SU1729565A1 - Reactor - Google Patents
Reactor Download PDFInfo
- Publication number
- SU1729565A1 SU1729565A1 SU904780005A SU4780005A SU1729565A1 SU 1729565 A1 SU1729565 A1 SU 1729565A1 SU 904780005 A SU904780005 A SU 904780005A SU 4780005 A SU4780005 A SU 4780005A SU 1729565 A1 SU1729565 A1 SU 1729565A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- catalyst
- basket
- catalyst bed
- reactor
- bed
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 16
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 abstract description 5
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 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
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0207—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к оборудованию дл процессов контактировани жидкости или газа с неподвижным слоем зернистого сло зернистого материала, может использоватьс в процессах контактировани жидкости или газа в неподвижным слоем катализатора и позвол ет упростить констИзобретение относитс к оборудованию дл процессов контактировани жидкости или газа с неподвижным слоем зернистого материала, в частности, к реакторам радиального типа, и может быть использовано , например, в химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Известен реактор, включающий цилиндрический корпус и коаксиально установленную в нем кольцевую корзину с рукцию и улучшить услови техники безопасности . Реактор, включающий цилиндрический корпус и коаксиально установленную в нем перфорированную кольцевую корзину с катализатором , радиус внутренней полости которой определ етс из соотношени : J. „и о2л/о2,гЈ,л/ j. jtLR l) + э2. + ,2л 1ЛУСл + )(Усл +& п LR2i + ЈcnRi (Уел + п LRtz) - |Сл R2i)x (Усл+ ) : 0,05, где Ri - радиус внутренней полости кольцевой корзины; L- высота сло катализатора; VM - объем сло катализатора; ЈСл 3,5 ф (1 - е)/е d3 - коэффициент гидравлического сопротивлени сло катализатора; Ј - порозность сло катализатора; d3 - средний эквивалентный диаметр частицы катализатора; Ф - фактор формы частиц катализатора; Јi,2 р7,1 (1 ,2 +V1 -pi.2/2)2 - коэффициенты гидравлического сопротивлени внутренней и внешней стенок перфорированной кольцевой корзины; . - доли свободного сечени внутренней и внешней стенок перфорированной кольцевой корзины . 2 ил. СО С катализатором, внутренн полость которой образует распределительный канал. По этому каналу реагенты поступают в слой катализатора в направлении, перпендикул рном оси аппарата. Недостаток данного реактора заключаетс в том, что его конструкци не обеспечивает равномерного распределени потока реагентов по всему объему катализатора, что снижает эффективность процесса и ухудшает качество выходных продуктов. xj ю ю ел о елThe invention relates to equipment for processes of contacting a liquid or gas with a fixed bed of a granular layer of granular material, can be used in processes of contacting a liquid or gas in a fixed catalyst bed and allows to simplify the design. The invention relates to equipment for processes of contact of a liquid or gas with a fixed bed of granular material, in particular, to radial-type reactors, and can be used, for example, in the chemical, petroleum refining and petrochemical th industry. Known reactor, including a cylindrical body and coaxially installed in it an annular basket with manual transmission and improve the conditions of safety. The reactor, which includes a cylindrical body and a perforated annular basket with a coaxially mounted in it, with a catalyst, the radius of the internal cavity of which is determined from the relation: J. and O2L / O2, gЈ, l / j. jtLR l) + e2. +, 2l 1LUSK +) (Eff + & n LR2i + cnRi (Uel + n LRtz) - | SL R2i) x (Ser +): 0.05, where Ri is the radius of the internal cavity of the ring basket; L is the height of the catalyst bed; VM is the volume of the catalyst bed; ЈSl 3.5 f (1 - e) / e d3 is the hydraulic resistance coefficient of the catalyst bed; Ј is the porosity of the catalyst bed; d3 is the average equivalent diameter of the catalyst particle; F is the factor of the shape of the catalyst particles; Јi, 2 p7.1 (1, 2 + V1 -pi.2 / 2) 2 - coefficients of hydraulic resistance of the inner and outer walls of the perforated ring basket; . - the proportion of the free section of the inner and outer walls of the perforated ring basket. 