Характеристика, виды и принцип работы реакторов установок каталитического риформинга

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Любые химические продукты получают в последовательно соединенных между собой транспортными приспособлениями аппаратах различной конструкции и разного назначения. Среди аппаратов технологической системы можно всегда выделить вспомогательные, в которых осуществляются подготовительные операции -- измельчение, растворение, осушка или увлажнение, нагрев или охлаждение, промывка и т.п., а также аппараты, в которых происходит собственно химическое превращение, т.е. основная технологическая операция для данного цеха или его отделения. Такие аппараты называют реакторами.

Таким образом, химическим реактором называется аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с массопереносом (диффузией).

Например, в печном отделении сернокислотного цеха реактором является печь обжига серы или колчедана; в контактном отделении контактный аппарат и т.д.

Вспомогательные аппараты обычно расположены в технологической схеме как до реактора, так и после него. Основное назначение аппаратов, предшествующих реактору, заключается в подготовке сырья к реакции, а аппаратов, расположенных за реактором, -- разделении продуктов реакции, концентрировании их или очистки от вредных примесей.

Иногда и вспомогательные операции (подогрев, измельчение, растворение, испарение, конденсация и т.п.), и собственно химическое превращение могут происходить в одном и том же аппарате.

Правильность выбора конструкции реактора, материала, из которого он изготовлен, совершенство средств автоматизации, удобство и надежность в эксплуатации в значительной степени определяют эффективность всего технологического процесса.

Многообразие химических и физических явлений, лежащих в основе разнохарактерных технологических процессов, выдвигает самые различные требования к химическим реакторам. Однако все без исключения реакторы должны удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обеспечивать большую производительность; 2) давать возможно более высокую степень превращения при максимальной селективности процесса; 3) иметь малые энергетические затраты на транспортировку и перемешивание реагентов; 4) быть достаточно простыми в устройстве и дешевыми, для чего при изготовлении реакторов необходимо использовать черные металлы, недорогие изделия силикатной промышленности, недефицитные пластмассы и т.п.; 5) наиболее полно использовать теплоту экзотермических реакций и теплоту, подводимую извне, для осуществления эндотермических процессов; 6) быть надежными в работе, по возможности наиболее полно механизированными и обеспечивать автоматическое регулирование процесса.

Однако перечисленные требования носят часто противоречивый характер. Например, увеличение степени превращения приводит к снижению производительности аппарата, а высокие механизация и автоматизация -- к его удорожанию. Поэтому необходимо обеспечить такую совокупность выполнения требований, которая бы привела к наивысшей экономической эффективности работы реактора. Для этого учитывается вклад каждого из показателей в общий экономический эффект работы аппарата.

В реакторах установок каталитического риформинга осуществляется превращение исходных бензиновых фракций, содержащих нафтеновые и парафиновые углеводороды нормального строения, в продукты, богатые ароматическими углеводородами и высокооктановыми изопарафинами.

В реакторах установок каталитического риформинга осуществляется превращение исходных бензиновых фракций, содержащих нафтеновые и парафиновые углеводороды нормального строения, в продукты, богатые ароматическими углеводородами и высокооктановыми изопарафинами.

Каталитический риформинг как перспективный процесс в последнее время получает широкое распространение. Например, риформинг бензина является основой для улучшения свойств автомобильных бензинов и производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и этилбензола) в качестве сырья для органического синтеза в химической промышленности.

Реакции, протекающие в аппаратах установок риформинга в среде постоянно циркулирующего газа, содержащего 75--90 объемн.% водорода, определяются видом исходного сырья, рабочими параметрами процесса и применяемым катализатором..

Сырьем для каталитического риформинга служат главным, образом низкооктановые бензины прямой перегонки, отдельные фракции которых используют для получения конкретных целевых продуктов.

Важнейшими параметрами процесса являются: температура, давление, кратность циркуляции водородсодержащего газа, отношение часового объема подаваемого сырья к объему катализатора и продолжительность реакции. Эти параметры зависят от типа-установки и режима ее работы, обусловленного целевым назначением процесса. Температура риформинга на стационарном алю-моплатиновом катализаторе составляет 480--520°С, а давление--- 20--40 кгс/см2.

Известно большое число различных катализаторов для каталитического риформинга. Широкое применение нашел платиновый катализатор (0,5:--0,6 вес. % платины, нанесенной на поверхность окиси алюминия). Используют также молибденовый катализатор, представляющий собой окись молибдена, нанесенную на поверхность окиси алюминия.

1. Технологическая часть

1.1 Литературный обзор существующих конструкций реакторов

В нефтеперерабатывающей промышленности используется следующие виды реакторов каталитического действия:

- реакторы каталитического крекинга;

- реакторы каталитический риформинга;

- реакторы каталитическая гидроочистки дизельного топлива;

- реакторы (контакторы) установок сернистого алкинирования.

Аппараты установок с циркулирующим шариковым катализатором.

Прямоточные реакторы установок крекинга с шариковым катализатором имеют шесть рабочих зон, каждая из которых выполняет определенную функцию (рисунок 1).

Рабочие зоны реактора:

- верхнее распределительное устройство;

- зона ввода сырья;

- зона ввода сырья;

- реакционная зона;

- зона отпарки;

- нижнее распределительное устройство.

Верхнее распределительное устройство реактора представляет собой цилиндрическую обечайку, в которую из верхнего бункера через стояк поступает катализатор. Данное устройство предназначено распределять поток катализатора в зоне реакции аппарата. Для этого оно снабжено распределительными трубами, изогнутыми таким образом чтобы нижние концы их были расположены по тоем или четырем концентрическим окружностям, равномерно по сечению реакционной зоны.

Такая конструкция позволяет изменять объем указанной зоны путем наращивания длины труб установкой специальных труб-удлинителей. В сборник катализатора подают инертный газ, который создает затвор и предотвращает унос продуктов реакции.

Зона ввода сырья должна обеспечить равномерное распределение его по сечению реакционной зоны. Конструкция этой зоны зависит от качества и состояния сырья, поступающего в аппарат. Необходимо, чтобы шарики катализатора равномерно опыливались жидкой фазой сырья.

При работе на облегченном сырье подача его в пространство над устройством для распределения катализатора осуществляется по двум штуцерам в верхнем сферическом днище корпуса реактора (смотри рисунок 6). В случае тяжелого сырья такая конструкция ввода может привести к закоксовыванию верхней части аппарата, поэтому трубы распределительного устройства защищают от контакта с сырьем завесой из катализатора. Для этого распределитель сырья помещают посредине, под средним конусным распределителем катализатора.

