Это проблема непосредственно связана с проблемой распределения времени пребывания частиц. Это распределение должно приближаться как можно ближе к идеальному вытеснению. Форма торцевой части различных контейнеров должна быть спроектирована так, чтобы исключить застойные зоны, поэтому применяются обычно конические. Кроме того, в случае перекрестного тока газа и частиц возникают дополнительные трудности: поперечный поток газа приводит к возникновению силы, не способствующем. Конструкции решетки, конструкции отводящих коллекторов в основании реакторов и определение оптимальных параметров потока являются профессиональными ноу-хау.
2.2.3. Общая схема
Пример общей схемы установки с движущимся слоем показан на рис. 2.12. В верхней части:
(а) Емкость с катализатором, наполняемая за счет газлифта, один или более циклон, устройство измерения расхода катализатора, устройство измерения уровня катализатора.
(б) Эта емкость питает реактор через одно или более патрубков в режиме противотока частиц и инертного газа, чтобы обеспечить необходимое противодавление.
(с) Собственно реактор.
(д) Соединительный патрубок с нагревателем/регенератором.
(е) Нагреватель и/или регенератор.
(ж) Соединительная газлифтная труба.
(з) Основание газлифта (рис. 2.10).
(и) Газлифтная труба.
Высота системы, даже для установок малой производительности, около 30-40 м. В других установках звено от реактора до регенератора и наоборот, может быть также выполнено в виде газлифта, что обеспечивает возможность уменьшить общую высоту за счет размещения аппаратов по горизонтали, однако, при этом возрастает риск истирания, износа и усложнения из-за дополнительного вспомогательного лифта. Хотя часть мелочи, образующейся в результате истирания катализатора (это необходимо минимизировать) может быть отделена в циклоне газлифта, может оказаться необходимым добавить дополнительное оборудование для регулирования среднего размера и распределения частиц по размерам.
Рис. 2.12. Принципиальная схема установки с движущимся слоем.
В данном случае имеет место противоток газа и катализатора, нагрев за счет обмена теплом с теплоносителем.
Рис. 2.13. Каталитический реформинг нафты в нерегулярном движущемся слое. Принципиальная схема циркуляции катализатора.
2.2.4. Применения движущегося слоя
Каталитические реакторы с движущимся слоем имеют относительно узкие применения, они исключительно важны. Это каталитический крекинг газообразных нефтепродуктов и регенеративный реформинг бензина.
2.2.4.1. Каталитический крекинг нефтяных фракций
Время жизни катализатора крекинга очень короткое (несколько минут). К счастью этот катализатор легко регенерируется путем выжигания коксовых отложений и легко переносят большое увеличение температуры. Следовательно, это идеальный случай для использования движущегося слоя. Псевдоожиженный слой является конкурентом и в последнее время вытесняет движущийся слой по причинам, которые будут рассмотрены ниже.
2.2.4.2. Регенеративный каталитический реформинг бензина
(Рис. 2.13 и 2.14)
Преимущества, достигаемые в результате проведения каталитического реформинга при низком давлении, обусловлены термодинамическими причинами. В этих условиях, к сожалению, катализатор очень быстро теряет активность. Это можно преодолеть за счет отвода части катализатора и возврата регенерированного на основе использования движущегося слоя.
Рис. 2.14 Каталитический реформинг нафты в движущемся слое. Давление в Па.
Кроме того, из-за высокой скорости рециркуляции газа, перепад давления на реакторе должен быть минимизирован. Это может быть достигнуто за счет применения перекрестного тока газа и частиц за счет уменьшения пути прохода газа через слой катализатора. Катализатор при этом размещают между двумя концентрическими решетками. Рис. 2.14 показывает распределение избыточного давления.
2.2.4.3. Другие применения
Другие применения движущегося слоя подобны рассмотренным выше. Это следующие:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.