Розподільна тарілка

Суміш етилену з циркуляційним газом вводиться в нижню частину реактора оксихлорування поз.R-102 А/В під розподільну тарілку.

Розподільна тарілка має випуклу донизу форму на реакторі поз.R-102В, і плоску форму на реакторі R-102А із 185-ма штуцерами для рівномірного розподілу суміші по поперечному перерізу реактора. Штуцери направлені вниз, являють собою трубку Ду-70, довжиною 300 мм з отворами діаметром 11 мм в нижній частині для входу суміші етилену з циркуляційним газом.

На тарілці створюється перепад тиску – 0,08 - 0,1 МПа (0,8 - 1,0 бар), завдяки чому забезпечується рівномірний розподіл потоку.

Суміш хлористого водню з киснем поступає в реактор над розподільною тарілкою через розподільний „павук”. Цей розподільник закінчується в 185-ти штуцерах тарілки. Трубки розподільного „павука” заходять на 50 мм в штуцери розподільної тарілки.

Завдяки такій конструкції досягається інтенсивне змішування циркуляційної суміші газ/етилен, і суміші хлористого водню з киснем перед входом в киплячий шар. Розподільний павук розрахований по проходженню хлористого водню з киснем на втрату тиску 0,02 МПа (0,2 бар), щоб забезпечувати інтенсивне перемішування.

Циклони реактора

У верхній частині реактора встановлено послідовно три циклони. В циклонах відділяються винесені потоками газів частинки каталізатора і повертаються через занурені в киплячий шар каталізатора зливні труби. Реакційні гази, що виходять з третього циклона містять тільки невелику кількість дрібного каталізаторного пилу з розміром частинок менше 10 мкм, що утворюється за рахунок витирання в киплячому шарі. Опускні труби і гравітаційні клапани, що розміщені на кінцях опускних труб другого і третього циклонів, продуваються гарячим циркуляційним газом. Кількість газу, що подається на продувки регулюється вручну по кожній точці окремо по місцевих витратомірах поз.FI-1012/1023. Перед витратомірами встановлено фільтри, на байпасних лініях витратомірів – обмежувальні шайби поз.FO-1096/1098. Всі лінії продувки обладнані електрообігрівом.

Втрата тиску на тарілці реактора і в киплячому шар ~ 0,08 - 0,1 МПа (0,8-1,0 бар) дає можливість продувати циркуляційним газом всі штуцери в реакторі.

Управління реакцією

Перед подачею реагентів в реактор поз.R-102 А/В вирівнюються тиски сировини (етилену, кисню і хлористого водню) і температури. Далі етилен подається у потік циркуляційного газу перед змішувальною форсункою поз.SМ-0102 А/В, а кисень подається до потоку хлористого водню перед форсункою поз.SМ-0101 А/В. Стехіометричне співвідношення етилену з хлористим воднем і киснем становить:

2,0Моль hCl : 0,5моль о2 : 1моль с2н4

Практично подається приблизно 1,9 -- 2,0 моль хлористого водню і 0,51-0,55 моль кисню на моль етилену. У відповідності з необхідною продуктивністю встановлюється подача етилену. Хлористий водень і кисень подаються у відповідності до стехіометрично необхідних кількостей. Співвідношення етилену з хлористим воднем і етилену з киснем регулюються автоматично при заданій кількості етилену по клапанах поз.FICV-1015 / FICV-1016 за допомогою двох зв'язаних між собою регуляторів співвідношення:

— співвідношення етилену і хлористого водню поз.FFIC-1006 / FFIC-1007;

— співвідношення етилену з киснем поз.FFIC-1026 / FFIC-1033

Для дозування реагентів етилен відіграє головну роль. Незалежно від заданої кількості етилену, можливе також роздільне дозування кількості і регулювання співвідношень реагентів за допомогою регуляторів витрат:

— кількість етилену по поз.FIC-1015 / FIC-1016;

— кількість хлористого водню по поз.FFIC-1006 / FFIC-1007;

— кількість кисню по поз.FFIC-1026 / FFIC-1033.

Для точного регулювання і підтримання постійним певного заданого вмісту етилену і кисню в циркуляційному газі служать регулятори пікових навантажень:

— регулятор пікового вмісту етилену поз.FIC-1017 / FIC-1018;

— регулятор пікового вмісту кисню поз.FIC-1025 / FIC-1035.