Реакции каталитического крекинга происходят в пустотелой части аппарата, называемой реакционной зоной, и сопровождаются поглощением тепла. Поэтому температура катализатора и реакционной смеси при их прямоточном движении снижается. Прямоток позволяет использовать избыточное тепло регенерированного катализатора для нагрева и испарения сырья, предотвращая в то же время перегрев паров продуктов реакции. Объем реакционной зоны должен быть таким, чтобы обеспечить достаточное время контакта паров сырья с катализатором, при котором достигается заданная глубина крекинга. Ниже реакционной зоны расположена зона отделения продуктов реакции и паров неразложившегося сырья от катализатора. Сепарационное устройство (рисунок 3) состоит из тарелки (трубной решетки), в которую вмонтированы трубы для вывода паров продуктов реакции (газосборные трубы) и трубы для вывода катализатора (переточные трубы). Жесткость тарелки обеспечивается ребрами из листовой стали. Чтобы избежать спуска катализатора через щели, тарелку по периферии снабжают уплотнением из асбестового шнура.

Трубы для вывода катализатора и паров продуктов реакции располагают на тарелке в вершинах равносторонних треугольников чередующимися рядами. По переточным трубам, приваренным заподлицо с тарелкой, закоксованный катализатор поступает вниз в зону отпарки. Газосборные трубы выступают по обе стороны тарелки и вверху подвешиваются за поперечные балки. На всем участке над тарелкой эти трубы имеют несколько отверстий для выхода паров продуктов реакции из слоя катализатора. Над отверстиями на трубах установлены так называемые колокольчики -- конические колпачки. Пары сначала поступают под колокольчики, затем через отверстия проваливаются в трубы и из них отводятся в пространство под решеткой. Число колокольчиков должно быть таким, чтобы исключить унос катализатора.

Газосборные трубы будут работать равномерно по всей высоте при одинаковых гидравлических сопротивлениях паров, проходящих через отверстия, поэтому под нижними колпачками число отверстий больше, чем под верхними. К открытым концам газосборных труб под тарелкой приваривают отбойники, изменяющие направление паров. Пары продуктов реакции выводят из аппарата по двум штуцерам, приваренным к его корпусу. Внутри реактора перед этими штуцерами монтируют отбойные листы, погруженные в слой катализатора и предотвращающие его унос с парами. Зона отпарки представляет собой полую часть аппарата, где осуществляется отпарка углеводородов с поверхности катализатора. Для этого слой катализатора продувают движущимся противотоком водяным паром. Часть его вместе с катализатором отводится вниз, попадает в выводной стояк и создает гидравлический затвор.

Катализатор необходимо удалять из реактора равномерно по всему поперечному сечению. Для этого аппарат снабжают нижним распределительным устройством, собирающим катализатор в один узкий поток для транспортировки в регенератор. Сборное выравнивающее устройство, показанное на рисунке 1, включает три яруса. Из 60 воронок верхнего яруса катализатор собирается сначала в 16 воронок второго яруса, откуда попадает в четыре воронки третьего яруса и далее по штуцерам на нижнем днище реактора выводится к сборнику стояка. Воронки верхнего яруса сверху закрыты перфорированной крышкой, что еще больше увеличивает равномерность поступления катализатора в каждую воронку. Все воронки опираются на балки и крепятся болтами. Между ярусами воронки соединяются прямыми и гнутыми трубами. Прямые трубы подвергаются меньшему износу, а гнутые обеспечивают более равномерный вывод катализатора и его лучшую сохранность. Обязательным условием движения катализатора является наклон труб под некоторым углом, который для шарикового алюмосиликатного катализатора должен быть не менее 45°. Из верхнего бункера через стояк катализатор самотеком поступает в верхнее распределительное устройство, представляющее собой цилиндрическую обечайку. Оно предназначено для равномерного распределения потока катализатора в зоне реакции аппарата и с этой целью снабжено распределительными трубами, изогнутыми таким образом, чтобы нижние концы их были расположены по трем или четырем концентрическим окружностям, распределяемым равномерно по сечению реакционной зоны. Такая конструкция позволяет изменять объем указанной зоны, наращивая длину труб установкой специальных труб-удлинителей. В сборник катализатора подают инертный газ для создания затвора и предотвращения уноса продуктов реакции. В зоне ввода сырья обеспечивается равномерное распределение его по сечению реакционной зоны. Конструкция этой зоны зависит от качества и состояния сырья, поступающего в аппарат. Необходимо, чтобы шарики катализатора равномерно опыливались жидкой фазой сырья.



Рисунок 1 - Реактор установки крекинга с шариковым катализатором: I -- ввод сырья; II -- ввод катализатора; III--вывод продуктов реакции; IV -- вывод катализатора; V -- ввод водяного пара; 1 -- распределительное устройство; 2 -- реакционная зона; 3 -- сепарационное устройство; 4 -- зона отпарки; 5-- сборное выравнивающее устройство

Рисунок 2 - Узел ввода тяжелого сырья и катализатора: 1- трубы распределительного устройства; 2 -- ввод сырья; 3 -- ввод катализатора



Рисунок 3 - Сепарационное устройство реактора: 1 -- тарелка; 2 -- ребро жесткости; 3 -- труба для вывода катализатора; 4 -- труба для вывода паров; 5 -- отбойник; 6 -- колокольчик

Все регенераторы крекинга с шариковым катализатором имеют верхнее и нижнее распределительные устройства; распределители горячего воздуха; газосборные устройства для вывода продуктов сгорания (дымовых газов), змеевики для охлаждающей смеси.

Регенератор представляет собой цилиндрический или прямоугольного сечения аппарат. Вследствие высокой температуры среды (до 700° С) корпус регенератора, изготавливаемый из стали марки Ст. 3, изнутри футеруют огнеупорной кладкой толщиной в один кирпич (250 мм). Между футеровкой и стенкой корпуса прокладывают тепловую изоляцию (листовой асбест). К стенкам корпуса приваривают полки, которые поддерживают кладку (рисунок 9). Полки снабжены вырезами для восприятия температурных деформаций. С той же целью зазоры между полками и нижним слоем футеровки заполняют асбестовым шнуром. Внутренние устройства регенератора выполняют из стали марки 1Х18Н9Т.

