WO2019009763A1 - Catalyst distributor for a dehydrogenation reactor with a fluidized bed - Google Patents
Catalyst distributor for a dehydrogenation reactor with a fluidized bed Download PDFInfo
- Publication number
- WO2019009763A1 WO2019009763A1 PCT/RU2018/000424 RU2018000424W WO2019009763A1 WO 2019009763 A1 WO2019009763 A1 WO 2019009763A1 RU 2018000424 W RU2018000424 W RU 2018000424W WO 2019009763 A1 WO2019009763 A1 WO 2019009763A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- expander
- catalyst
- distributor according
- cone
- distributor
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 title claims description 10
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 19
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 claims 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 6
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- -1 olefin hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 40
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/321—Catalytic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
- C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
- C07C5/333—Catalytic processes
Definitions
- the invention relates to the field of chemical engineering and can be used to distribute the catalyst circulating in the system of the reactor-regenerator dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons With 3 -C 5 in the corresponding olefinic hydrocarbons.
- These devices are located in the upper part of the reactor and / or the regenerator above the fluidized bed level and include a reflective disk of conical or elliptical shape, located above the upper end of the transport tube with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas.
- the disadvantages of the known catalyst and transport gas distributors include the possibility of capture of catalyst particles by the gas stream of the reactor and / or the regenerator at the outlet of the distributor, which leads to an increase in entrainment (loss) of the catalyst from the reactor-regenerator system.
- the disadvantage of this distributor also includes the presence of significant thermal irregularities in the upper part of the fluidized bed of the reactor and regenerator due to the uneven distribution of the catalyst over the cross section of the fluidized bed when it is fed mainly into the middle part of the fluidized bed, which reduces the yields of olefinic hydrocarbons.
- the task of the invention is to increase the yields of olefinic hydrocarbons, reduction of catalyst ablation, elimination of monolithic coke deposits on the components of the distributor and erosion of the internal devices of the reactor and regenerator, reducing the flow of transport gas and stabilizing the operation of the dehydrogenation unit in the optimal mode.
- a catalyst distributor for the reactor-regenerator dehydrogenation of C3-C5 fluidized bed paraffin hydrocarbons with sectional grids containing a vertical transport tube 1 with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas, which is located along the axis of the reactor and / or regenerator coaxially with the pipe expander 2, connected by connecting pipes 10 with vertical drainage risers 7, the lower ends of which are located in the upper part fluidized bed, while the expander 2 contains a cylindrical body 3 with the top cover 4 and the bottom plate 5, and the connecting pipes 10 upper ends connected to the holes 8 for the release of the catalyst located in the cylindrical part of the housing 3, at the same time between the holes 8 to release the catalyst and the upper lid 4 has at least one opening for release of the transport gas, wherein the transport pipe 1 is made entering into the expander 2, and the upper end 18 of the transport pipe 1 is located between at least one a hole for the release of transport gas and the top cover 4 of the expander 2. Hole for release of transport gas can be made in the form
- the sluice gate 19 may be formed by a shell 13 attached by an upper end to the upper lid 4 of the expander 2 coaxially with the housing 3 of the expander 2 to form an annular gap 14 between the shell 13 and the housing 3 of the expander 2, while the upper lid 4 of the expander 2 may be located above the upper edge the housing 3 of the expander 2 with the formation of a horizontal annular gap 15.
- the ratio of the diameter of the housing 3 of the expander 2 to the diameter of the transport pipe 1 may be in the range of values from 3.0 to 5.0.
- the upper cover 4 of the expander 2 of the reactor may be in the form of a cone with an inclination of forming a cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
- a base cone-reflector 6 with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° up from the horizontal position.
- the bottom bottom 5 of the expander 2 of the reactor may be in the form of an ellipse or cone.
- the number of run-off risers 7 can be 4-12.
- each discharge riser 7 coaxially and at a distance from it can be located the reflective disk 12, 25.
- the reflective disk 12, 25 can be mounted horizontally.
- the reflective disk 12 may have a cone shape and is installed with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 5 ° to 45 ° down from the horizontal position.
- the ratio of the diameter of the reflective disk 12, 25 to the diameter of the reactor and / or regenerator may be in the range of values from 0.02 to 0.05.
- the ratio of the diameter of the base of the cone-reflector 26 to the diameter of the discharge riser 7 may be in the range from 0.3 to 1.0.
- gas distributor 20 supplied to the boiling of the catalyst in the lower part of the expander.
- the connecting pipe 10 may have an extended section 11 in the form of a truncated cone attached to the hole 8 for the release of the catalyst with a large base.
- the connecting pipe 10 can be located at an angle of 45 ° -80 ° down from the horizontal position.
- Each bleed riser 7 may have nozzles 16, 22 and 23 for purging the risers.
- the nozzles 16, 22 and 23 can be located in the upper and lower part of the discharge risers 7.
- the nozzles 16, 22 and 23 can be located at an angle of 30 ° -50 ° up from the horizontal position.
- Nozzles 16, 22 and 23 on each bleed riser 7 can be connected to instruments 9, 24 and 28 to measure the pressure drop between the upper and lower nozzles.
- Figure 1 presents a possible variant of the proposed catalyst distributor in the system of the reactor-regenerator dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C3-C5 in accordance with the present invention.
- the distributor consists of a transport pipe 1, an expander 2, which consists of a cylindrical body 3, an upper cover 4 and a lower bottom 5, preferably having an ellipse or cone shape.
- the ratio of the diameter of the housing 3 of the expander 2 to the diameter of the transport pipe 1 is in the range of values from 3.0 to 5.0, this range of values allows you to effectively separate the catalyst and transport gas in the volume of the expander.
- each discharge riser 7 is horizontally attached to it or a reflecting disk 12 a cone-shaped or flat reflecting disk 25 with a cone-reflector 26 attached to its base with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
- the ratio of the diameter of the reflective disk 12 or 25 to the diameter of the reactor and / or the regenerator is in the range of values from 0.02 to 0.05, and the ratio of the diameter of the base of the cone-reflector 26 to the diameter of the riser 7 is in the range from 0.3 to 1.0
- Fig. 1 for clarity, different types of the proposed reflective disks are shown conventionally, although the design of a particular distributor involves the use of identical reflective disks on all risers selected for this distributor.
- Nozzles 16, 22 and 23 are connected to instruments 9, 24 and 28 for measuring pressure differences between said nozzles.
- a shell 13 is attached to the upper lid 4, with a gate between the shell 13, the upper lid 4 and the cylindrical body 3 of the expander 2 of a lock gate 19 with an annular slot 14.
- the top cover 4 is installed above the housing 3 of the expander 2 with a gap 15.
- a gas distributor 20 supplied to the boiling roll jam in the bottom of the expander.
- In the lower bottom 5 is an open pipe 21 for emptying the expander when it stops.
- Inner surface top the cover 4, the cone-reflector 6 and the shell 13 can be protected by an erosion-resistant coating 27.
- the proposed distributor works as follows.
- the upward flow of the mixture of the catalyst-regenerator of the catalyst and the transport gas circulating in the system flows through the transport pipe 1 into the expander 2, where on the surface of the upper cover 4 and the cone-reflector 6 reverses direction.
- the following then changing the direction of flow of the transport gas in the expander 2 from the vertical downward to the horizontal radial when the gas flows into the annular gap 14 contributes to the separation of gas and catalyst.
- the catalyst is deposited in the lower part of the expander, where it is in a boiling state under the influence of gas supplied through the distributor 20, and the transport gas leaves the expander through a sluice gate 19.
