РЕАКТОРЫ УСТАНОВОК КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА. ТИПЫ РЕАКТОРОВ, ИХ РАБОТА И УСТРОЙСТВО .
Реактор — самый ответственный аппарат среди другой аппаратуры процессов каталитического риформирования. От его хорошей работы зависит и экономичность процесса, и качество получаемой продукции.
Реакторы установок каталитического риформннга относят к аппаратам проточного типа (непрерывного действия).
Основой для классификации реакторов процессов каталитического риформирования могут являться термодинамические и физические характеристики потоков, проходящих через реактор, направление их движения, материальное исполнение корпуса и внутренних деталей и конструктивные особенности, способы размещения и регенерации катализатора.
По термодинамическому признаку реакционные аппараты могут быть разделены на реакторы адиабатического и политропнческих типов.
В отечественных установках каталитического риформинга применяются только реакторы адиабатического типа со сплошным слоем катализатора, несекционированные.
По способу направления потока реакторы разделяются на аппараты с аксиальным движением потока сверху вниз (или снизу вверх) и с радиальным — от периферии к центру.
В первых установках каталитического риформинга применялись только реакторы с аксиальным вводом сырья. С укрупнением установок и постепенным накоплением опыта эксплуатации осуществлялся переход к реакторам с радиальным вводом сырья.
Основным преимуществом реакторов с радиальным вводом сырья является их небольшое гидравлическое сопротивление потока .хорошее распределение газосырьевого потока и меньшая вероятность засорения катализатора продуктами коррозии благодаря увеличению живого сечения для прохода газов. В настоящее время на многих нефтеперерабатывающих заводах осуществлен перевод реакторов с аксиального на радиальный ввод сырья. Такие мероприятия не требуют больших капитальных вложений и, как правило, осуществляемые в период капитального ремонта установок, позволяют значительно снизить гидравлическое сопротивление реакторов.
В современных крупнотоннажных установках каталитического риформинга применяются реакторы только с радиальным направлением потока.
По материальному исполнению корпуса аппарата реакторы делятся на футерованные, корпус которых изготовляется из углеродистых сталей, монометаллические и биметаллические.
Реакторы 1 типа в свою очередь подразделяются на реакторы с наружной тепловой изоляцией (в этом случае металл корпуса работает в условиях высоких рабочих температур) и реакторы с внутренней тепловой изоляцией, которая предохраняет материал корпуса от действия высоких температур и исключает контакт продуктов реакции с металлом. В отечественной практике нашли применение только реакторы с внутренней тепловой изоляцией.
Реакторы, корпус которых выполнен в монометаллическом исполнении, применяются в блоках риформинга, Биметаллическое исполнение корпуса реактора находит применение в основном в реакторах блоков предварительной гидроочистки.
Корпуса реакторов первых установок риформинга Л-35-5, Л-35-6, Л-35-11/300 были выполнены из углеродистых марок стали 22К, 09Г2С, 09Г2АГ н были футерованы изнутри жаростойким торкрет-бетоном.
В дальнейшем установки каталитического риформинга оснащались реакторами с корпусами, изготовленными из низколегированных сталей типа 12ХМ, 12МХ, 12Х1МФ.
Современные установки каталитического риформинга типа ЛЧ-35-11/1000 имеют реакторы без футеровки, корпус реактора риформинга выполнен из монометалла типа 1Х2М1. Реакторы блоков предварительной гидроочистки этих установок изготовлены из биметалла типа 12ХМх08Х18Н10Т.
Футеровка, применяемая в реакторах установок каталитического риформинга имеет ряд как положительных, так и отрицательных качеств. К числу положительных можно отнести следующие:
1)снижение температуры корпуса и соответственно уменьшение уровня напряжения в металле;
2)защита от сероводородной (для реакторов блоков гидроочистки) и водородной коррозии;
3)сокращение расхода металла;
4)уменьшение теплопотерь.