Распределение катализатора. На рисунке 10 представлена конструкция сварного вертикального регенератора квадратного сечения, имеющего по высоте пять зон выжига. Верхнее распределительное устройство, выполненное из труб, вынесено за аппарат и установлено над ним. Нижнее распределительное устройство, как и в реакторе, включает несколько ярусов воронок. Над верхними воронками расположена колосниковая решетка, которая задерживает или раздробляет комки спекшегося катализатора перед входом его в воронки. Скорость катализатора регулируют шибером, установленным на общем' выводе катализатора из регенератора. Известны такие аппараты, у которых выравнивающие устройства потока катализатора монтируют вне корпуса (под ним).

Корпус аппарата необходимо рассчитывать не только на избыточное рабочее давление (0,1 ат), но и на давление от катализатора и ветровой нагрузки. Для создания единой прочной конструкции корпус снабжают горизонтальными и вертикальными ребрами жесткости из двутавровых балок или швеллеров.

Распределение воздуха и сбор газа. В каждой зоне выжига (или регенерации) находится система для равномерного распределения воздуха по сечению аппарата, а также сбора и вывода дымовых газов. В зависимости от места расположения зоны оборудованы охлаждающим змеевиком соответствующей поверхности или не имеют его вовсе. Например, в верхней части регенератора, где температура: катализатора в начальной стадии выжига низкая, змеевик отсутствует; внизу же, где регулируется температура выводимого из аппарата сильно нагретого катализатора, змеевик обладает наибольшей поверхностью.

Система распределения воздуха и сбора газов должна быть разборной и способной легко воспринимать температурные деформации, воздух подается в регенератор, и газы отводятся из него через центрально расположение коробчатые коллекторы. В обе стороны - аппарата отходят подвижно соединенные с ним открытые снизу коробы по периферии опираются на корпус.

Подаваемый в аппарат воздух движется прямотоком с катализатором или противотоком к нему в зависимости от расположения коллектора по отношению к газосборному устройству. Весьма ответственным узлом является соединение воздушного или газосборного коллектора со штуцерами корпуса регенератора, существляемое свободным ниппелем, введенным внутрь центрального коллектора.

Воздухораспределительные и газосборные устройства, состоящие из коробов с открытым дном и центрального коробчатого коллектора, имеют следующие недостатки: 1) только 40% площади сечения аппарата используются для сепарации газа, поэтому скорость его искусственно снижают, чтобы предотвратить унос катализатора; 2) не обеспечивают достаточно равномерного распределения воздуха по сечению регенератора; 3) трудно достигается необходимая герметичность крепления элементов.

Для распределения воздуха применяют также трубный коллектор с перфорированными лучами, равномерно распределенными по сечению регенератора.

Змеевики для охлаждающей смеси изготавливают в виде бесшовных труб размерами 60X5 мм из сталей марок 1Х18Н9Т или Х5М. Трубы соединяют в змеевики сваркой при помощи гнутых двойников, расстояние между центрами которых составляет 150 мм. Вообще зазоры между смежными элементами в регенераторе должны обеспечивать по всему сечению равномерное движение катализатора, не нарушаемое местными сужениями. Для этого, в частности, необходимо, чтобы желобы коллекторов находились на расстоянии не менее 60 мм один от другого.

Змеевики работают при температуре 230° С и давлении 30 ат. Скорость охлаждающей пароводяной смеси во избежание ее расслаивания должна быть не ниже 0,7 м/сек. Каждый ряд змеевиков имеет самостоятельное соединение с приемным и распределительным коллекторами смеси, что позволяет при необходимости выключать из системы ряд, в котором обнаруживается неплотности. Трубы змеевиков свободно опираются на балки, приваренные к корпусу аппарата.

На установках с однократным подъемом катализатора реактор и регенератор располагают в едином блоке -- реактор над регенератором. Регенераторы этих установок имеют цилиндрическую форму.

Реакционные аппараты нужно изготовлять таким образом, чтобы не допускать большого износа катализатора, стенок корпусов и катализаторопроводов. Поверхности, по которым скользит катализатор, должны быть гладкими, сварные швы высококачественными и зачищенными. Футеровку иногда защищают обшивкой из листовой стали. Особенно опасны участки с крутыми изгибами (переточные трубы и др.). Практикуются местные расширения катализаторопроводов, при которых слой катализатора непосредственно у стенок остается почти неподвижным, однако в этом случае катализатор сильно изнашивается.

Рисунок 4 - Футеровка регенератора шнур: 1 -- корпус аппарата; 2 --асбестовая изоляция; 3 -- опорная полка; 4 -- асбестовый; 5 -- кирпич



Рисунок 5 - Газосборные устройства: а -- с кольцевым фартуком; б -- с внутреннем днищем: 1 - перепускная труба; 2 - кольцевой фартук; 3- короб; 4 - внутреннее днище

Рисунок 6 - Регенератор установки каталитического крекинга с шариковым катализатором: 1 -- коллектор ввода воздуха; 2 -- коллектор вывода дымовых газов; 3 -- охлаждающие змеевики; 4 -- распределительное устройство; 5 -- сборное выравнивающее устройство; 6 -- колосниковая решетка; 7 -- воздухораспределительный короб; 8 -- газосборный короб

Реакторы современных установок крекинга с кипящим слоем катализатора представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с коническими или полушаровыми днищами диаметром 2500--12 000 мм и высотой до 27 000 мм. Температура среды в работающем реакторе обычно составляет 450--480° С. Корпус аппарата изготовляют из углеродистой стали или биметалла. Каждый реактор имеет четыре характерные зоны: распределения смеси паров сырья и катализатора; реакционную; отстаивания; сепарации (включающую группу циклонов). Реакторы могут быть смонтированы отдельно или в едином блоке с регенераторами.

На рисунке 13 представлен цилиндрический реактор диаметром 5350 мм и высотой 26 400 мм, снабженный конусными днищами. Корпус аппарата внутри изолирован шлаковатой и покрыт футеровкой из огнеупорного кирпича, в свою очередь облицованной листовой сталью. Верхнее днище реактора также футеруют огнеупорным кирпичом, подвешиваемым за тавровые балки, которые приварены к корпусу.

Катализатор в смеси с сырьем подают под распределительное устройство реактора -- равномерно перфорированную решетку с диаметром отверстий 35-- 50 мм. Решетка подвержена интенсивной эрозии и поэтому изготовлена из листовой хромомолибденовой стали толщиной 20--40 мм или углеродистой стали с гильзами к отверстиям, выполненными из хромомолибденовых сталей. Решетка служит для равномерного распределения потока сырья и катализатора по всему поперечному сечению реактора. Площадь перфорации составляет 5--6% площади решетки.