- the catalyst through the outlet openings 8, which are flush, through connecting pipes 10 with an extended section 11 in the form of a cone, attached by a large base to the opening 8, is distributed along the drain risers 7.
- the movement of the catalyst in the risers in the form of a downward flow is provided by the hydrostatic pressure of the layer to in the connecting pipes and risers at the site from the level of entry of the catalyst into the connecting pipes through the holes 8 to the level of release of the catalyst into the fluidized bed through the lower ends of the risers 7.
- the proposed distributor shown in figure 1, is designed so that it is installed under the lower end of the drain of the riser 7, the conical disk 12 in the form of a cone is located coaxially and at a distance from it with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 5 ° to 45 ° down from the horizontal position, which ensures unhindered flow into the fluidized bed along the entire outer edge of the cone of a continuous, fan-shaped, radially directed stream of the circulating catalyst.
- any inert gas can be used in the reactor, and air in the regenerator .
- each riser 7 devices for measuring the pressure drop in the risers allow you to determine the amount of catalyst in each riser, the concentration catalyst in the streams of each riser 7 and, accordingly, assess the uniform distribution of the catalyst regenerator reactor circulating in the reactor regenerator system, diagnose faults in the catalyst distribution system during unit operation and, if necessary, flush the risers 7 with increased gas consumption.
- the transport gas through the sluice gate 19 leaves the expander 2 and enters the space above the fluidized bed in the form of a radially directed fan-shaped stream, evenly distributed in the separation zone of the reactor and / or regenerator.
- the claimed range of changes in the dimensions of the structural elements of the catalyst distributor and transport gas also reduces the hydraulic resistance of the distributor flow path, which allows to improve the conditions for achieving the required catalyst circulation in the reactor-regenerator system, reduce the transport gas consumption, stabilize the operation of the catalyst .
- the location of the connecting pipe 10 is inclined, preferably at an angle of 45 ° -80 ° down from the horizontal position, as well as the gas supply to blowing out the risers 7 provide the necessary fluidity of the catalyst when it flows through the risers in the descending flow mode distribution of the circulating catalyst in the volume of the fluidized bed. At the same time, it is possible to regulate thermal inhomogeneities in the upper part of the fluidized bed by controlling the flow of relatively small amounts of gas to purge the risers.
- the conical shape of the top cover 4 of the expander 2 when used in the reactor ensures the prevention of monolithic coke deposits on the surface of the top cover 4 of the expander. Sectional grids of the reactor and regenerator are not subject to erosive wear due to elimination of vertically directed catalyst jets.
- the technical result is that the proposed design of a catalyst distributor circulating in the reactor regenerator dehydrogenation system of C3-C5 paraffinic hydrocarbons provides, in comparison with the known design, an increase in the yields of olefinic hydrocarbons, a decrease in catalyst carryover, the elimination of monolithic coke deposits on the distributor design elements and erosion of the internal devices of the reactor and the regenerator, reducing the consumption of transport gas and stabilizing the operation of the installation of money optimal mode.
- the catalyst distributor can be used to distribute the catalyst circulating in the reactor-regenerator dehydrogenation system of C3-C5 paraffinic hydrocarbons to the corresponding olefinic hydrocarbons.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
The invention relates to a plant for dehydrogenating C3-C5 paraffin hydrocarbons to produce olefin hydrocarbons. A catalyst and transport gas distributor comprises a transport pipe (1) which is arranged along an axis of a reactor and/or regenerator and has a rising flow of a mixture of catalyst and transport gas, said transport pipe being connected to an expander (2) which is connected by connecting pipes (10, 20) to vertical discharge down pipes (7, 24) having a downward flow of a mixture of catalyst and gas. The lower ends of the down pipes are arranged in the upper part of a fluidized bed. The expander comprises a cylindrical housing (3) with an upper cover (4) and a lower base (5). The connecting pipes are connected by the upper ends to openings (8, 9) arranged in a cylindrical part of the housing. At least one opening for releasing transport gas is arranged between openings for releasing catalyst and the cover (4), and the pipe (1) leads into the expander. The distributor increases the yield of hydrocarbons, reduces the amount of catalyst entrained, prevents deposits of monolithic coke on structural elements of the distributor and erosion of internal devices in the reactor and regenerator, and reduces consumption of transport gas and stabilizes operation of the plant.
Description
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ РЕАКТОРА CATALYST DISTRIBUTOR FOR THE REACTOR
ДЕГИДРИРОВАНИЯ С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Dehydration with a boiling bed
Область техники Technical field
Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для распределения катализатора, циркулирующего в системе реактор- регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в соответствующие олефиновые углеводороды. The invention relates to the field of chemical engineering and can be used to distribute the catalyst circulating in the system of the reactor-regenerator dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons With 3 -C 5 in the corresponding olefinic hydrocarbons.
Предшествующий уровень техники Prior art
Из уровня техники известны устройства для распределения катализатора и транспортного газа циркулирующего в системе реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов Сз-С5 с кипящим слоем катализатора с секционирующими решетками (И.Л. Кирпичников, В.В. Береснев, Л.М. Попов «Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука», Химия, Ленинград, 1986, стр. 8-12.; патент RU 2601002, МПК B01J8/04; С07С5/333, опубл. 27.10.2016). Указанные устройства размещаются в верхней части реактора и/или регенератора над уровнем кипящего слоя и включают в себя отражательный диск конической или эллиптической формы, расположенный над верхним торцом транспортной трубы с восходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа. К недостаткам известного распределителя катализатора и транспортного газа следует отнести возможность захвата частиц катализатора газовым потоком реактора и/или регенератора на выходе из распределителя, что приводит к увеличению уноса (потерь) катализатора из системы реактор-регенератор. К недостатку указанного распределителя относится также наличие значительных тепловых неравномерностей в верхней части кипящего слоя реактора и регенератора вследствие неравномерного распределения катализатора по сечению кипящего слоя при его подаче главным образом в среднюю часть кипящего слоя, что снижает выходы олефиновых углеводородов. The prior art devices for the distribution of catalyst and transport gas circulating in the system of the reactor-regenerator dehydrogenation of paraffin hydrocarbons Cz-C 5 with a fluidized bed of catalyst with partitioning grids (I.L. Kirpichnikov, V.V. Beresnev, L.M. Popov “ Album of technological schemes of the main production of the synthetic rubber industry ", Chemistry, Leningrad, 1986, p. 8-12; patent RU 2601002, IPC B01J8 / 04; C07C5 / 333, publ. 10.27.2016). These devices are located in the upper part of the reactor and / or the regenerator above the fluidized bed level and include a reflective disk of conical or elliptical shape, located above the upper end of the transport tube with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas. The disadvantages of the known catalyst and transport gas distributors include the possibility of capture of catalyst particles by the gas stream of the reactor and / or the regenerator at the outlet of the distributor, which leads to an increase in entrainment (loss) of the catalyst from the reactor-regenerator system. The disadvantage of this distributor also includes the presence of significant thermal irregularities in the upper part of the fluidized bed of the reactor and regenerator due to the uneven distribution of the catalyst over the cross section of the fluidized bed when it is fed mainly into the middle part of the fluidized bed, which reduces the yields of olefinic hydrocarbons.
