БТПп4 / 7 семестр / гайсина / доклады+през / 27 ИЗОМЕРИЗАЦИЯ

2 СЛАЙД

При изомеризации пентан-гексановой фракции протекают реакции следующих типов:

- гидрирование бензола;

- изомеризация;

- раскрытие нафтеновых колец;

- гидрокрекинг.

4 СЛАЙД

На данном рисунке представлен односекционный реактор изомеризации с аксиальным вводом сырья. Он представляет собой вертикальный цилиндрические аппарат со сферическими днищами, в который помещен катализатор.

По способу организации процесса реактор Непрерывного действия;

По фазовому составу реакционной смеси Для гетерогенного процесса;

По гидродинамической обстановке в реакционной зоне Модель идеального вытеснения;

Адиабатический;

Аксиального типа.

Реактор оснащен штуцерами для ввода сырья и вывода продукта, штуцером для многозонной термопары, люком-лазом для ремонтных работ и штуцером для выгрузки катализатора. Корпус реактороа имеет внутреннюю защитную футеровку из жаростойкого бетона.

Поток газосырьевой смеси входит в реактор через штуцер и предвари-тельно распределяется по сечению аппарата во входном устройстве. Оно необходимо для предотвращения струйного попадания сырьевого потока на слой катализатора, однако только с его помощью не удается создать условия для движения потока в аппарате с одинаковой скоростью по всему его сечению. Для этой цели в реакторе устанавливают распределительную тарелку и засыпают поверх слоя катализатора слой инертного материала (фарфоровых шариков).

После того, как сырье проходит слой фарфоровых шариков диаметром 20 мм , он попадает в слой катализатора. Катализатор насыпан поверх слоев фарфоровых шариков диаметром 20, 13 и 6 мм . Продукты реакции выводятся по парогазовому стояку через верхний штуцер диаметром 300 мм . Для установки многозонной термопары через штуцер в верхнем днище реактора пропущена труба диаметром 50 мм .

На нижнем днище расположены люк диаметром 500 мм , которым пользуются при ревизии и ремонте аппарата, и люк диаметром 175 мм для выгрузки катализатора. На нижнем днище имеется также штуцер диаметром 100 мм, через который эжектируют газы перед началом процесса регенерации и в случае необходимости при ремонтных работах. Для защиты застойных зон реактора от воздействия высоких температур и водорода все свободные пространства люков и штуцеров заполнены легким шамотом.

5 СЛАЙД

В верхней части реактора установлена распределительная тарелка с патрубками, под которой размещено фильтрующее устройство. Устройство состоит из цилиндрических корзин, погруженных в слой катализатора. Корзины обтянуты сбоку и снизу сеткой. Сверху корзины открыты. Опорой для корзин служит слой катализатора. В корзинах и в верхней части слоя задерживаются продукты коррозии и механические примеси.

.Фильтр представляет собой набор перфорированных стаканов высотой 550 мм каждый, размещенных в верхней части первого слоя катализатора таким образом, чтобы верхний обрез стаканов был на одном уровне со слоем фарфоровых шариков. Стаканы размещают равномерно по сечению реактора.

Сборник проваривают над выходным штуцером в нижней части днища, которую заполняют фарфоровыми шарами (9) диаметром 24 мм, а поверх них насыпают слой (высотой 150 мм) шаров диаметром 12 мм. После этого равномерно загружают катализатор. Такое размещение катализатора предотвращает его спекание и обеспечивает сыпучесть при выгрузке через штуцер (4);

6 СЛАЙД

Входной диффузор. служит для предотвращения размывания верхнего слоя насадки и защиты распределительной тарелки от эрозии, снижая кинетическую энергию газо-сырьевого потока при ударе об отбойные пластины. Входной диффузор устанавливают в штуцере ввода газо- сырьевой смеси;

7 СЛАЙД

Многозонная термопара служат для контроля температуры по высоте слоя катализатора.

8 СЛАЙД

Торкрет бетонная футеровка.

Назначение:

- при максимальных температурах процесса снизить температуру стенок реактора;

- обеспечить стойкость металла к водородной коррозии;

- снизить металлоемкость аппаратов и уменьшить теплопотери.

Торкрет-бетон накладывается на стальную стенку реактора под давлением «торкрет-пушкой». Толщина защитного слоя обычно состав­ляет 150 мм.

Футеровка имеет ряд как положительных, так и отрицательных качеств.