К недостаткам можно отнести следующие:
1)сложность системы армирования (торкрет-бетонная футеровка имеет систему армирования, состоящую из шпилек с шайбами и гайками и двух сеток);
2)трудоемкость нанесения торкрет-покрытия (смесь наносится специальной торкрет-пушкой); все футеровочные работы производят на установке, при этом желательно проводить их в летнее время;
3)токрет-бетонная футеровка не исключает местных перегревов корпуса реактора, особенно в верхней части аппаратов и штуцеров;
4) отсутствие возможности проводить периодический осмотр внутренней поверхности;
5)отсутствие надежных способов контроля качества футеровки.
Реакторы гидроочистки и риформинга без футеровки имеют ряд преимуществ. К ним можно отнести:
1) больший (по сравнению с футерованными) реакционный объем при одинаковых всех остальных условиях;
2)пониженные эксплуатационные расходы;
3) сокращение времени проведения регенерации катализатора за счет отсутствия ограничения скоростей подъема и снижения температур для корпуса без футеровки;
4) сокращение времени пуска реакторов по регламенту Минхиммаша в зимнее время за счет наружной изоляции;
5) упрощение проблем транспортировки реакторов (особенно для реакторов крупнотоннажных установок) за счет уменьшения диаметра на 300—350 мм, что связано с отсутствием футеровки и защитного стакана;
6) отсутствие работ, связанных с ремонтом футеровки и ее защитного кожуха;
7) облегчение решения вопросов крепления внутренних деталей к корпусу аппаратов (особенно при конструировании реакторов с радиальным вводом);
8) облегчение решения некоторых вопросов техники безопасности, а именно:
- возможность проведения внутреннего осмотра корпуса реактора перед гидравлическим испытанием;
- возможность проводить гидроиспытание водой, а не нефтепродуктом, как это допускается с мерами предосторожности для
футерованных реакторов;
-повышение безопасности пуска реакторов в зимнее время;
отсутствие местных перегревов, опасных для прочности СrMo сталей корпуса реактора.
Изготовление реакторов без футеровки, несмотря на вышеприведенные преимущества, несколько сдерживается из-за высокой стоимости, а также дефицитности двухслойных марок сталей. Тем не менее, учитывая, что высокие первоначальные капитальные затраты на изготовление окупаются надежностью их в эксплуатации, на многих установках каталитического риформинга уже практикуется применение реакторов без футеровки.
Катализаторы в процессе предварительной гидроочистки и каталитического риформирования изменяют свои свойства. Для восстановления свойств катализаторов применяют регенерацию.
По способу размещения и регенерации катализатора реакторы каталитического риформирования подразделяются на:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) реакторы с неподвижным слоем катализатора, приспособленные для работы в условиях цикличности: период контактирования (реакции) — период регенерации;
2) реакторы с движущимся слоем катализатора, циркулирующим по контуру: зона контактирования — зона регенерации.
В отечественных установках каталитического риформинга применяются только реакторы первого типа.
Реакторы с неподвижным слоем имеют некоторые недостатки.:
1) трудность осуществления оптимального или близкого к нему температурного профиля по высоте слоя катализатора;
2) трудности осуществления равномерного распределения подачи газа на слой катализатора;
3) увеличение гидравлического сопротивления слоя с уменьшением размеров зерен катализатора, для того чтобы достичь увеличения поверхности контакта;
4)необходимость смены катализатора.
Несмотря на указанные недостатки и учитывая, что при каталитическом риформировании температурные перепады в зоне реакции в целом невелики, а также то, что отечественной промышленностью разработаны и внедрены катализаторы с длительным сроком эксплуатации и большим межрегенерацнонным периодом, реакторы с неподвижным слоем прочно укоренились и хорошо зарекомендовали себя в практике нефтеперерабатывающих заводов.
Конструктивно реакторы в подавляющем большинстве случаев выполняются в виде цилиндрических сосудов, внутри которых на специальной опорной решетке укладывается катализатор. В зарубежной литературе отмечаются факты успешной эксплуатации реакторов сферической формы с аксиальным направлением потока. В отечественной практике реакторы подобного типа в связи со сложностью изготовления, ограниченности в диаметре и больших удельных площадей не нашли применения в установках каталитического риформинга.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 636; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!