Расположение распределителя катализатора и транспортного газа в виде отражательного диска конической формы под уровнем кипящего слоя (патент RU
2591159, МПК C07C5/333; B01J8/00, опубл. 10.07.2016) не приводит к улучшению ситуации описанной выше, в связи с тем, что катализатор и транспортный газ подается в кипящий слой практически в одну точку - в центральную часть кипящего слоя реактора и регенератора. The location of the catalyst distributor and transport gas in the form of a conical-shaped reflective disk below the level of the fluidized bed (patent RU 2591159, IPC C07C5 / 333; B01J8 / 00, publ. 07/10/2016) does not lead to an improvement in the situation described above, due to the fact that the catalyst and transport gas is fed into the fluidized bed in almost one point - in the central part of the fluidized bed of the reactor and the regenerator.
Известны распределители катализатора и транспортного газа (патент U Known distributors of catalyst and transport gas (patent U
2129111, МПК С07С5/333, опубл. 20.04.1999; патент RU 2301107, МПК С07С5/333; B01J8/04, опубл. 20.06.2007) для системы реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов Сз-С5 с кипящим слоем с секционирующими решетками, содержащий расположенную по оси реактора и/или регенератора вертикальную транспортную трубу с восходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа, соединенную с установленным соосно с трубой на ее верхнем торце расширителем, соединенным соединительными трубами с вертикальными стояками с нисходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа, нижние торцы которых расположены под уровнем кипящего слоя катализатора над верхней секционирующей решеткой. 2129111, IPC C07C5 / 333, publ. 04/20/1999; patent RU 2301107, IPC С07С5 / 333; B01J8 / 04, publ. 20.06.2007) for the system reactor-regenerator dehydrogenating paraffin hydrocarbons Cz-C 5 with a fluidized bed with sectional grids, containing vertical along the axis of the reactor and / or regenerator vertical transport pipe with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas, connected with installed coaxially with the pipe at its upper end, an expander connected by connecting pipes with vertical risers with a descending stream of a mixture of catalyst and transport gas, the lower ends of which are located below the level of boiling its catalyst bed above the top grating is partitioned.
Наиболее близким техническим решением является (патент RU 2301107, МПК С07С5/333; В01 J8/04, опубл. 20.06.2007). The closest technical solution is (patent RU 2301107, IPC S07C5 / 333; B01 J8 / 04, publ. 20.06.2007).
Однако подача катализатора и транспортного газа компактными струями в несколько локальных точек кипящего слоя неэффективна, особенно в аппаратах большой мощности (большого диаметра), вследствие ограниченного перемешивания и контактирования распределяемых потоков с кипящим слоем. Распределяемые потоки не перекрывают всего сечения кипящего слоя, что определяет большие тепловые неравномерности в кипящем слое, невысокие выходы олефиновых углеводородов и повышенный унос катализатора при локальном возмущении кипящего слоя распределяемыми потоками катализатора и транспортного газа. При этом наблюдается эрозия верхних секционирующих решеток реактора и/или регенератора вследствие воздействия на них компактных струй смеси катализатора и транспортного газа, выходящих из спускных стояков. Поверхность верхнего днища расширителя эллипсовидной формы известного распределителя в реакторе, разогретая до высокой температуры потоком поступающего из регенератора перегретого катализатора, покрывается монолитным коксом, куски которого падают в кипящий слой, нарушая работу
реактора. Повышенное гидравлическое сопротивление известного распределителя при совместном истечении катализатора и транспортного газа по всему тракту распределителя определяет высокий расход транспортного газа для обеспечения необходимой величины циркуляции катализатора в системе реактор-регенератор, а также ограничивает возможности регулирования циркуляции, что приводит к нестабильности режимов работы установки дегидрирования и снижению выхода олефинов. However, the supply of catalyst and transport gas with compact jets to several local points of the fluidized bed is inefficient, especially in high-power (large diameter) apparatus, due to limited mixing and contacting of the distributed streams with the fluidized bed. Distributed flows do not overlap the entire cross section of the fluidized bed, which determines large thermal irregularities in the fluidized bed, low yields of olefinic hydrocarbons and increased catalyst carryover with a local disturbance of the fluidized bed by the distributed flows of the catalyst and transport gas. At the same time, erosion of the upper partitioning grids of the reactor and / or the regenerator is observed due to the impact on them of the compact jets of the mixture of catalyst and transport gas leaving the drain risers. The surface of the upper bottom of the expander of the ellipsoid shape of the known distributor in the reactor, heated to a high temperature by the flow of the overheated catalyst coming from the regenerator, is covered with monolithic coke, pieces of which fall into the fluidized bed, disrupting the operation reactor. Increased hydraulic resistance of the known distributor at the joint flow of catalyst and transport gas throughout the distributor path determines the high flow rate of transport gas to provide the required amount of catalyst circulation in the reactor-regenerator system, and also limits the ability to control the circulation, which leads to instability of the dehydrogenation unit and decrease olefin yield.
Раскрытие изобретения DISCLOSURE OF INVENTION
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение выходов олефиновых углеводородов, снижение уноса катализатора, исключение отложений монолитного кокса на элементах конструкции распределителя и эрозии внутренних устройств реактора и регенератора, снижение расхода транспортного газа и стабилизация работы установки дегидрирования в оптимальном режиме. The task of the invention is to increase the yields of olefinic hydrocarbons, reduction of catalyst ablation, elimination of monolithic coke deposits on the components of the distributor and erosion of the internal devices of the reactor and regenerator, reducing the flow of transport gas and stabilizing the operation of the dehydrogenation unit in the optimal mode.
Для решения поставленной задачи предлагается распределитель катализатора для системы реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем с секционирующими решетками, содержащий расположенную по оси реактора и/или регенератора вертикальную транспортную трубу 1 с восходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа, соединенную с установленным соосно с трубой расширителем 2, соединенным соединительными трубами 10 с вертикальными спускными стояками 7, нижние торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя, при этом расширитель 2 содержит цилиндрический корпус 3 с верхней крышкой 4 и нижним днищем 5, а соединительные трубы 10 верхними торцами соединены с отверстиями 8 для выпуска катализатора, расположенными в цилиндрической части корпуса 3, в тоже время между отверстиями 8 для выпуска катализатора и верхней крышкой 4 расположено по крайней мере одно отверстие для выпуска транспортного газа, при этом транспортная труба 1 выполнена входящей в расширитель 2, а верхний торец 18 транспортной трубы 1 расположен между по крайней мере одним отверстием для выпуска транспортного газа и верхней крышкой 4 расширителя 2.
Отверстие для выпуска транспортного газа может быть выполнено в виде кольцевой щели 14 шлюзового затвора 19 между верхней крышкой 4 и корпусом 3 расширителя 2. To solve this problem, we propose a catalyst distributor for the reactor-regenerator dehydrogenation of C3-C5 fluidized bed paraffin hydrocarbons with sectional grids containing a vertical transport tube 1 with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas, which is located along the axis of the reactor and / or regenerator coaxially with the pipe expander 2, connected by connecting pipes 10 with vertical drainage risers 7, the lower ends of which are located in the upper part fluidized bed, while the expander 2 contains a cylindrical body 3 with the top cover 4 and the bottom plate 5, and the connecting pipes 10 upper ends connected to the holes 8 for the release of the catalyst located in the cylindrical part of the housing 3, at the same time between the holes 8 to release the catalyst and the upper lid 4 has at least one opening for release of the transport gas, wherein the transport pipe 1 is made entering into the expander 2, and the upper end 18 of the transport pipe 1 is located between at least one a hole for the release of transport gas and the top cover 4 of the expander 2. Hole for release of transport gas can be made in the form of an annular slit 14 of the lock gate 19 between the top cover 4 and the housing 3 of the expander 2.
