Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения эффективности селективного гидрирования

Изобретение относится к технологии промышленного проведения реакции каталитического гидрирования жидкофазных непредельных углеводородов и других продуктов в реакторе гидрирования и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической отраслях промышленности.

Известен способ, в котором для минимизации потерь целевого продукта предложен способ автоматического управления процессом гидрирования ненасыщенных углеводородов. Расход подачи водорода на реактор регулируется по концентрации нежелательной примеси в углеводородном потоке [Способ автоматического управления процессом гидрирования ацетиленовых углеводородов. Авторское свидетельство СССР №1491868 А1, кл. С07С 5/02, G05D 27/00. 1989. Бюл. 25]. Предлагаемый способ не учитывает технических неисправностей элементов реактора, структуру потока реагирующих фаз при прохождении через слой катализатора.

Известно устройство реактора гидрирования, в котором для циркуляции среды используется механическое перемешивающее устройство приводимым в действие электроприводом, для теплосъема во внутреннее пространство реактора вмонтированы трубы [Реактор гидрирования. Авторское свидетельство СССР №1611437 А1. Кл B01J 19/00. 1990. Бюл. 45]. Недостатком предлагаемого способа выравнивания профиля течения двухфазного потока является винтовая мешалка, приводимая в действие электроприводом, что делает процесс гидрирования энергозатратным и требует дополнительного технического обслуживания.

Наиболее близким способом гидрирования является создание равномерного контакта исходного реагирующего материала с катализатором, находящимся в реакторе, в нижней части ректора установлена тарелка для распределения газожидкостного потока. Водород движется через тарелку через размещенные колпачковые насадки [Реактор с псевдоожиженным слоем и способ гидрирования в реакторе. Патент РФ №2545330. Заявка 2012119265/05. Опубл. 27.03.2015. Бюл. №9].

В предлагаемом способе непредусмотрено измерение пропускной способности, а установленные колпачки не гарантируют равномерного распределения водорода в восходящем потоке по сечению тарелки.

Задачей данного изобретения является разработка способа повышения эффективности селективного гидрирования ацетиленовых соединений, олефинов, диолефинов и других продуктов в химическом реакторе в зависимости от пропускной способности газораспределительных элементов реактора гидрирования.

Для решения поставленной задачи предлагается способ повышения эффективности селективного гидрирования непредельных углеводородов в химическом реакторе, в котором подача водорода осуществляется через нижнюю тарелку, на которой установлены газораспределительные насадки, притом, что в реакторе производят монтаж комплекта газораспределительных насадок, имеющих узкое распределение по величине создаваемого гидравлического сопротивления не более 20%, при этом формирование комплекта газораспределительных насадок производят по результату измерения пропускной способности каждой газораспределительной насадки до применения на узле гидрирования, основанную на измерении давления при фильтрации воздуха с расходом 10 м³⋅час^-1.

В качестве газораспределительной насадки используется материал лист пористый ТУ 14-1-2819-79.

На фиг. 1-3 представлено устройство лабораторной установки измерения пропускной способности газораспределительных насадок.

Установка состоит из следующих элементов:

1 - воздушная камера;

2 - резьбовая крышка;

3 - газораспределительная насадка;

4 - регулирующий кран;

5 - арматура;

6 - манометр.

Установка измерения пропускной способности состоит из воздушной камеры (1), к верхней части которой крепится резьбовая крышка (2). В выборку сверху воздушной камеры (1) устанавливается газораспределительная насадка (3), для плотного фиксирования между воздушной камерой и резьбовой крышкой может использоваться резиновая и тефлоновая прокладка. Воздух подается при открывании арматуры (5) при открытом регулирующем кране (4). Давление, которое создается гидравлическим сопротивлением насадки, фиксируется манометром (6).

Формирование комплекта газораспределительных насадок перед монтажом в реактор гидрирования осуществляют путем проведения измерения пропускной способности газораспределительных насадок следующим образом.

На установке (1) следует открутить резьбовую крышку (2). В выборку установки (1) положить газораспределительную насадку (3), накинуть на его поверхность по окружности резиновую и тефлоновую прокладку. Закрепить резьбовую крышку, имеющую отверстие для пропускаемого воздуха сквозь насадку. Подать воздух при полностью открытом регулирующем кране (4), произвести полное открывание арматуры (5), расход воздуха до 10 м³⋅час^-1. После приведения системы в равновесие (0,5÷1,0 минуты) зафиксировать значение манометра (6) - давление, которое создается гидравлическим сопротивлением насадки. После получения значений давления для серии газораспределительных насадок сформировать комплект газораспределительных насадок для монтажа в реактор гидрирования, отличающихся по величине создаваемого гидравлического сопротивления не более чем на 20%.

В процессе измерения пропускной способности следует отбраковывать насадки, создающие «свист» из-за пропускания воздуха через микротрещины.

Пример. В соответствии с требованием равномерного распределения водорода в поперечном сечении реактора были сформированы комплекты газораспределительных насадок с узким распределением пропускной способности:

1 - от 0,18 до 0,20 атм;

2 - от 0,20 до 0,21 атм;

3 - от 0,22 до 0,24 атм;

4 - от 0,24 до 0,29 атм;

5 - от 0,29 до 0,33 атм;

6 - от 0,33 до 0,40 атм.

До монтажа газораспределительных насадок с узким распределением пропускной способности суммарные потери бутадиена по реакторам гидрирования составили в среднем 3,1% отн. (фиг. 4). После монтажа газораспределительных насадок с узким распределением пропускной способности (различия в перепадах давления для одного комплекта из 48 газораспределительных насадок не превысили 20%) среднемесячные суммарные потери бутадиена по реакторам гидрирования составили 2,2% отн. Мольное соотношение водород/(ацетиленовые углеводороды) снизилось с 6,8 до 3,8 при сравнимых показателях нагрузки по сырью около 9,5 т⋅ч^-1.

Предложенный способ позволяет создавать оптимальный мелкопузырьковый режим работы реактора гидрирования в поперечном сечении, снизить потери целевых углеводородов и сократить расход водорода.