2 Il. CO With a catalyst whose internal cavity forms a distribution channel. Through this channel, the reactants enter the catalyst bed in a direction perpendicular to the axis of the apparatus. The disadvantage of this reactor is that its design does not ensure uniform distribution of the flow of reagents throughout the catalyst, which reduces the efficiency of the process and degrades the quality of the output products. xj you ate about
Description
Наиболее близким к предлагаемому вл етс реактор, включающий цилиндрический корпус и коаксиально установленную в нем кольцевую корзину с катализатором, внутри которой размещено центральное тело вращени . Радиус тела вращени определ етс соотношением:Closest to the present invention, there is a reactor comprising a cylindrical body and a ring basket mounted coaxially in it with a catalyst, inside of which a central body of rotation is placed. The radius of the body of rotation is determined by the relation:
(1+vTq)- 1.5 0. dy 4r0uV) 1 -У v(1 + vTq) - 1.5 0. dy 4r0uV) 1 -Y v
(1)(one)
1.5royt/ 31.5royt / 3
A2lr0yVA2lr0yV
равномерность распределени потока реагентов по слою катализатора с относительным перепадом давлени в распределительном канале, образованном внутреннейuniform distribution of the flow of reagents over the catalyst bed with a relative pressure drop in the distribution channel formed by the internal
полостью кольцевой корзины, в диапазоне изменени относительного перепада давлени от 1 до 2,5, что охватывает практически все реальные радиальные реактора с неподвижным слоем катализатора. Это соотношениеthe cavity of the ring basket, in the range of relative pressure drop from 1 to 2.5, which covers almost all real radial fixed bed reactor. This is the ratio
л 1 Apk (3)L 1 Apk (3)
(Г2 Г2) (1 - У) 4(Г2 - Г, jtf - rtyl - У)2(G2 G2) (1 - Y) 4 (G2 - G, jtf - rtyl - Y) 2
где 1 -z- - относительна площадьwhere 1 -z- is relative area
ГоGo
поперечного сечени распределительного канала с центральным телом оптимальной формы.cross section of the distribution channel with the central body of optimal shape.
Дл достижени указанной цели предлагаетс в реакторе, включающем цилиндрический корпус и коаксиально установленную в нем перфорированную кольцевую корзину с катализатором, определ ть радиус внутренней полости кольцевой корзины из соотношени To achieve this goal, it is proposed in the reactor, which includes a cylindrical body and a perforated annular basket with a catalyst coaxially mounted therein, to determine the radius of the inner cavity of the annular basket from the ratio
2t.(V.a+j4Rt)2t. (V.a + j4Rt)
SOS (2)SOS (2)
tfKlO c. +лиЙ) -f + Ј„Н|(уи -нал) -&.R VnL(Vc,+rt.M)JtfKlO c. + Li) -f + Ј „H | (ui-nal) - &. R VnL (Vc, + rt.M) J
где Ri - радиус внутренней полости кольцевой корзины;where Ri is the radius of the internal cavity of the ring basket;
L - высота сло катализатора;L is the height of the catalyst bed;
VM - объем сло катализатора;VM is the volume of the catalyst bed;
Јсл --Д - коэффициент гидЈ3d3Јsl --D - coefficient guideЈ3d3
равлического сопротивлени сло катализатора;equal resistance of the catalyst bed;
е-порозность сло катализатора;e-porosity of the catalyst bed;
da - средний эквивалентный диаметр частицы катализатора;da is the average equivalent particle diameter of the catalyst;
Ф- фактор формы частиц катализатора;F is the factor of the shape of the catalyst particles
iu Vhb()коэффициенты гидравлического сопротивлени внутренней и внешней стенок перфорированной кольцевой корзины;iu Vhb () are the hydraulic resistance coefficients of the inner and outer walls of the perforated ring basket;
#1.2 -доли свободного сечени внутренней и внешней стенок перфорированной кольцевой корзины.# 1.2 - lobes of the free section of the inner and outer walls of the perforated ring basket.
