28. Реакторы каталитического риформинга

Реактор (рис. 8.18) представляет собой цилиндрический вертикальный сосуд с шаровыми днищами. При 525 °С и 2…4 МПа водород способствует развитию водородной коррозии металла, вызывающей его трещины и вздутия. Поэтому и для теплоизоляции изнутри металлическую стенку реактора защищают футеровкой из торкрет-бетона.

На первых установках каталитического риформинга применяли реакторы с аксиальным (вдоль оси аппарата) движением газо-сырьевого потока. Реакторы блока гидроочистки и риформинга (рис. 8.18а) имеют верхний штуцер для ввода и нижний — для вывода продуктов. В остальных реакторах риформинга штуцеры для ввода сырья и вывода продукта находятся вверху аппарата (рис. 8.18б). Катализатор загружают в аппараты через верхний штуцер и выгружают через нижний. Каждый аппарат оборудован штуцерами для выхода паров при эжектировании системы во время регенерации катализатора.

Из-за большого перепада давления (1,3…1,5 МПа) в реакторах с аксиальным движением потока, в последнее время стали применять реакторы с радиальным движением газо-сырьевого потока (реакционная смесь движется в реакторе через слой катализатора в радиальном направлении, а катализатор — вертикально) (рис. 8.19). Реакторы такого типа характеризуются малым гидравлическим сопротивлением (< 0,8 МПа). Даже при большом отношении высоты к диаметру можно обеспечить равномерное распределение катализатора при минимуме внутренних устройств, так что истирание катализатора очень мало. Поэтому старые реакторы каталитического риформинга переоборудуют с аксиального ввода на радиальный, а новые изготавливают только с радиальным вводом.

На установках каталитического риформинга широко применяется теплообменная и холодильная аппаратура; теплообменники в горизонтальном и вертикальном исполнении, с плавающими головками и U-образными трубками; конденсаторы-холодильники -воздушные. Кроме этого, установки оснащаются вертикальными многокамерными печами, центробежными компрессорами и другой современной аппаратурой.

29. Расчёт реактора каталитического риформинга.

Каталитический риформинг является основным процессом в про­изводстве высокооктанового автомобильного бензина и аромати­ческих углеводородов. Процесс осуществляют при 470-540°С, 1,4-5,05 МПа. Катализаторами служат оксиды молибдена и хро­ма, молибдат кобальта и платино-рениевыми. Малоактивные оксидно-хромовые и оксидно-молибденовые катализаторы вытеснены более актив­ными платиновыми и. Все установки каталитического риформинга можно разделить на две группы: со стационарным слоем катализатора с циркулиру­ющим катализатором. Наиболее распространен 1 под названием платформинг. Высокая активность и большой срок службы платины позволили отказаться от ранее применяе­мых катализаторов; Каталитический риформинг в кипящем слое алюмомолибденового катализатора широкого раопространения не получил. Платформинг обычно осуществляют в трех реак­торах с промежуточным подогревом сырья. В первом реакторе глубина превращения 50-55%, во втором 25-35 и в третьем 15-25%. Скорость движения смеси сырья и циркулирующего газа в реакторах 0,3-0,5 м/с на полное сечение аппарата. Кроме того, иногда устанавливают еще два реактора: один для предва­рительной гидроочистки сырья, другой для гидрирования олефинов в жидких продуктах платформинга, когда установка предна­значена для производства ароматических углеводородов. Содер­жание олефинов 0,3-1,3% масс.

Размеры реакторов установки платформинга определяют сле­дующим образом.

1. Определяют объем катализатора в реакторе (V_к.р., м )

где V_с - объем сырья при 20 °С, м⁸/ч; ω - объемная скорость подачи сырья, ч^-1.

2. Подсчитывают объем смеси сырья и циркулирующего водородсодержащего газа в условиях реактора (V_см, м³/с).

3. Находят сечение (F,м²) реактора 

где и - линейная скорость движений сырья и циркулирующего газа, м/с

4. Диаметр определяют по формуле

5. Определяют общую высоту (h_k, м) слоя катализатора, на­ходящегося во всех реакторах 

На установках с целью более равномерного превращения сырья практикуется следующее распределение катализатора по реакторам: в первом 15%, во втором 30, и в третьем 55%. Раз­меры всех трех реакторов одинаковы. В этих случаях определя­ют высоту (h^/, м) слоя катализатора в третьем реактор Находят высоту (h^/₁, м) цилиндрической части третьего ре­актора

Подсчитывают общую высоту (Н',м) третьего реактора

 Общая высота реактора включает высоту цилиндрической ча­сти и двух полушаровых днищ.

Размеры остальных двух реакторов принимают равными раз­мерам третьего.