Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
У цих апаратах каталізатор застосовується у вигляді частинок розміром від 6 до 0,01 мм (пилоподібний).
При певному гидродинамическом режимі частинки переходять у завислий стан, утворюючи з газом систему (псевдозрідженим), здатну переміщатися подібно рідини. Застосування пилоподібного (високодисперсного) каталізатора позитивно позначається на протіканні хімічних перетворень.
Поздовжнє переміщення реакційної суміші в псевдозрідженому шарі призводить до зниження швидкості реакції, за рахунок зменшення середньої рушійної сили процесу і внаслідок проскока частини газового потоку. Найбільш радикальним заходом є процес контактування в декількох послідовно розташованих шарах каталізатора ріс.3.43.
Мал. 3.43. Схема чотирьохсекційного реактора із псевдозрідженим шаром каталізатора
На рис. 3.44. 3.45. представлений реактор і схем з псевдоожіненним шаром пилоподібного каталізатора. Реактор застосовується в процесах каталітичного крекінгу і дегідрування.
Мал. 3.44. Реактор з псевдозрідженим шаром пилоподібного каталізатора: 1 - корпус; 2 - кільцева відпорними секція;
3 - розподільна решітка; 4 - вхідний трубопровід;
5 - трубопровід відпрацьованого каталізатора; 6 - циклонний сепаратор
Реакційні гази проходять через циклонний сепаратор і виводяться з апарату. Пил в результаті концентрування осідає поблизу стінок реактора, потрапляючи в кільцеву секцію між стінками апарату і кільцевої опорної секції 2. У нижній частині апарату відбувається видалення водяною парою адсорбованих каталізатором вихідних і кінцевих продуктів.
Реактор і регенератор представляють собою єдину систему, пов'язану трубопроводами, за якими в псевдозрідженому стані переміщається каталізатор. При цьому для транспорту використовується пари сировини (подача каталізатора в реактор) і повітря або топкові гази (подача в регенератор). Гідравлічний опір в стояках, заповнених каталізатором, є надійним захистом від прориву реакційних газів в систему регенерації і навпаки.
Мал. 3.45. Схема установки з псевоожіженним пилоподібним каталізатором: 1 - реактор; 2 - регенератор; 3 - циклонний сепаратор; 4 - отпарную секція (десорбер);
5 - розподільна решітка
Реактори і регенератор можуть бути розташовані паралельно один одному, тобто на одному рівні (рис. 3.46.). Можливо співвісний розташування - регенератор над реактором (рис. 3.47. 3.48.).
Мал. 3.46. Розташування реактора і генератора на одному рівні:
1 - реактор; 2 - циклони; 3 - регенератор; 4 - отпарную секції
Мал. 3.47. Поєднаний реакторно-регенераторний блок:
1 - реактор; 2 - отпарную секція; 3 - пневмотранспортного труба; 4 - регенератор; 5 - циклони
Мал. 3.48. Установка для дегідрірованія бутану в бутилен в псевдозрідженому шарі каталізатора: 1 - реактор;
2 - регенератор; 3 - стояк; 4 - десорбер; 5 - штуцер для подачі бутанової фракції; 6 - розподільна решітка; 7 - штуцер для виходу реакційного газу; 8 - транспортна лінія;
9 - штуцер для подачі стисненого повітря; 10 - отпарную секція; 11, 14 - штуцер для подачі паливного газу; 12 - штуцер для подачі повітря; 13 - розподільна решітка;
15 - штуцер для виходу димових газів; 16 - циклони
Крім того, можна застосовувати одноаппаратние схеми, коли реакція і регенерація проводяться по черзі в одному і тому ж апараті, тобто апарат виконує роль реактора і регенератора (ріс.3.49.).