В результате анализа экспериментально обоснованной математической модели аэродинамики радиального реактора было получено соотношение, св зывающее неAs a result of the analysis of the experimentally validated mathematical model of the aerodynamics of a radial reactor, a relation
г - текущий радиус центрального тела; г0 - радиус входного сечени распределительного канала;g is the current radius of the central body; r0 is the radius of the inlet section of the distribution channel;
у x/l - относительна координата; х - рассто ние от вершины до произ- вольного сечени центрального тела; I - высота центрального тела; AI - коэффициент гидравлического сопротивлени распределительного канала;y x / l is relative coordinate; x is the distance from the top to an arbitrary section of the central body; I - height of the central body; AI is the hydraulic resistance coefficient of the distribution channel;
П - внутренний радиус кольцевого кана- ла;P is the inner radius of the annular channel;
га - внешний радиус кольцевого канала; Аа - коэффициент гидравлического сопротивлени кольцевого канала.ha is the outer radius of the annular channel; Aa is the hydraulic resistance coefficient of the annular channel.
Данный реактор за счет использовани в распределительном канале тела вращени со специально рассчитанным радиусом обеспечивает более равномерное распределение потока реагентов по всему объему катализатора. Однако профилированное те- ло вращени имеет сложную форму и, следовательно , трудоемко в изготовлении. Наличие тела вращени в распределительном канале усложн ет конструкцию аппарата . Кроме того, при высоких температурах ведени процесса возможен разрыв металлической конструкции тела вращени вследствие возникающих в ней напр жений, в полом теле могут скапливатьс взрывоопас- ные компоненты реакционной смеси, что при продувке аппарата воздухом приведет к взрыву.This reactor, due to the use of a rotation body with a specially calculated radius in the distribution channel, provides a more even distribution of the reagent flow throughout the catalyst. However, the shaped body of rotation has a complex shape and, therefore, is laborious to manufacture. The presence of a body of rotation in the distribution channel complicates the design of the apparatus. In addition, at high temperatures of the process, the metal structure of the body of rotation may break due to stresses arising in it, explosive components of the reaction mixture may accumulate in the hollow body, which will cause an explosion when the apparatus is purged with air.
Цель изобретени - упрощение конструкции реактора и улучшение условий техники безопасности при обеспечении равно- мерного распределени потока реагентов по слою катализатора.The purpose of the invention is to simplify the design of the reactor and to improve safety conditions while ensuring an even distribution of the flow of reagents over the catalyst bed.
5у макс мин - степень неравномерУмакс5 max max min - the degree of uneven Umax
ности потока реагентов;the flow of reagents;
VMSKC, VMHH - максимальное и минимальное значение радиальной компоненты скорости потока реагентов на входе в слой катализатора;VMSKC, VMHH - the maximum and minimum value of the radial component of the reagent flow rate at the entrance to the catalyst bed;
Uex/2 - перепад давлени в распределительном канале; Uex / 2 - pressure drop in the distribution channel;
р - плотность смеси реагентов при рабочих услови х;p is the density of the mixture of reagents under operating conditions;
UBX Q/(n R2i) - скорость потока на входе в распределительный канал;UBX Q / (n R2i) is the flow rate at the entrance to the distribution channel;
Q - расход смеси реагентов при рабочих услови х;Q is the flow rate of the mixture of reagents under operating conditions;
Ар Ar
4л2.24l2.2
+|+Цж ij+ | + IJ ij
перепад давлени на слое катализатора и стенках перфорированной кольцевой корзины , составл ющий основную долю сопро- 15 тивлени всего реактора;the pressure drop over the catalyst bed and the walls of the perforated ring basket, which constitutes the main resistance share of the entire reactor;
На м/сл/( L) + F - радиус внешней стенки кольцевой корзины.On m / sl / (L) + F is the radius of the outer wall of the annular basket.
