ВВЕДЕНИЕ
Удельный вес высокоэффективных процессов, связанных с химическим превращением сырья в нефтеперерабатывающей промышленности, постоянно увеличивается. Химическое превращение нефтяного сырья осуществляется в реакционных аппаратах, или реакторах. Процессы, протекающие в них, обеспечивают получение многих нефтепродуктов улучшенного качества.) Например, > реформинг бензина является основой для улучшения свойств автомобильных бензинов и производства ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилолов и этилбензола). Конструкция реактора должна отвечать требованиям данного химического процесса. Реакция в реакторе должна протекать с максимально допустимой скоростью при условии наибольшего выхода целевой продукции. При известном технологическом процессе и данном катализаторе этого добиваются поддержанием оптимальных значений температуры, давления в аппарате, а также времени протекания химической реакции.
В промышленных реакторах в реакции участвуют две фазы и более. В реакторах, работающих на твердых катализаторах, кроме скорости протекания собственно реакции превращения, должна быть обеспечена также скорость переноса реагирующих веществ между фазами. Все известные конструкции реакционных аппаратов по общности принципов работы подразделяются на реакторы полного смешения (периодического или непрерывного действия) и реакторы полного вытеснения. По способу теплообмена в реакционной зоне различают реакторы с теплообменом через стенку (перегородку) и непосредственно с катализатором (адиабатические реакторы).
К реакторам с теплообменом через стенку относятся трубчатые реакторы, конструктивно представляющие собой кожухо-трубчатый теплообменник. Катализатор заполняет трубное или межтрубное пространство, теплоноситель (хладоноситель) омывает соответственно наружную или внутреннюю поверхность труб.
Адиабатические реакторы просты по конструкции; в них отсутствует теплообмен с окружающей средой, а выделение или поглощение незначительной теплоты реакции приводит к несущественному отклонению температуры реакционной смеси по высоте реакционной зоны.
Катализатор в реакторе может располагаться неподвижным слоем или находиться в движении. Применяемые катализаторы отличаются адсорбционной и кинетической характеристиками, кристаллической структурой, а также размерами гранул (зерен). Для конструктивного оформления наибольшее значение имеют размеры гранул (фракционный состав гранул). Для каталитического реформинга применяют главным образом платиновый катализатор (0,5-0,6 масс. % платины, нанесенной на поверхность оксида алюминия). Используют также молибденовый катализатор, представляющий собой оксид молибдена, нанесенный на поверхность оксида алюминия.
Реакторы конструктивно выполняются в виде аппаратов колонного типа. Колонные аппараты применяют в различных производствах химической и смежных с ней отраслей промышленности для проведения процессов тепломассообмена(ректификации, дистилляции, абсорбции и др.)- В зависимости от параметров технологического процесса колонные аппараты изготавливают различных диаметров и высоты из материалов, устойчивых к воздействию обрабатываемых веществ (углеродистая, легированная, двухслойная стали, чугун, медь и другие материалы). Колонные аппараты работают под вакуумом, при атмосферном и повышенном давлении.
Существует несколько методов монтажа аппаратов колонного типа большой массы: наращивание, подращивание, скольжение, поворот вокруг шарнира, метод падающей стрелы, безъякорный, выжимания и скольжения с использованием четырех монтажных мачт и монтажных кранов.
Монтаж скруббераметодом наращивания (рис.1) ведут с помощью монтажного крана (1). По нижней части (6) скруббера, уже установленной на фундаменте, для удобства работы расположены площадки (5), с которых собирают и сваривают верхнюю и нижнюю (6) части. Сваренные верхнюю и нижнюю части поднимают с помощью стропов (2) и траверсы (3), которая предохраняет верхнюю часть скруббера от сминания.
Подъем аппаратовметодом поворота вокруг шарнира (рис. 2,а) широко используют при монтаже аппаратов колонного типа. Монтаж выполняют с помощью двух грузоподъемных трубчатых мачт (10). Аппарат соединен шарниром (9) с фундаментом (11). Мачты расчаливают в четырех плоскостях шестью винтами (1). Для подъема аппарата используют два полиспаста (2).
Разновидностью этого метода монтажа является монтаж с помощью двухсамоходных гусеничных кранов (рис. 3). Он значительно экономичнее предыдущего так , как при нём почти не используется такелажная оснастка. Аппарат (2), поднимаемый с помощью кранов 91) соединяют шарниром (3) с фундаментом (4), на который он будет установлен.Под аппарат укладывают шпальные клетки (5), служащие для предохранения аппарата от повреждений. В процессе подъёма аппарата самоходные краны перемещаются по направлению к фундаменту.
При монтаже методом падающейстрелы (рис. 2,6) поднимаемый аппарат выкладывают горизонтально на шпальных клетках. Нижнюю его часть соединяют шарниром (9) с фундаментом (11). В качестве грузоподъемного приспособления используют А-образный шевр (14), который может поворачиваться в процессе подъема аппарата. Шевр соединен с аппаратом тяговым аппаратом (15). Для плавного опускания аппарата на фундамент в конце подъема применяют оттяжку (5), соединенную с лебедкой (7). Подъем осуществляется полиспастом (2) с помощью лебедки (13). При работе лебедки (13) полиспаст (2) сокращается по длине и тянет А-образный шевр. Поскольку шевр соединен с аппаратом канатом (15), аппарат начинает подниматься, поворачиваясь вокруг шарнира (9). Шевр в
данном случае поворачивается вокруг своей оси и, как бы падая, увлекает за собой поднимаемый аппарат.