К числу положительных можно отнести следующие:  1) снижение температуры корпуса и соответственно уменьшение уровня напряжения в металле;  2) защита от сероводородной (для реакторов блоков гидроочистки) и водородной коррозии;  3) сокращение расхода металла;  4) уменьшение теплопотерь.  К недостаткам можно отнести следующие:  1) сложность системы армирования 2) трудоемкость нанесения торкрет-покрытия ;

3) токрет-бетонная футеровка не исключает местных перегревов корпуса реактора, особенно в верхней части аппаратов и штуцеров;  4) отсутствие возможности проводить периодический осмотр внутренней поверхности;  5) отсутствие надежных способов контроля качества футеровки.

9 СЛАЙД

Фарфоровые шарики. Фарфоровые шары предотвращают шевеление катализатора при повышенных скоростях и задерживают продукты коррозии;

10 СЛАЙД

Распределительная тарелка. Обеспечивают равномерное распределение жидкой фазы по слою катализатора и улавливание продуктов коррозии в реакторах с аксиальным (осевым) направлением потока.

11 СЛАЙД

Опорные решетки - это устройства, которые служат для удержания катализатора в горизонтальной плоскости корпуса реактора

Назначение:

- размещение секций катализатора.

12 СЛАЙД

Выходной коллектор. предотвращает унос катализатора из реактора с продуктами реакции. Он состоит из перфорированной обечайки, которая для удобства монтажа выполнена из двух половин, и крышки к ней, поверх этого устройства натянуты два слоя сетки. Сборник проваривают над выходным штуцером в нижней части днища, которую заполняют фарфоровыми шарами (9) диаметром 24 мм, а поверх них насыпают слой (высотой 150 мм) шаров диаметром 12 мм

13 СЛАЙД

Люк-лаз

Предназначение: проникновение рабочего в реактор с целью внутренного обследования или ремонта.

15 СЛАЙД

На данном слайде представлен политропический реактор изомеризации, состоящий из двух адиабатических секций с аксиальным вводом сырья. Такой тип реактора спроектирован фирмой Sued-Chemie при использовании их цеолитного катализатора(Hysopar), исходя из состава сырья и производительности реакторного блока.

Как видно, конструкционные элементы такого реактора те же, что элементы односекционного реактора: перечислить элементы. Новыми являются лишь –поверхностные термопары, зона охлаждения и тарелка перераспределения.

Горизонтальная многоточечная (поверхностная) термопара, размещаемая в слое катализатора под вводом хладагента. Штуцер для термопары (6) на корпусе реактора располагается на стороне, противоположной вводу хладагента. Для контроля температуры.

16 СЛАЙД

Зона охлаждения представляет собой трубу, в которую подается ВСГ (квенч) для охлаждения частично прореагировавших жидкостей. Так как изомеризация – экзотермичный процесс, жидкость, покидающая катализаторный слой, должна быть охлаждена перед поступлением на следующий, чтобы предупредить перегрев и обеспечить безопасный и стабильный процесс.

17 СЛАЙД

Тарелка перераспределения необходима, чтобы равномерно перераспределить поток во втором слое катализатора. распределение температур в охлажденных жидкостях, поступающих на следующий слой катализатора, должно быть равномерным, чтобы минимизировать радиальный температурный градиент.

18 СЛАЙД

Катализаторы

19 СЛАЙД

20 СЛАЙД

Смесь исходного сырья, рециркулирующего стабильного изомеризата и тощего абсорбента после подогрева в теплообменниках подают на разделение в колонну К-1, откуда сверху отбирают изопентановую фракцию, подвергающуюся дальнейшей ректификации в бутановой

колонне К-2, где происходит отделение целевого изопентана от бутанов.

Нижний продукт колонны К-1 подают в пентановую колонну К-3. Нижний продукт этой колонны направляют на фракционирование в изогексановую колонну К-4, с верха которой отбирают второй целевойпродукт процесса — изогексан.

Отбираемую с верха К-3 пентановую фракцию, содержащую около 91 % мас. н-пентана, смешивают с водородсодержащим газом и после нагрева в трубчатой печи П-1 до требуемой температуры направляют в реактор изомеризации со стационарным слоем катализатора Р-1.

Парогазовую смесь продуктов реакции охлаждают и конденсируют в теплообменниках и холодильниках и подают в сепаратор С-5, а циркулирующий ВСГ из С-5 после осушки в адсорбере Р-2 компрессором — на смешение с сырьем. Изомеризат после стабилизации в колонне К-5 направляют на ректификацию вместе с сырьем. Из газов стабилизации в абсорбере К-6 извлекают изопентан подачей части гексановой фракции, отбираемой из К-4. Балансовое количество гексановой фракции поступает в аналогичную секцию изомеризации (при низком содержании н-гексана в сырье его изомеризуют в смеси с н-пентаном).