Распределительное устройство крепится к конусной опоре и свободно опирается по периферии на опорное кольцо, приваренное к корпусу аппарата. Это обеспечивает свободную компенсацию температурных деформаций. Смесь из транспортной линии поступает к решетке через коническую воронку (расширитель), также несколько выравнивающую поток до решетки.

В нижней части реактора путем установки над решеткой вертикальной перегородки образуют отпарную зону (секцию), где отработанный катализатор продувают перегретым водяным паром для удаления из него паров углеводородов. Перегородку снабжают несколькими рядами горизонтальных прорезей, через которые катализатор перетекает в зону отпарки вследствие большой плотности кипящего слоя в реакционой секции, что препятствует движению отпаренных углеводородов в эту зону или к стоякам. Пар для продувки, Пар для продувки, катализатора вводят по штуцеру в нижнем конусном днище при помощи форсунок. В некоторых случаях отпарные секции выносят за аппарат.

Реакционная зона является пустотелой частью аппарата. Иногда для ограничения внутренней циркуляции сырья и катализатора здесь размещают трубные решетки.

Зона отстаивания обычно имеет высоту не менее 4,5 м, чтобы увлеченные парами мелкие частицы катализатора успели осесть и снова попасть в кипящий слой, высоту которого поддерживают в пределах 6--8 м.

Зона сепарации. Пары вместе с неосевшей в отстойной зоне катализаторной пылью, поднимаясь вверх, поступают в двухступенчатый батарейный циклонный сепаратор, состоящий из восьми циклонов (по четыре в каждой ступени). В каждом циклоне можно установить самостоятельный стояк для возвращения отсепарированного катализатора в кипящий слой. Однако, учитывая, что циклоны второй ступени улавливают меньше катализатора, выходные трубы их объединяют в общий бункер с одним стояком. Концы стояков, погруженные в кипящий слой, снабжают клапанами-хлопушками, предотвращающими прорыв паров из этого слоя в стояки. Циклонные батареи со стояками подвешивают в верхней части аппарата за элементы, приваренные к корпусу. Стояки циклонов прикрепляют к нему тягами, не препятствующими свободной компенсации температурных деформаций. Пары из циклонов направляют в сборную камеру реактора и по шлемовым трубам отводят в ректификационную колонну.

Отработанный катализатор, на поверхности которого содержится 1,1-1,3% кокса, удаляют из аппарата через нижней штуцер и стояк. Трубопроводы, по которым к реактору подводят и отводят от него сырье, продукты реакции и катализатор, имеют диаметр до 1м. Эти трубопроводы необходимо присоединять к корпусы таким образом, чтобы температурные деформации их не передавались к аппарата. На рисунке 12 показан вариант соединения, предусматривающий установку линзового компенсатора на штуцере и гильзовый ввод трубы.

Все внутренние устройства реактора работают в условиях высоких температур при сильной эрозий потоком катализатора, поэтому их изготовляют из сталей марок 08X13 и 1Х18Н9Т.

Рисунок 7 - Соединение трубопровода большого диаметра с корпусом аппарата: 1 - корпус; 2- трубопровод; 3 - линзовый компенсатор; 4 - ввод пара на продувку катализатора



Рисунок 8 - Реактор установки крекинга с пылевидным катализатором: I - ввод сырья и катализатора; II- вывод продуктов реакции; III - вывод катализатора; IV - ввод водяного пара; V - ввод остатка из колонны 1 - корпус; 2 - перегородка; 3 - распределительная решетка; 4 - опорный столик; 5 - циклоны; 6 - стояки; 7 - конус; 8 - опора

Регенераторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты с коническими днищами. Кроме зон, перечисленных для реактора, каждый регенератор имеет еще зону, где обычно размещают погруженные в кипящий слой коллекторные трубные змеевики, при помощи которых отбирается избыточное тепло реакции. В некоторых случаях это устройство выполняют вне аппарата, а циркуляцию катализатора осуществляют по схеме: регенератор -- теплообменник -- регенератор.

На рисунке 8 приведен регенератор диаметром 7000 мм и высотой 21450 мм. Восстановление катализатора в нем проводят при 580--650° С, поэтому корпус аппарата изготовлен из углеродистой стали и покрыт изнутри слоем шамотной футеровки толщиной в один кирпич (250 мм). Между стенкой корпуса и футеровкой имеется слой тепловой изоляции (шлаковаты). Для защиты футерованной поверхности от износа и разрушения катализатором ее облицовывают листовой сталью толщиной 6 мм. Футеровка верхнего конического днища выполнена из подвесных кирпичей. Практикуют внутреннюю изоляцию корпуса регенератора торкрет-бетоном. Для этого к корпусу приваривают шпильки, устанавливают сетчатую металлическую арматуру и наносят слой бетона толщиной 175 мм, являющегося хорошим изолятором тепла. Данный слой покрывают экранирующей сеткой и панцирным слоем торкрет-бетона толщиной 25--30 мм.

Внутренние устройства регенератора изготовлены из стали марки 1Х18Н9Т. Отработанный катализатор поступает в нижнюю часть аппарата по трубе диаметром 800 мм с коническим диффузором, расширяющимся в сторону распределительной решетки. Эта решетка имеет конструкцию,' подобную той, которая была описана выше для реактора, и перфорацию диаметром 25--50 мм.

Воздух подают в слой катализатора посредством кольцевых прямоугольных коробов, снабженных перфорированными верхними листами (диаметр отверстий 10 мм). Коробы устанавливают в кольцевом участке между корпусом и распределительной решеткой.

Блоки реакторов каталитического риформинга большинства установок входят три реактора. Для установок ароматизации находят применение блоки из четырех реакторов.

Различают адиабатические реакторы -- пустотелые аппараты, заполненные одним слоем катализатора, и политропические реакторы-- многослойные аппараты "со встроенными адиабатическими секциями.

Газосырьевой поток в адиабатических реакторах может двигаться в двух направлениях: аксиальном сверху вниз и радиальном от периферии к центру (для парогазового сырьевого потока).

Реакторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты со сферическими днищами, внутри которых помещают катализатор. В зарубежной практике встречаются также реакторы сферической формы.