Шлюзовой затвор 19 может быть образован обечайкой 13, прикрепленной верхним торцом к верхней крышке 4 расширителя 2 соосно корпусу 3 расширителя 2 с образованием кольцевой щели 14 между обечайкой 13 и корпусом 3 расширителя 2, при этом верхняя крышка 4 расширителя 2 может быть расположена над верхней кромкой корпуса 3 расширителя 2 с образованием горизонтального кольцевого зазора 15. The sluice gate 19 may be formed by a shell 13 attached by an upper end to the upper lid 4 of the expander 2 coaxially with the housing 3 of the expander 2 to form an annular gap 14 between the shell 13 and the housing 3 of the expander 2, while the upper lid 4 of the expander 2 may be located above the upper edge the housing 3 of the expander 2 with the formation of a horizontal annular gap 15.
Отношение диаметра корпуса 3 расширителя 2 к диаметру транспортной трубы 1 может находится в диапазоне значений от 3,0 до 5,0. The ratio of the diameter of the housing 3 of the expander 2 to the diameter of the transport pipe 1 may be in the range of values from 3.0 to 5.0.
Верхняя крышка 4 расширителя 2 реактора может иметь форму конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения. The upper cover 4 of the expander 2 of the reactor may be in the form of a cone with an inclination of forming a cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
Над верхним торцом 18 транспортной трубы 1 соосно с ней к верхней крышке 4 расширителя 2 может быть прикреплен своим основанием конус- отражатель 6 с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вверх от горизонтального положения. Above the upper end 18 of the transport tube 1 coaxially with it to the upper lid 4 of the expander 2 can be attached with a base cone-reflector 6 with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° up from the horizontal position.
Нижнее днище 5 расширителя 2 реактора может иметь форму эллипса или конуса. The bottom bottom 5 of the expander 2 of the reactor may be in the form of an ellipse or cone.
Число спускных стояков 7 может составлять 4-12. The number of run-off risers 7 can be 4-12.
Под нижним торцом каждого спускного стояка 7 соосно и на расстоянии от него может быть расположен отражательный диск 12, 25. Under the lower end of each discharge riser 7 coaxially and at a distance from it can be located the reflective disk 12, 25.
Отражательный диск 12, 25 может быть установлен горизонтально. The reflective disk 12, 25 can be mounted horizontally.
Под нижним торцом спускного стояка 7 соосно с ним к отражательному диску 25 может быть прикреплен своим основанием конус-отражатель 26 с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения. Under the lower end of the discharge riser 7 coaxially with it to the reflective disk 25 can be attached to its base cone-reflector 26 with a slope forming a cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
Отражательный диск 12 может иметь форму конуса и установлен с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 5° до 45° вниз от горизонтального положения.
Отношение диаметра отражательного диска 12, 25 к диаметру реактора и/или регенератора может находится в диапазоне значений от 0,02 до 0,05. The reflective disk 12 may have a cone shape and is installed with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 5 ° to 45 ° down from the horizontal position. The ratio of the diameter of the reflective disk 12, 25 to the diameter of the reactor and / or regenerator may be in the range of values from 0.02 to 0.05.
Отношение диаметра основания конуса-отражателя 26 к диаметру спускного стояка 7 может находится в диапазоне от 0,3 до 1,0. The ratio of the diameter of the base of the cone-reflector 26 to the diameter of the discharge riser 7 may be in the range from 0.3 to 1.0.
Ниже отверстий 8 для выпуска катализатора может быть расположен распределитель газа 20, подаваемого на кипение катализатора в нижней части расширителя. Below the holes 8 for the release of the catalyst can be located gas distributor 20 supplied to the boiling of the catalyst in the lower part of the expander.
Соединительные трубы 10 могут иметь расширенный участок 11 в виде усеченного конуса, прикрепленного к отверстию 8 для выпуска катализатора большим основанием. The connecting pipe 10 may have an extended section 11 in the form of a truncated cone attached to the hole 8 for the release of the catalyst with a large base.
Соединительные трубы 10 могут быть расположены под углом 45°-80° вниз от горизонтального положения. The connecting pipe 10 can be located at an angle of 45 ° -80 ° down from the horizontal position.
В нижнем днище 5 расширителя 2 может быть установлен открытый патрубок 21 для опорожнения расширителя. In the lower bottom 5 of the expander 2 can be installed open pipe 21 for emptying the expander.
Каждый спускной стояк 7 может иметь патрубки 16, 22 и 23 для продувки стояков. Each bleed riser 7 may have nozzles 16, 22 and 23 for purging the risers.
При этом патрубки 16, 22 и 23 могут быть расположены в верхней и нижней части спускных стояков 7. In this case, the nozzles 16, 22 and 23 can be located in the upper and lower part of the discharge risers 7.
Патрубки 16, 22 и 23 могут быть расположены под углом 30°-50° вверх от горизонтального положения. The nozzles 16, 22 and 23 can be located at an angle of 30 ° -50 ° up from the horizontal position.
Патрубки 16, 22 и 23 на каждом спускном стояке 7 могут быть соединены с приборами 9, 24 и 28 для измерения перепада давления между верхним и нижним патрубками. Краткое описание фигур чертежей Nozzles 16, 22 and 23 on each bleed riser 7 can be connected to instruments 9, 24 and 28 to measure the pressure drop between the upper and lower nozzles. Brief Description of the Drawings
На фиг.1 представлен возможный вариант предлагаемого распределителя катализатора в системе реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в соответствии с настоящим изобретением. Распределитель состоит из транспортной трубы 1, расширителя 2, который состоит из цилиндрического корпуса 3, верхней крышки 4 и нижнего днища 5, имеющего предпочтительно форму эллипса или конуса. Отношение диаметра корпуса 3 расширителя 2 к диаметру транспортной трубы 1 находится в диапазоне значений
от 3,0 до 5,0, такой диапазон значений позволяет достаточно эффективно отделять катализатор и транспортный газ в объеме расширителя. К верхней крышке 4 прикреплен конус-отражатель 6 верхней крышки 4 с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вверх от горизонтального положения. Расширитель 2 соединен со спускными стояками 7 через отверстия 8 в цилиндрическом корпусе 3 соединительными трубами 10 с расширенными участками 11 в виде усеченного конуса на выходе катализатора из расширителя 2. К нижнему торцу каждого спускного стояка 7 прикреплен горизонтально на расстоянии от него или отражательный диск 12 в форме конуса или плоский отражательный диск 25 с прикрепленным своим основанием конусом-отражателем 26 с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения. При этом отношение диаметра отражательного диска 12 или 25 к диаметру реактора и/или регенератора находится в диапазоне значений от 0,02 до 0,05, а отношение диаметра основания конуса-отражателя 26 к диаметру спускного стояка 7 находится в диапазоне от 0,3 до 1,0. На фиг.1 для наглядности условно показаны разные типы предлагаемых отражательных дисков, хотя конструкция конкретного распределителя предусматривает использование одинаковых отражательных дисков на всех стояках, выбранных для этого распределителя. По высоте спускных стояков 7, в их верхней и нижней части, под углом 30°-50° вверх от горизонтального положения, расположены соответственно патрубки 16, 22 и 23 для продувки стояков. Патрубки 16, 22 и 23 соединены с приборами 9, 24 и 28 для измерения перепадов давления между указанными патрубками. К верхней крышке 4 прикреплена обечайка 13, с образованием между обечайкой 13, верхней крышкой 4 и цилиндрическим корпусом 3 расширителя 2 шлюзового затвора 19 с кольцевой щелью 14. Нижний торец обечайки 17 и соответственно вход газа в кольцевую щель 14 (отверстие для выпуска транспортного газа) расположен ниже верхнего торца 18 транспортной трубы 1. Верхняя крышка 4 установлена над корпусом 3 расширителя 2 с зазором 15. В нижней части расширителя 2 ниже отверстий 8 для выпуска катализатора расположен распределитель газа 20, подаваемого на кипение катализатора в нижней части расширителя. В нижнем днище 5 расположен открытый патрубок 21 для опорожнения расширителя при остановках. Внутренняя поверхность верхней
