Назначение, устройство, принцип работы реактора Р-3.

Реактором называется аппарат, в котором осуществляются химические процессы, сочетающие химические реакции с массопереносом (диффузией).

Каталитическую гидроочистку дизельных топлив применяют для уменьшения содержания в них серы до 0, 2 % мас. и ниже, для повышения их термической стабильности и улучшения других свойств. Процесс гидроочистки сопровождается реакциями насыщения олефиновых углеводородов и деструктивной гидрогенизации сернистых, кислородных и азотных соединений с образованием парафиновых углеводородов, сероводорода, воды и аммиака. Гидроочистка осуществляется в присутствии водородсодержащего газа при температуре 360 - 425 °С и давлении 2…5 МПа: Степень обессеривания и глубина гидрирования непредельных соединений повышаются с ростом температуры и давления процесса, а также с увеличением кратности циркуляции водородсодержащего газа. Для ускорения процесса применяют различные катализаторы, однако особенно часто — алюмокобальтомолибденовый таблетированный катализатор.

Реакции гидрирования протекают с выделением тепла, избыток которого отводят с помощью хладоагентов (холодного циркуляционного газа, сырья или гидрогенизата).

На рис. 1 показан политропический (многослойный, многосекцион-ный) реактор установки гидроочистки дизельных топлив. Он представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат диаметром 1400 мм и высотой 14 000 мм с эллиптическими днищами. Корпус реактора изготовлен из двухслойной стали 12ХМ + ОХ18Н10Т толщиной 40 мм, штуцеры — из стали Х5М. Изнутри корпус футеруют жаропрочным торкретбетоном толщиной обычно 125…200 мм.

Футеровка должна быть монолитной и состоять из двух слоев: термоизоляционного — непосредственно у корпуса и эрозионностойкого внутреннего. Состояние футеровки проверяют путем измерения температуры стенок корпуса аппарата поверхностными термопарами.

Рис.1. Политропический реактор установки гидроочистки дизельных топлив: 1 — корпус; 2 — футеровка; 3 —катализатор; 4 — опорное кольцо; 5 – штуцеры для термопары; 6 — вывод газосырьевой смеси; 7 — днище; 8 — нижний штуцер; 9 — муфта для манометра; 10 — ввод охлаждающего газа; 11 — опора; 12 — штуцер для предохранительного клапана; 13 — воздушник; 14 — люк; 15 — штуцер ввода газосырьевой смеси; 16 — съемная колосниковая решетка; 17— опорный перфорированный лист

Превышение допустимой температуры (200 °С) свидетельствует о нарушении герметичности футеровки на данном участке. Внутри аппарата имеется шесть съемных колосниковых решеток, на которые насыпан таблетированый алюмокобальтомолибденовый катализатор. Колосники устанавливают на кольцевые опоры, приваренные к корпусу реактора.

Все внутренние устройства аппарата выполнены из стали ОХ18Н10Т. Над каждым слоем катализатора расположен маточник из хромоникелевых труб для подачи охлаждающего циркуляционного газа. Это позволяет поддерживать в каждой секции необходимую температуру с постепенным повышением ее по ходу парогазовой смеси. Таким образом, в любой секции протекает адиабатический процесс, а в реакторе в целом — политропический.

Таблетированный катализатор в количестве 12 м загружают в аппарат через верхний люк диаметром 450 мм, на крышке которого имеется воздушник для отвода продувочных газов. Над блоком реакторов сооружают специальные площадки. С них катализатор по гибкому рукаву засыпают в соответствующую секцию (снизу вверх), где рабочий, находящийся внутри аппарата, соблюдая требования техники безопасности для работы в закрытых сосудах выравнивает вручную слой катализатора. Газо-сырьевая смесь поступает в верхнюю секцию по штуцеру в верхней части аппарата, последовательно проходит через слой катализатора во всех секциях и по штуцеру под нижней секцией выводится из реактора.