Корпуса реакторов, используемых на отечественных заводах, имеют внутреннюю защитную футеровку из жаростойкого бетона для сохранения прочности и стойкости. металла к водородной и сульфидной коррозии в условиях высоких температур. Такие реакторы можно изготовлять из углеродистой стали; если же футеровка отсутствует, то корпуса выполняют полностью из высоколегированных сталей или двухслойной стали (внутренний слой -- нержавеющая сталь, основной слой -- хромомолибденовая сталь).

Приведен адиабатический реактор установки каталитического риформинга. Корпус аппарата изготовлен из сталей марок 22К или 09Г2ДТ и покрыт изнутри торкрет-бетонной футеровкой. Качество футеровки должно быть высоким, чтобы предотвратить появление на ней трещин в процессе эксплуатации. Особенно уязвимыми в этом отношении являются верхние участки реактора в области штуцеров. Герметичность футеровки может нарушиться также вследствие резких изменений температуры в отдельных зонах реактора или всей установки. Участки корпуса, где надежная работа футеровки не гарантирована, следует выполнять из хромомолибденовых сталей марок 12МХ или 12ХМ, устойчивых при повышенных температурах и в водородсодержащих средах. Внутренние устройства реактора изготовляют из сталей марок ЭИ496 и Х5М.

Сырье (парогазовая смесь) поступает в реактор через верхний штуцер при помощи распределителя, обеспечивающего равномерное заполнение верхней пустотелой части аппарата, и проходит слой фарфоровых шариков диаметром 20 мм, а также слой таблетированного алюмоплатинового катализатора высотой до 4 м.

Катализатор удерживается на перфорированной опорной решетке, поверх которой для равномерного приёма сырья насыпаны три слоя фарфоровых шариков диаметрами 20, 13 и 6 мм. Продукты реакции, накапливающиеся под решёткой, выводят по парагазовому стояку, через верхний штуцер диаметром 300 мм.

Для установки трехзонной термопары через штуцер в верхнем днище реактора пропущена труба диаметром 50 мм. На нижнем днище расположены люк диаметром 500 мм, которым пользуются при ревизии и ремонте аппарата, а также два люка диаметром по 175 мм для выгрузки катализатора. На том же днище размещен штуцер диаметром 100 мм, через который эжектируют газы перед началом процесса регенерации и в случае необходимости при ремонтных работ. Для защиты застойных зон реактора от воздействия высоких температур и водорода все свободные пространства люков и штуцеров заполнены лёгкой шамотной мастикой.

Приведен политропический (многослойный, многосекционный) реактор установки гидроочистки дизельных топлив. Он представляет собой снабженный эллиптическими днищами вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1400 мм и высотой 14 000 мм. Корпус реактора изготовлен из двухслойной стали 12ХМН-ЭИ496 толщиной 40 мм, штуцеры -- из стали Х5М. Изнутри корпус футеруют жаропрочным торкрет-бетоном толщиной обычно 125-- 200 мм. Футеровка должна быть монолитной и состоять из двух слоев: термоизоляционного -- непосредственно у корпуса и эрозионно-стойкого -- внутреннего. Состояние футеровки в - процессе эксплуатации проверяют замерами температуры стенок корпуса аппарата поверхностными термопарами. Превышение допустимой температуры (200° С) свидетельствует о нарушении герметичности футеровки на данном участке.

Внутри аппарата имеются шесть съемных колосниковых ре-щеток, на которые насыпан таблетированный алюмокобальтомо-либденовый катализатор. Колосники устанавливают на кольцевые опоры, приваренные к корпусу реактора. Все внутренние устройства аппарата выполнены из стали ЭИ496.

Над каждым слоем катализатора расположен изготовленный из хромоникелевых труб маточник для подачи охлаждающего циркуляционного газа. Эта система позволяет поддерживать в каждой секции необходимую температуру с постепенным повышением ее по ходу парогазовой смеси. Таким образом, в любой секции протекает адиабатический процесс, а в реакторе в целом -- политропический.

Таблетированный катализатор в количестве 12 м3 загружают в аппарат через верхний люк диаметром 450 мм, на крышке которого имеется воздушник для отвода продувочных газов. Над блоком реакторов для загрузки их катализатором сооружают специальные площадки. С них катализатор по гибкому рукаву засыпают в соответствующую секцию (снизу вверх), где рабочий, находящийся внутри аппарата, соблюдая все требования техники безопасности для работы в закрытых сосудах', тщательно выравнивает вручную слой катализатора.

Газосырьевая смесь поступает в верхнюю секцию по штуцеру в верхней цилиндрической части аппарата, последовательно проходит через слои катализатора во всех секциях, и по штуцеру, расположенному под нижней секцией, выводится из реактора.



Рисунок 9 - Регенератор установки крекинга с пылевидным катализатором: I - ввод катализатора; II - вывод катализатора; III - вывод дымовых газов; IV - ввод воздуха; 1 - корпус; 2 - футеровка; 3- защитная облицовка; 4 - распределительная решетка; 5 - короб для распределения воздуха; 6 - охлаждающие змеевики; 7 - циклоны; 8 - стояки; 9 - топливная форсунка; 10 - водяная форсунка



Рисунок 10 - Адиабатический реактор установки каталитического риформинга: 1 - корпус; 2- днище; 3 - опорное кольцо; 4 - футеровка; 5 - распределитель; 6 = опорная решётка; 7,8 - ввод и вывод парагазовой смеси; 9,10 - термопары; 11 - люк; 12 - люк для выгрузки катализатора; 13 - змеевик газов; 14,16-18 - шарики; 15 - катализатор; 19 - шамотный порошок



Рисунок 11 - Политропический реактор установки гидроочистки дизельных топлив: 1-- корпус; 2 -- днище; 3 -- футеровка; 4 -- опорное кольцо; 5 -- съемная колосниковая решетка; 6 - опорный перфорированный лист; 7, 15 -- люки; 8 -- воздушник; 9 -- штуцер для предохранительного клапана; 10, 11 -- ввод и вывод газосырьевой смеси; 12 -- ввод охлаждающего газа; 13 -- муфта для манометра; 14 -- штуцеры для термопары; 16 -- катализатор; 17 -- опора

На рисунке 12 приведен вертикальный реактор диаметром 2100 мм и высотой 11 500 мм. Он состоит из цилиндрического корпуса, рассчитанного на рабочее давление 10 кгс/см2, внутреннего кожуха диаметром 1610 мм, трубного пучка холодильника, распределительной камеры хладоагента, узла пропеллерного насоса и привода к этому насосу.