Контроль вмісту кисню і етилену здійснюється шляхом автоматичного і безперервного аналізу циркуляційного газу після холодильників поз.Е-104 / Е-0118. Аналізатори кисню складаються кожний із двох приладів поз.АІ-1015, АІ-1016 і АІ-1022, АІ-1023, котрі працюють по принципу два з двох на блокування реактора: при досягненні концентрації кисню 2% спрацьовує сигналізація, а при 3% блокується реактор. П'ятий аналізатор кисню поз.АІ-1014 може підключатись при роботах по ремонту і обслуговуванню робочих аналізаторів, а також при неполадках. Завдяки підтриманню вмісту кисню у циркуляційному газі менше 3% гарантується, що діапазон вибуху у реакторі при будь-якому робочому стані не досягається.

Крім того на трубопроводах кисню і етилену до реакторів поз.R-102 А/В встановлено по комбінації із трьох клапанів поз.XV-1064/1065/1066 (1074/1075/1076) на лінії кисню і поз.XV-1067/1068/1069 (1077/1078/1079) на лінії етилену (подвійна відсічка з проміжним стравлюванням), щоб при зупинці реактора можна було надійно виключити попадання кисню або етилену в реактор.

Вміст етилену в циркуляційному газі після холодильника поз.Е-104 / Е-0118 вимірюється аналізатором поз.АІС-1013 / АІС 1024 із сигналізацією при мінімальному (2%) і максимальному (10%) вмісті етилену. Крім того, циркуляційний газ перед реактором після добавки свіжого етилену аналізується на вміст етилену аналізатором поз.АІ-1008, котрий сигналізує при мінімальному (20 %) і максимальному (35 %) вмісті етилену. Цей аналізатор використовується в процесі пуску і є один на два реактори.

На лінії циркуляційного газу після холодильників поз.Е-104 / Е-0118 встановлено аналізатори вмісту СО поз.АІ-1011 / АІ-1026 із сигналізацією при максимальній об'ємній частці – 10 %, а також аналізатори вмісту СО₂ поз.АІ-1012 / АІ-1025 із сигналізацією при максимальній об'ємній частці 60 %.

Конверсія хлористого водню у реакторі поз.R-102 А/В контролюється шляхом вимірювання електропровідності стічної води із куба гартувальної колони поз.С-101А/В приладом поз.АІ-1001 / АІ-1002 із сигналізацією при максимальній провідності 90 мСм/см.

Газоподібні реагенти – етилен, хлористий водень, кисень і циркуляційний газ проходять через „киплячий” шар каталізатора знизу вверх і реагують з утворенням 1,2-дихлоретану і води. Крім цього при реакціях горіння утворюється СО і СО₂. Проходять також інші побічні реакції при яких утворюються різноманітні хлоровані вуглеводні.

Тиск суміші хлористого водню з киснем, що поступає в реактор контролюється по приладах поз.РІ-1058 / РІ-1072 із сигналізацією при мінімальному тиску 0,4 МПа (4 бар) і при максимальному 0,6 МПа (6 бар). Тиск суміші циркуляційного газу і етилену контролюється по приладу поз.РІ-1057 (01071) із сигналізацією при мінімальному тиску 0,3 МПа (3 бар) і максимальному 0,6 МПа (6 бар).

Тиск в реакторі поз.R-102 А/В підтримується за допомогою регуляторів поз.РІС-1055 / РІС-01096 виведенням циркуляційного газу після абшайдерів поз.V-105 / V-0125 на стадію спалювання хлорорганічних відходів (ст.800-1800) через колектор GWW. При максимальному тиску в реакторі 0,35 МПа (3,5 бар) і мінімальному 0,2 МПа (2 бар) по приладах поз.РІ-1015 / РІ-1022 спрацьовує сигналізація, а при максимальному 0,45 МПа (4,5 бар) і мінімальному 0,15 МПа (1,5 бар) реактор блокується.

Реакції, що проходять в реакторі поз.R-102 А/В, сильно екзотермічні. Виведення надлишку тепла здійснюється за допомогою вмонтованих в реактор охолоджуючих змійовиків, в котрих випаровується вода або конденсат в процесі примусової циркуляції.

Кожний реактор поз.R-102 А/В має 17 паралельних змійовиків, 13 із котрих складаються із 12-ти, 2 із 10-ти, і 2 із 8-ми вертикальних U-подібних труб Ду-100, довжиною 12,4 м.

Температура в реакторі поз.R-102 А/В контролюється по приладах поз.ТІ-1001 (1-6), ТІ-1002 (1-4), ТІ-1004 (1-6), ТІ-1005 (1-4) із сигналізацією при мінімальній – 200 °С і максимальній – 240 °С.

Температура під розподільною тарілкою контролюється приладом поз.ТІ-1002-5 / ТІ-1005-5 із сигналізацією по мінімальній – 150 °С і по максимальній – 240 °С та блокуванні реактора при мінімальній температурі – 120 °С і максимальній – 250 °С.