Реактор с кипящим слоем катализатора

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11 11 272956 Союз Советскнх Соцналнстнческнх РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИД ЕТЕДЬСТВУ лнительцое к авт. ид М. Кл.-" В 013 9/18 1276162/23 присоединением заявк осударственныи комнтет авета Министров СССР 23) Приоритет юллстець Мпо делам изобретен н открытий сания 21.06.78 72) Авторы изобретения Д Ю мбург, И, Н. Кур , Черномордик, Д о, А. П, Потанин, В, П. Семенов,Я. Липский и Г. П. Сеченов Заявитель 54) РЕАКТОР 0 22) Заявлено 02.10,68 (21)(45) Дата опубликования о Изобретение относится к конструкции реактора с кипящим слоем катализатора, применяемого для высокоэффективных эндотермических процессов, в частности для получения синтез-газа и водорода методом паровой конверсии метана или других углеводородов в производстве аммиака, метанола и других синтетических продуктов и в производстве водорода.Известен реактор (печь) с кипящим слоем катализатора, имеющий цилиндрический корпус с внутренней изоляцией, внутри которого соосно с ним установлена заполненная катализатором цилиндрическая реакционная камера (рсакторная колонка). Реакционная камера окрукена камерой сгорания (пламенной трубкой), состоящей из отдельных обечаек с кольцеобразпо расположенными щелями. В нижней части камеры сгорания расположены главные горелки, а на боковой поверхности - вспомогательные.Известная конструкция реактора имеет относительно малую, приходящуюся на единицу объема катализаторцого пространства теплобменцую поверхпость, соответствующую цилиндрической поверхности реакционной камеры, у которой подогрев осуществлястся через цилиндрические стенки, Такой подогрев вынуждает увеличивать опошсцие высоты реактора к его диаметру. При высоких отношениях ЛОЕМ КАТАЛИЗАТОР высоты реактора к его диаметру возрастаюг также скорости газа по сеченио аппарата. Однако увеличение скорости газа допустимо только при неподвижном слое катализатора, а в условиях кипящего слоя необходимо увслншвать диаметр частиц катализатора (эго ухудшает;сплопсрсход от стенки реактора к реакционной смеси, определяющей дальнейшее увеличение необходимой поверхности теплообмена) .Цель изобретения - интенсификация технологического процссса конверсии, а также упрощение конструкции реактора путем исключения необходимости в компенсационных устройствах.Для достижения указанной цели реакционная камера свободно размещена в кольцевом простр 2 нстве ъ 1 ежду стеиках 1 и корпуса и коивективной камеры.Камера сгорация соединена с конвективной камерой сообщенными между собой кольцевыми зазорами, образованными стенками реакционной камеры и стенкой конвективцой камеры с одной стороны и футеровкой корпуса - с другой.Горелочное устройство камеры сгорания и реакционная камера при 1 среплены к кръшее реактора, а конвективная камера соединена с днищем реактора. Для утилизации тепла отходящих дымовых газов внутри конвективнойкамеры установлены теплообменные поверхности.Предлагаемый реактор интенсифицирует процесс паровой конверсии, а также обеспечивает необходимую скорость газов и теплоотдачу к стенке реактора тепловым излучением от нагретой футеровки и поверхности конвективной камеры, Кроме того, двойной обогрев кольцеобразной реакционной камеры снижает расстояние от поверхности нагрева до любой точки кипящего слоя катализатора, что фактически снимает его тепловое сопротивление.На чертеже показан предлагаемый реактор, общий вид.Реактор состоит из корпуса 1 высокого давления и съемной крышки 2, футерованных с внутренней стороны (с зазором) теплоизоляционным материалом, Крышка реактора снабжена штуцерами 3 - 6, соответственно для ввода топливного газа, для вывода дымовых газов, для вывода конвертированного газа и для вывода воздуха из зазора. Внутри штуцера 5 соосно с ним установлен трубопровод 7 для ввода исходного сырья, а внутри реактора соосно с пим размещена прикрепленная к крышке 2 кольцеобразная реакционная камера 8, верхняя часть которой футерована теплоизоляционным материалом. В нижней части реактора установлена распределительная решетка 9, на которую уложен катализатор, Трубопровод для ввода сырья проходит сквозь слой катализатора и в нижней части реакционной камеры соединяется с распределительным кольцом 10, снабженным отверстиями,С целью компенсации температурных удлинений прикрепленная к крышке 2 реакционная камера 8 свободно размещена в кольцевом пространстве между футеровкой корпуса и копвективной камерой 11, установленной в корпусе реактора сооспо с ним и соединеннойс днищем корпуса.Природный газ с паром или другое исходное сырье вводят через трубопровод 7 в ниж 5 нюю часть реакционной камеры, где газ распределяется по кольцу 10 и через отверстия внем проникает под решетку 9, а затем - в зону катализатора. В зоне находящегося в кипящем состоянии катализатора за счет тепла,10 подводимого дымовыми газами, происходитосновной технологический процесс, напримерконверсия метана. Конвертированный газ выводят через штуцер 5, Часть своего тепла этотгаз отдает исходному сырью, подаваемому на15 конверсию по трубопроводу 7,Топливный газ через штуцер 3 поступает враспределительное кольцо 12 и затем в горелки 13, где происходит его сжигание.Дымовые газы омывают реакционную каме 20 ру, отдавая свое тепло через ее стенки исходному сырью и катализатору. Затем дымовыегазы поступают в конвективную камеру, гдедополнительно отдают свое тепло через теплообменные поверхности 14 и 15 нагреваемым25 средам, и выходят через штуцер 16, Для охлаждения корпуса реактора в зазор через штуцер 17 подают воздух.Формула изобретения30Реактор с кипящим слоем катализатора,содержащий корпус, внутри которого размещены камеры сгорания, реакционная и конвективная, и съемную крышку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификациипроцесса, реакционная камера размещена в кольцевом пространстве между стенками корпуса и конвективной камеры, снабженной теплообменными поверхностями.1022 1 дписное Типография, пр. Сапунов Изд. Мо 518 осударственного комнте по делам изобрете 13035, Москва, Ж, Р