Реактор устанавливают в помещении на металлоконструкциях, к которым он приварен четырьмя жесткими лапами. Верхнюю часть аппарата, которая через перекрытие здания выходит наружу, для облегчения ремонтных работ снабжают специальными грузоподъемными устройствами.

Сырье поступает в корпус реактора через нижний штуцер, увлекается вращающимся пропеллером (винтом) насоса и нагнетается во внутренний цилиндрический кожух. На участке слива у края кожуха сырье смешивается с подаваемой через верхний штуцер серной кислотой и направляется вместе с ней к насосу. Таким образом, насос через внутренний кожух постоянно прокачивает смесь, которая снова поступает в его приемную линию. Концентрацию составляющих фаз смеси регулируют задвижками на подводящих трубопроводах.

Змеевик для охлаждения, обеспечивающий отвод избыточного тепла, имеет 324 трубы толщиной стенок 5 мм, диаметром 48 мм и длиной 5925 мм. Верхние концы труб завальцованы в средней трубной решетке, а нижние концы их заглушены и прикреплены шпильками к нижней трубной решетке внутри кожуха, чтобы придать жесткость трубному пучку. В верхней трубной решетке завальцовано или соединено ниппельным креплением такое же число труб размерами 20X2 мм, погруженных в наружные трубы. Для взаимной центровки труб к концу внутренней трубы приваривают направляющие ребра.

Жидкий хладоагент (обычно аммиак или пропан) через верхний штуцер подается в распределительную камеру, проходит по внутренним трубам до заглушённых концов наружных труб и, испаряясь, поднимается в приемную камеру по межтрубному пространству, откуда через специальный штуцер отводится в приемную линию компрессора. Количество тепла, отнятого испаряющимся хладоагентом, определяется количеством последнего и давлением, которые регулируют в зависимости от режима процесса. Для увеличения эффективности теплообмена в некоторых случаях производят оребрение наружных труб охлаждающего змеевика.

Узел пропеллерного насоса присоединен к нижней части корпуса реактора на фланцах. Производительность насоса составляет 10 000 м31ч, что во много раз превышает производительность установки. Вследствие работы насоса обеспечивается достаточно интенсивное перемешивание смеси путем постоянной ее циркуляции. Чтобы предотвратить вращение жидкости в аппарате и ухудшение перемешивания, к внутреннему кожуху снаружи приваривают продольные ребра.

Пропеллер совершает 500 об/мин и приводится во вращение горизонтально расположенной паровой турбиной мощностью 250 л. с. через один цилиндрический и один угловой шестеренчатые редукторы.

Ответственным узлом, существенно влияющим на нормальную эксплуатацию реактора, является узел выхода вертикального вала из корпуса. Этот узел должен обеспечить надежную герметизацию аппарата конструкцией двойного торцевого уплотнения, принципиально не отличающегося от такого же уплотнения, применяемого в центробежных насосах. В качестве уплотнительной жидкости используют масло. Конструкция уплотнения дополнена винтовым насосом, расположенным на валу с внутренней стороны корпуса и предназначенным предотвращать попадание кислоты на трущиеся поверхности. Кроме того, в камере торцевого уплотнения установлен подшипник скольжения, который придает валу большую жесткость. Для заполнения всех неплотностей между винтом и корпусом через насос прокачивают нейтральные углеводороды.



Рисунок 12 - Реактор установки сернокислотного алкинирования: I - ввод хладоагента; II - вывод хладогента; III - ввод сырья; IV - ввод кислоты; V - вывод продуктов реакции; 1 - корпус; 2 - кожух; 3 = трубный пучок; 4 - насос; 5 - средняя трубная решётка; 6 - нижняя трубная решётка; 7 - верхняя трубная решётка

Вертикальные цилиндрические контакторы конструктивно сложны, громоздки и неудобны в эксплуатации. Ремонт их сопряжен с значительными трудностями. Поэтому понятна тенденция замены этих контакторов более совершенными аппаратами.

Известны конструкции горизонтальных реакторов с охлаждающим змеевиком из U-образных труб, а также реакторы каскадного типа. Каскадный реактор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат, разделенный специальными перегородками на отдельные секции, имеющие каждая свое перемешивающее устройство. Контактируемая смесь последовательно проходит через все секции реактора. Тепло реакции отнимается вследствие испарения части углеводородов, которые отсасываются из аппарата, охлаждаются в холодильнике и снова возвращаются в реактор вместе с основной смесью. Эксплуатация таких аппаратов затруднений не вызывает.

1.2 Рабочие параметры реактора

Основными эксплуатационными показателями реактора являются температура и давление. Средняя температура в реакционной зоне определяется количеством введенных в аппарат сырья и катализатора, их температурой и свойствами. Температурный режим работы реактора при постоянных сырье и катализаторе регулируют изменением температуры предварительного нагрева сырья и кратности циркуляции катализатора.

У рассматриваемого нами реактора РРБФБ-10 расчётное давление в аппарата Pрасч= 5 МПа и максимальная расчетная температур стенки аппарата Tрасч=530 ° С.

1.3 Выбор конструкционных материалов

Выбираем конструкционные материалы для стенки корпуса реактора сталь 12ХМ. Корпус реактора необходимо выполнять из хромомолибденовых сталей марок 12ХМ.

Сталь 12 ХМ - жаропрочная низколегированная сталь, изготавливаемая для корпусов реактора, способная работать при высоких температурах до 600° С и водородсодержащих средах. Сталь содержит 1,2% углерода, 1% хрома и 1% марганца.

Низкое содержание углерода в 1,2% повышает твёрдость и прочность стенки корпуса реактора, но при этом уменьшает её пластичность. Высокая прочность конструкции необходима для реактора, работающего под высоким давлением 5 МПа.

Легирующие добавки в 1% хрома и 1% марганца увеличивают прочность, кислотостойкость и теплоустойчивость стенки корпуса реактора. Это позволяет реактору процесса каталитического реформинга работать под высокой температурой, высоким давлением внутренний среды аппарата и в опасной водородсодержащей среде.

2. Механическая часть

2.1 Расчет корпуса на прочность

Рисунок 13 - Схема определения толщины стенки аппарата

Определяем расчетную температуру стенки аппарата:

При Тс>20 °C, Т=Тс=530 °C. Материал-12ХМ.