крышки 4, конуса-отражателя 6 и обечайки 13 может быть защищена эрозионностойким покрытием 27. Figure 1 presents a possible variant of the proposed catalyst distributor in the system of the reactor-regenerator dehydrogenation of paraffin hydrocarbons C3-C5 in accordance with the present invention. The distributor consists of a transport pipe 1, an expander 2, which consists of a cylindrical body 3, an upper cover 4 and a lower bottom 5, preferably having an ellipse or cone shape. The ratio of the diameter of the housing 3 of the expander 2 to the diameter of the transport pipe 1 is in the range of values from 3.0 to 5.0, this range of values allows you to effectively separate the catalyst and transport gas in the volume of the expander. To the top cover 4 is attached a cone-reflector 6 of the top cover 4 with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° up from the horizontal position. The expander 2 is connected to the drainage risers 7 through the openings 8 in the cylindrical housing 3 by connecting pipes 10 with extended sections 11 in the form of a truncated cone at the catalyst outlet of the expander 2. The lower end of each discharge riser 7 is horizontally attached to it or a reflecting disk 12 a cone-shaped or flat reflecting disk 25 with a cone-reflector 26 attached to its base with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position. The ratio of the diameter of the reflective disk 12 or 25 to the diameter of the reactor and / or the regenerator is in the range of values from 0.02 to 0.05, and the ratio of the diameter of the base of the cone-reflector 26 to the diameter of the riser 7 is in the range from 0.3 to 1.0 In Fig. 1, for clarity, different types of the proposed reflective disks are shown conventionally, although the design of a particular distributor involves the use of identical reflective disks on all risers selected for this distributor. The height of the vent risers 7, in their upper and lower parts, at an angle of 30 ° -50 ° up from the horizontal position, there are respectively nozzles 16, 22 and 23 for purging the risers. Nozzles 16, 22 and 23 are connected to instruments 9, 24 and 28 for measuring pressure differences between said nozzles. A shell 13 is attached to the upper lid 4, with a gate between the shell 13, the upper lid 4 and the cylindrical body 3 of the expander 2 of a lock gate 19 with an annular slot 14. The lower end of the shell 17 and a gas inlet into the annular slot 14 (transport gas outlet) located below the upper end 18 of the transport pipe 1. The top cover 4 is installed above the housing 3 of the expander 2 with a gap 15. In the lower part of the expander 2 below the holes 8 for the release of the catalyst is a gas distributor 20 supplied to the boiling roll jam in the bottom of the expander. In the lower bottom 5 is an open pipe 21 for emptying the expander when it stops. Inner surface top the cover 4, the cone-reflector 6 and the shell 13 can be protected by an erosion-resistant coating 27.
Предлагаемый распределитель работает следующим образом. Восходящий поток смеси циркулирующего в системе реактор-регенератор катализатора и транспортного газа поступает по транспортной трубе 1 в расширитель 2, где на поверхности верхней крышки 4 и конуса-отражателя 6 меняет направление на обратное. Следующее затем изменение направления потока транспортного газа в расширителе 2 с вертикального нисходящего на горизонтальное радиальное при затекании газа в кольцевую щель 14 способствует разделению потоков газа и катализатора. Катализатор оседает в нижней части расширителя, где находится в состоянии кипения под воздействием газа, подаваемого через распределитель 20, а транспортный газ покидает расширитель через шлюзовой затвор 19. Далее катализатор через выпускные отверстия 8, находящиеся на одном уровне, через соединительные трубы 10 с расширенным участком 11 в виде конуса, прикрепленным большим основанием к отверстию 8, распределяется по спускным стоякам 7. Движение катализатора в стояках в виде нисходящего потока обеспечивается гидростатическим напором слоя катализатора в соединительных трубах и стояках на участке от уровня входа катализатора в соединительные трубы через отверстия 8 до уровня выпуска катализатора в кипящий слой через нижние торцы стояков 7. Предлагаемый распределитель, изображенный на фиг.1, выполнен таким образом, что установленный под нижним торцом спускных стояков 7 отражательный диск 12 в форме конуса, расположен соосно и на расстоянии от него с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 5° до 45° вниз от горизонтального положения, что обеспечивает беспрепятственную подачу в кипящий слой по всей наружной кромке конуса непрерывной, веерообразной, радиально-направленной струи циркулирующего катализатора. В качестве газа, подаваемого на продувку стояков через патрубки 16, 22 и 23, а также на кипение катализатора в расширитель 2 через распределитель 20, в реакторе может использоваться любой инертный газ (природный газ, азот и др.), а в регенераторе - воздух. Установленные на каждом стояке 7 приборы для измерения перепада давления в стояках позволяют определять по величинам измеряемых перепадов давления количество катализатора в каждом стояке, концентрацию
катализатора в потоках каждого стояка 7 и, соответственно, оценивать равномерность распределения по стоякам циркулирующего в системе реактор- регенератор катализатора, осуществлять диагностику неисправностей в системе распределения катализатора во время работы установки и при необходимости продувать стояки 7 повышенным расходом газа. Транспортный газ через шлюзовой затвор 19 (через кольцевую щель 14 и кольцевой зазор 15) покидает расширитель 2 и попадает в пространство над кипящим слоем в виде радиально-направленной веерообразной струи, равномерно распределяясь в сепарационной зоне реактора и/или регенератора. Это предотвращает локальные перегревы в сепарационной зоне реактора перегретым транспортным газом, поступающим с перегретым катализатором из регенератора, и, соответственно, предотвращает разложение полученных олефиновых углеводородов. Приемлемая равномерность распределения катализатора обеспечивается в зависимости от мощности установки заявляемым количеством (4-12) стояков 7 и заявляемым диапазоном размеров элементов конструкции распределителя. Достигаемое при этом равномерное распределение катализатора обеспечивает достижение необходимого уровня изотермичности кипящего слоя в высокотемпературной зоне ввода катализатора в реакторе и/или регенераторе, что приводит к увеличению выходов олефиновых углеводородов. Вывод транспортного газа из расширителя 2 в сепарационную зону, минуя кипящий слой, приводит к снижению уноса катализатора из кипящего слоя и исключению эрозии внутренних устройств реактора и регенератора. Коническая форма верхней крышки 4 распшрителя 2, с наклоном образующей конуса под углом 10°-40° вниз от горизонтального положения, исключает отложения на ее поверхности монолитного кокса. Заявляемый диапазон изменения размеров элементов конструкции распределителя катализатора и транспортного газа обеспечивает также снижение гидравлического сопротивления проточного тракта распределителя, что позволяет улучшить условия достижения необходимой величины циркуляции катализатора в системе реактор-регенератор, снизить расход транспортного газа, стабилизировать работу установки дегидрирования за счет улучшения регулируемости циркуляции катализатора. Расположение соединительных труб 10 наклонно, предпочтительно под углом 45°-80° вниз от горизонтального положения, а также подача газа на
