Reactor de hidrogenación de lecho fijo

Instrucciones de funcionamiento del dispositivo y descripción de las piezas

El dispositivo procesa seis sistemas de aceite: sistema de alimentación de gas, sistema de alimentación de líquido, sistema de reacción, sistema de condensación y separación, sistema de control y recuperación del nivel de líquido, y sistema automático de descarga y medición de gases residuales.

1. Sistema de alimentación de gas

Los dos gases son hidrógeno (H2) y nitrógeno (N2), el método de alimentación es el siguiente:

El hidrógeno (H2) ingresa al sistema a través de una válvula de bola bidireccional (HV-11), se filtra mediante un filtro (F-11), la válvula reductora de presión (PCV-11) reduce la presión del gas filtrado a la presión objetivo, se controla y dosifica mediante un controlador de flujo másico (FT/FV-11) y, tras pasar por una válvula de retención (CK-11), ingresa al sistema de reacción. La válvula de bola bidireccional (HV-14) y la válvula de aguja (HV-15) son válvulas de derivación del controlador de flujo másico (FT/FV-11). La válvula reductora de presión (PCV-11) tiene una presión de entrada ajustable de 0 a 6000 psi y una presión de salida ajustable de 0 a 1500 psi. La entrada y la salida de la válvula reductora de presión cuentan con un manómetro (PI-11), y el manómetro (PI-12) se utiliza para medir la presión. El controlador de flujo másico (FT/FV-11) tiene un rango de control de 0 a 500 ml/min y una precisión de control de ± 1 %.

El nitrógeno (N2) que ingresa al sistema a través de la válvula de bola bidireccional (HV-21) se filtra mediante el filtro (F-21). El gas filtrado se reduce a la presión objetivo mediante la válvula reductora de presión (PCV-21), controlada y dosificada por el controlador de flujo másico (FT/FV-21), y entra al sistema de reacción tras pasar por la válvula de retención (CK-21). La válvula de bola bidireccional (HV-24) y la válvula de aguja (HV-25) son válvulas de derivación para el controlador de flujo másico (FT/FV-21). La válvula reductora de presión (PCV-21) tiene una presión de entrada de 0 a 6000 psi y una presión de salida ajustable de 0 a 1500 psi. La entrada y la salida de la válvula reductora de presión cuentan con manómetros (PI-21) y un manómetro (PI-22) para medir la presión. El controlador de flujo másico (FT/FV-21) tiene un rango de control de 0 a 500 ml/min y una precisión de control de ±1 %.

El nitrógeno también se puede suministrar al tanque de producto (V-52) y al tanque de materia prima (V-31) para su uso a través de una válvula de bola de dos vías (HV-26), presión reducida por una válvula reductora de presión (PCV-22), y una válvula de bola de dos vías (HV-27) y una válvula de bola de tres vías (HV-31). La válvula reductora de presión (PCV-22) tiene una presión de entrada de 0 a 3500 psi y una presión de salida ajustable de 0 a 250 psi. La válvula reductora de presión cuenta con manómetros de presión de entrada y salida (PI-23) y manómetros de presión (PI-24) para medir la presión.

2. Sistema de alimentación de líquidos

Tras pesarse con la balanza electrónica (WT-31), el material líquido se filtra en el depósito de materia prima (V-31) mediante la válvula de bola de tres vías (HV-32) y el filtro de líquido (F-31). A continuación, se inyecta en el sistema de reacción mediante la bomba de precisión (p-31) con un caudal determinado, a través de la válvula de bola de tres vías (HV-33) y la válvula de retención (CK-31). La balanza electrónica (WT-31) tiene un rango de 30 kg y una precisión de 1 g. El depósito de materia prima (V-31) tiene un volumen de 3 L y una resistencia a la presión de 2,5 MPa.

La bomba dosificadora de precisión está equipada con protección contra sobrepresión y una válvula de seguridad (PSV-31) de doble protección contra sobrepresión, para evitar daños por sobrepresión anormal en la salida de la bomba. El rango de control de caudal de la bomba dosificadora de precisión es de 0,001 a 12 ml/min y la presión máxima es de 6000 psi.

3. Sistema de reacción

Después de dosificar la fase gaseosa y la fase líquida en el reactor (R-101) para la reacción catalítica, el reactor (FRN-101) calienta la temperatura de reacción para garantizar la temperatura adecuada.

Se instala un transmisor de presión (PI-101) en la entrada del reactor (R-101) para medir la presión de entrada del reactor, y una válvula de seguridad (PSV101) para evitar que la presión del reactor supere el valor normal. La unidad está equipada con tres tipos de reactores para diferentes volúmenes de llenado de catalizador. Los diámetros internos son de 9 mm, 12 mm y 16 mm, con una longitud efectiva de 1000 mm para llenados de catalizador de 30 ml, 50 ml y 100 ml, respectivamente. Temperatura de trabajo del reactor: temperatura ambiente - 500 °C, presión de trabajo: 10 MPa, rango del transmisor de presión: 16 MPa, precisión de medición: 0,01 MPa.

El reactor (FRN-101) es un horno de calentamiento abierto con cinco secciones de control de temperatura: (TIC101), (TIC102), (TIC103), (TIC104) y (TIC105). El rango de control de temperatura abarca desde la temperatura ambiente hasta los 500 °C. En el interior del reactor se encuentra una sonda de medición de temperatura (TI106). El controlador de temperatura programa el aumento de temperatura con función de alarma de límite superior y salida de relé de estado sólido. El termopar es de tipo K.

La salida del reactor está diseñada con un puerto de muestreo, que toma muestras a través de la válvula (HV-101), válvula (102), para garantizar el muestreo y análisis en tiempo real del proceso de reacción.

4. Sistema de separación por condensación

Tras la reacción en el reactor, los productos se enfrían mediante el condensador (HE-41) y se introducen en el separador gas-líquido (V-51) para su separación. El producto separado en el separador gas-líquido (V-51) se divide en dos fases: gaseosa y líquida.

Según las necesidades de la reacción, la entrada de agua del condensador (HE-41) se puede ajustar para controlar la temperatura final del producto condensado.

5. Sistema de control y recuperación del nivel de líquido

El nivel de líquido en el separador gas-líquido (V-51) se mide con el medidor de nivel de líquido (LT-51) y se ajusta con la válvula de ajuste de nivel de líquido (LV-51). La fase líquida que fluye a través del filtro (F-51) y la válvula de control de nivel (LV-51) ingresa al tanque de producto (V-52) y se pesa con la balanza electrónica (WT-51). La válvula de bola de dos vías (HV-55) y la válvula de aguja (HV-56) son válvulas de derivación para la válvula de control de nivel (LV-51).

La balanza electrónica (WT-51) tiene un rango de 30 kg y una precisión de 1 g.

6. Sistema automático de descarga y medición de gases de escape.

El gas no condensable, separado por el separador gas-líquido (V-51), se filtra mediante el filtro de gas (F-61) y se ajusta mediante la válvula reguladora de presión digital (PCV-61) para garantizar la estabilidad de la presión del sistema. El caudal de salida se mide con el caudalímetro de gas húmedo (WTM-61) y se descarga para su eliminación. La válvula de muestreo (HV-65) permite el muestreo en tiempo real. La válvula de bola bidireccional (HV-63) y la válvula de aguja (HV-64) son válvulas de derivación para la válvula de control de presión digital (PCV-61).

La válvula de control de presión digital (PCV-61) regula el rango de control de presión: 0-2500 psi.

El medidor de flujo de gas (WTM-61) tiene un rango de medición de flujo de 0 a 0,2 m³/h.