Определяем допускаемое напряжение для материала 12ХМ в рабочих условиях:

[у]= з•у*, МПа (1)

где у*=50 МПа - нормативное допускаемое напряжение для материала 12ХМ; з= 1- поправочный коэффициент. [у]=50•1= 50 МПа;

Определяем допускаемое напряжение для материала в условиях гидроиспытаний:

[у]=, МПа (2)

где ут20 = 236 МПа - предел текучести для материала 12ХМ;

[у]и = = 214,5 МПа.

Определяем расчетное значение внутреннего избыточного давления:

Рр=Р+Рг , МПа (3)

Рр= 5 МПа

Определяем пробное давление при гидроиспытании:

Ри= max{1,25•Рр•; Р+0,3}, МПа (4)

где [у]20- допускаемое напряжение для материала 12ХМ при Т=20єС, МПа;

[у]20= з•у*, МПа (5)

где у*= 147 МПа- допускаемое напряжение при Т=20єС;

[у]20=147•1= 147 МПа;

Определяем расчетную толщину стенки аппарата

Sр= max, мм (6)

где = 5 МПа - значение избыточного внутреннего расчетного давления; D=2000 мм - внутренний диаметр обечайки; =1 - коэффициент продольного сварного шва; = 50 МПа - допустимое напряжение в рабочих условиях; =18,4 МПа - пробное давление при гидроиспытаниях.

105,3 мм

Принимаем расчетную толщину стенки Sp=110 мм.

Определяем исполнительную толщину стенки аппарата:

S= Sр+C, мм (7)

где С - величина прибавок к расчетным толщинам.

С= С1+С2+С3, мм (8)

где С1= 1 мм - прибавка для компенсации коррозии; С2= 1 мм - прибавка для компенсации минусового допуска; С3= 0 - технологическая прибавка.

С= 1+0,02+1= 2 мм.

S= 110+2= 112 мм.

Определяем допускаемое внутреннее давление в рабочем состоянии:

[P]= , МПа (9)

[P]= = 5,1 МПа

Определяем допускаемое давление при гидроиспытании:

[P]и=, МПа (10)

[P]и= = 22 МПа

Проверяем условие прочности:

Pр < [P] (11)

5,1 МПа < 5МПа

Pи < [P]и (12)

22 МПа < 18,4 МПа

Проверяем условие применимости формул:

< 0,1 (13)

0,00 < 0,1

Так как, условие применимости формул, а также условие прочности выполняются, то данный аппарат в данных условиях к эксплуатации пригоден.

2.2 Расчет днища на прочность

Рисунок 14 - Схема определения толщины днища

Определяем толщину стенки эллиптического днища, работающего под действием внутреннего избыточного давления:

, мм (14)

где S - исполнительная толщина стенки, мм; С - суммарная прибавка к расчетной толщине стенки, мм; Sр - расчетная толщина стенки, мм.

,мм (15)

где С1 = 1 мм - прибавка для компенсации коррозии; С2 = 1 мм - прибавка для компенсации минусового допуска

С= 1+1= 2 мм.

Sр=, мм (16)

где Рр = 5 МПа - расчетное внутреннее избыточное давление; R=D= 2000 мм- радиус кривизны в вершине эллиптического днища на внутренней поверхности; [у]= 50 МПа - допускаемое напряжение для материала 12ХМ; ц= 1 - коэффициент прочности сварного шва.

Sp==102,6 мм.

Принимаем расчетную толщину стенки Sp=105 мм.

S=105+2=107 мм.

Проверяем условие применимости формул:

(17)

<0,1

0,05<0,1

Определяем допускаемое внутреннее избыточное давление:

[P]=, МПа (18)

[P]= МПа

Проверяем условие прочности:

> (19)

5,002 МПа > 5 МПа

Условие прочности выполняется.

2.3 Расчет фланцевых соединений

Выбираем тип фланцевого соединения по ГОСТу 12828-87.

Тип фланцевого соединения - стальное приварное встык с соединительным выступом ГОСТ 12830-67.



Рисунок 15 - Фланцевое соединение стальное плоское приварное с выступом и впадиной

Выбираем прокладку неметаллическую из паронита

Рисунок 16 - Прокладка неметаллическая из паронита

Основные геометрические размеры прокладки

Dп= 429 мм;

d= 427 мм.

Определяем нагрузку на болты фланцевого соединения, находящегося под давлением среды:

Qб=, Н (20)

где Qб - общая нагрузка на болты; в= 72,5 мм - ширина прокладки; = 5 МПа - расчетное внутреннего избыточного давления; Dc= 272,5 мм - средний диаметр прокладки.

Dв=200 мм - внутренний диаметр штуцера;

Dc= Dв+в, мм (21)

Dc= 272,5 мм

где в0=72,5 мм - расчетная ширина прокладки, равная ширине прокладке; m=3,25 - коэффициент давления на прокладку, показывающий, во сколько раз удельное давление на прокладку, развиваемое болтами, превышает рабочее давление.

Qб= Н

Выбираем количество болтов - 12.

Определяем нагрузку, приходящуюся на один болт:

qб=, (22)

где Qб= 1250237,96 Н- общая нагрузка на болты; n= 12 - количество болтов.

qб= 20285,5Н

Определяем внутренний диаметр резьбы болта

мм (24)

где qб = 20285,5Н - нагрузка, приходящаяся на один болт; = 50 МПа - допускаемое напряжение для материала болта; С = 1 мм - прибавка на коррозию.

= 24,784мм

Округляем по ГОСТ до 25 мм.

Определяем уточненную нагрузку на один болт:

qб=, (25)

Н

Определяем максимальную нагрузку на болты:

Qmax= qб•n, (26)

Qmax= 27904,39•20= 244501,1 Н

Определяем расчетную нагрузку на фланцевое соединение:

Н (27)

Qmin - минимальная нагрузка на фланцевое соединение.

(28)

Qmin=min{607549,1;321039,6}

Qmin=321039,06 Н

2.4 Расчет укрепления отверстия

Рисунок 17 - Схема определения укрепления отверстия

Определяем диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления стенки реактора:

, мм (29)

где d0 - минимальный диаметр отверстия, не требующего укрепления; S= 104,6 мм - исполнительная толщина стенки обечайки; с= 2 мм - прибавка к расчетной толщине стенки штуцера для компенсации коррозии; Sp= 102,6 мм - расчетный внутренний диаметр укрепленного элемента; Dp= 2000 мм - расчетный внутренний диаметр укрепленного элемента.

Если dpd0, то дальнейший расчет на укрепления отверстия не требуется:

dp=d+2Сs, мм (30)

dp=219+4=223 мм

где d= 219 мм - внутренний диаметр штуцера.

