Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к устройствам для гидропереработки углеводородного сырья в присутствии неподвижного слоя катализатора и может найти применение в нефтеперерабатывающей промышленности.

В процессах гидропереработки химические превращения компонентов сырья сопровождаются выделением тепла, что предъявляет к устройствам для гидропереработки требования по обеспечению отвода тепла из слоя катализатора для проведения процесса в оптимальных условиях.

Известны и широко используются установки гидроочистки средних дистиллятов [Н.Л. Солодова, Н.А. Терентьева. Гидроочистка топлив. Казань: Изд-во Казан. Гос. технол. ун-та, 2008 г., с. 33], включающие устройства смешения сырья со свежим и циркулирующим водородсодержащим газом (водородом), рекуперационный теплообменник, печь, реактор с аксиальной подачей сырья в слой катализатора, систему очистки и циркуляции водорода, систему выделения товарного продукта из гидрогенизата.

Недостатками известных установок являются высокие энергозатраты на циркуляцию водорода, а также повышенное газо- и коксообразование из-за подъема температуры в реакторе за счет тепла процесса гидропереработки.

Наиболее близки к заявляемому изобретению система управления, способ и устройство для непрерывной жидкофазной гидропереработки [RU 2411285, опубл. 10.02.2011 г., МПК C10G 47/00, C10G 45/02], которое состоит из системы подготовки сырьевой смеси, устройства для гидропереработки нагретой сырьевой смеси в составе входного сепаратора с линиями вывода отработавших газов (нерастворившегося водорода) и подачи гомогенной сырьевой смеси в по меньшей мере один реактор с аксиальной подачей сырьевой смеси в по меньшей мере один слой катализатора, с поверхностью раздела фаз, разделяющей газовое пространство и пространства с гидрогенизатом и катализатором, и узла циркуляции гидрогенизата с циркуляционным насосом, а также системы выделения товарного продукта.

Недостатками данного устройства для гидропереработки являются: невысокая надежность из-за наличия насоса, подъем температуры в реакторе из-за отсутствия системы отвода тепла из реактора, большие энергозатраты из-за высокого гидравлического сопротивления слоя катализатора при аксиальной подаче сырьевой смеси, потери водорода из входного сепаратора.

Задача изобретения - повышение надежности устройства, исключение подъема температуры в реакторе, снижение энергозатрат и потерь водорода.

Техническим результатом является повышение надежности устройства за счет исключения динамического оборудования, снижение энергозатрат за счет применения реактора с радиальной подачей гомогенной сырьевой смеси через слой катализатора, а также снижение потерь водорода за счет соединения входного сепаратора с реактором линией подачи водорода.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, включающем входной сепаратор с линией вывода водорода, по меньшей мере один реактор с поверхностью раздела фаз с по меньшей мере одним слоем катализатора каждый и узел циркуляции гидрогенизата, особенностью является то, что устройство включает реакторы с радиальной подачей гомогенной сырьевой смеси через слой катализатора, в каждом слое катализатора размещен по меньшей мере один теплообменный блок, оснащенный линиями ввода/вывода хладагента, узел циркуляции гидрогенизата выполнен в виде эжектора с сырьевой смесью в качестве рабочего тела, а в аксиальной области центрального коллектора реактора расположено насадочное контактное устройство, оснащенное аксиальным трубопроводом подачи водорода из входного сепаратора ниже насадки и распределительным устройством гидрогенизата, расположенным на уровне поверхности раздела фаз и выше насадки, соединенное с эжектором линией подачи циркулирующего гидрогенизата, насыщенного водородом.

Реакторы с радиальной подачей сырьевой смеси через слой катализатора, насадочные контактные устройства, сепаратор и эжекторы известны из уровня техники.

Применение реакторов с радиальной подачей сырьевой смеси через слой катализатора позволяет снизить гидравлическое сопротивление реактора и снизить энергозатраты на циркуляцию гидрогенизата. Размещение теплообменных блоков в слое катализатора позволяет исключить подъем температуры в реакторе путем отвода теплоты реакции. Оборудование реактора насадочным контактным устройством позволяет насытить циркулирующий гидрогенизат водородом, что обеспечивает эффективную работу эжектора вследствие большого газового фактора сырьевой смеси как на входе, так и на выходе эжектора.

Устройство включает эжектор 1, входной сепаратор 2, реактор 3 с радиальной подачей сырьевой смеси (условно показан один реактор с одним слоем катализатора 4, в котором размещен один теплообменный блок 5) с поверхностью раздела фаз 6, насадочное контактное устройство 7 с насадкой 8 и трубопроводом подачи водорода 9.

При работе устройства водородсодержащую сырьевую смесь по линии 10 подают как рабочее тело в эжектор 1, в который по линии 11 направляют циркулирующий гидрогенизат, насыщенный водородом, полученную смесь в сепараторе 2 разделяют на водород, подаваемый по линии 12 в трубопровод 9, и гомогенную сырьевую смесь, направляемую по линии 13 в реактор 3, где она контактирует с катализатором, перемещаясь через его слой в центральный коллектор 14 и далее в слой жидкости 15. Балансовую часть гидрогенизата выводят на разделение по линии 16, а циркулирующий гидрогенизат через распределительное устройство 17 подают на насадку 8, стекая по которой он насыщается водородом, подаваемым противотоком по трубопроводу 9, и выводят с низа устройства 7 по линии 11. Слой катализатора 4 охлаждают хладагентом, подаваемым в блок теплообменных элементов 5 по линиям 18. По линии 19 выводят отходящие газы.

Таким образом предлагаемое устройство надежно исключает подъем температуры в реакторе и потери водорода, позволяет снизить энергозатраты и может найти применение в промышленности.