Способ максимизации объема реакционной смеси в суспензионном реакторе - RU2015130845A
Код документа: RU2015130845A
Формула
1. Способ максимизации объема реакционной смеси в суспензионном реакторе путем определения отношения (f) между высотой (Hf) пены и высотой (HR) реактора с помощью алгоритма, определяющего объемное содержание газа в трех зонах: первой нижней зоне, в которой установлен режим барботажа; второй промежуточной зоне, где может присутствовать пена; и третьей зоне, расположенной в верхней полусферической части, в которой многофазная смесь ускоряется до тех пор, пока она не достигает условий выпуска; при этом среднее объемное содержание газа задается средневзвешенным значением каждого из трех объемных содержаний газа в трех зонах;
отличающийся тем, что в способе используют гамма-денсиметры, расположенные внутри реактора на различных высотах, и способ включает:
измерение, для каждого применяемого гамма-денсиметра, значений плотности газа, относящихся к различным скоростям газа и/или суспензии, которые соответствуют посредством указанного алгоритма рассчитанным объемным содержаниям газа;
- выявление,
в случае когда рассчитанное объемное содержание газа составляет менее 40%, отсутствия пены по меньшей мере до высоты, на которой расположен денсиметр, измеренная с помощью которого плотность соответствует указанному объемному содержанию газа;
в случае, когда рассчитанное объемное содержание газа составляет более 70%, присутствия пены, начиная по меньшей мере с высоты реактора, на которой расположен денсиметр, измеренная с помощью которого плотность соответствует указанному объемному содержанию газа;
- наконец, определение с помощью указанного алгоритма отношения f и протяженности по высоте возможного присутствия пены, рассчитывая полученную в результате этого высоту Hf.
2. Способ по п. 1, в котором суспензионный реактор представляет собой барботажную суспензионную колонну.
3. Способ по п. 1, в котором суспензионный реактор представляет собой реактор для превращения тяжелых остатков в дистилляты, или реактор гидрогенизации, или реактор гидродесульфирования, или реактор гидрокрекинга.
4. Способ по п. 1, в котором используют, по меньшей мере, два гамма-денсиметра.
5. Способ по п. 4, в котором два гамма-денсиметра располагают на высоте между Н/4 и Н/6 и между Н/10 и Н/5, при этом Н является высотой цилиндрического участка реактора.
6. Способ по п. 4, в котором три гамма-денсиметра располагают на высоте между Н/4 и Н/5, между Н/9 и Н/11 и между Н/6 и Н/7 реактора, при этом Н является высотой цилиндрического участка реактора.
7. Способ по п. 1, в котором формула для расчета объемного содержания нижней зоны барботажа представляет собой модель Krishna с двумя группами пузырьков, параметрами которой являются скорость подъема пузырьков и объемное содержание в переходной области, при этом скорость V∞,om подъема маленьких пузырьков составляет:
где σ и ρl, соответственно, представляют поверхностное натяжение (выраженное в Н/м) и плотность (выраженную в кг/м3) жидкой фазы внутри реактора, ρV представляет плотность (выраженную в кг/м3) паровой фазы внутри реактора; Hf и εf представляют высоту и объемное содержание
возможной фазы пены, присутствующей в верхней зоне, и а, и b представляют два параметра, которые должны быть определены,
а объемное содержание εt,r газа в переходной области оценивают по выражению:
в котором fV представляет объемную долю твердого вещества в реакторе; UL представляет скорость суспензии; С, C1 и С2 представляют три параметра, которые должны быть определены,
и объемное содержание εf газа в фазе пены получают из следующего выражения:
где Ω представляет параметр скольжения, который должен быть определен, a UG представляет скорость газа.
8. Способ по любому из предшествующих пп. 1-7, в котором объемное содержание газа в зоне, расположенной в верхней полусферической части, не рассчитывают; при этом средневзвешенное значение объемного содержания газа в указанной третьей зоне считают пренебрежимо малым, из-за объема указанной третьей зоны и скорости скольжения, равной нулю.