Сs= 2 мм - сумма прибавок к толщине штуцера;

dp= 200 мм - расчетный диаметр одиночного отверстия.

мм.

dpd0 , мм.

223 мм 187,6 мм.

Производим расчет на укрепления при укреплении выреза накладным кольцом:

, мм

где S1p - расчетная толщина стенки обечайки, мм;

, мм (31)

где Рр = 5 МПа - расчетное давление; d = 200 мм - внутренний диаметр штуцера; = 2 мм - сумма прибавок к расчетной толщине штуцера; = 50 МПа - предельное напряжение для материала патрубка при расчетной температуре.

мм.

где = 1 - коэффициент прочности сварного шва патрубка штуцера; x1 - отношение предельных напряжений для материала штуцера к обечайке.

x1=min, (32)

x1=min

x1= min{1;1}

x1=1

lp - расчетная ширина зоны укрепления в окружности штуцера;

, мм (33)

где Dp = 2000 мм - расчетный внутренний диаметр укрепляемого элемента; S= 112 мм - исполнительная толщина стенки обечайки; Sp= 110 мм - расчетная толщина стенки обечайки; dp= 224 мм - расчетный диаметр отверстия.

мм

где d0p - наибольший расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления при отсутствии избыточной толщины стенки сосуда.

, мм (34)

=187,6 мм

Проверив условие укрепления, сделать вывод:

, мм (35)

где l2= 400 мм - ширина накладного кольца; S2=112 мм - исполнительная толщина накладного кольца.

l2p=min{400;663}

l2p=400 мм

Производим расчет на укрепления при укреплении выреза накладным кольцом:

61298,8>902 мм

Вывод: условие укрепления отверстия выполняется.

3. Эксплуатационная часть

3.1 Описание конструкции и работы реактора

Процесс каталитического риформинга осуществляют при сравнительно высокой температуре и среднем давлении, в среде водородсодержащего газа. Каталитический риформинг проходит в среде газа с большим содержанием водорода (70--80 объемн. %). Это позволяет повысить температуру процесса, не допуская глубокого распада углеводородов и значительного коксообразования. В результате увеличиваются скорость дегидрирования нафтеновых углеводородов и скорости дегидроциклизации и изомеризации парафиновых углеводородов. В зависимости от назначения процесса, режима и катализатора в значительных пределах изменяются выход и качество получаемых продуктов. Однако общим для большинства систем каталитического риформинга является образование ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.

Гидроочистка осуществляется в присутствии водородсодержащего газа при температуре 360--425° С и давлении 20--50 кгс/см2. Степень обессеривания и глубина гидрирования непредельных соединений повышаются с возрастанием температуры и давления процесса, а также с увеличением кратности циркуляции водородсодержащего газа. Возможно применение многих катализаторов, однако особенно часто используют алюмокобальтомолибденовый таблетированный катализатор.

Назначение процесса каталитического риформинга, а также требования, предъявляемые к целевому продукту, требуют гибкой в эксплуатации установки. Необходимое качество продукта достигается путем подбора сырья, катализатора и технологического режима.

Каталитическую гидроочистку дизельных топлив применяют для уменьшения содержания в них серы до 0,2 вес. % и ниже, для повышения термической стабильности и улучшения других свойств. Процесс гидроочистки сопровождается реакциями насыщения олефиновых углеводородов и деструктивной гидрогенизации сернистых, кислородных и азотных соединений с образованием парафиновых углеводородов, сероводорода, воды и аммиака.

Получаемый в процессе каталитического риформинга водородсодержащий газ значительно дешевле специально получаемого водорода; его используют в других процессах нефтепереработки, таких, как гидроочистка и гидрокрекинг. При каталитическом риформинге сырья со значительным содержанием серы или бензинов вторичного происхождения, в которых есть непредельные углеводороды, катализатор быстро отравляется. Поэтому такое сырье перед каталитическим риформингом целесообразно подвергать гидроочистке. Это способствует большей продолжительности работы катализатора без регенерации и улучшает технико-экономические показатели работы установки.

Реакции гидрирования протекают с выделением тепла, избыток которого отводят при помощи хладоагентов (холодного циркуляционного газа, сырья или гидрогенизата).

Основными реакционными аппаратами являются адиабатические реакторы (смотри рисунок 15) -- пустотелые аппараты, заполненные одним слоем катализатора. Встречаются также политропические реакторы -- многослойные аппараты со встроенными адиабатическими секциями.

Газо-сырьевой поток в адиабатических реакторах может двигаться в двух направлениях: аксиальном -- сверху вниз и радиальном -- от периферии к центру (для паро-газового сырьевого потока).

Реакторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты со сферическими или эллиптическими днищами, в которых помещен катализатор. Эллиптические днища имеют рациональную конструктивную форму, поэтому в аппаратостроении применяют чаще других. Постепенное и неприрывное уменьшение радиуса кривизны эллипсоидальной поверхности днища от центра к краям обеспечивает равномерное распределение напряжений без их концентрации. В зарубежной практике встречаются также реакторы сферической формы.

Реактор каталитического риформинга представляет собой цилиндрический аппарат с эллиптическими днищами. В верхнем днище расположены штуцер ввода газо-сырьевой смеси и штуцеры для многозонных термопар, в нижнем днище -- штуцеры для ввода газопродуктовой смеси и для выгрузки катализатора.. Корпус выполнен из стали 12ХМ, штуцеры из стали 15ХМ, внутренние устройства из стали XI8Н1 ОТ.

Сырье вводят в реактор через штуцер, через который ведут монтаж всех внутренних устройств реактора, загружают катализатор и керамические шарики. Газо-сырьевая смесь в реакторе проходит распределительное устройство и направляется в специальные желоба, из которых проходит через слой катализатора по направлению к центральной трубе, откуда газо-продуктовая смесь выводится из реактора через нижний штуцер.

Корпуса реакторов, используемых на отечественных заводах, имеют внутреннюю защитную футеровку из жаростойкого бетона для сохранения прочности металла и стойкости его к водородной и сульфидной коррозии в условиях высоких температур, толщина на цилиндрической части корпуса составляет 100 мм.. Такие реакторы можно изготовить из углеродистой стали; если же футеровка отсутствует, то корпус выполняют целиком из высоколегированных сталей или двухслойной стали (основной слой -- хромомо-либденовая сталь, внутренний слой -- нержавеющая сталь).

...