Reator de Hidrogenação de Leito Fixo

Instruções de operação do processo do dispositivo e descrição das peças

O dispositivo processa óleo em seis sistemas: sistema de alimentação de gás, sistema de alimentação de líquido, sistema de reação, sistema de condensação e separação, sistema de controle e recuperação do nível de líquido e sistema automático de descarga e medição de gases residuais.

1. Sistema de alimentação de gás

Os dois gases são hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2), e o método de alimentação é o seguinte:

O hidrogênio (H2) entra no sistema através de uma válvula de esfera de duas vias (HV-11), é filtrado por um filtro (F-11), o gás filtrado é reduzido à pressão desejada por uma válvula redutora de pressão (PCV-11), controlado e dosado por um controlador de fluxo de massa (FT/FV-11) e entra no sistema de reação após passar por uma válvula de retenção (CK-11). A válvula de esfera de duas vias (HV-14) e a válvula de agulha (HV-15) são válvulas de bypass do controlador de fluxo de massa (FT/FV-11). A válvula redutora de pressão (PCV-11) possui pressão de entrada ajustável de 0 a 6000 psi e pressão de saída ajustável de 0 a 1500 psi. A entrada e a saída da válvula redutora de pressão possuem manômetro (PI-11) e o manômetro (PI-12) mede a pressão. O controlador de fluxo de massa (FT/FV-11) possui faixa de controle de 0 a 500 ml/min e precisão de controle de ± 1%.

O nitrogênio (N2) entra no sistema pela válvula de esfera de duas vias (HV-21), é filtrado pelo filtro (F-21), o gás filtrado é reduzido à pressão desejada pela válvula redutora de pressão (PCV-21), controlado e dosado pelo controlador de fluxo de massa (FT/FV-21) e entra no sistema de reação após passar pela válvula de retenção (CK-21). A válvula de esfera de duas vias (HV-24) e a válvula de agulha (HV-25) são válvulas de bypass para o controlador de fluxo de massa (FT/FV-21). A válvula redutora de pressão (PCV-21) possui pressão de entrada ajustável de 0 a 6000 psi e pressão de saída ajustável de 0 a 1500 psi. A entrada e a saída da válvula redutora de pressão possuem manômetro (PI-21) e o manômetro (PI-22) mede a pressão. O controlador de fluxo de massa (FT/FV-21) possui faixa de controle de 0 a 500 ml/min e precisão de controle de ±1%.

O nitrogênio também pode ser fornecido ao tanque de produto (V-52) e ao tanque de matéria-prima (V-31) para uso através de uma válvula de esfera de duas vias (HV-26), com pressão reduzida por uma válvula redutora de pressão (PCV-22), e uma válvula de esfera de duas vias (HV-27) e uma válvula de esfera de três vias (HV-31). A válvula redutora de pressão (PCV-22) possui pressão de entrada ajustável de 0 a 3500 psi e pressão de saída ajustável de 0 a 250 psi. A válvula redutora de pressão possui manômetros de pressão de entrada e saída (PI-23) e um manômetro de pressão (PI-24) para medir a pressão.

2. Sistema de alimentação de líquidos

Após ser pesado na balança eletrônica (WT-31), o material líquido é filtrado no tanque de matéria-prima (V-31) através da válvula de esfera de três vias (HV-32) e do filtro de líquido (F-31), sendo então injetado no sistema de reação pela bomba de precisão (p-31) com uma vazão controlada, passando pela válvula de esfera de três vias (HV-33) e pela válvula de retenção (CK-31). A balança eletrônica (WT-31) possui uma faixa de pesagem de 30 kg e uma precisão de 1 g. O tanque de matéria-prima (V-31) tem um volume de 3 L e uma resistência à pressão de 2,5 MPa.

A bomba dosadora de precisão está equipada com proteção contra sobrepressão e uma válvula de segurança (PSV-31) com dupla proteção contra pressão, a fim de evitar danos à bomba devido à sobrepressão anormal na saída. A faixa de controle de vazão da bomba dosadora de precisão é de 0,001 a 12 ml/min, com pressão de até 6000 psi.

3. Sistema de reação

Após a dosagem das fases gasosa e líquida no reator (R-101) para reação catalítica, a temperatura de reação é mantida pelo reator (FRN-101) para garantir a temperatura ideal da reação.

Um transmissor de pressão (PI-101) está instalado na entrada do reator (R-101) para medir a pressão de entrada do reator, e uma válvula de segurança (PSV101) está instalada para evitar que a pressão do reator exceda o valor normal. A unidade está equipada com três tipos de reatores para diferentes volumes de enchimento de catalisador. Os diâmetros internos são de 9 mm, 12 mm e 16 mm, com um comprimento efetivo de 1000 mm para enchimento de 30 ml, 50 ml e 100 ml de catalisador, respectivamente. Temperatura de operação do reator: temperatura ambiente - 500 °C, pressão de operação: 10 MPa, faixa de medição do transmissor de pressão: 16 MPa, precisão de medição: 0,01 MPa.

O reator (FRN-101) é um forno de aquecimento do tipo aberto com cinco seções de controle de temperatura, denominadas (TIC101), (TIC102), (TIC103), (TIC104) e (TIC105), e a faixa de controle de temperatura é de temperatura ambiente a 500 °C. Há uma sonda de medição de temperatura (TI106) dentro do reator. O controlador de temperatura é programável para elevação de temperatura com função de alarme de limite superior e saída de relé de estado sólido. O termopar é do tipo K.

A saída do reator foi projetada com uma porta de amostragem, amostragem através da válvula (HV-101), válvula (102), para garantir amostragem e análise em tempo real do processo de reação.

4. Sistema de separação por condensação

Após a reação no reator, os produtos passam pelo condensador (HE-41) para resfriamento e seguem para o separador gás-líquido (V-51), onde ocorre a separação gás-líquido. O produto separado no separador gás-líquido (V-51) é dividido em duas fases: gasosa e líquida.

De acordo com as necessidades da reação, a entrada de água do condensador (HE-41) pode ser ajustada para controlar a temperatura final do produto condensado.

5. Sistema de controle e recuperação do nível de líquido

O nível do líquido no separador gás-líquido (V-51) é medido pelo medidor de nível de líquido (LT-51) e ajustado pela válvula de ajuste de nível de líquido (LV-51). A fase líquida que flui através do filtro (F-51) e da válvula de controle de nível (LV-51) entra no tanque de produto (V-52) e é pesada pela balança eletrônica (WT-51). A válvula de esfera de duas vias (HV-55) e a válvula de agulha (HV-56) são válvulas de bypass para a válvula de controle de nível (LV-51).

A balança eletrônica (WT-51) tem uma capacidade de 30 kg e uma precisão de 1 g.

6. Sistema automático de descarga e medição de gases de escape

O gás não condensável separado pelo separador gás-líquido (V-51) é filtrado pelo filtro de gás (F-61) e, em seguida, ajustado pela válvula reguladora de pressão digital (PCV-61) para garantir a estabilidade da pressão do sistema. O fluxo de saída é medido pelo medidor de vazão de gás úmido (WTM-61) e, posteriormente, descartado. A válvula de amostragem (HV-65) permite a amostragem em tempo real. A válvula de esfera de duas vias (HV-63) e a válvula de agulha (HV-64) são válvulas de bypass para a válvula de controle de pressão digital (PCV-61).

A válvula digital de controle de pressão (PCV-61) regula a faixa de controle de pressão: 0-2500 psi.

O medidor de vazão de gás (WTM-61) possui uma faixa de medição de vazão de 0 a 0,2 m³/h.