Мал. 3.49. Реактор дегідрірованія изопентана в ізоамілени в псевдозрідженим шаром каталізатора: 1 - стакан; 2 - відведення;
3 - розподільник; 4 - опора; 5 -корпус; 6 - люк; 7 - корпус верхньої камери; 8 - система змійовиків; 9 - циклонная група; 11 - секція решіток; 17 - трубопровід подачі каталізатора.
Реактор являє собою апарат з киплячим шаром дрібнозернистого алюмохромовом каталізатора, що розділяється горизонтальними секціонувальними гратами 11 (для зменшення ефекту поздовжнього перемішування). У верхній частині реактора розташовуються циклони 9 (для відділення катализаторной пилу від реакційного газу), обладнані пилеспускнимі стояками; є трубопроводи для циркуляції каталізатора - між реактором і регенератором, а також трубопроводи для виведення контактного газу та газів регенерації, з'єднані з циклонами.
Пари сировини, що надходять через штуцер Б,
противотоком проходять киплячий шар каталізатора. Отриманий контактний газ потрапляє в циклони 9 і після уловлювання катализаторной пилу залишає реактор. З циклонів катализаторная пил по пилеспускному стояку повертається в реакційну зону.
Відпрацьований каталізатор через штуцер Г за допомогою повітря, що подається транспортується в регенератор.
Після регенерації каталізатор з нижньої частини киплячого шару регенератора по трубопроводу, за допомогою подається вуглеводневої сировини, транспортується через штуцер У в верхню частину киплячого шару реактора.
Реактор не має десорбера (монтується в нижній частині регенератора).
Переваги реакторів з псевдозрідженим шаром каталізатора: не потрібно спеціальних пристроїв для транспортування каталізатора в системах реактор-регенератор; усувається внутреннедіффузіонное гальмування, що забезпечує більш ефективне використання внутрішньої поверхні каталізатора; ефективне перемішування твердої і газоподібної фаз, з'являється можливість роздільного введення компонентів реакційної суміші в псевдозріджений шар каталізатора (важливо, якщо суміш вихідних компонентів вибухових в широкому інтервалі складів); висока теплопровідність псевдоожиженного шару дозволяє знизити температуру реакційної суміші, що надходить в контактну зону.
Недоліки реакторів з псевдозрідженим шаром каталізатора: наявність поздовжнього перемішування реакційної суміші в псевдозрідженому шарі (призводить до зниження швидкості реакції, до зменшення вибірковості процесу); можливий проскакування газового потоку в вигляді бульбашок (веде до зниження швидкості реакції); стирання каталізатора; винесення каталізатора газом (потрібно спорудження спеціальних пристроїв, для відділення катализаторной пилу від газу); адсорбція каталізатором значних кількостей вихідних і кінцевих продуктів (тому перед регенерацією каталізатора потрібно проводити десорбції).
Секціонування апарату зменшує шкідливий вплив поздовжнього перемішування реагуючих газів, покращує вибірковість процесу, усуває вібрацію апарату (ріс.3.50.). Секціонуючою тарілки провального типу виконуються у вигляді перфорованих листів або трубного колосника.
Мал. 3.50. Трубчасті ґрати: 1 - труба; 2 - планка
При відсутності секціонуючих тарілок каталізатор вводиться разом з сировиною. При такій подачі реагує газ спочатку виконує роль транспортує агента, а потім проходить шар псевдожіженного каталізатора від низу до верху. Для рівномірного розподілу пари по перетину отпарной секції або реагентів по перетину контактного апарату застосовуються трубчасті розподільники (ріс.3.51.).
Мал. 3.51. Трубчасті розподільники: а - з нижнім підведенням газів; б - з боковим підведенням газів (вид зверху)
У разі тривалої роботи каталізатора без регенерації застосовні реактори з неціркулірующіх шаром каталізатора (рис. 3.52.).
Мал. 3.52. Реактор з псевдозрідженим неціркулірующіх шаром каталізатора (з постійним завантаженням каталізатор):
1 - водяний теплообмінник; 2 - газовий теплообмінник;
3 - фільтри; 4 - шар каталізатора