При безъякорном методе монтажа (рис. 4) якорь используют только для установки лебедок и тормозной расчалки. Для монтажа применяют качающийся портал (4). Его прикрепляют к шарниру (3), а поднимаемый аппарат (1) - к шарниру (5), соединяющему его с фундаментом. Оголовок портала и верхнюю часть аппарата раскладывают в противоположные друг от друга стороны. Под аппарат подкладывают шпальную клетку (2). С помощью полиспаста (6) начинают поднимать портал, затем до определенного угла поднимают аппарат. После
аппарата медленно устанавливают на основание, удерживая его тормозной оттяжкой (8).
Бестросовый метод (рис. 5) сходен с безъякорным. При бестросовом методе полиспасты и канаты не используют. В качестве грузоподъемного механизма служат спаренные домкраты (5), которые перемещаются по порталу (2). Метод выжимания (рис. 5): подготовленный к подъему аппарат (1) устанавливают на шпальные клетки (7). Аппарат обстраивают трубопроводами, площадками, лестницами и в готовом виде устанавливают в вертикальное положение. Нижний конец аппарата помещают на шарнир (4), вокруг которого аппарат будет поворачиваться при переходе из исходного положения в проектное. Аппарат охватывают хомутом (3), который имеет вверху шарнир для соединения с толкателями (2). Для подъема аппарата включают в работу стяжные полиспасты. Сокращаясь по длине, они с помощью толкателя (2) выжимают аппарат.
Для подъема высотных аппаратов или металлоконструкций и вентиляционных труб кранами, когда высота подъема их крюков недостаточна, используют опорную стойку, состоящую из одного или двух звеньев, закрепленную за аппарат. Опорная стойка выполняется сварной из трех или двух труб, соединенных между собой решеткой из уголков.
Метод выжимания (рис. 6): подготовленный к подъему аппарат (1) устанавливают на шпальные клетки (7). Аппарат обстраивают трубопроводами, площадками, лестницами и в готовом виде устанавливают в вертикальное положение. Нижний конец аппарата помещают на шарнир (4), вокруг которого аппарат будет поворачиваться при переходе из исходного положения в проектное. Аппарат охватывают хомутом (3), который имеет вверху шарнир для соединения с толкателями (2). Для подъема аппарата включают в работу стяжные полиспасты. Сокращаясь по длине, они с помощью толкателя (2) выжимают аппарат.
При монтаже методом поворота вокруг шарнира с дотяжкой аппарат поднимается краном до максимального угла его продольной оси к горизонту, затем дотягивающей системой доводится до нейтрального положения, когда центр массы аппарата и ось поворотного шарнира располагаются на одной вертикали. Подъём одиночным или спаренными кранами с поворотом стрел наиболее прост и применяется, когда максимальный угол подъёма аппарата достаточен для последующего использования дотягивающей системы. Практически этот угол должен быть равен 50 .
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Основные технические, монтажные и транспортные характеристики реактора
Реакторные блоки большинства установок состоят из трех и более реакторов.
Основными реакционными аппаратами являются адиабатические реакторы -пустотелые аппараты, заполненные одним слоем катализатора. Встречаются также политропические реакторы - многослойные аппараты со встроенными адиабатическими секциями.
Газосырьевой поток в адиабатических реакторах может двигаться в двух направлениях: аксиальном - сверху вниз, и радиальном - от периферии к центру (для парогазового сырьевого потока).
Реакторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты со сферическими днищами, в которых помещен катализатор. Корпуса реакторов, используемых на отечественных заводах, имеют внутреннюю защитную футеровку из жаростойкого бетона для сохранения прочности металла и стойкости его к водородной и сульфидной коррозии в условиях высоких температур. Такие реакторы можно изготовить из углеродистой стали; если футеровка отсутствует, то корпус выполняют целиком из высоколегированных сталей или двухслойной стали (основной слой - хромомолибденовая сталь, внутренний слой - нержавеющая сталь).
Рассмотрим адиабатический реактор установки каталитического реформинга. Корпус аппарата изготовлен из стали марок 22К иди 09Г2ДТ и покрыт изнутри торкрет-бетонной футеровкой. Качество футеровки должно быть высоким во избежание появления на ней трещин в процессе эксплуатации (особенно уязвимы в этом отношении верхние участки реактора в области штуцеров). Герметичность футеровки может нарушиться также вследствие резких изменений температуры в отдельных зонах реактора или всей установки. Участки корпуса, где надежная работа футеровки не гарантирована, следует выполнять из хромомолибденовых сталей марок 12МХ или 12ХМ, устойчивых при повышенных температурах и водородсодержащих средах. Внутренние устройства реактора изготавливают из сталей марок ЭИ496 и Х5М.