продувку спускных стояков 7 обеспечивают необходимую текучесть катализатора при истечении его через стояки в режиме нисходящего потока Предлагаемая конструкция распределителя катализатора позволяет за счет дополнительной контролируемой подачи вспомогательного газа на продувку стояков 7 достигать повышения скорости истечения радиально направленной струи катализатора в кипящий слой и, как следствие, улучшать распределение циркулирующего катализатора в объеме кипящего слоя. При этом возникают возможности регулирования тепловых неоднородностей в верхней части кипящего слоя путем регулирования расхода сравнительно небольших количеств газа на продувку стояков. Коническая форма верхней крышки 4 расширителя 2 при использовании в реакторе обеспечивает предотвращение отложений монолитного кокса на поверхности верхней крышки 4 расширителя. Секционирующие решетки реактора и регенератора не подвергаются эрозионному износу вследствие исключения вертикально направленных струй катализатора. The proposed distributor works as follows. The upward flow of the mixture of the catalyst-regenerator of the catalyst and the transport gas circulating in the system flows through the transport pipe 1 into the expander 2, where on the surface of the upper cover 4 and the cone-reflector 6 reverses direction. The following then changing the direction of flow of the transport gas in the expander 2 from the vertical downward to the horizontal radial when the gas flows into the annular gap 14 contributes to the separation of gas and catalyst. The catalyst is deposited in the lower part of the expander, where it is in a boiling state under the influence of gas supplied through the distributor 20, and the transport gas leaves the expander through a sluice gate 19. Next, the catalyst through the outlet openings 8, which are flush, through connecting pipes 10 with an extended section 11 in the form of a cone, attached by a large base to the opening 8, is distributed along the drain risers 7. The movement of the catalyst in the risers in the form of a downward flow is provided by the hydrostatic pressure of the layer to in the connecting pipes and risers at the site from the level of entry of the catalyst into the connecting pipes through the holes 8 to the level of release of the catalyst into the fluidized bed through the lower ends of the risers 7. The proposed distributor, shown in figure 1, is designed so that it is installed under the lower end of the drain of the riser 7, the conical disk 12 in the form of a cone is located coaxially and at a distance from it with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 5 ° to 45 ° down from the horizontal position, which ensures unhindered flow into the fluidized bed along the entire outer edge of the cone of a continuous, fan-shaped, radially directed stream of the circulating catalyst. As the gas supplied to the purge of the risers through the pipes 16, 22 and 23, as well as to the boiling of the catalyst in the expander 2 through the distributor 20, any inert gas (natural gas, nitrogen, etc.) can be used in the reactor, and air in the regenerator . Installed on each riser 7 devices for measuring the pressure drop in the risers allow you to determine the amount of catalyst in each riser, the concentration catalyst in the streams of each riser 7 and, accordingly, assess the uniform distribution of the catalyst regenerator reactor circulating in the reactor regenerator system, diagnose faults in the catalyst distribution system during unit operation and, if necessary, flush the risers 7 with increased gas consumption. The transport gas through the sluice gate 19 (through the annular gap 14 and the annular gap 15) leaves the expander 2 and enters the space above the fluidized bed in the form of a radially directed fan-shaped stream, evenly distributed in the separation zone of the reactor and / or regenerator. This prevents local overheating in the separation zone of the reactor with superheated transport gas coming with a superheated catalyst from the regenerator, and, accordingly, prevents decomposition of the olefinic hydrocarbons obtained. Acceptable uniformity of the distribution of the catalyst is provided depending on the power of the installation by the claimed number (4-12) of the risers 7 and the claimed range of sizes of the structural elements of the distributor. Achieved at this uniform distribution of the catalyst ensures the achievement of the required isothermal level of the fluidized bed in the high-temperature input zone of the catalyst in the reactor and / or regenerator, which leads to an increase in the yields of olefinic hydrocarbons. The removal of the transport gas from the expander 2 to the separation zone, bypassing the fluidized bed, leads to a decrease in catalyst carryover from the fluidized bed and the erosion of the internal devices of the reactor and the regenerator is excluded. The conical shape of the top cover 4 of the spreading unit 2, with an inclination of the generatrix of the cone at an angle of 10 ° -40 ° down from the horizontal position, excludes deposits of monolithic coke on its surface. The claimed range of changes in the dimensions of the structural elements of the catalyst distributor and transport gas also reduces the hydraulic resistance of the distributor flow path, which allows to improve the conditions for achieving the required catalyst circulation in the reactor-regenerator system, reduce the transport gas consumption, stabilize the operation of the catalyst . The location of the connecting pipe 10 is inclined, preferably at an angle of 45 ° -80 ° down from the horizontal position, as well as the gas supply to blowing out the risers 7 provide the necessary fluidity of the catalyst when it flows through the risers in the descending flow mode distribution of the circulating catalyst in the volume of the fluidized bed. At the same time, it is possible to regulate thermal inhomogeneities in the upper part of the fluidized bed by controlling the flow of relatively small amounts of gas to purge the risers. The conical shape of the top cover 4 of the expander 2 when used in the reactor ensures the prevention of monolithic coke deposits on the surface of the top cover 4 of the expander. Sectional grids of the reactor and regenerator are not subject to erosive wear due to elimination of vertically directed catalyst jets.
Таким образом, техническим результатом является то, что предлагаемая конструкция распределителя катализатора, циркулирующего в системе реактор- регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 обеспечивает по сравнению с известной конструкцией увеличение выходов олефиновых углеводородов, снижение уноса катализатора, исключение отложений монолитного кокса на элементах конструкции распределителя и эрозии внутренних устройств реактора и регенератора, снижение расхода транспортного газа и стабилизацию работы установки дегидрирования в оптимальном режиме. Thus, the technical result is that the proposed design of a catalyst distributor circulating in the reactor regenerator dehydrogenation system of C3-C5 paraffinic hydrocarbons provides, in comparison with the known design, an increase in the yields of olefinic hydrocarbons, a decrease in catalyst carryover, the elimination of monolithic coke deposits on the distributor design elements and erosion of the internal devices of the reactor and the regenerator, reducing the consumption of transport gas and stabilizing the operation of the installation of money optimal mode.
Лучший вариант осуществления изобретения The best embodiment of the invention
Раскрытые выше варианты осуществления изобретения являются лучшими. The embodiments of the invention disclosed above are the best.
Промышленная применимость Industrial Applicability
Распределитель катализатора может быть использован для распределения катализатора, циркулирующего в системе реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 в соответствующие олефиновые углеводороды.
The catalyst distributor can be used to distribute the catalyst circulating in the reactor-regenerator dehydrogenation system of C3-C5 paraffinic hydrocarbons to the corresponding olefinic hydrocarbons.
