этаособенность конверсионного элементапредлагаемой конструкции существенно отличает его от изнестного,Другим существенным отличием является периодическое изменение скоро.сти и направления движения потока вслое катализатора с переменным подлине проходным сечением, котороеприводит к хорошему перемешинаниюсмеси. При этом происходит выравнивание концентрации компонентов парогазовой смеси и снижается неравномерность температуры смеси. Все это также способствует увеличению удельнойпроизводительности катализаторной засыпки,Гофры сильфонной поверхности выполняют функции радиального оребрения и обеспечинают интенсификациюпроцессов теплообмена со стороны греющего теплоносителя И= 0,015 Кео,з 1 го,з (Ргп) а, (а )о 7 сРг, 2 НРазвитие поверхности теплообмена н сочетании с интенсификацией процесса теплообмена обеспечивает увеличение теплового потока ка погонный метр конверсионного элемента. Пройдя через стенку, имеющую постоянную толщину и низкое термическое сопротивление, это тепло расходуется на осуществление экдотермических реакцийь интенсивно протекающих в горячих зонах катализаторной засыпки. В этих условиях длина конверсионного элемента может бьггь уменьшена при сохранении его производительности, Габа" ритные размеры конвертора уменьшаются к снижается металлоемкость, а также объем катализаторной засыпки.Следует отметить, что уменьшение общей длины слоя катализатора компенсирует некоторое увеличение гидравлического сопротивления слоя, связанное с периодическим изменением поперечного сечения. В целом затраты энергии на прокачку парогазовой смеси сохраняются, либо будут уменьшены эа счет выбора оптимальных параметров конструкции сильфонкого. конверсионного элемента.1431825 Составитель Н. ЗахароваТехред М,Дидык Корректор В. Романенк тор А, Зайцева Тйраж 519 аказ 536 Подписное И Государственного комитета СССР делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д,ВНИИ 13035 полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,из водс Одним из возможных вариантов такой конструкции является компактное расположение гофр сильфонной поверхности (фиг. 2). Уменьшение расстояния между гофрами до а/(2 Н) = 0,2- -0,3 не приводит к снижению интенсивности процессов теплообмена. Величина теплообменной поверхности при этом увеличивается, соответственно увеличивается доля катализатора, расположенного в горячих зонах. Уменьшение длины участков с минимальным сечением приводит к снижению гидравлического сопротивления. В целом конвертор с такими конверсионными элементами будет более компактным,Конверторы с конверсионными элементами предлагаемой конструкции как составная часть установки паровой каталнти.,еской конверсии углеводородных газов с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором могут 5быть внедрены в различных отрасляхнародного хозяйства: химической,нефтехимической, нефтеперерабатывающей и др. Формула и з обретения Конверсионный элемент с двойнымитрубами, кольцевое пространство между которыми заполнечо катализатором, 15 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьшения производительности элемента за счет увеличения объема катализатора в горячих зонах и хорошего перемешивания смеси, наружная 2 О труба выполнена в виде сильфонов.