Дл достижени равномерного рас- пределени потока реагентов достаточно иметь 5V 0,05. Тогда при подстановке выражений дл ДРК и А Р в выражение (3) получим соотношение (2) дл расчета радиуса внутренней полости кольцевой корзи- ны, при котором достигаетс равномерное распределение потока реагентов по слою катализатора.To achieve a uniform distribution of the flow of reagents, it is sufficient to have 5V 0.05. Then, by substituting the expressions for DRK and AR into expression (3), we obtain relation (2) for calculating the radius of the inner cavity of the annular basket, which achieves a uniform distribution of the flow of reagents over the catalyst bed.
Конструктивна схема предлагаемого реактора представлена на фиг.1.The structural scheme of the proposed reactor is presented in figure 1.
Реактор содержит цилиндрический корпус 1, коаксильную установленную в нем перфорированную кольцевую корзину 2 с катализатором 3, патрубки дл ввода 4 и вывода 5 потока реагентов. Внутренн по- лость кольцевой корзины образует распределительный канал 6.The reactor contains a cylindrical body 1, a coaxial perforated ring basket 2 installed therein with a catalyst 3, nozzles for input 4 and output 5 for the flow of reagents. The inner cavity of the annular basket forms a distribution channel 6.
Реактор работает следующим образом.The reactor operates as follows.
Поток реагентов через патрубок 4 подаетс в распределительный канал 6, откуда поступает в слой катализатора 3. Пройд через слой катализатора 3 и внешнюю стенку перфорированной кольцевой корзины 2, поток реагентов по кольцевому пространству , образованному корпусом 1 и внешней стенкой кольцевой корзины 2 -собирающему каналу - попадает в патрубок 5 и выводитс из реактора.The flow of reagents through the pipe 4 is fed into the distribution channel 6, from where it enters the catalyst bed 3. Pass through the catalyst bed 3 and the outer wall of the perforated ring basket 2, the flow of reagents through the annular space formed by the housing 1 and the outer wall of the ring basket 2 - collecting channel - enters pipe 5 and is withdrawn from the reactor.
П р и м е р. На холодном стенде осуществлен эксперимент с аппаратом в корпу- се которого коаксиально установлена перфорированна кольцева корзина. В корзину засыпан известн к. Дл данного аппарата: Men 0,075 м; ЈСл 19800 (определен экспериментально); ,2 0 дл сет- ки с чейкой 0,003x0,003 м, из которой изготовлена корзина, тогда Јi,2 0; L 0,8 м. Радиус распределительного канала, рассчитанный по формуле (2) составл ет: RI PRI me R. On a cold stand, an experiment was carried out with an apparatus in whose case a perforated ring basket is coaxially installed. The basket is filled with limestone. For this unit: Men 0.075 m; ЈSL 19800 (determined experimentally); , 2 0 for a mesh with a cell of 0.003x0.003 m, of which the basket is made, then Јi, 2 0; L 0.8 m. The radius of the distribution channel calculated by the formula (2) is: RI
10ten
1515
20 25 20 25
30thirty
35 35
40 45 50 55 40 45 50 55
0,065 м. Радиус внешней перфорированной обечайки дл УСл 0,075 м составл ет 0,185м.0.065 m. The outer perforated shell radius for US $ 0.075 m is 0.185 m.
Во внутреннюю полость кольцевой корзины - распределительный канал аппарата подавали при нормальных услови х воздух с расходом 0,14 м3/с. Скорости воздуха на выходе из сло зернистого материала замер ли термоанемометром со специальным цилиндрическим насадком в 24 точках поперечного сечени сло по 12 русам.Under the normal conditions, air with a flow rate of 0.14 m3 / s was supplied to the internal cavity of the annular basket — the distribution channel of the apparatus. The air velocities at the exit from the layer of granular material were measured with a thermal anemometer with a special cylindrical nozzle at 24 points of the cross section of the layer at 12 Rus.
На фиг.2 представлен профиль относительных скоростей газа на выходе из сло зернистого материала, замеренных экспериментально и рассчитанных по математической модели. Как видно из фиг.2, профиль практически равномерный.Figure 2 presents the profile of the relative velocity of the gas at the outlet of the layer of granular material, measured experimentally and calculated according to the mathematical model. As can be seen from figure 2, the profile is almost uniform.