Claims
1. Распределитель катализатора для системы реактор-регенератор дегидрирования парафиновых углеводородов С3-С5 с кипящим слоем с секционирующими решетками, содержащий расположенную по оси реактора и/или регенератора вертикальную транспортную трубу (1) с восходящим потоком смеси катализатора и транспортного газа, соединенную с установленным соосно с трубой расширителем (2), соединенным соединительными трубами (10) с вертикальными спускными стояками (7), нижние торцы которых расположены в верхней части кипящего слоя, отличающийся тем, что расширитель (2) содержит цилиндрический корпус (3) с верхней крышкой (4) и нижним днищем (5), при этом соединительные трубы (10) верхними торцами соединены с отверстиями (8) для выпуска катализатора, расположенными в цилиндрической части корпуса (3), между отверстиями (8) для выпуска катализатора и верхней крышкой (4) расположено по крайней мере одно отверстие для выпуска транспортного газа, транспортная труба (1) выполнена входящей в расширитель (2), а верхний торец (18) транспортной трубы (1) расположен между по крайней мере одним отверстием для выпуска транспортного газа и верхней крышкой (4) расширителя (2). 1. Catalyst distributor for a reactor-regenerator dehydrogenation of C3-C5 fluidized bed paraffin hydrocarbons with partitioning grids containing axial transport tube (1) with upward flow of a mixture of catalyst and transport gas connected with installed coaxially along the axis of the reactor and / or regenerator with a pipe expander (2) connected by connecting pipes (10) with vertical drainage risers (7), the lower ends of which are located in the upper part of the fluidized bed, characterized in that The spreader (2) contains a cylindrical body (3) with an upper lid (4) and a bottom plate (5), while the connecting pipes (10) are connected with upper ends to the holes (8) for the release of the catalyst located in the cylindrical part of the body (3) , between the holes (8) for the release of the catalyst and the top cover (4) there is at least one hole for the release of transport gas, the transport pipe (1) is made entering the expander (2), and the upper end (18) of the transport pipe (1) located between at least one hole for the release of tra gas and the top cover (4) of the expander (2).
2. Распределитель по п.1, отличающийся тем, что отверстие для выпуска транспортного газа выполнено в виде кольцевой щели (14) шлюзового затвора (19) между верхней крышкой (4) и корпусом (3) расширителя (2). 2. The distributor according to claim 1, characterized in that the opening for release of the transport gas is made in the form of an annular gap (14) of a sluice gate (19) between the top cover (4) and the body (3) of the expander (2).
3. Распределитель по любому из пп.1-2, отличающийся тем, что шлюзовой затвор (19) образован обечайкой (13), прикрепленной верхним торцом к верхней крышке (4) расширителя (2) соосно корпусу (3) расширителя (2) с образованием кольцевой щели (14) между обечайкой (13) и корпусом (3) расширителя (2), при этом верхняя крышка (4) расширителя (2) расположена над верхней кромкой корпуса (3) расширителя (2) с образованием горизонтального кольцевого зазора (15). 3. Distributor according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the sluice gate (19) is formed by a shell (13) attached by its upper end to the top cover (4) of the expander (2) coaxially with the body (3) of the expander (2) the formation of an annular gap (14) between the shell (13) and the body (3) of the expander (2), while the upper cover (4) of the expander (2) is located above the upper edge of the body (3) of the expander (2) with the formation of a horizontal annular gap ( 15).
4. Распределитель по любому из пп.1 и 3, отличающийся тем, что отношение диаметра корпуса (3) расширителя (2) к диаметру транспортной трубы (1) находится в диапазоне значений от 3,0 до 5,0.
4. The distributor according to any one of claims 1 and 3, characterized in that the ratio of the diameter of the body (3) of the extender (2) to the diameter of the transport pipe (1) is in the range of values from 3.0 to 5.0.
5. Распределитель по любому из ппЛ-4, отличающийся тем, что верхняя крышка (4) расширителя (2) реактора имеет форму конуса с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения. 5. Distributor according to any one of PPL-4, characterized in that the upper cover (4) of the expander (2) of the reactor has the shape of a cone with a slope forming a cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
6. Распределитель по пл.1-5, отличающийся тем, что над верхним торцом (18) транспортной трубы (1) соосно с ней к верхней крышке (4) расширителя (2) прикреплен своим основанием конус-отражатель (6) с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вверх от горизонтального положения. 6. Distributor in pl. 1-5, characterized in that above the upper end (18) of the transport pipe (1) coaxially with it to the upper cover (4) of the expander (2) is attached with its base a cone-reflector (6) with an inclination of the generatrix the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° up from the horizontal position.
7. Распределитель по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что нижнее днище (5) расширителя (2) реактора имеет форму эллипса или конуса. 7. The distributor according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the bottom (5) of the expander (2) of the reactor has the shape of an ellipse or cone.
8. Распределитель по любому из пл.1-7, отличающийся тем, что число спускных стояков (7) составляет 4-12. 8. Distributor according to any one of pl. 1-7, characterized in that the number of bleed risers (7) is 4-12.
9. Распределитель по любому из пл.1-8, отличающийся тем, что под нижним торцом каждого спускного стояка (7) соосно и на расстоянии от него расположен отражательный диск (12), (25). 9. Distributor according to any one of squares 1-8, characterized in that beneath the lower end of each discharge riser (7) is coaxially and at a distance from it a reflecting disk (12), (25).
10. Распределитель по любому из пл.1-9, отличающийся тем, что отражательный диск (12), (25) установлен горизонтально. 10. Distributor according to any one of pl. 9-9, characterized in that the reflecting disk (12), (25) is mounted horizontally.
11. Распределитель по любому из пл.1-10, отличающийся тем, что под нижним торцом спускного стояка (7) соосно с ним к отражательному диску (25) прикреплен своим основанием конус-отражатель (26) с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 10° до 40° вниз от горизонтального положения. 11. Distributor according to any one of pl. 1-10, characterized in that under the lower end of the bleed riser (7), a cone-reflector (26) is fixed with a base with an inclination of the cone at an angle in the range from 10 ° to 40 ° down from the horizontal position.
12. Распределитель по любому из пл.1-9, отличающийся тем, что отражательный диск (12) имеет форму конуса и установлен с наклоном образующей конуса под углом в диапазоне от 5° до 45° вниз от горизонтального положения. 12. Distributor according to any one of squares 1-9, characterized in that the reflecting disk (12) has the shape of a cone and is installed with an inclination of the generatrix of the cone at an angle in the range from 5 ° to 45 ° down from the horizontal position.
13. Распределитель по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что отношение диаметра отражательного диска (12), (25) к диаметру реактора и/или регенератора находится в диапазоне значений от 0,02 до 0,05. 13. The distributor according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the ratio of the diameter of the reflective disk (12), (25) to the diameter of the reactor and / or regenerator is in the range of values from 0.02 to 0.05.
14. Распределитель по любому из пл.1-11. отличающийся тем, что отношение диаметра основания конуса-отражателя (26) к диаметру спускного стояка (7) находится в диапазоне от 0,3 до 1,0.
14. Distributor according to any one of square 1-11. characterized in that the ratio of the diameter of the base of the cone-reflector (26) to the diameter of the discharge riser (7) is in the range from 0.3 to 1.0.
15. Распределитель по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что ниже отверстий (8) для выпуска катализатора расположен распределитель газа (20), подаваемого на кипение катализатора в нижней части расширителя (2). 15. The distributor according to any one of claims 1 to 14, characterized in that below the holes (8) for the release of the catalyst is a gas distributor (20) supplied to the boiling of the catalyst in the lower part of the expander (2).
16. Распределитель по любому из пп.1-15, отличающийся тем, что соединительные трубы (10) имеют расширенный участок (11) в виде усеченного конуса, прикрепленного большим основанием к отверстию (8) для выпуска катализатора. 16. Distributor according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the connecting pipes (10) have an extended section (11) in the form of a truncated cone attached with a large base to the opening (8) for the release of the catalyst.
17. Распределитель по любому из пп.1-16, отличающийся тем, что соединительные трубы (10) расположены под углом 45°-80° вниз от горизонтального положения. 17. Distributor according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the connecting pipes (10) are located at an angle of 45 ° -80 ° down from the horizontal position.
