Катализаторная трубка для риформинга - RU2019115952A
Код документа: RU2019115952A
Формула
1. Катализаторная трубка для регенеративной каталитической конверсии технологического газа в производственной печи, содержащая
- впуск катализаторной трубки для введения технологического газа в катализаторную трубку и выпуск катализаторной трубки для выведения технологического газа из катализаторной трубки, причем указанные впуск и выпуск расположены на противоположных концах катализаторной трубки;
- наружную реакторную трубку (1, 11);
- внутреннюю трубку (5, 15), коаксиально простирающуюся внутри наружной реакторной трубки (1, 11);
- границу (3, 13) раздела, расположенную между внутренней стенкой наружной реакторной трубки (1, 11) и наружной стенкой внутренней трубки (5, 15);
- первый кольцевой канал для каталитической конверсии технологического газа, ограниченный между внутренней стенкой наружной реакторной трубки (1, 11) и наружной стенкой границы (3, 13) раздела, причем указанный канал загружен каталитическим материалом;
- второй кольцевой канал для технологического газа, проходящего противоточно или прямоточно технологическому газу, проходящему по первому кольцевому каналу, ограниченный между внутренней стенкой границы (3, 13) раздела и наружной стенкой внутренней трубки (5, 15);
- впускной барьер (4, 14) на впускном конце катализаторной трубки, предотвращающий выпуск технологического газа из наружной реакторной трубки (1, 11) через второй кольцевой канал и через внутреннюю трубку (5, 15) на впускном конце катализаторной трубки;
- выпускной барьер (6, 16) на выпускном конце катализаторной трубки, предотвращающий выпуск технологического газа из наружной реакторной трубки (1, 11) через первый кольцевой канал и через одно из второго кольцевого канала и внутренней трубки (5, 15), при этом позволяя технологическому газу выходить из наружной реакторной трубки (1, 11) через другое из второго кольцевого канала и внутренней трубки (5, 15);
причем каждый из внутренней трубки, первого кольцевого канала и второго кольцевого канала имеет отверстие на впускной стороне катализаторной трубки и отверстие на выпускной стороне катализаторной трубки;
при этом впуск катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием первого кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки; отверстие первого кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде либо с отверстием второго кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки, либо с отверстием внутренней трубки на выпускном конце катализаторной трубки; отверстие второго кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием внутренней трубки (5, 15) на впускном конце катализаторной трубки; и либо отверстие внутренней трубки (5, 15) на выпускном конце катализаторной трубки, либо отверстие второго кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с выпуском катализаторной трубки.
2. Катализаторная трубка по п. 1, в которой
- выпускной барьер (6, 16) представляет собой выпускной барьер (6, 16), расположенный на выпускном конце катализаторной трубки и предотвращающий выпуск технологического газа из наружной реакторной трубки (1, 11) через первый кольцевой канал и через второй кольцевой канал, при этом позволяя технологическому газу выходить из наружной реакторной трубки (1, 11) через внутреннюю трубку (5, 15);
в которой впуск катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием первого кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки; отверстие первого кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием второго кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки; отверстие второго кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием внутренней трубки (5, 15) на впускном конце катализаторной трубки; а отверстие внутренней трубки (5, 15) на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с выпуском катализаторной трубки.
3. Катализаторная трубка по п. 1, в которой
- выпускной барьер (6, 16) представляет собой выпускной барьер (6, 16), расположенный на выпускном конце катализаторной трубки и предотвращающий выпуск технологического газа из наружной реакторной трубки (1, 11) через первый кольцевой канал и через внутреннюю трубку (5, 15), при этом позволяя технологическому газу выходить из наружной реакторной трубки (1, 11) через второй кольцевой канал;
в которой впуск катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием первого кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки; отверстие первого кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием внутренней трубки на выпускном конце катализаторной трубки; отверстие второго кольцевого канала на впускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с отверстием внутренней трубки (5, 15) на впускном конце катализаторной трубки; а отверстие второго кольцевого канала на выпускном конце катализаторной трубки сообщается по текучей среде с выпуском катализаторной трубки.
4. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–3, в которой выпускной барьер (6, 16) содержит круглую поверхность, соединенную по кромке с внутренней стенкой наружной реакторной трубки (1, 11), причем в центре круглой поверхности предусмотрен зазор, позволяющий технологическому газу выходить из внутренней трубки (5, 15).
5. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–4, в которой выпускной барьер (6, 16) содержит конусообразное тело, цилиндрическое тело или тело в виде усеченного конуса.
6. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–5, в которой внутренняя трубка (5, 15) смонтирована на поверхности выпускного барьера (6, 16) или внутренняя трубка (5, 15) простирается через выпускной барьер (6, 16).
7. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–6, в которой наружная реакторная трубка (1, 11) имеет конический конец (7, 17) на выпускном конце реактора.
8. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–7, в которой граница (3, 13) раздела имеет открытый конец на выпускном конце катализаторной трубки и закрытый конец на впускном конце катализаторной трубки, причем указанный закрытый конец закрыт впускным барьером (4, 14), при этом впускной барьер (4, 14) предпочтительно закреплен на границе (3, 13) раздела или приварен к ней на впускном конце реактора.
9. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–8, в которой первый кольцевой канал содержит структуру, содержащую один или несколько из перечисленных элементов: гофрированные пластины, ребристые элементы и пеноматериал, причем на указанной структуре обеспечен катализатор.
10. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–9, в которой граница (3, 13) раздела выполнена из материала с высокой теплопроводностью, который может быть тем же материалом, из которого изготовлена структура, описанная в п. 7.
11. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–10, в которой граница (3, 13) раздела содержит непрерывную сборку из нескольких трубчатых элементов, уложенных друг на друга в стопку, причем трубчатые элементы могут иметь коническую, цилиндрическую форму или форму усеченного конуса.
12. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–11, в которой внутренняя реакторная трубка изготовлена из материала с низкой теплопроводностью, имеющего теплопроводность ниже 10 Вт/(м∙К) при 800°С.
13. Катализаторная трубка по любому из пп. 1–12, в которой внутренняя трубка представляет собой круглую трубку, квадратную трубку или прямоугольную трубку.
14. Многотрубный реактор, содержащий камеру печи и по меньшей мере одну катализаторную трубку по п. 1, причем впуски и выпуски по меньшей мере одной катализаторной трубки расположены на противоположных сторонах камеры печи.
15. Многотрубный реактор по п. 14, в котором камера печи содержит множество рядов катализаторных трубок, содержащихся внутри камеры печи, при этом между каждым рядом катализаторных трубок расположены ряды горелок.
16. Многотрубный реактор по п. 14 или 15, в котором реактор представляет собой паровой риформер.
17. Способ проведения реакции каталитической конверсии при использовании катализаторной трубки по любому из пп. 1–13 или реактора по любому из пп. 14–16.
18. Применение катализаторной трубки по любому из пп. 1–13 для реконструкции риформера, содержащего камеру печи и по меньшей мере одну катализаторную трубку, причем впуски и выпуски указанной по меньшей мере одной катализаторной трубки расположены на противоположных сторонах камеры печи.
19. Применение по п. 18, в котором реконструкцию осуществляют посредством крепления внутренней трубки, границы раздела, либо той и другой к существующему держателю катализатора в трубках риформера существующего риформера.
