197854. lajstromszámú szabadalom • Többfokozatú, mozgó katalizatorágyas reaktorrendszer
■ 197854 A találmány tárgya többfokozatú, radiális áramlásű, katalitikus reaktorrendszer, amely főképpen különféle szénhidrogén-alapanyagok gőzfázisú átalakítására alkalmazható. A reaktorrendszer elvégzi egy reagensáram feldolgozását két vagy több reaktorszakaszon keresztül, amelyek egy meghoszszabbított reaktorkamrában függőlegesen vannak elhelyezve, a reagensáram feldolgozása katalízátorszemcsékkel érintkeztetve megy végbe, amelyek a reaktorszakaszokon keresztül gyűrűalakú ágyként gravitációs áramlással mozognak. Különböző szeéahidrogén átalakítási eljárásokat végeztek' wár eddig is olyan reaktorrendszerek e.t, hj-jléfiá 1 va, amelyekben a reagensáram feldolgozása radiális áramlással, függőlegesen elhelyezett gyűrűalakú katalizátorágyon át megy végbe. Ez az elrendezés számos tervezési és üzemelési előnnyel jár, különös tekintettel azokra a szénhidrogén átalakítási eljárásokra, amelyeket gőzfázisban végeznek. Ezeknél az eljárásoknál a katalizátorszemcsék tipikusan egy függőleges helyzetű gyűrűalakú katalizátortartó szakaszban vannak elhelyezve, amelyet egy függőleges helyzetű külső csőalakú katalizátorvisszatartó rekeszben koaxiálisán elhelyezett belső csőalakú katalizátorvisszatartó rekesz (ami általában egy perforált vagy hornyolt központi csőre támaszkodik) határol. Az ilyen reaktorrendszereket alkalmazó szénhidrogén átalakító eljárások tipikus példái a katalitikus reformálás, a paraffinok katalitikus dehidrogénezése és az alkil-aromások katalitikus dehidrogénezése. Az US 2 683 654 számú szabadalmi leírás egy korábbi, egyfokozatú reaktorrendszert ismertet, amelyben egy reagensáramot oldalról és radiálisán áramoltatnak egy függőleges helyzetű gyürűalakú katalizátorágyon keresztül. A reaktorrendszer álló katalizátorággyal van ellátva, a reagensáramot lefelé vezetik egy gyűrűalakú térbe, ami a reaktorfal és a gyűrűalakú katalizátorágy között van kiképezve, és radiálisán áramoltatják a katalizátorágyon keresztül egy perforált, központi csőbe. Ezután a reagensáram tovább halad lefelé és távozik a reaktorrendszerből. Az US 3 692 496 számú szabadalmi leírás némileg hasonló reaktorrendszert ismertet, amelyben egy reaktorkamrába betáplált reagensáramot radiálisán áramoltatnak egy külső gyűrűalakú térből egy gyűrűalakú katalizátorágyon keresztül egy belső vagy központi elosztótérbe. A reaktorrendszer ebben az esetben többfokozatú reaktorrendszer, amely egy sor reaktorszakaszt (és ennek megfelelően egy sor gyűrűalakú katalizátorágyat) tartalmaz, s amely úgy van megtervezve, hogy a katalizátorszemcsék gravitációs áramlással lefelé haladnak az egyik gyűrűalakú katalizátortartó szakaszból a közvetlenül alatta lévő gyűrűalakú katalizátortartó szakaszba, és a katalizátorszemcséket a legalsó reaktorszakaszból vonják ki regenerálás céljából. 1 2 Az utóbbi többfokozatú reaktorrendszer egy változatát tartalmazza az US 3 725 248 számú szabadalmi leírás, amelyben a gyűrűalakú katalizátorágyakat egyedileg tartalmazzák egymás mellett lévő reaktorkamrák; és az US 3 882 015 számú szabadalmi leírás, amely szerint a reagensáram fordítva áramlik, radiálisán a középső reagensvezetékből egy gyűrűalakú katalizátorágyon keresztül abba a gyűrűalakú térbe, amit a katalizátorágy és a reaktorkamra fala alkot. Abból a célból, hogy a katalizátorszemcsék egyenletesebb áramlását elősegítsék egy többfokozatú reaktorrendszeren keresztül, eddig az volt a gyakorlat, hogy több katalizátor-eltávolító vezetéket helyeztek el egyforma távolságra a gyűrűalakú katalizátortartó szakasz alsó része körül, egyenlő távolságban a belső és külső katalizátorvisszatartó rekesztől, emellett mindegyik vezeték felső vége kónikus sapkával volt befedve, amely lehetővé tette a katalizátorszemcsék egyenletes áramlását a vezetékbe minden irányból. Ezt a megoldást, valamint az említett mozgóágyas reaktor számos szerkezeti részletét az US 3 706 536 számú szabadalmi leírás ismerteti. Míg ez az elgondolás hatásosan elősegíti az egyenletesebb katalizátor-áramlást, az US 4 110 081 számú szabadalmi leírás beismeri a katalizátor stagnálását, ami a teljes reaktorrendszer hátrányára lehet. A katalizátorszemcsék ugyanis, amelyek gravitációs áramlással haladnak a belső katalizátorvisszatartó rekesszel szomszédos gyűrűalakú katalizátortartó szakaszon keresztül, hajlamosak arra, hogy a reagensáram befelé irányuló radiális áramlása következtében ebben a helyzetben maradjanak. Ha a gravitációs áramlású szemcsék megközelítik a katalizátortartó szakasz alsó részét a reagensáram radiális áramlásának a hatására, akkor a fent említett katalizátor-eltávolító vezetékek hozzáférhetősége némileg gátolva van. Ennek eredményeképpen a szemcsék hajlamosak arra, hogy a belső katalízátorvisszatartó rekesz alsó részéhez szoruljanak, és így stagnáló katalizátormasszát képeznek, ami általában háromszögletű keresztmetszeti felületű, a katalizátortartó szakasz alsó részére alapozva és elvékonyodva fölfelé a belső rekesz felé. Erre a problémára reagálva az US 4 110 081 számú szabadalmi leírás ismerteti több katalizátorgyűjtő üreg vagy egyetlen korongalakú fedőlemez használatát éppen a katalizátor-eltávolító vezetékek felett, oly módon, hogy ez irányítsa a katalizátor eltávolítását a gyűrűalakú katalizátortartó szakaszból egy gyűrűalakú vagy közel gyűrűalakú nyíláson keresztül, amely a belső katalizátortartó rekesszel szomszédos. Ennek az elgondolásnak elég hagy hátránya az, hogy viszonylag nagymennyiségű katalizátor stagnálhat a gyűrűalakú katalizátortartó szakasz alsó részében, a katalizátor2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