Степень неравномерности распределени потока, газа рассчитанна дл данного аппарата по формуле (3), составл ет 5V 0,017.The degree of uneven distribution of the flow, the gas calculated for this apparatus according to the formula (3), is 5V 0.017.
Таким образом, использование предлагаемого реактора обеспечивает равномерное распределение потока реагентов по слою катализатора . При этом в сравнении с прототипом упрощаетс конструкци реактора, ухудшаютс услови техники безопасности.Thus, the use of the proposed reactor ensures uniform distribution of the flow of reagents in the catalyst bed. In this case, in comparison with the prototype, the design of the reactor is simplified, and safety conditions deteriorate.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904780005A SU1729565A1 (en) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904780005A SU1729565A1 (en) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | Reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1729565A1 true SU1729565A1 (en) | 1992-04-30 |
Family
ID=21490369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904780005A SU1729565A1 (en) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | Reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1729565A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5885442A (en) * | 1994-09-02 | 1999-03-23 | Michael Grigorjewitsch Lapunow | Process for producing petrol of high octane number by catalytic reforming and a reactor for carrying out this process |
| RU2213613C1 (en) * | 2002-10-23 | 2003-10-10 | Логунова Елена Николаевна | Reactor for performing multi-phase processes |
| RU2243028C1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
-
1990
- 1990-01-09 SU SU904780005A patent/SU1729565A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Рейхфельд В.Д., Шеин B.C., Ермаков В.И. Реакционна аппаратура и машины заводов основного органического синтеза и синтетического каучука. Л.: Хими , 1985, с. 61. Авторское свидетельство СССР № 778776, кл. В 01 J 8/04, 1983. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5885442A (en) * | 1994-09-02 | 1999-03-23 | Michael Grigorjewitsch Lapunow | Process for producing petrol of high octane number by catalytic reforming and a reactor for carrying out this process |
| RU2213613C1 (en) * | 2002-10-23 | 2003-10-10 | Логунова Елена Николаевна | Reactor for performing multi-phase processes |
| RU2243028C1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-12-27 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" | Reactor for a catalytic dehydrogenation of hydrocarbons |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3996025A (en) | Apparatus for distributing flowing media from one flow cross section to a flow section different therefrom | |
| US4865820A (en) | Gas mixer and distributor for reactor | |
| US8303164B2 (en) | Low-pressure-drop mixing device and use thereof in the mixing of two gases/vapours | |
| KR830009139A (en) | Continuous Bulk Polymerizer | |
| JPS6456132A (en) | Module manifold means for distribution of gas stream in reactor | |
| SU1729565A1 (en) | Reactor | |
| US3698876A (en) | Vapor liquid separation apparatus | |
| US20050095185A1 (en) | Catalytic reactor, corresponding reaction installation and method | |
| JPS61276892A (en) | Supply material injection method for preventing coking on wall of transfer line type reactor | |
| US2868627A (en) | Apparatus for carbon monoxide hydrogenation | |
| GB2109265A (en) | Reaction column and use thereof | |
| SU969141A3 (en) | Catalytic reactor with radial distribution of gaseous or liquid feedstock | |
| RU2136359C1 (en) | Reactor for heterogeneous exothermic synthesis | |
| US3487621A (en) | Gas-liquid contact apparatus | |
| CA1319703C (en) | Method for making isobutyric acid | |
| Saroha et al. | RTD studies in trickle bed reactors packed with porous particles | |
| RU2085280C1 (en) | Radial reactor for catalytic dehydrogenization of hydrocarbons | |
| Gavroy et al. | Continuous hydrogenation of adiponitrile on Raney nickel in a slurry bubble column | |
| SU1088779A1 (en) | Reactor for synthesis of carbamide | |
| JPH09504826A (en) | Catalytic reforming method and apparatus | |
| NL7905837A (en) | METHOD FOR PERFORMING GAS / LIQUID REACTIONS IN REACTORS FLOWED DOWN | |
| RU2034643C1 (en) | Reactor | |
| US3287091A (en) | Device for carrying out a chemical reaction | |
| RU2082486C1 (en) | Mixer-reactor | |
| SU610535A1 (en) | Multistage bubbling extractor |