18. Распределитель по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что в нижнем днище (5) расширителя (2) установлен открытый патрубок (21) для опорожнения расширителя. 18. A distributor according to any one of claims 1 to 17, characterized in that an open branch pipe (21) is installed in the bottom bottom (5) of the expander (2) for emptying the expander.
19. Распределитель по любому из пп.1-18, отличающийся тем, что каждый спускной стояк (7) имеет патрубки (16), (22) и (23) для продувки стояков. 19. Distributor according to any one of claims 1 to 18, characterized in that each bleed riser (7) has connections (16), (22) and (23) for purging the risers.
20. Распределитель по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что патрубки (16), (22) и (23) расположены в верхней и нижней части спускных стояков (7). 20. Distributor according to any one of paragraphs.1-19, characterized in that the nozzles (16), (22) and (23) are located in the upper and lower part of the drain risers (7).
21. Распределитель по любому из пп.1-19, отличающийся тем, что патрубки (16), (22) и (23) расположены под углом 30°-50° вверх от горизонтального положения. 21. The distributor according to any one of paragraphs.1-19, characterized in that the nozzles (16), (22) and (23) are located at an angle of 30 ° -50 ° up from the horizontal position.
22. Распределитель по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что патрубки (16), (22) и (23) на каждом спускном стояке (7) соединены с приборами (9), (24) и (28) для измерения перепада давления между верхним и нижним патрубками.
22. The distributor according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the nozzles (16), (22) and (23) on each discharge riser (7) are connected to devices (9), (24) and (28) for measuring the pressure drop between the upper and lower nozzles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201880036395.7A CN110719810A (en) | 2017-07-04 | 2018-06-28 | Catalyst distributor for dehydrogenation reactors with fluidized bed |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017123637 | 2017-07-04 | ||
RU2017123637A RU2652198C1 (en) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | Distributor of the catalyst for the reactor-reclaimer system of c3-c5 paraffin hydrocarbon dehydration of with fluidized bed |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2019009763A1 true WO2019009763A1 (en) | 2019-01-10 |
Family
ID=62045847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2018/000424 WO2019009763A1 (en) | 2017-07-04 | 2018-06-28 | Catalyst distributor for a dehydrogenation reactor with a fluidized bed |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110719810A (en) |
RU (1) | RU2652198C1 (en) |
WO (1) | WO2019009763A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694840C1 (en) * | 2019-03-20 | 2019-07-17 | Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" | Catalyst and transport gas distributors for boiling bed reactor-regenerator circulation systems |
RU2767249C1 (en) * | 2021-04-09 | 2022-03-17 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Catalyst and transport gas distributor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB815332A (en) * | 1955-04-25 | 1959-06-24 | Exxon Research Engineering Co | Dehydrogenation of hydrocarbons |
US6166282A (en) * | 1999-08-20 | 2000-12-26 | Uop Llc | Fast-fluidized bed reactor for MTO process |
RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
RU2411284C2 (en) * | 2006-02-13 | 2011-02-10 | Юоп Ллк | Device and method for catalyst regeneration |
RU2561985C2 (en) * | 2011-06-08 | 2015-09-10 | Фудэ (Пекин) Кемикал Энд Индастри Ко., Лтд | Reactor with fluidised bed and production of olefins from oxygenators |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB767605A (en) * | 1954-06-08 | 1957-02-06 | Exxon Research Engineering Co | Improvements in or relating to improvements in hydroforming |
TR200201581T2 (en) * | 1999-12-17 | 2002-10-21 | Dow Global Technologies Inc. | Dehydration of an alkyl aromatic compound and catalyst regeneration in a fluid bed reactor. |
CN101745435A (en) * | 2008-12-12 | 2010-06-23 | 李群柱 | Regeneration method and device of catalyst of fluid catalytic cracking |
FR2977809B1 (en) * | 2011-07-12 | 2016-01-08 | Arkema France | CONTINUOUS CATALYST REGENERATION IN A FLUIDIZED BED REACTOR |
CN103449951A (en) * | 2013-09-04 | 2013-12-18 | 山东垦利石化集团有限公司 | Butane dehydrogenation process technology |
-
2017
- 2017-07-04 RU RU2017123637A patent/RU2652198C1/en active
-
2018
- 2018-06-28 CN CN201880036395.7A patent/CN110719810A/en active Pending
- 2018-06-28 WO PCT/RU2018/000424 patent/WO2019009763A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB815332A (en) * | 1955-04-25 | 1959-06-24 | Exxon Research Engineering Co | Dehydrogenation of hydrocarbons |
US6166282A (en) * | 1999-08-20 | 2000-12-26 | Uop Llc | Fast-fluidized bed reactor for MTO process |
RU2301107C1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Reactor for dehydrogenation of paraffinic hydrocarbons c3-c5 |
RU2411284C2 (en) * | 2006-02-13 | 2011-02-10 | Юоп Ллк | Device and method for catalyst regeneration |
RU2561985C2 (en) * | 2011-06-08 | 2015-09-10 | Фудэ (Пекин) Кемикал Энд Индастри Ко., Лтд | Reactor with fluidised bed and production of olefins from oxygenators |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110719810A (en) | 2020-01-21 |
RU2652198C1 (en) | 2018-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1341875B1 (en) | Multiple bed downflow reactor | |
RU2449003C2 (en) | Device and method for catalytic cracking | |
RU2566406C2 (en) | Suspension apparatus | |
KR101914250B1 (en) | Gas distributor for heat exchange and / or mass transfer columns | |
RU2652195C1 (en) | Distributor catalyst and transport gas for the reactor - reclaimer system of the c3-c5 paraffin hydrocarbon dehydrogenation plants with the fluidized bed | |
KR970006666B1 (en) | Distribution system for downflow reactors | |
US10214699B2 (en) | Scale collection and predistribution tray for vessel with downward two-phase flow | |
RU2278720C2 (en) | Separator for separating vapor and liquid | |
CN100584442C (en) | Downflow Catalytic Reactor | |
JP5663128B2 (en) | Distributor for two-phase descending parallel flow vessel | |
RU2520487C2 (en) | Circulating fluidised bed reactor with improved circulation | |
KR20000016285A (en) | Reactor distributor and quench zone mixer | |
WO2019009763A1 (en) | Catalyst distributor for a dehydrogenation reactor with a fluidized bed | |
KR102002651B1 (en) | Catalytic reactor with quench device provided with tangential injection of a quench fluid | |
RU2672742C1 (en) | Disc having impact absorbing action and creating uniform flow and reactor | |
KR20200004339A (en) | Novel device for dispensing multiphase mixture in chamber containing fluidization medium | |
WO2013092886A1 (en) | Distributor device for a multiple-bed downflow reactor | |
RU2694840C1 (en) | Catalyst and transport gas distributors for boiling bed reactor-regenerator circulation systems | |
US9238209B2 (en) | Advanced elevated feed distribution apparatus and process for large diameter FCC reactor risers | |
RU2294954C2 (en) | Reactor for the catalytic cracking with the fluidizated catalyst | |
US2766073A (en) | Nozzle for charging liquid hydrocarbons to a moving bed hydrocarbon conversion system | |
CN213037713U (en) | A kind of hydrocarbon raw material heat treatment device | |
US2842430A (en) | Feedstock injector | |
RU2767249C1 (en) | Catalyst and transport gas distributor | |
US2754966A (en) | Elutriation of fines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18828469 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18828469 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |