РЕАКТОРНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к устройствам для каталитического дегидрирования углеводородов и может быть использовано в нефтехимической промышленности, например в области производства винилароматических углеводородов, таких как стирол, альфа-метилстирол, винилтолуол, дивинилбензол, а также изопрен, бутадиен и др.

Известен реактор радиального типа для каталитического дегидрирования углеводородов, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленную кольцевую корзину с катализатором, выполненную из перфорированных цилиндров, внутри которой размещено центральное тело вращения (RU 2154523 Сl, 20.08.2000 г.).

Однако при использовании одного указанного реактора для осуществления эндотермических реакций дегидрирования создается высокий перепад температуры по слою катализатора, что не дает возможности получить высокую степень конверсии и заставляет использовать большой избыток перегретого водяного пара, подаваемого на разбавление сырья.

Наиболее близкой к предлагаемой является реакторная система для каталитического дегидрирования углеводородов, включающая два последовательно соединенных реактора с подогревателем реакционной смеси между ними (П.А. Кирпичников, В. В. Береснев, Л.М. Попова. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.: Химия 1986, с. 98-100).

В такой системе на первой и второй ступенях контактирования используют реакторы одинаковой конструкции. При этом в связи с тем, что реакции дегидрирования протекают с увеличением объема, а реакторы работают при разном давлении (в соответствии с гидравлическими сопротивлениями элементов конструкции проточной части реакторной системы), при одинаковой конструкции реакторов возникает ситуация, приводящая к неоптимальному распределению давления в проточной части реакторов, а также к неравномерному распределению потоков реакционной смеси по всему объему катализатора. Это обстоятельство снижает эффективность процесса, изменяя конверсию и составы реакционной смеси по объему катализатора в реакторной системе.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет более оптимального распределения давления и равномерного распределения потоков реакционной смеси.

Предлагается реакторная система для каталитического дегидрирования углеводородов, включающая два последовательно соединенных реактора с подогревателем реакционной смеси между ними. В качестве реакторов используют реакторы радиального типа, содержащие цилиндрический корпус, коаксиально установленную кольцевую корзину с катализатором, выполненную из перфорированных цилиндров, внутри которой размещено центральное тело вращения, при этом отношение площадей отверстий внутренних перфорированных цилиндров второго и первого реакторов составляет 1,05 - 1,65, а внешних - 1,02 - 1,55. В предлагаемой реакторной системе отношение площадей отверстий внешнего и внутреннего перфорированного цилиндров для каждого реактора составляет 0,15 - 3,5. Расстояние между перфорированными цилиндрами в каждом реакторе составляет 0,05 - 0,25 высоты перфорированного цилиндра.

На чертеже представлена реакторная система, состоящая из реактора первой ступени контактирования 1, реактора второй ступени 2 и межступенчатого подогревателя реакционной смеси 3 (теплообменник кожухотрубчатого типа). Реакторы радиального типа содержат цилиндрический корпус 4, внутри которого коаксиально расположены внешний 5 и внутренний 6 перфорированные цилиндры, образующие корзину, в которой заключен слой катализатора 7. Центральное тело вращения 8 расположено во внутреннем перфорированном цилиндре 6. Реакционная смесь через штуцер 9 поступает во внутренний цилиндр 6 реактора первой ступени, обтекает центральное тело вращения 8 и через слой катализатора 7, внешний перфорированный цилиндр 5 и штуцер 10 по трубопроводу 11 поступает в трубное пространство межступенчатого подогревателя реакционной смеси 3, откуда по трубопроводу 12 поступает в реактор второй ступени 2, который проходит аналогично реактору первой ступени, и выводится на дальнейшую переработку через штуцер 13 и трубопровод 14. В межтрубное пространство межступенчатого подогревателя реакционной смеси 3 подается перегретый водяной пар.

Предлагаемая реакторная система для каталитического дегидрирования углеводородов обеспечивает оптимальное распределение давления и равномерное распределение потоков реакционной смеси по всему объему катализатора, повышает эффективность процесса и качество продуктов из реактора.

Использование реакторной системы для реакции эндотермического дегидрирования этилбензола в процессе получения стирола обеспечивает оптимальное распределение давления и равномерное распределение сырья и теплоносителя - водяного пара по всему объему катализатора, что существенно повышает эффективность процесса.